本发明属于海洋岩土工程技术领域，涉及一种围海造陆领域吹填土的沉降设备及方法，特别是一种使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降的装置及方法。
背景技术：
随着工业化和城市化的进程，稀缺的土地资源及土地结构性短缺已成为全球区域经济的制约要素。为了解决这个问题，适宜的海涂围垦一定程度上能够缓解用地紧张的矛盾。在进行海涂围垦及人工岛建设过程中，通常使用来自航道疏浚泥浆或周围海域黏性土进行吹填沉降。海涂围垦吹填一般分为两个阶段，一是将高含水量海洋黏性土吹填至围垦海域；二是海洋黏性土在土颗粒自重作用下完成沉降固结。吹填完成后海洋黏性土完成自重沉降时间对海涂围垦工期及后期真空预压进程具有重要影响。通常情况下，吹填完成后海洋黏性土需要几个月时间才能完成自重沉降，实现水土分离，时间成本较高，而且目前没有一种有效的设备或方法能使海洋黏性土加速自重沉降。因此，迫切需要寻求一种使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降的装置及方法，通过黏性土吹填过程中添加一种特定絮凝剂实现后期海洋黏性土的自重加速沉降，实现快速水土分离，节约自重沉降工期成本，节省经济造价。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降的装置及方法，在海洋黏性土作为吹填材料时，通过添加特定比例的絮凝剂以缩短自重作用下水土分离的时间，同时加强吹填后海洋黏性土的无侧限抗压强度并减小其渗透性，为海洋黏性土作为吹填材料时快速沉降提供一种新思路。
为了实现上述目的，本发明所述使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降装置的主体结构包括汲水管、粉状絮凝剂储存箱、搅拌室、阀门、泥泵、排送管、混合室和绞吸管；粉状絮凝剂储存箱安装在搅拌室内并与搅拌室连通，粉状絮凝剂储存箱左侧连接汲水管，汲水管穿过搅拌室向下引出，用于向搅拌室中吸入海水，粉状絮凝剂储存箱的顶部左侧设有漏斗，用于向搅拌室内投加粉状絮凝剂，启动搅拌室内的搅拌器使粉状絮凝剂和海水混合得到絮凝剂凝胶；搅拌室的右侧下方与混合室的左侧上方管道连通，搅拌室与混合室之间的管道上设有阀门，混合室的右侧下方与绞吸管连通，混合室的顶部与泥泵连接，泥泵上方安装排送管，打开阀门使絮凝剂凝胶与绞吸管吸出的泥水混合体在混合室中充分混合得到成品泥浆，成品泥浆通过泥泵向上送入排送管排送至指定地点吹填。
本发明使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降的具体过程为：
(1)利用绞吸管将海底淤泥抽上来，采用现有技术取样测定待处理淤泥的含水率w；
(2)根据步骤(1)测定的待处理淤泥含水量计算出吹填淤泥总量W中干土的质量W’＝W×(1-w)，然后从粉状絮凝剂储存箱中释放粉状絮凝剂与汲水管汲取的表层海水在搅拌室内混合，利用漏斗以1L/min速度加入粉状絮凝剂，边加边搅拌至絮凝剂呈凝胶状得到絮凝剂凝胶，此过程在搅拌室中持续1分钟，此过程中粉状絮凝剂的质量为0.2％干土质量，海水与粉末状絮凝剂的质量比为(2-w)：0.002；
(3)打开阀门使在搅拌室中搅拌得到的絮凝剂凝胶在重力作用下流入混合室，然后与绞吸管抽上来的质量为W的待处理淤泥在混合室内混合并搅拌得到混合好的絮凝剂淤泥，絮凝剂凝胶与泥水混合物的质量比为0.2:W’；
(4)通过泥泵将混合室中混合好的絮凝剂淤泥送入排送管中；
(5)将搅拌完成的絮凝剂淤泥通过排送管排放到围垦区域，此过程可利用清淤船的吹填功能，通过排送管将混合好的絮凝剂淤泥排放到指定水域，静置80-100分钟后等待淤泥完成自重沉降。
本发明所述粉状絮凝剂采用市售的聚丙烯酰胺粉状絮凝剂，聚丙烯酰胺粉状絮凝剂无环境污染问题，用于海洋黏性土加速自重沉降添加剂能够保证海洋环境的无污染性。
本发明与现有技术相比，其结构简单，操作方便，能有效减少海洋黏性土作为填土材料时的工期成本，实现快速水土分离，使用的絮凝剂对海洋环境几乎没有污染，成本造价较低，在围海造陆领域使用的同时兼顾环境保护。
附图说明：
图1为本发明所述使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降装置的主体结构原理示意图。
图2为本发明实施例采用不同浓度絮凝剂对海洋黏性土自重沉降影响曲线。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例：
本实施例所述使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降装置的主体结构包括汲水管1、粉状絮凝剂储存箱2、搅拌室3、阀门4、泥泵5、排送管6、混合室7和绞吸管8；粉状絮凝剂储存箱2安装在搅拌室3内并与搅拌室3连通，粉状絮凝剂储存箱2左侧连接汲水管1，汲水管1穿过搅拌室3向下引出，用于向搅拌室3中吸入海水，粉状絮凝剂储存箱2的顶部左侧设有漏斗，用于向搅拌室3内投加粉状絮凝剂，启动搅拌室3内的搅拌器使粉状絮凝剂和海水混合得到絮凝剂凝胶；搅拌室3的右侧下方与混合室7的左侧上方管道连通，搅拌室3与混合室7之间的管道上设有阀门4，混合室7的右侧下方与绞吸管8连通，混合室7的顶部与泥泵5连接，泥泵5上方安装排送管6，打开阀门4使絮凝剂凝胶与绞吸管8吸出的泥水混合体在混合室7中充分混合得到成品泥浆，成品泥浆通过泥泵5向上送入排送管6排送至指定地点吹填。本实施例使用絮凝剂加速海洋黏性土沉降的具体过程为：
(1)利用绞吸管8将海底淤泥抽上来，采用现有技术取样测定待处理淤泥的含水率w；
(2)根据步骤(1)测定的待处理淤泥含水量计算出吹填淤泥总量W中干土的质量W’＝W×(1-w)，然后从粉状絮凝剂储存箱2中释放粉状絮凝剂与汲水管1汲取的表层海水在搅拌室3内混合，利用漏斗以1L/min速度加入粉状絮凝剂，边加边搅拌至絮凝剂呈凝胶状得到絮凝剂凝胶，此过程在搅拌室3中大约持续1分钟，此过程中粉状絮凝剂的质量为0.2％干土质量，海水与粉末状絮凝剂的质量比为(2-w)：0.002；
(3)打开阀门4使在搅拌室3中搅拌得到的絮凝剂凝胶在重力作用下流入混合室7，然后与绞吸管8抽上来的质量为W的待处理淤泥在混合室7内混合并搅拌得到混合好的絮凝剂淤泥，絮凝剂凝胶与泥水混合物的质量比为0.2:W’；
(4)通过泥泵5将混合室7中混合好的絮凝剂淤泥送入排送管6中；
(5)将搅拌完成的絮凝剂淤泥通过排送管6排放到围垦区域，此过程可利用清淤船的吹填功能，通过排送管将混合好的絮凝剂淤泥排放到指定水域，静置80-100分钟后等待淤泥完成自重沉降，图2为表示添加不同含量絮凝剂海洋淤泥自重沉降室内试验结果。
本实施例所述粉状絮凝剂采用市售的聚丙烯酰胺粉状絮凝剂，聚丙烯酰胺粉状絮凝剂无环境污染问题，用于海洋黏性土加速自重沉降添加剂能够保证海洋环境的无污染性。