CN111648297A - 河道就地固化施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种河道就地固化施工方法，包括以下步骤：1）对河道进出水口进行封堵；2）利用挖掘机按设计在河道底面的开挖区进行淤泥开挖；3）开挖区挖除后利用回填土进行分层回填压实；4）在回填土中部预留一道临时沟渠；5）分时间段开放河道进出水口，临时沟渠进行小流量临时排水；6）利用打桩机向河道内打入多根螺旋桩，同时利用输浆管向螺旋桩内输入固化浆液；7）沿河道方向移动5±1米后重复步骤1）‑步骤6）；8）在已完成就地固化作业的临时沟渠两侧区域中堆砌石堆；9）在河道两侧已完成固化的淤泥上方种植水生植物；10）开放所有河道进出水口，完成河道淤泥就地固化施工作业。采用上述施工方法，可有效提高淤泥就地固化后的耐久性。

Description

河道就地固化施工方法
技术领域
本发明涉及河道疏浚施工领域，具体的是一种河道就地固化施工方法。
背景技术
城市排水河道淤泥已日益影响到城市防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项工作的开展，为了进行清淤疏浚，我国每年都开展大规模的排水河道疏浚淤泥工程，从而产生数亿万方的疏浚淤泥。
由于疏浚淤泥高含水量、高粘、排水性差、强度低、孔隙比大等特点导致它在工程中难以固结，受天气等外界影响比较大，长期处于沼泽状态，无法作为其他领域资源进行使用，因此现有的处理方式中一般采用就地固化，实现对河道淤泥的固化处理，解决河道环境污染的问题。
但由于城市排水系统每天排水量较大，无法长时间、大流量的进行河道截流，现有的就地固化施工若直接在未截流的河道中进行，一方面无法根据河道底部淤泥实际情况进行固化剂的剂量确定，同时在河道水下作业后的淤泥就地固化耐久性也得不到保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种河道就地固化施工方法，通过控制排水流量的方式，在不进行排水河道截流的前提下进行河道淤泥就地固化作业，能够不影响城市排水的正常运作，同时有效提高淤泥就地固化后的耐久性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种河道就地固化施工方法，其特征是包括以下步骤：
1)对河道进出水口进行封堵，保证河道内无积水；
2)利用挖掘机按设计在河道底面的开挖区进行淤泥开挖；
3)开挖区挖除后利用回填土进行分层回填压实；
4)在回填土中部预留一道临时沟渠；
5)分时间段开放河道进出水口，临时沟渠进行小流量临时排水；
6)利用打桩机向河道内打入多根螺旋桩，打入螺旋桩的同时，利用输浆管向螺旋桩内输入固化浆液；
7)沿河道方向移动5±1米后重复步骤1)-步骤6)；
8)在已完成就地固化作业的临时沟渠两侧区域中堆砌石堆；
9)完成整条河道的就地固化作业后，在河道两侧已完成固化的淤泥上方种植水生植物；
10)开放所有河道进出水口，完成河道淤泥就地固化施工作业。
优选的方案中，所述的固化浆液中包括胶结料、水泥和固化剂；
所述的胶结料成分包括石灰和粉煤灰，其中石灰10份、粉煤灰40份；
所述的胶结料与土的质量分数比例控制在30％-40％；
所述的固化浆液中的水泥5-10份、固化剂0.7-1.0份。
优选的方案中，所述的固化浆液中各组分质量份数优选为石灰10份、粉煤灰40份，固化浆液中添加的固化剂0.7份、水泥10份；
所述的石灰与粉煤灰所组成的胶结料与土的比例为30％。
优选的方案中，所述的步骤3)中，利用浆剂供料设备、粉剂供料设备通过输浆管向螺旋桩内输入固化浆液，完成固定量的固化浆液输入后，利用空压机向输浆管内输入高压空气。
优选的方案中，所述的螺旋桩为空心管桩，螺旋桩的下端封闭，上端开口，螺旋桩的下端设有实心圆锥底，螺旋桩的管壁上设有供固化浆液穿过的通孔。
优选的方案中，所述的步骤6)中，位于同一施工断面上相邻的两根螺旋桩之间间距控制在2±0.5米。
本发明所提供的一种河道就地固化施工方法，通过采用上述施工方法,具有以下
有益效果：
(1)通过在进行就地固化施工作业前挖设临时沟渠，配合排水口的分时间段开启，可在不影响城市排水正常运作的情况下进行河道就地固化施工作业；
(2)截流后的河道淤泥取样后可针对性的对固化浆液配比进行实验确定，保障最优的添加量，从而提高河道淤泥就地固化后的耐久性；
(3)先开挖一定深度后以优质土进行回填，同时辅以螺旋桩加固回填土与底层淤泥之间的连接性，进一步提升河道淤泥就地固化后的耐久性；
(4)在进行螺旋桩打桩的同时进行固化浆液的加入，将两个施工步骤进行合并，节约了施工成本并提升了施工效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的河道开挖前的示意图。
图2为本发明的河道回填并打桩后的示意图。
图3为本发明的临时沟渠完工后的示意图。
图4为本发明的河道完工后的示意图。
图5为本发明的螺旋桩剖面结构示意图。
图中：河道1，临时沟渠2，开挖区3，挖掘机4，回填土5，打桩机6，螺旋桩7，实心圆锥底701，通孔702，搅拌头8，石堆9。
具体实施方式
实施例1：
如图1-4中，一种河道就地固化施工方法，包括以下步骤：
1)对河道1进出水口进行封堵，保证河道1内无积水；
2)利用挖掘机4按设计在河道1底面的开挖区3进行淤泥开挖；
3)开挖区3挖除后利用回填土5进行分层回填压实；
4)在回填土5中部预留一道临时沟渠2；
5)分时间段开放河道进出水口，临时沟渠2进行小流量临时排水；
6)利用打桩机6向河道1内打入多根螺旋桩7，打入螺旋桩7的同时，利用输浆管向螺旋桩7内输入固化浆液；
7)沿河道1方向移动5±1米后重复步骤1)-步骤6)；
8)在已完成就地固化作业的临时沟渠2两侧区域中堆砌石堆9；
9)完成整条河道1的就地固化作业后，在河道1两侧已完成固化的淤泥上方种植水生植物；
10)开放所有河道进出水口，完成河道淤泥就地固化施工作业。
实施例2：
在实施例1的基础上：
所述的固化浆液中包括胶结料、水泥和固化剂；
所述的胶结料成分包括石灰和粉煤灰，其中石灰10份、粉煤灰40份；
所述的胶结料与土的质量分数比例控制在30％-40％；
所述的固化浆液中的水泥5-10份、固化剂0.7-1.0份。
实施例3：
在实施例2的基础上：所述的固化浆液中各组分质量份数优选为石灰10份、粉煤灰40份，固化浆液中添加的固化剂0.7份、水泥10份用以提高土体强度及耐水性；
所述的石灰与粉煤灰所组成的胶结料与土的比例为30％。
实施例4：
实施例3中的固化浆液配比确定按照以下步骤进行：
1)完成步骤2)的河道1底部开挖作业后，取深层淤泥作为样本进行实验，以排出上层淤泥中夹带垃圾或箱涵残留的混凝土渣而影响最终配比结果；
2)以不同的配比进行试件制作，各组配比如下表所示：
试件配比
编号 胶结料量(％) 水泥 石灰 粉煤灰 土 固化剂
#1 30 10 10 40 140 0.7
#2 30 10 10 40 140 1.0
#3 30 10 10 40 140 -
#4 40 5 10 40 82 0.7
#5 40 5 10 40 82 1.0
#6 40 5 10 40 82 -
#7 35 7 10 40 106 0.7
#8 35 7 10 40 106 1.0
#9 35 7 10 40 106 -
按照上表所示配比进行试件制作后对试件强度进行检测，检测结果如下表：
改性试块强度
Figure BDA0002488427300000041
选择#1、#5配比进行制作两组试块，然后养护28d，其中一组自然放置，另一组浸入水槽，经过30d的浸泡进行表面观察及强度检验结果见下表。
编号 R<sub>1</sub>未浸水强度(Mpa) R<sub>2</sub>浸泡30d后强度(Mpa) R<sub>2</sub>/R<sub>1</sub>(％) 表面状况
#1 1.16 0.84 72.4 无变化
#5 1.15 0.82 71.0 无变化
结论：试块硬化后其耐水浸泡性较好。
3)进行抗冲性试验：
经过水浸泡30d的#1、#5试块，用流速为4～5m/s，流量为10L/min,压力为0.2～0.3Mpa的流动水连续冲刷15d。
结论：试块表面未见异常。
4)进行有害物溶出试验：
原理为：检测固化后试块经浸水后，水中各项物理、化学、物化指标的变化情况，以判断经固化后的河床是否具有化学稳定性，能否将原淤泥中的污染物固结在固化层内，减少或减缓对水体的污染。
参照国家标准GB3838-88地面水环境质量标准的浊度、色、嗅等指标进行固化试件浸水溶出目标分析：
浸泡对象：#1、#5试块，在试块表层涂抹砂浆作为保护层。
浸泡液：去离子水溶液。
将#1、#5试块浸泡在PH＝7的水溶液中，30d后测溶液中各项指标含量。
结论：河道淤泥溶出物多，且量大。
针对上述结论，固化浆液最终选定采用以下配比：
各种材料的用量比及强度
Figure BDA0002488427300000051
实施例5：
在实施例1的基础上，所述的步骤3)中，利用浆剂供料设备、粉剂供料设备通过输浆管向螺旋桩7内输入固化浆液，完成固定量的固化浆液输入后，利用空压机向输浆管内输入高压空气。
实施例6：
在实施例5的基础上，所述的螺旋桩7为空心管桩，螺旋桩7的下端封闭，上端开口，螺旋桩7的下端设有实心圆锥底701，螺旋桩7的管壁上设有供固化浆液穿过的通孔702。
实施例7：
在实施例1的基础上，所述的步骤6)中，位于同一施工断面上相邻的两根螺旋桩7之间间距控制在2±0.5米。
通过采用上述施工方法，有效解决了现有就地固化施工与排水相互制约干扰的问题，提高了淤泥就地固化耐久性。

Claims (6)

1.一种河道就地固化施工方法，其特征是包括以下步骤：
1）对河道（1）进出水口进行封堵，保证河道（1）内无积水；
2）利用挖掘机（4）按设计在河道（1）底面的开挖区（3）进行淤泥开挖；
3）开挖区（3）挖除后利用回填土（5）进行分层回填压实；
4）在回填土（5）中部预留一道临时沟渠（2）；
5）分时间段开放河道进出水口，临时沟渠（2）进行小流量临时排水；
6）利用打桩机（6）向河道（1）内打入多根螺旋桩（7），打入螺旋桩（7）的同时，利用输浆管向螺旋桩（7）内输入固化浆液；
7）沿河道（1）方向移动5±1米后重复步骤1）-步骤6）；
8）在已完成就地固化作业的临时沟渠（2）两侧区域中堆砌石堆（9）；
9）完成整条河道（1）的就地固化作业后，在河道（1）两侧已完成固化的淤泥上方种植水生植物；
10）开放所有河道进出水口，完成河道淤泥就地固化施工作业。
2.根据权利要求1所述的一种河道就地固化施工方法，其特征在于：所述的固化浆液中包括胶结料、水泥和固化剂；
所述的胶结料成分包括石灰和粉煤灰，其中石灰10份、粉煤灰40份；
所述的胶结料与土的质量分数比例控制在30%-40%；
所述的固化浆液中的水泥5-10份、固化剂0.7-1.0份。
3.根据权利要求1所述的一种河道就地固化施工方法，其特征在于：所述的固化浆液中各组分质量份数优选为石灰10份、粉煤灰40份，固化浆液中添加的固化剂0.7份、水泥10份；
所述的石灰与粉煤灰所组成的胶结料与土的比例为30%。
4.根据权利要求1所述的一种河道就地固化施工方法，其特征在于：所述的步骤3）中，利用浆剂供料设备、粉剂供料设备通过输浆管向螺旋桩（7）内输入固化浆液，完成固定量的固化浆液输入后，利用空压机向输浆管内输入高压空气。
5.根据权利要求4所述的一种河道就地固化施工方法，其特征在于：所述的螺旋桩（7）为空心管桩，螺旋桩（7）的下端封闭，上端开口，螺旋桩（7）的下端设有实心圆锥底（701），螺旋桩（7）的管壁上设有供固化浆液穿过的通孔（702）。
6.根据权利要求1所述的一种河道就地固化施工方法，其特征在于：所述的步骤6）中，位于同一施工断面上相邻的两根螺旋桩（7）之间间距控制在2±0.5米。
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CN113529691B (zh) * 2021-07-06 2022-05-10 江苏科技大学 一种就地固化河道淤泥装置及施工方法

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