专利名称：：淤泥面固化处理工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及淤泥面固化工艺
技术领域：
，特别适合于围海造陆工程。
背景技术：
：随着经济和社会的发展，人类对土地的需求量越来越大，全国各地的围海造陆工程也日益增多。围海造陆多采用吹填方式形成。目前的吹填材料除了砂以外，很大一部分是淤泥，其主要来自沿海地区航道疏浚和泊位扩建挖掘。用该淤泥直接进行吹填，不仅经济，而且可以很好地解决污染问题。但是淤泥中含水率高、透水性很差，因此需要将淤泥中水分排出，促进其固化。通常采用堆载或真空预压排水固结的方法，通过在淤泥中利用插板机插入大量的塑料排水板作为排水通道，才能促进淤泥中大量水份快速排出，实现固结。传统的吹填淤泥加固施工方法先在需要加固的淤泥面上铺设编织土工布，再铺设土工格栅和竹排。土工格栅铺设时，边铺设，边压载，防止土工布和土工格栅被风掀起，使土工布和土工格栅紧贴地面，以保证土工布和土工格栅的铺设质量。压载采用砂包。然后施作竹排垫层，竹排垫层由直径35cm的毛竹按3050cm的方形网格人工捆扎而成；接着推填中粗砂做成施工平台，使插板机械可以在施工平台上施工插塑料排水板，最后抽真空，铺设后密封膜、做好密封沟。采用真空射流泵抽真空，达到设计值后，恒载预压。上述传统的吹填淤泥施工方法采用推填中粗砂做成施工平台存在以下问题1、砂源问题有些区域砂源很紧张，或根本无砂。所以要采用砂垫层做成施工平台势必增加工程造价。2、推填砂垫层形成施工平台进度问题推填砂垫层时，因为淤泥本身承载力极低，所以大型自卸汽车不能在上面行进。所以必须只能采用人工或是小型自卸拖拉机推填，这样进这样进度会非常缓慢。如增加大量的人工或机械，安全存在问题，工程成本也大大增加。3、淤泥的"拱淤"现象如推填l米厚的砂垫层施工平台，也会产生"拱淤"现象，对工程质量不利。4、工程造价.传统方法需要大量粗砂做好施工平台，不但需要消耗大量的粗砂使得工程造价大幅度提高，而且也影响施工进度。另外，现有砂垫层施工平台上采用的插板机械主要有三类，挖掘机改装的插板机、履带式插板机和门式轨道插板机。这类插板机自重大多在20吨以上，接地压一般不小于100Kpa，这些重型的插板机只能在砂垫层上施工。再者，传统真空预压中的所采用砂垫层台，不仅是插板机的施工该平台，而且该砂垫层也是后续抽真空过程中传递真空和疏水作用的通道。而对于不采用砂垫层施工平台，则需要提出一种新型的排水板管路连接方式。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种采用无垫砂的施工平台的淤泥面固化处理工艺，该工艺可以有效的縮短工期、降低工程造价。为解决上述技术问题，本发明实现的技术方案是设计一种淤泥面固化处理工艺，包括以下步骤A、在待固化的淤泥地基面上铺设编织土工布；B、在编织土工布上设置可移动施工平台；C、在可移动施工平台上安装插板机；D、通过插板机在淤泥面上插排水板；F、利用排水板连接出排水板连接管路；E、在真空负压作用下把淤泥面中的水气通过排水板连接管路排出。上述固化处理处理工艺中所述的施工平台，包括有铺设在淤泥地面上5的编织土工布，编织土工布上沿着插板作业区域设有由上、下两排管材交错搭建成的格子状的承重架，所述承重架上安装有可沿着承重架移动的支撑板。其中，搭建承重架的管材采用4)50讓钢管，每层钢管间距为60cm，上、下两排钢管铺设方向相互垂直，钢管间用扣件相连接，钢管间垂直搭界位置用绑绳固定。支撑板由木板拼接而成，在每块小木板两侧设置把手。上述固化处理处理工艺中所述的插板机，包括挖掘机主体和连接在挖掘机主体上的摆动臂，摆动臂的前端与桩架相连接，桩架上安装有可输送排水板的导管，桩架上固定有借助于挖掘机主体上的液压系统工作的液压马达，液压马达通过传动机构带动导管上下动作，所述桩架上还配设有桩靴。作为上述方案的改进，摆动臂上设有液压杆，液压杆由挖掘机主体控制伸縮，液压杆与摆动臂体成V字形体，液压杆与摆动臂体分别连接在桩架上。上述方案的进一步改进是，桩架采用三角桁架形式，所述的导管为菱形空心管，所述的桩靴截面呈拱形。本发明方法中的插板机械中传动机构可以有两种方式，一种是传动机构包括有齿轮和与齿轮咬合的链条，所述空心导管的顶部与链条连接，齿轮以及链条由液压马达带动使得空心导管完成上下动作；另一种传动机构包括与液压马达带动的齿轮，所述导管壁上设置有轮齿，齿轮转动咬合导管壁上的轮齿带动导管完成导管上下动作。上述固化处理处理工艺中所述的排水板连接管路，通过插板机插入淤泥面的排水板的板头通过连接头与真空支管连接，真空支管与真空主管之间采用三通或四通连接。作为上述方案的改进，真空支管采用钢丝软管，真空主管采用硬PVC管，连接头呈瓶状，连接头颈部连接钢丝软管，连接头颈部与或真空主管间通过连接三通和铁箍连接固定。本发明相比现有技术具有以下显著效果；1、可以有效减低工程造价。①采用钢管垫层可以循环利用，从而节省了铺设土工格栅、竹排的费用，土工格栅6.9元/m2、竹排8元/m2，扣除铺设钢管垫层的费用，大概节约10元/m2。②取消了砂垫层，按大亚湾地区砂的单价80元/m3，加之推填费用。大概节约100元/m2。因取消了砂垫层，所以加铺一层针剌无纺土工布(5元/m2)来保护密封膜。2、可以有效縮短工期。取消了砂垫层的施工，如按10000m2来计算，无砂垫层比有砂垫层要节省5天工期。3、符合环保要求，保护环境。取消了砂垫层，进而避免了大量砂的使用，减少了对环境的破坏，对于提倡环保的今天，是与时俱进的，是科学合理的。4、配用的插板机轻型、移动灵活快速。本发明中采用的插板机由重量最轻，而且移动灵活、方便的玉柴YC13一6型挖掘机进行改装。同时根据插板深度的要求，专门设计了以不锈钢为主要材料的桩架和导管，并配备了高效的液压马达和传动链条。使得整个吹填工艺的施工效率大幅度提高。取消了砂垫层，后续的抽真空排水则需要依靠布设的管道(支管和主管)和接头系统来完成，此工艺称为"无砂垫层直排式真空预压"。5、改进的排水板管路连接本发明的排水板连接管路，使得三条排水板通过特制连接头一同接入管道系统，有效地减少了连接的工作量，在争取了工期的同时，又节省了材料，并且还可以循环使用。图1本发明的是施工平台构造示意图2是本发明施工平台上安装有插板机的结构示意图3是插板机的桩架结构示意图4是插板机桩架的俯视图5是桩架的局部放大示意图；图6是具有齿轮传动的桩架局部放大示意图；图7是本发明中桩靴的示意图。图8是本发明排水板连接管路中连接头与真空支管之间的截面示意图;图9是排水板、连接头与真空支管的连接结构示意图；图10是排水板、真空支管、真空主管间的连接结构示意图。具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本发明作进一步详细说明。在处理超软地基时，为了尽快固化淤泥需要把淤泥中的水份尽快排出，需要在淤泥面中建立排水通道，即利用插板机在淤泥中插上排水板来排水。因淤泥大多具有抗剪强度低，压縮性高，易变形的特性，承载力平均在20kPa40kPa之间。淤泥承载力情况直观表现为人在泥面上无法正常行走，只能缓慢地爬行，直接上插板机械是不可能的。为此需要在淤泥面上建立插板机的施工平台，本发明工艺的关键在于采用架体型的可移动地施工平台、轻型插板机以及排水板的连接管路。本发明的淤泥面固化处理工艺方法如下A、在待固化的淤泥地基面上铺设编织土工布，编织土工布应将整个加固区铺满，并连接成整体；B、在编织土工布上设置可移动的施工平台，C、在施工平台上安装插板机，插板机随施工平台的移动进行移机定位，D、通过插板机在淤泥面上施插排水板，F、利用排水板连接出排水板连接管路，每三排排水板的中间铺设一条钢丝软管作为真空支管，真空支管每90cm设置一个连接头，利用连接头将三条排水板接入真空支管，真空支管与真空主管间采用三通和四通连接，形成排水板连接管路；E、在真空负压作用下把淤泥面中的水气通过排水板连接管路排出，淤泥中的水气在真空负压作用下通过竖向排水板排出地基表面进入真空支管，通过真空支管汇集到排水真空主管中，然后通过吸水管排出加固场地，从而通过顺利通畅的排水管路来实现真空预压对软土地基的加固。参见图l，本发明的施工平台，由编织土工布l、承重架2和支撑板三部分组成。编织土工布1铺设在淤泥地面上，承重架2是由上、下两排管材交错搭建成的格子状架体，而支撑板3是可以相对承重架层移动的用于支撑插板机械的平面板。本发明中搭建承重架的管材采用cl)50mm钢管，每层钢管间距为60cm，上、下两排钢管铺设方向相互垂直，钢管间用扣件相连接，钢管间垂直搭界位置用绑绳固定。支撑板由木板拼接而成，在每块小木板两侧设置把手31。通过把手可以移动支撑板。实际应用中支撑板也可以是一大块金属板或这木质板。下面说明本发明可以移动的施工平台的搭建过程，1、铺设编织土工布本工程中采用了250g/m2(4mX500m)编织土工布作为施工平台的第一层，其具有强度高、耐腐蚀、施工方便等众多优点。将成巻的编织土工布在加固区外裁开，用手工缝纫机双线缝制，每块土工布面积在40006000m2之间，并折叠成巻，以便于铺设。将已缝制好的土工布抬至加固区内，由人工延折叠的方向顺序铺开，靠近岸边位置用木桩将其固定，待土工布全部摊开后，将相邻的土工布用手工缝纫机缝合。编织土工布应将整个加固区铺满，并连接成整体。为减小施工难度，应选择顺风方向铺设，同时注意缝合位置的牢固性。铺设好土工布后，施工人员己经可以在淤泥上行走。2、铺设钢管在己铺设完成的土工布上搭双层cj)50mm钢管，每排钢管间距60cm。两层钢管铺设方向相互垂直，钢管间用扣件连接，垂直搭界位置用绑绳绑紧。钢管是整个移动施工平台的骨架，可以有效地提高整个施工平台的承重能力。铺设面积应根据插板机械的总体作业范围来确定，一般超过作业面积40%较为合适。在某一区域插板作业完成后，将钢管拆卸，并移至下一施工区域铺设，钢管可以循环使用，以节省材料的投入。3、设置可以移动的木板支撑板移动支撑板由6—8块300cmX25cmX5cm的小木板组合而成，在每块人员搬运。图1示的支撑板由1#8#共8块小木块拼接而成。本发明移动施工平台适合重量5t以下的插板机械。为此，本发明工艺中还采用了一种可以配合移动施工平台的轻型插板机。参见图25，该插板机包括有挖掘机主体10和连接在挖掘机主体上的摆动臂ll。挖掘机主体选用重量最轻，而且移动灵活、方便的玉柴YC13—6型挖掘机主体，即把玉柴YC13—6型挖掘机改装，去掉摆动臂上的伊斗，而把摆动臂与桩架12连接为一体，同时在桩架12安装可输送排水板102的导管13，并在桩架上固定借助于挖掘机主体上的液压系统工作的液压马达14，液压马达通过传动机构带动导管上下动作。选用玉柴YC13—6型挖掘机改装的插板机具有体型小，工作效率高，作业成本低，稳定性高等诸多优点，而且在市面上应用广泛，购买或租赁都十分容易。YC13—6型挖掘机1.5t的整机重量和27Kpa的接地比压使其在众多的挖掘机中具有极为突出的先天优势，完全符合轻型、灵活的特点，为其在淤泥面行走提供了充足的条件和保障。同时考虑到在淤泥面直接插板导管的阻力较小，对插板机的施插力度要求不高，16MPa的液压系统己经可以完全满足插板施工的作业强度要求。为了便于控制桩架相对与淤泥面的垂直度，在摆动臂上设有液压杆110，液压杆由挖掘机主体控制伸縮，液压杆与摆动臂体成V字形体，液压与摆动臂体分别连接在桩架上、下两处位置，液压杆伸縮即可改变桩架的角度，方便实用。本发明的轻型液压插板机的桩架和导管均采用强度高、耐腐性好的不锈钢作为主要材料，保证了导管长时间接触海水而不易腐蚀。桩架采用三角桁架形式，每节桩架长3.3m，以2条小40mm和1条4>50mm不锈钢管为主框架，中间采用小20腿不锈钢管按照60cm间距进行加固。本工程根据处理深度的要求，桩架总长度10.5m(含底部支脚)，由3节桩架组合而成，每节桩架之间用法兰连接。导管由5mm厚不锈钢板制成菱形套管，长度10m。在导管的制作过程中要尽量减少内部焊点的数量，以减小排水板在导管中的摩擦阻力。导管口10的打磨处理是导管制作工程中的重要工序。由于轻型液压插板机的施插力度与传统的插板机械有较大差距，故在施插过程中塑料排水板不易插入较为坚硬的下卧层，如导管口不够光滑，则极易发生"夹板"现象，从而导致施工中排水板的回带现象增多。根据施工中的实践经验，导管口在打磨光滑的同时，应在排水板两侧留有2cm左右的富裕宽度，并在管口外侧增加钢片进行加固，确保在长时间的插板作业过程中管口不轻易发生形变。为了确保导管13相对桩架12上下动作时不发生偏移，在桩架上间隔一定距离设置可以夹持在导管两侧的滚轮131，使得导管的工作过程更加准确和顺畅。本发明的插板机械中传动机构可采用链条传动也可以是齿轮传动。由于齿轮传动独有的特点，在实际施工中根据淤泥处理深度的不同，可以适当增加(或减少)桩架与导管的长度，而不影响插板机械的正常运作。对于链条传动，则空心导管的顶部与链条连接，链条17与由液压马达带动的齿轮16咬合，当液压马达运动时，就可以使得空心导管完成上下动作，链条传动的插板机可以处理厚度在10m以下的淤泥。详见图5对于齿轮传动，则在空心导管壁上设置轮齿18，与由液压马达带动的齿轮16咬合，当液压马达运动时，就可以使得空心导管完成上下动作，齿轮传动的插板机可以处理厚度在10m—20m的淤泥。参见图6。本发明插板机安装在可移动施工平台100的插板机安装位101处，移施工平台使得插板机一起移动。插板机工作时，先将塑料排水板102穿入导管，并使用配设的桩靴15将其固定并拉紧。桩靴15截面呈拱形，如图7所示，为了防止在导管13下插过程中淤泥进入，当塑料排水板下部穿桩靴后，再将排水板折回插入导管，并拉紧。然后启动液压马达，由液压马达带动齿轮，通过固定在导管上的传动链条或轮齿，将导管与塑料排水板一同插入淤泥中。该插板机配设的桩靴与导管是不直接相连接的，而是通过排水板连接。这样下插后的导管，在液压马达反转时会将导管拔出淤泥，而由于桩靴的作用使得塑料排水板固定在淤泥中，最后由操作人员截断塑料插板使得一定长度的塑料插板留在淤泥中，这样就完成了一次插板动作。本发明中的排水板连接管路，参见图810包括通过插板机插入淤泥面102中的排水板、真空支管200和真空主管300。排水板102的板头通过连接头1020与真空支管连接，真空支管采用直径50mm的钢丝软管，间距2.7米。真空支管与塑料排水板的连接是通过一个专门的连接头1020来实现的，将真空支管每间距0.9米设置一个连接头1020，连接头呈瓶状，连接头颈部连接钢丝软管，连接头与真空支管之间采用连接三通201和铁箍202箍紧，防止脱落。连接头下部的扁管状接口可以将三条塑料排水板的板头重叠对齐一起插入，参见图9。这样通过连接头可以把三条排水板一同接入管路中，有效地减少了连接的工作量，在争取了工期的同时，又节省了材料，并且还可以循环使用。排水板连接到真空支管上后，真空支管200与真空主管300之间采用三通或四通400连接。真空主管采用直径90mm的硬PVC管，实际使用时可以沿加固区域的长度方向布设5道主管，宽度方向布设5道循环主管。真空主支管之间采用加工好的三通或四通连接，并在真空主管上每间距20米设置一个钢丝软接头，以适应地基的不均匀沉降。参见图10本发明中排水板连接管路也是插板固化的关键，在无砂垫层的情况下，如果排水板管路连接不好，那么真空度将很难沿着垂直排水通道传递到加固土体深处，排水效果将无法实现。所以必须在连接管路完毕后，派专人仔细巡查管路，如发现连接不紧密或漏接现象马上解决，检査后无任何问题方能进行下一道工序的施工。本发明的排水板连接管路和淤泥面移动施工平台共同发挥的作用相当于传统的砂垫层，这也是本发明施工平台可以取代砂垫层施工平台的根本原因。排水板连接管路是发明中很重要的一个环节，也可以说是与淤泥面移动施工平台密不可分的，否则后续的抽真空固化无法完成。本发明淤泥面固化方法可以有效的縮短工期、降低工程造价。其采用的插板机体积小，重量轻结合配设的桩架在可移动施工平台上插板，效率高稳定性也好；而配合的排水板连接管路也能进一步提高固化工艺的效率。下表是试验过程中本发明与传统真空预压固化法的工程造价对比。由此可以看出本发明的工程造价大大降低，是一种有突出进步的发明创造。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>权利要求1、一种淤泥面固化处理工艺，包括以下步骤A、在待固化的淤泥地基面上铺设编织土工布；B、在编织土工布上设置可移动施工平台；C、在可移动施工平台上安装插板机；D、通过插板机在淤泥面上插排水板；F、利用排水板连接出排水板连接管路；E、在真空负压作用下把淤泥面中的水气通过排水板连接管路排出。2、根据权利要求l所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述施工平台包括有铺设在淤泥地面上的编织土工布，编织土工布(1)上沿着插板作业区域设有由上、下两排管材交错搭建成的格子状的承重架(2)，所述承重架上安装有可沿着承重架移动的支撑板(3)。3、根据权利要求2所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于搭建承重架(2)的管材采用4)50腿钢管，每层钢管间距为60cm，上、下两排钢管铺设方向相互垂直，钢管间用扣件相连接，钢管间垂直搭界位置用绑绳固定。4、根据权利要求3所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于支撑板(3)由木板拼接而成，在每块小木板两侧设置把手(31)。5、根据权利要求4所述的用于淤泥面加固的施工平台，其特征在于木板尺寸为300cmX25cmX5cm，木板选取68块。6、根据权利要求l所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的插板机包括挖掘机主体(10)和连接在挖掘机主体上的摆动臂(11)，其特征在于所述的摆动臂的前端与桩架(12)相连接，桩架上安装有可输送排水板(102)的导管(13)，桩架上固定有借助于挖掘机主体上的液压系统工作的液压马达(14)，液压马达通过传动机构带动导管上下动作，所述桩架上还配设有桩靴(15)。7、根据权利要求6所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的摆动臂上设有液压杆(110)，液压杆由挖掘机主体控制伸縮，液压杆与摆动臂体成V字形体，液压杆与摆动臂体分别连接在桩架上。8、根据权利要求6所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的桩架(12)采用三角桁架形式，在桩架上设置可以夹持在导管(13)两侧的滚轮(131);所述的导管(13)为菱形空心管，所述桩靴(15)截面呈拱形，挖掘机主体采用玉柴YC13—6型挖掘机主体。9、根据权利要求68所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的传动机构包括有由液压马达(14)带动的齿轮(16)和与齿轮咬合的链条(17)，所述空心导管的顶部与链条连接，齿轮以及链条由液压马达带动使得空心导管完成上下动作。10、根据权利要求68所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的传动机构包括有由液压马达(14)带动的齿轮(16)，所述导管壁上设置有轮齿(18)，齿轮转动咬合导管壁上的轮齿来带动导管完成上下动作。11、根据权利要求1所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的排水板连接管路包括通过插板机插入淤泥面的排水板，排水板(102)的板头通过连接头(1020)与真空支管连接，真空支管(200)与真空主管(300)之间采用三通或四通(400)连接。12、根据权利要求ll所述的淤泥面固化处理工艺，其特征在于所述的真空支管采用钢丝软管，真空主管采用硬PVC管，连接头呈瓶状，连接头颈部连接钢丝软管，连接头颈部与真空支管间通过连接三通(201)和铁箍(202)连接固定。全文摘要本发明涉及淤泥面固化方法
技术领域：
，特别适合于围海造陆工程。一种淤泥面固化处理工艺，在待固化的淤泥地基面上铺设编织土工布；在其上设置可移动施工平台；在可移动施工平台上安装插板机；通过插板机在淤泥面上插排水板；利用排水板连接出排水板连接管路；在真空负压作用下把淤泥面中的水气通过排水板连接管路排出。本发明的排水板连接管路和淤泥面移动施工平台共同发挥的作用相当于传统的砂垫层施工平台，本淤泥面固化方法可以有效的缩短工期、降低工程造价。其采用的插板机体积小，重量轻结合配设的桩架在可移动施工平台上插板，效率高稳定性也好；而配合的排水板连接管路也能进一步提高固化工艺的效率。文档编号E02D3/10GK101476317SQ200910036590公开日2009年7月8日申请日期2009年1月11日优先权日2009年1月11日发明者姜丹宁,梁永根,纪国梁,邵名波申请人:中国水产广州建港工程公司;广州市盛洲地基基础工程有限公司