本发明涉及一种水利工程软体沉排护底护岸、护滩用砂土固化剂及其施工方法。
背景技术：
：长江深水航道治理工程所在区域表层基础为松散粉砂层，下卧土层为高压缩性、强度低的淤泥质土。表层粉砂层具有颗粒细、粒径均匀、松散的特征，极易因水流作用而掀扬和运移。整治建筑物的施工又必然引起周边流场的改变，通常会使沿堤流发育而加剧堤侧滩地冲刷，进而危及建筑物的稳定。采取有效控制建筑物周边河床冲刷的护底结构设计及施工成为工程能否成功建设的关键技术之一。通过对长江地区目前软体排护底现状的调研，采用柴排抛石护底已不现实，同时由于工程区域上部土层抗冲性较差，对护底结构的整体性和适应滩面冲刷变化要求较高，并且排体压载材料不宜太厚以免引起排体周围水流的变化。对长江口工程来说，要求排体压载材料在排体上均匀分布，厚度不宜太厚，整体性好，能适应滩地冲刷变形，而且从施工总体来看，也希望排体的压载材料能工厂化生产、储运方便、施工简便、能充分利用工程所在地附近的大片砂土资源。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是提供一种技术工艺简单、操作方便的水利工程软体沉排护底护岸、护滩用砂土固化剂及其施工方法。一种砂土固化剂，其包括的各组分及其质量百分比：水泥65-80wt%，粉煤灰8-16wt%，添加剂1-5wt%，具体是纳米碳酸钙、或气相二氧化硅等；石膏1-5wt%，硫酸钠1-5wt%，工业盐0.5-3wt%，聚羧酸减水剂(或粉剂)0.5-3wt%，快硬剂：0.2-1wt%，具体是锂盐化合物，如：LiCl或碳酸锂等；甲基纤维素醚：0.1-0.6wt%，乙基纤维素醚：0.1-0.6wt%，纤维素醚：0.1-0.6wt%。应用上述砂土固化剂对水利工程软体沉排护底护岸、护滩的施工方法，包括：通过在河床底部就地取河泥和/或河砂，掺加泥沙固化剂，搅拌制备成具有自流平性能的砂浆，然后将该砂浆通过泵送设备快速充填肋袋并构成排体，然后将充填后的排体铺放沉底；由于自流平砂浆仍具有高流动性，可自适应于水下床体表面复杂的形态变化，使排体与床体间紧密贴附；而后，随着自流平砂浆的凝结硬化与强度发展，软体排最终固结成强度较高的硬化体，从而将排体牢固永久固结在预设位置，构成沉排，并确保沉排的长期防护使用效果。相对于现有技术，本申请获得的技术效果:（1）整套技术工艺简单，操作方便，仅需在传统砂肋软体排施工机械的基础上，增加一台搅拌机即可。（2）专用固化剂适应性广，可适应于不同粘粒含量的砂土（最大含泥量可达60%以上），砂土可直接水中取材，无需晾干，仅需加入一定量的专用固化剂（约湿砂土质量的1/4-1/5）经搅拌即可调制成流动性和可泵性高的自流平砂浆。（3）所调制的自流平砂浆流动性好，不仅可快速泵送和轻松填充肋袋，方便施工；而且，可自适应于水下床体表面复杂的形态变化，使排体与床体间紧密贴附，更好的控制水流冲刷和保护土体。（4）所调制的自流平砂浆稳定性和匀质性高，不会发生分层或离析问题，着床后可于水中密实成型，成型后强度可达15MPa以上，且随着时间的延长，强度可进一步提高。（5）所调制的自流平砂浆粘聚性好，微细颗粒不会从致密的土工织物中外溢或渗出，不会污染水体。（6）组成专用固化剂的原材料满足环保要求、无毒无味无挥发，对水体无污染、对生物无毒害。（7）该技术可靠性高，实现了硬性充填材料与柔性土工织物的优势互补，所形成沉排的抗拉和抗压强度高、抗掀和抗滑稳定性高、整体性和耐久性好，能够确保沉排的长期防护效果。（8）造价适宜，由于泥沙等原料可直接就地取材且固化剂的用量少，整体施工效率高，其综合成本低于采用预制混凝土进行防护。（9）该技术工艺简单、施工便捷、适应性广、可靠性高、形成沉排的抗掀与抗滑稳定性更高、整体性和耐久性更好，不仅保留了传统砂肋排的技术优点以及作为反滤层的功能要求，还能在不提高工程成本的前提下，更好的实现硬性充填材料与柔性土工织物的优势互补、完美结合，真正巧妙的实现了排体的“软着陆、硬防护”。具体实施方式实施例1本实施例的砂土固化剂（包括的成分及其），如表1：上述砂土固化剂的主要性能指标，如表2：实施例2本实施例的砂土固化剂（包括的成分及其），如下表：组分质量百分比1水泥余量2粉煤灰8.11%3纳米碳酸钙4.53%4石膏1.13%5硫酸钠1.23%6工业盐2.26%7聚羧酸减水剂(或粉剂)2.86%8LiCl或碳酸锂0.95%9甲基纤维素醚0.11%10乙基纤维素醚0.11%11纤维素醚0.55%上述砂土固化剂的主要性能指标，如表2。实施例3本实施例的砂土固化剂（包括的成分及其），如下表：组分质量百分比1水泥余量2粉煤灰15.81%3纳米碳酸钙1.13%4石膏4.53%5硫酸钠1.13%6工业盐0.96%7聚羧酸减水剂(或粉剂)0.86%8LiCl或碳酸锂0.55%9甲基纤维素醚0.51%10乙基纤维素醚0.51%11纤维素醚0.15%上述砂土固化剂的主要性能指标，如表2。实施例4本实施例的砂土固化剂（包括的成分及其），如下表：组分质量百分比1水泥余量2粉煤灰8.81%3气相二氧化硅1.13%4石膏4.53%5硫酸钠4.63%6工业盐1.96%7聚羧酸减水剂(或粉剂)1.86%8LiCl或碳酸锂0.2%9甲基纤维素醚0.58%10乙基纤维素醚0.1%11纤维素醚0.6%上述砂土固化剂的主要性能指标，如表2。实施例5本实施例的砂土固化剂（包括的成分及其），如下表：组分质量百分比1水泥余量2粉煤灰12.81%3气相二氧化硅4%4石膏2.53%5硫酸钠2.63%6工业盐1.46%7聚羧酸减水剂(或粉剂)1.26%8LiCl或碳酸锂0.50%9甲基纤维素醚0.28%10乙基纤维素醚0.31%11纤维素醚0.26%上述砂土固化剂的主要性能指标，如表2。当前第1页1 2 3