CN114960608B - 一种交替式双向真空预压固结方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交替式双向真空预压固结方法，包括在软土中设置排水板，排水板的两端分别与第一真空泵和第二真空泵连接，所述第一真空泵和第二真空交替启动进行抽排，所述第一真空泵和第二真空泵切换启动期间停止抽排一定时间。由于真空度沿排水板长度方向递减，使得排水板表面排水速度不一致，真空度越大的位置也更容易发生淤堵，排水板两端分别与真空泵连接并进行交替抽排，使得排水板表面真空度大小交替出现，可以减缓排水板淤堵。此外真空度大的位置脱排水速度更快，含水率更低，交替出现的不同大小的真空有利于提高排水的效率，同时切换启动期间停止抽排一定时间，可以使得淤泥池远处的水分从含水率高的地方向排水板表面含水率低的淤泥渗透，从而使得排水板表面的淤泥含水率提高，进一步提高了排水的效率。

Description

一种交替式双向真空预压固结方法

技术领域

本发明涉及一种交替式双向真空预压固结方法。

背景技术

一般淤泥包括疏浚淤泥、吹填淤泥以及工程废泥浆，这类淤泥含水率高(100％-190％)、压缩性大、强度低，且土体呈流动、悬浮状态，真空预压固结处理是一种广泛使用的软土处理技术。

不足的是，排水板在真空预压固结过程中，渗滤膜几乎都会发生淤堵，排水板的淤堵会影响淤泥处理的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以减缓或延迟排水板淤堵的真空预压固结处理软土的方法。

为此，本发明的一种交替式双向真空预压固结方法，包括在软土中设置排水板，排水板的两端分别与第一真空泵和第二真空泵连接，所述第一真空泵和第二真空交替启动进行抽排，所述第一真空泵和第二真空泵切换启动期间停止抽排一定时间。

进一步的，所述排水板的滤膜外侧套接与排水板配合的移动环，所述移动环用于在排水板表面移动破坏淤泥致密层的形成。

进一步的，所述排水板包括滤膜和支撑架，所述支撑架的外表面设有弹性层。

进一步的，所述排水板的两端设有用于限制移动环脱出的限位端。

进一步的，所述移动环与排水板表面接触的一侧具有弧形表面。

所述排水板外侧设有导向柱，所述移动环与驱动装置连接，所述移动环可在驱动装置驱动下沿导向柱移动。

所述排水板包括滤膜、支撑架和多个挡板，所述挡板与浮块连接，所述支撑架沿排水板的长度方向设有多个与挡板配合的滑槽，所述滑槽的长度大于挡板的长度，所述挡板可在真空抽排的作用下沿滑槽移动。

进一步的，所述挡板的外表面凸出于支撑架的外表面。

进一步的，所述排水板竖向设置。

本发明的一种交替式双向真空预压固结方法，包括以下步骤：

(1)开挖淤泥池，向淤泥池中吹填淤泥至一定高度，安装竖向排水板，并将竖向排水板两端分别与排水管连接，排水管分别与第一真空泵和第二真空泵连接，继续吹填淤泥至预定高度，在淤泥池表面铺设密封膜；

(2)启动第一真空泵，进行真空抽排，持续一定时间；

(3)关闭第一真空泵，持续一定时间后启动第二真空泵；

(4)第二真空泵真空抽排一定时间后，关闭第二真空泵并持续一定时间；

(5)重复步骤(2)到(4)的过程。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的排水板两端分别与第一真空泵和第二真空泵连接，两个真空泵从排水板的两端交替进行真空抽排，使得排水板内的真空度大小交替出现，减缓了排水板的淤堵。真空抽排过程中从排水板表面到远离排水板的淤泥，含水率成梯度分布，两个真空泵交替的期间停止一段时间的抽排，使得水分自然从含水率高的淤泥渗透到排水板表面，提高排水板的排水效率。

(2)在本发明的具体实施例中，排水板包括滤膜和支撑架，支撑架的外表面设有弹性层，排水板的滤膜外侧套接与排水板配合的移动环，当排水板两端的其中一个真空泵开始抽排时，排水板内部的真空度沿长度方向分布，弹性层在真空抽排作用下收缩，由于真空度成梯度分布，弹性层的收缩距离也沿排水板长度方向呈梯度分布，即距离启动的真空泵距离越短的弹性层收缩幅度越大，这就使得排水板外表面的尺寸沿排水板长度方向呈梯度变化，在真空抽排过程中，排水板会发生震动，使得移动环从排水板尺寸较大的一端缓慢移动向真空泵启动的一端，移动环在移动过程中会扰乱、分散聚集在排水板表面的致密层，从而减缓排水板的淤堵，当真空泵交替后，排水板表面尺寸较大的一端会倒置，从而使得移动环反向移动，循环反复，使得移动环在震动过程破坏排水板表面淤堵层的形成。

(3)在本发明的其他一些具体实施例中，排水板包括滤膜、支撑架和多个挡板，挡板与浮块连接，支撑架沿排水板的长度方向设有多个与挡板配合的滑槽，滑槽的长度大于挡板的长度，挡板可在真空抽排的作用下沿滑槽移动。在真空抽排的作用下，浮块和挡板会滑向靠近真空泵一端，滤膜紧贴在挡板的表面，由于挡板的阻挡作用，挡板表面的滤膜的渗透作用会降低，而未被挡板阻挡的滤膜则正常的进行过滤渗透，致密层会逐渐在未被阻挡的滤膜表面形成，当真空泵交替时，浮块受到反方向的抽吸作用，带动挡板沿滑槽反方向移动至滑槽的另一端，此时，原被挡板阻挡的部分被解除阻挡，而原未被遮挡的滤膜部分则被挡板所阻挡，使得新窗口具有叫较高的过滤效率，而原本逐渐形成的致密层由于失去抽排作用停止继续形成，并在新窗口的拉扯作用下分散解体与其他含水率高流动性大的淤泥进行混合，循环上述过程，使得排水板表面的致密层的形成受到干扰和破坏，减缓排水板表面的淤堵，从而提高最终的处理效果。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为移动环和竖向排水板的示意图；

图3为移动环的剖视图；

图4为竖向排水板的横向剖视图；

图5为导向柱和移动环的示意图；

图6为沿排水板长度方向挡板、浮块和滑槽的示意图；

图7为挡板、滤膜和支撑架的剖视示意图。

附图标记说明：1、排水板；2、第一真空泵；3、第二真空泵；4、排水管；5、密封膜；6、滤膜；7、移动环；8、支撑架；9、弹性层；10、限位端；11、弧形表面；12、导向柱；13、挡板；14、浮块；15、滑槽；16、气压装置；17、隔板。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1所示，本发明的一种交替式双向真空预压固结方法，包括在软土中设置排水板1，排水板1的两端通过排水管4分别与第一真空泵2和第二真空泵3连接，第一真空泵2和第二真空泵3交替启动进行抽排，第一真空泵2和第二真空泵3切换启动期间停止抽排一定时间。排水板1通常竖向布置，其具体步骤如下：(1)开挖淤泥池，向淤泥池中吹填淤泥至距离池底40cm，安装竖向排水板1，并将竖向排水板1两端分别与排水管4连接，排水管4分别与第一真空泵2和第二真空泵3连接，继续吹填淤泥至填满淤泥池，在淤泥池表面铺设密封膜5；(2)启动第一真空泵2，进行真空抽排，持续一定时间，如数小时至数日；(3)关闭第一真空泵2，持续一定时间后启动第二真空泵3，持续时间比如数十分钟至数小时；(4)第二真空泵3真空抽排一定时间后，关闭第二真空泵3并持续一定时间；(5)重复步骤(2)到(4)的过程。真空抽排过程中，从远离排水板的淤泥到排水板表面的淤泥其真空度逐渐提高，淤泥含水率则逐渐下降，另一方面，从距离连接启动的真空泵一端的排水板1从远到近，其真空度和淤泥含水率的分布情况也成梯度分布。在切换期间停止真空泵的作用，可以使得含水率高的淤泥中的水分自然向含水率低的位置渗流，切换真空泵可以使得沿排水板1长度方向的真空度反向分布，从而延缓排水板1的淤堵和提高软土处理的效率。

在上述实施例中，发明人发现，阻止排水板1表面的致密淤堵层的形成，是一种较为有效的减缓淤堵发生的方法，但淤泥池表面的密封膜阻碍了通过外部设备定期对排水板1表面的淤堵层进行破坏。参照图2、图3所示，排水板1的滤膜6外侧套接与排水板1配合的移动环7，移动环7用于在排水板1表面移动破坏淤泥致密层的形成。在实施例1中，参照图2、图3、图4所示，排水板1包括滤膜6和支撑架8，支撑架8的外表面设有弹性层9，当排水板1两端的其中一个真空泵开始抽排时，排水板1内部的真空度沿排水板1长度方向分布，弹性层9在真空抽排作用下收缩，由于真空度沿排水板1长度成梯度分布，弹性层9的收缩距离也沿排水板1长度方向呈梯度分布，即距离启动的真空泵距离越短的弹性层9收缩幅度越大，这就使得排水板1外表面的尺寸沿排水板1长度方向呈梯度变化，在真空抽排过程中，排水板1会发生震动，使得与排水板1配合的移动环7在震动作用下从排水板1尺寸较大的一端缓慢移动向真空泵启动的一端，移动环7在移动过程中会扰乱、分散聚集在排水板1表面的致密层，从而减缓排水板1的淤堵，当真空泵交替后，排水板1表面尺寸较大的一端会倒置，从而使得移动环7反向移动，循环反复，使得移动环7在震动过程破坏排水板1表面淤堵层的形成。实施例1避免了外部设备穿过淤泥池表面的密封膜5造成的阻碍和干扰。

在上述实施例中，参照图2所示，排水板1的两端设有用于限制移动环7脱出的限位端10，防止移动环7在移动过程中从排水板1两端脱出。

在上述实施例中，参照图3所示，移动环7与排水板1表面接触的一侧具有弧形表面11，该表面使得移动环7在震动作用下，更易于向尺寸更小的排水板1任一端移动。

在上述实施例中，参照图5所示，实施例2与实施例1基本相同，区别仅在于还包括设在排水板1外侧的导向柱12，移动环7与驱动装置连接，移动环7可在驱动装置驱动下沿导向柱12移动。在本实施例中，驱动装置可以气压装置16，气压装置16设在淤泥池外部，导向柱12可以设有多根并环绕排水板1设置，导向柱12还可以防止排水板1在真空抽排压力过大下弯曲。

在上述实施例中，参照图6和图7所示，排水板1包括滤膜6、支撑架8和多个挡板13，挡板13与浮块14连接，支撑架8沿排水板1的长度方向设有多个与挡板13配合的滑槽15，挡板13可在真空抽排的作用下沿滑槽15移动。在本实施例中，滑槽15的长度通常为两倍挡板13的长度，多个滑槽15连续分布在支撑架8上，多个滑槽15之间设有隔板17阻挡，即每一个挡板13均对应一个滑槽15，挡板采用轻质材料如轻质塑料制成。在真空抽排的作用下，浮块14和挡板13会滑向滑槽15的一端，该端与排水板1与真空泵连接一端靠近，由于真空抽吸作用，滤膜6紧贴在挡板13的表面，同时由于挡板13的阻挡作用，挡板13表面的滤膜6的渗透作用会显著降低，而未被挡板13阻挡的滤膜6则正常的进行过滤，我们称正常过滤的滤膜6部分为窗口，致密层会逐渐在未被阻挡的滤膜6表面即窗口形成，当真空泵交替时，浮块14受到反方向的抽吸作用，带动挡板13沿滑槽15反方向移动至滑槽15的另一端，此时，原被挡板13阻挡的部分被解除阻挡成为新窗口，而原未被遮挡的滤膜6部分即原窗口则被挡板13所阻挡，这就使得切换真空泵后，新窗口具有较高的过滤效率，而在原窗口逐渐形成的致密层由于受到挡板13的阻挡其抽排作用远不及新窗口，使得还未固结的致密层在新窗口的抽排作用拉扯下分散、解体，并与其他含水率高、流动性大的淤泥进行混合，循环上述过程，使得排水板1表面的致密层的形成受到干扰和破坏，减缓排水板1表面的淤堵，从而提高最终的软土处理效果。

在上述实施例中，参照图7所示，挡板13的外表面凸出于支撑架8的外表面，使得挡板13更为有效地阻挡滤膜6表面的渗滤，从而使得滤膜6的阻挡部分和未阻挡部分具有更明显的渗滤差异，强化对淤堵层的破坏作用，挡板与滑槽高度间设有间隙，用于防止进入排水板1的淤泥细颗粒堵塞滑槽15。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：在软土中设置排水板，排水板的两端分别与第一真空泵和第二真空泵连接，所述第一真空泵和第二真空交替启动进行抽排，所述第一真空泵和第二真空泵切换启动期间停止抽排一定时间。

2.根据权利要求1所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述排水板的滤膜外侧套接与排水板配合的移动环，所述移动环用于在排水板表面移动破坏淤泥致密层的形成。

3.根据权利要求2所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述排水板包括滤膜和支撑架，所述支撑架的外表面设有弹性层。

4.根据权利要求3所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述排水板的两端设有用于限制移动环脱出的限位端。

5.根据权利要求3所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述移动环与排水板表面接触的一侧具有弧形表面。

6.根据权利要求2所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：还包括设在排水板外侧的导向柱，所述移动环与驱动装置连接，所述移动环可在驱动装置驱动下沿导向柱移动。

7.根据权利要求1所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述排水板包括滤膜、支撑架和多个挡板，所述挡板与浮块连接，所述支撑架沿排水板的长度方向设有多个与挡板配合的滑槽，所述滑槽的长度大于挡板的长度，所述挡板可在真空抽排的作用下沿滑槽移动。

8.根据权利要求7所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述挡板的外表面凸出于支撑架的外表面。

9.根据权利要求1到8任意一项所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：所述排水板竖向设置。

10.根据要求9所述的一种交替式双向真空预压固结方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)开挖淤泥池，向淤泥池中吹填淤泥至一定高度，安装竖向排水板，并将竖向排水板两端分别与排水管连接，排水管分别与第一真空泵和第二真空泵连接，继续吹填淤泥至预定高度，在淤泥池表面铺设密封膜；

(2)启动第一真空泵，进行真空抽排，持续一定时间；

(3)关闭第一真空泵，持续一定时间后启动第二真空泵；

(4)第二真空泵真空抽排一定时间后，关闭第二真空泵并持续一定时间；

(5)重复步骤(2)到(4)的过程。