专利名称：一种排水暗管外包滤料及其制备、使用方法
技术领域：
本发明属于暗管排水技术领域，具体涉及ー种排水暗管外包滤料及其制备、使用方法。
背景技术：
暗管排水技术是农田溃、涝害防治和盐碱地治理重要技术措施，在国内外被广泛使用。排水暗管外包滤料是包裹在暗管 周围的透水性能很强的材料，主要作用是维持暗管周围土壤稳定，防止土粒堵塞暗管，改善暗管周围水力性能，提高暗管排水效率和排水的持续有效性。近年来对于采用何种材料作为外包滤料一直是研究热点。目前，暗管排水通常采用各种级配的砂砾、碎石等材料作为外包滤料。尽管砂砾、碎石渗滤性能很好，但砂砾料在许多平原地区来源少，且成本太高，约占整个暗管排水工程费用的一半。为了降低暗管排水工程成本，必须寻求新的过滤材料。近年来，出现了用有机材料如稻草、稻壳、麦杆、锯沫、棕皮等作为暗管排水的外包滤料，尽管节省了成本，但有机滤料易腐败，使用年限短，且易造成排水孔堵塞，从而影响排水效果，仍然不够理想。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种成本低廉，渗滤性能好的排水暗管外包滤料及其制备、使用方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种用于粘粒重量百分比在30%及以上的土壤(即排水暗管周围的土壌)的排水暗管外包滤料，所述外包滤料是以粒径小于38_的增钙液态渣为原料制成。优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，渗透系数在O. 35cm/s以上。液态渣是煤粉在燃煤立式旋风炉内经1450_1550°C高温悬浮燃烧，其灰粉在高温下呈熔融液滴，排出时被高压水骤冷后形成的ー种粒状废渣。为了降低煤粉的熔点，提高灰渣的活性，可在煤粉中加入一定量的粉状石灰石，所排出的渣即为增钙液态渣。增钙液态渣是ー种可以大量利用的廉价エ业固体废弃物。本发明还提供ー种上述排水暗管外包滤料的制备方法。该方法以增钙液态渣为原料，将原料经筛分、均匀混合后制成粒径小于38_的所述滤料。优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，滲透系数在O. 35cm/s以上。优选的，所述方法以增钙液态渣为原料，将原料经孔径38mm筛筛分5_10分钟，筛下物均匀混合制成所述滤料。本发明还提供了所述排水暗管外包滤料的使用方法，即使用时，所述滤料在排水暗管周围与土壤之间的铺设厚度为5-lOcm。本发明还提供了一种用于粘粒重量百分比在30%以下(不含30%)的土壤的排水暗管外包滤料，所述外包滤料以增钙液态渣为原料，按重量百分比由0-5%粒径范围在0-0. 075mm、10-25%粒径范围在 O. 075-0. 25mm、60-90%粒径范围在 O. 25_19mm和 0-10%粒径范围在19-38mm的增钙液态渣制成。优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，渗透系数在O. 35cm/s以上。本发明还提供了ー种上述排水暗管外包滤料的制备方法。该方法以增钙液态渣为原料，将增1丐液态禮:依次经孔径38mm、19mm、0. 25mm和O. 075mm筛筛分，姆次筛分5-10分钟，按重量百分比分别由0-5%的O. 075mm筛的筛下物、10-25%的O. 075mm筛的筛上物、60-90%的O. 25mm筛的筛上物和0-10%的19mm筛的筛上物均匀掺混制成所述滤料。优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，滲透系数在O. 35cm/s以上。本发明还提供所述排水暗管外包滤料的使用方法。即使用时，所述滤料在排水暗管周围与土壤之间的铺设厚度为10-15cm。本发明还提供了上述增钙液态渣在排水暗管外包滤料中的应用。本发明具有的优点和积极效果是I、本发明将エ业固体废弃物增钙液态渣作为排水暗管外包滤料，变废为宝，节约 了砂石等自然资源，实现了废弃物资源的循环有效利用，有利于社会可持续发展，具有较高的社会效益和环境效益；2、增钙液态渣外包滤料能有效维持排水暗管周围土壤稳定，防止土粒堵塞滤料和暗管，改善暗管周围渗透系能，提高暗管排水排盐效果，降低暗管排水工程建设成本；与传统的砂石滤料比较，単位管长铺设成本降低20%以上。3、本发明针对不同的排水暗管周围土壤的粘粒含量，给出了不同粒径的外包滤料及铺设厚度，有效维持了暗管周围土壤稳定，防止土粒堵塞滤料和暗管，改善暗管周围渗透系能，提高暗管排水排盐效果。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进ー步说明，但不限定本发明的保护范围。实施例II、调查暗管排水工程建设场地暗管理深位置的土壌，分析其粒径组成，如以重量百分比计，砂粒含量23. 6%，粉粒含量39. 5%，粘粒含量36. 9%，质地为粘壤土 ；粘粒含量在30%以上，为稳定性土壌。2、利用渗透仪分析测试待用增钙液态渣渗透系数，为O. 46cm/s，符合要求。在相同的滲透系数下，与传统的砂石滤料相比，用增钙液态渣作为外包滤料，単位管长铺设成本节省了 20%以上。3、制备增钙液态渣外包滤料选择振动筛分机，筛孔直径38mm，根据筛分机技术指标，每次将200Kg左右的增钙液态渣原料置于分样筛上，筛分5分钟，筛下物均匀混合待用。4、根据设计要求挖排水管沟，槽底压实，坡降符合设计要求；在槽底部均匀满铺制备的增钙液态渣外包滤料，厚度IOcm ;在增钙液态渣外包滤料上铺设排水管，排水管坡降符合合计要求；在排水管两侧同时均匀满铺制备的增钙液态渣外包滤料，厚度16cm(滤料设计厚度IOcm与排水暗管管径6cm之和)。5、管沟土方回填在排水管两侧同时回填土方，回填土粒径小于5cm，回填土分层踏实。
实施例2I、调查暗管排水工程建设场地暗管理深位置的土壌，分析其粒径组成，如以重量百分比计，砂粒含量53. 2%，粉粒含量41. 3%，粘粒含量5. 5%，质地为砂质壤土 ；粘粒含量在30%以下，为非稳定性土壌。
2、利用渗透仪分析测试待用增钙液态渣渗透系数，在O. 43-0. 56cm/s之间，可以用作暗管排水外包滤料。3、制备增钙液态渣外包滤料(I)选择双层振动筛分机，上层筛孔径38mm，下层筛孔径19mm ;根据筛分机技术指标，姆次将200Kg左右的增韩液态洛原料置于38mm分样筛上,筛分5分钟；38mm分样筛筛上物弃去，19mm分样筛筛上物均匀混合收集起来待用，19mm分样筛筛下物收集起来继续分筛分。(2)选择上层筛孔径O. 25mm、下层筛孔径O. 075mm的双层振动筛分机；根据筛分机技术指标，姆次将200Kg左右19mm分样筛筛下物置于O. 25mm分样筛上，筛分8分钟；将
O.25mm分样筛的筛上物,O. 075mm分样筛的筛上物,O. 075mm分样筛的筛下物分别均勻混合
收集起来待用。(3)按重量百分比分取待用的5%的O. 075mm分样筛的筛下物，20%的O. 075mm分样筛的筛上物，70%的O. 25mm分样筛的筛上物，5%的19mm分样筛筛上物，均匀混合制备成暗管排水外包滤料待用。4、根据设计要求挖排水管沟，槽底压实，坡降符合设计要求；在槽底部均匀满铺制备的增钙液态渣外包滤料，厚度15cm ;在增钙液态渣外包滤料上铺设排水管，排水管坡降符合合计要求；在排水管两侧同时均匀满铺制备的增钙液态渣外包滤料，厚度21cm(滤料设计厚度15cm与排水暗管管径Gcm之和)。5、管沟土方回填在排水管两侧同时回填土方，回填土粒径小于3cm，回填土分层踏实。以上对本发明的较佳实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
权利要求
1.一种用于粘粒重量百分比在30%及以上的土壌的排水暗管外包滤料，其特征在于所述外包滤料是以粒径小于38_的增钙液态渣为原料制成；优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，渗透系数在O. 35cm/s以上。
2.ー种制备权利要求I所述的排水暗管外包滤料的方法，其特征在于以增钙液态渣为原料，将原料经筛分、均匀混合后制成粒径小于38_的所述滤料；优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，渗透系数在O. 35cm/s以上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在干以增钙液态渣为原料，将原料经孔径38_筛筛分5-10分钟，筛下物均匀混合制成所述滤料。
4.一种权利要求I所述的排水暗管外包滤料的使用方法，其特征在于所述滤料在排水暗管周围与土壤之间的铺设厚度为5-lOcm。
5.一种用于粘粒重量百分比在30%以下的土壌的排水暗管外包滤料，其特征在于所述外包滤料以增钙液态渣为原料，按重量百分比由0-5%粒径范围在0-0. 075mm、10-25%粒径范围在O. 075-0. 25mm、60-90%粒径范围在O. 25_19mm和0-10%粒径范围在19_38mm的增钙液态渣制成；优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，滲透系数在O. 35cm/s以上。
6.ー种制备权利要求5所述的排水暗管外包滤料的方法，其特征在干以增钙液态渣为原料，将增1丐液态禮:依次经孔径38mm、19mm、0. 25mm和O. 075mm筛筛分，姆次筛分5-10分钟，按重量百分比分别由0-5%的O. 075mm筛的筛下物、10-25%的O. 075mm筛的筛上物、.60-90%的O. 25mm筛的筛上物和0-10%的19mm筛的筛上物均匀掺混制成所述滤料；优选的，所述增钙液态渣是粒状エ业固体废弃物增钙液态渣，滲透系数在O. 35cm/s以上。
7.—种权利要求5所述的排水暗管外包滤料的使用方法，其特征在于所述滤料在排水暗管周围与土壤之间的铺设厚度为10-15cm。
8.增钙液态渣在排水暗管外包滤料中的应用，其特征在于其采用权利要求I或5中所述的增钙液态渣。
全文摘要
本发明提供一种排水暗管外包滤料及其制备、使用方法。本发明以增钙液态渣为原料，针对粘粒重量百分比在30％及以上、30％以下的土壤，分别制成不同粒径的外包滤料。本发明还提供了上述滤料的制备和使用方法。本发明充分利用工业固体废弃物增钙液态渣，变废为宝，而且能有效维持暗管周围土壤稳定，防止土粒堵塞滤料和暗管，改善暗管周围渗透系能，提高暗管排水排盐效果。
文档编号E02B11/00GK102641622SQ20121012378
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者张清, 张金龙, 王振宇 申请人:天津泰达园林建设有限公司