专利名称：赤泥快速固化筑坝方法
技术领域：
本发明涉及一种赤泥快速固化筑坝方法，为烧结法赤泥的筑坝技术。
背景技术：
烧结法赤泥堆积筑坝的基本出发点在于利用赤泥具有良好的凝结特性，在一定的时间内，形成抗压强度达1-2MPa以上的水泥石。而这种凝结时间相对较长，约需1年左右，按现在的排放量，每隔2-3个月就得筑坝，这就要求筑坝速度快，不能很快凝结的赤泥在强度较低的情况下，要承受上部和库内浆体的压力，容易溃坝塌坝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种赤泥快速固化筑坝方法，筑坝速度快，强度高，质量好，满足快速筑坝要求。
本发明所述的赤泥快速固化筑坝方法，堆筑子坝和坝体，用塑料膜包裹子坝形成子坝包裹层。
在赤泥子坝中，对赤泥子坝外覆盖塑料膜，保湿、又能提高赤泥的养护温度，70度左右，促进水泥中水化产物的快速进行，同时尽可能堵塞钠离子的外移通道，使之对赤泥中的粘土矿物发生溶蚀，增加固结效果。而且阻止赤泥中的游离碱与空气中的CO2结合，防止风化，发挥赤泥中游离碱对硅酸二钙的促硬作用。使坝体赤泥生成结合水量大、强度高的硬化体，从而赤泥产生较高的早期强度，相当于在赤泥外坝中形成一个挡土墙，减少垮坝的机率。为使用方便和安全，并考虑筑坝成本，薄膜选用厚度0.01-0.5mm的塑料薄膜。子坝自身强度的提高和包裹的塑料簿膜，对雨水的冲刷都能起到很好的保护作用。
在筑坝过程，子坝包裹层由下向上逐层叠摞。较简单可行的方式是用赤泥将塑料膜的底边压在子坝层的下面，塑料膜的上边从子坝的外侧、顶端翻压到子坝的内侧。
在赤泥子坝堆筑过程中，向赤泥中添加赤泥重量3～5％的固化剂，可加速固化，固化材料与赤泥中的活性组分发生水化反应，提高赤泥的早期强度，解决赤泥快速堆存问题，保持坝体的长久稳定。
赤泥中存在未完全水化的钙、铝活性成分或铝酸三钙，它们可以与钙盐形成钙凡石系列矿物，如硫酸钙钙凡石、碳酸钙钙凡石、氯化钙钙凡石等，将石膏、石灰石等固化材料加入到赤泥坝体中，使坝体赤泥生成结合水量大、强度高的硬化体，从而赤泥产生较高的早期强度。添加固化材料快速筑坝方案在外坝中加以使用，相当于在赤泥外坝中形成一个挡土墙，减少垮坝的机率。采用固化剂加固子坝，工程量小，可操作性强，可发挥挡土墙效应，加固效果显著。固化剂有石膏和石灰石等，在设计的赤泥坝高度范围内，一般底部采用石膏固化剂加固，中部和顶部采用石灰石固化剂加固。
赤泥加入固化剂后，翻匀，经进行压实处理，然后再用塑料膜包裹，进一步增加快速固化强度。使松散的赤泥压实，较简单的方法是人工踩踏，排出空气，加强结合，有利于快速固化凝结，尤其在固化剂的作用下，有塑料膜提供的湿度和温度，使快速固化效果得到大大改善。
在坝体堆筑过程中添加赤泥重量0.01％～1％的渗透促凝剂，如氯化钙，容易渗透到赤泥中，使用渗透促凝剂，依靠赤泥浆体进行溶解、渗透，从而使烧结法赤泥中的水硬性C2S水化速度加快，强化赤泥的凝结性，促凝加固赤泥坝体强度，进一步促进凝结速度，提高赤泥的早期强度。
在坝体内有架设在两子坝体上的加固钢网，加固钢网大大增强了坝体的强度，增加了稳固性，安全可靠。
加固钢网延伸至子坝体外侧进行翻边，在两子坝体之间向下弯曲，形成位置曲折交错，可进一步加强牢固性，防止了堤面裂纹。
随着筑坝过程，加固钢网在坝体内布置有多层，相邻加固钢网间的间隔距离为0.5-3.0米适宜。
本发明赤泥快速固化筑坝方法，采取了塑料膜包裹子坝、添加固化剂、促凝剂、架设加固钢网、压实一系列的快速增强措施，可操作性强，提高了筑坝速度快和坝体稳定性，并且子坝及坝体强度高，质量好，满足快速筑坝要求，从而可增加坝体的填筑高度，加大对赤泥的储放量，经济效益和社会效益显著。
图1、本发明一实施例结构示意图。
图中1、4、子坝 2、坝体 3、加固钢网 5、包裹塑料膜 6、赤泥库 7、干滩。
具体实施例方式
结合上述实施例附图对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明所述的赤泥快速固化筑坝方法，堆筑子坝1、4和坝体2，在筑坝过程中，由下向上逐层用塑料膜5包裹子坝形成子坝包裹层，塑料膜5的底边压在子坝层的下面，塑料膜5的上边从子坝的外侧、顶端翻压到子坝的内侧，坝体2内有架设在两子坝体1、4上的加固钢网3，加固钢网3有延伸至子坝外侧的翻边，加固钢网3在两子坝1、4之间向下弯曲。
在赤泥子坝堆筑过程中，向赤泥中添加赤泥重量3～5％的石膏或石灰石固化剂，不同的部位，添加量分别为3％、3.5％、4％、4.5％、5％进行试验，赤泥坝设计高度的1/3高度使用石膏固化剂，以上高度使用石灰石固化剂。加入固化剂后，人工翻匀，再进行人工踩踏压实处理，然后再用塑料膜包裹。在坝体堆筑过程中添加赤泥重量0.01‰～1％的氯化钙渗透促凝剂，添加量分别为0.08‰、0.5‰、0.1％、0.5％、0.8％进行试验。
试验情况证明，固化速度和固化强度均符合要求。
实际试验场地为山东铝业股份有限公司的赤泥排放二堆一期扩建工程，为充满赤泥的夹沟。
紧靠两端修筑了高3米的毛石挡墙构筑坝体基础，两侧筑坝中间排水。按照本发明方法筑坝，排水由中间的悬挂式潜水泵完成，潜水泵流量100m3/h，废水排至赤泥库内。首先用改造后的布料管道坝体上送赤泥，细粒级赤泥从坝体上流入中部，并沉积为干滩，形成两端高中间低的凹形结构。坝体宽度25～30米，干滩长度50～100米。随着沟内赤泥量的增加，并随时将悬挂式水泵上提。
坝体加固主要是指北坝和南坝两处。设计方案为底部采用石膏加固，中部和顶部采用石灰石加固。固化剂用量约为加固部位赤泥重量的3～5％。共计加固赤泥工程量为22.5×25×0.5×4＝1125m3，总计重量为1800t。固化剂使用石膏和石灰石，渗透促凝剂使用氯化钙。
将袋装固化剂、促凝剂运至堆场，用人工搬运至外坝上，在人工构筑子坝过程中，加入固化剂，至少分三次加入，愈均匀愈好，边加边踩，使之密实。施工完成后，用塑料布进行覆盖，以加速固化效果。塑料布用量为1500m2。
拌和均匀是保证固化效果前提，无论是石膏，还是石灰石，本身均无任何强度，只有在与赤泥混合后通过水化反应，才可产生固结强度。二是保证密实才可是固结反应得到有效发挥，松散的赤泥或者混合料反应无法进行；三是保持适当的温度和湿度更能加快反应松进行水分损失会使固化反应终止。在坝体堆筑过程中添加渗透促凝剂。
本次筑坝总体技术要求为1)干滩长度为50～100m；2)坝体高于液面3～5m以上；3)一次筑坝高度不超过1.0m；4)筑坝宽度不小于0.6m；5)赤泥液固比在5以内。
6)坝坡面角为60°。
一期扩建排放赤泥从2005年5月1日正式开始，首先利用排放在最南侧的管口排放，并同时在距毛石挡墙30米左右的地方用赤泥砂袋构筑子坝，待赤泥放满后形成扩建的南侧主坝的基坝，并在基坝上铺设一层铁板网，继续排放赤泥。当南侧赤泥高度与挡墙相差1米时，加入石膏粉，用人工翻起使均匀，然后用人工踩实，形成南侧外坝的基础。此后随着赤泥高度的增加，加入石膏并踩实构筑南侧子坝，并将子坝用塑料膜覆盖，使之保温保湿。逐层筑坝逐层排放赤泥，细赤泥与水顺溢流口进入中间水库，水用潜水泵排至堆场。待坝体高度达到10米时，用石灰石粉替代石膏粉，按上述相同程序完成筑坝和赤泥排放工作。
应用效果与主要技术经济指标如下山东铝厂本次扩建在2005年5～6月份共排放赤泥40000t，筑坝排放赤泥20000t，筑坝速度最高达到了10m/月，坝体未发生漏坝和垮坝事故。完成的主要作业量和技术经济指标见表1。
表1、化学加固赤泥快速筑坝主要技术经济指标表
实践证明，本发明方法技术是成功的。
权利要求
1.一种赤泥快速固化筑坝方法，堆筑子坝和坝体，其特征在于用塑料膜包裹子坝形成子坝包裹层。
2.根据权利要求1所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于子坝包裹层由下向上逐层叠摞。
3.根据权利要求2所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于塑料膜的底边压在子坝层的下面，塑料膜的上边从子坝的外侧、顶端翻压到子坝的内侧。
4.根据权利要求1、2或3所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于赤泥子坝堆筑过程中，向赤泥中添加赤泥重量3～5％的固化剂。
5.根据权利要求4所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于固化剂有石膏和石灰石。
6.根据权利要求4所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于赤泥加入固化剂后进行压实处理，然后再用塑料膜包裹。
7.根据权利要求6所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于在坝体堆筑过程中添加赤泥重量0.01‰～1％的渗透促凝剂。
8.根据权利要求7所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于渗透促凝剂为氯化钙。
9.根据权利要求8所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于坝体内有架设在两子坝体上的加固钢网。
10.根据权利要求9所述的赤泥快速固化筑坝方法，其特征在于加固钢网有延伸至子坝外侧的翻边，加固钢网在两子坝之间向下弯曲。
全文摘要
本发明涉及一种赤泥快速固化筑坝方法，为烧结法赤泥的筑坝技术，堆筑子坝和坝体，用塑料膜包裹子坝形成子坝包裹层；在赤泥子坝堆筑过程中，向赤泥中添加赤泥重量3～5％的固化剂；在坝体堆筑过程中添加赤泥重量0.01‰～1％的渗透促凝剂；坝体内有架设在两子坝体上的加固钢网。通过采取塑料膜包裹子坝、添加固化剂、促凝剂、架设加固钢网、压实等一系列的快速增强措施，提高了筑坝速度和坝体稳定性，可操作性强，且子坝及坝体强度高、质量好，满足快速筑坝要求。从而可增加坝体的填筑高度，加大赤泥储放量，经济效益和社会效益显著。
文档编号E02D3/12GK1760464SQ20051004508
公开日2006年4月19日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者侯健, 刘福刚, 王平升, 付毅, 张卫东, 刘辉, 王水云 申请人:山东铝业股份有限公司