专利名称：用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方法及其铺管设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地基处理设备及方法，尤其是一种用于新吹填淤泥加 固的水平排水快速固结方法及其铺管设备。
背景技术：
随着我国沿海地区的开发建设，吹填造陆的技术和规模也在快速发展， 但吹填上来的淤泥却需要一年甚至数年的自然沉降时间，才能固结到满足 人、机施工进行工程建设的程度，不能满足早施工、早投产的要求。
现有的技术通常采用在软土中垂直打入地下塑料排水板等，地面铺设 砂垫层，砂层中水平埋设排水管，用相连的真空射流装置进行抽气抽水约 三个月左右，达到软土加固的目的。但是，现有技术存在的问题是，新吹
填的泥浆处于超流塑态，含水率都在100%以上，人机作业须等半年甚至更
久，或者要在上面吹填几米的砂土。这样的方法造价高，时间久。现行预 压加固技术，必须先铺砂铺膜密封后开始预压，但新吹填淤泥太软又无法 满足人工大面积铺砂、铺膜作业的载荷条件，因而新吹填造陆的项目就设 在吹填完成之后或者等待自然固结，约半年到一年左右，要么就及采取再 吹填砂层或人工填山皮土等等做临时面层，拖延了时间、工期。
以往还有一种技术是在吹填前将排水板铺设在坑底，再在水平排水板
上立上竖向排水管(间距为lmXlm);然后开始吹填，该做法的缺陷是坑 底水平排水通道距吹填淤泥表面在3m甚至10m以上，其排水固结范围很小， 一般只能固结底层0.8m，而上部的和底层的淤泥，则只靠竖向排水管，这 些凭空直立的竖向排水在吹填过程中大部都被冲倒或冲乱，从而无法保证 均匀有效地排水固结。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出了一种快捷简便的、快速的解决 吹填泥浆的快速固结问题的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方法 及其铺管设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是 一种用于新吹填 淤泥加固的水平排水快速固结方法，包括以下步骤
(1) 将排水通道水平平行铺设在新吹填的淤泥中，排水通道在水平方 向为一排或数排，在竖直方向为一层或数层，上面第一层排水通道埋设在 淤泥表面以下60cm，多层多排排水通道在淤泥中形成水平方向的立体排水 网络；
(2) 使每根排水通道至少一个终端向上露出淤泥表面，终端的外露部 分及淤泥表面以下的竖直部分都要进行密封处理，将排水通道的终端与淤 泥表面的地上排水管连接起来，然后将地上排水管再与射流装置连接起来， 要确保各部分的连接部及地上排水管不透气，不透水，密封良好；
(3) 启动射流装置抽气抽水；
(4) 在淤泥的固结度达到设计要求后，停止射流装置作业，拆除地上 水平排水管，移走射流装置，平整场地，新吹填淤泥快速加固竣工。
所述排水通道为排水滤管或排水板。
所述排水通道层间距与排间距分别为60 80cm，第一层排水通道埋设 在淤泥表面以下60 80cm，排水通道淤泥表面以下部分的密封长度不小于 60cm，水平铺设的排水通道长度在50 100m。
淤泥内多层排水通道在与地上排水管连接时是按同层终端连接在同一 排水管上。
在启动射流抽水装置后，按照不通层深的淤泥固结的情况来确定抽气、 抽水的时间长短，早固结的土层早停止抽水、抽气。
6在步骤(3)中还包括在淤泥表层达到满足人工地面作业后，根据需要 在地表覆盖密封膜，铺膜后膜上覆水。
一种用于上述施工方法的铺管设备，包括能在水或淤泥中航行并作业 的移动装置，在淤泥内能水平铺设一层或数层排水通道的水上犁式水平铺 管机，装在移动装置上并与犁式水平铺管机相连，将犁式水平铺管机提起 或落下的起落架，安装在移动装置上的缠绕排水通道并能转动的支架；所 述犁式水平铺管机包括与起落架连接的平台，固定在平台上的多根贯通平 台并与平台平面呈一定倾斜角的桩管，位于平台下方部分的桩管比位于平 台上方部分的桩管要长，位于平台下方的桩管顶端一段向上翘形成水平出 口端，当起落架放下平台时，水平出口端为水平方向，支架上缠绕的排水 通道从平台上方的桩管插入，从水平出口端穿出。
所述铺管机的桩管为管状，在管的上、下面沿着桩管长度方向形成有 细长的刃形凸起，有利于桩管放入淤泥中或从淤泥中抬起。
所述桩管为多排多列，同排的桩管长度相同，同列的桩管长度不同。
所述水平出口端的顶端开有水平对称的凹槽，排水通道通过插在凹槽 中细长的止回销固定在水平出口端，止回销和凹槽配合尺寸为，在起落架 放下，桩管放入泥浆中时，保持排水通道不从水平出口端的凹槽中脱落， 而在移动装置行走铺设开始时，在泥的阻力下，止回销带着排水通道从凹 槽中脱离，使排水通道能埋设在淤泥中。
本发明的有益效果是在淤泥内铺设多层多排水平排水通道，以形成 高密度泥下排水网络。将该网络与地面密封的水平排水管密封连接，再与 射流排水装置连接后抽气抽水可在短期内快速加固新吹填淤泥。本施工方 法及设备解决了新吹填淤泥无法上人上设备作业的问题，同时可快速、便 捷的对新吹填淤泥进行加固，且造价低、环保、安全、可靠，是解决快速 吹填造陆以及河床、坝床加固的方法。
图1是本发明的水平铺设排水通道的铺管设备的结构示意图。
图2是图1中A部的放大图。
图3是本发明的水平铺设排水通道的铺设机的桩管的剖面图。 图4是本发明的铺设机的水平出口端的另一种结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明 本发明用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方法，包括以下步骤:
(1) 将排水通道水平平行铺设在新吹填的淤泥中，排水通道在水平方 向为一排或数排，在竖直方向为一层或数层，上面第一层排水通道埋设在 淤泥表面以下60cm，多层多排排水通道在淤泥中形成水平方向的立体排水 网络；
(2) 使每根排水通道至少一个终端向上露出淤泥表面，终端的外露部 分及淤泥表面以下的竖直部分都要进行密封处理，将排水通道的终端与淤 泥表面的地上排水管连接起来，然后将地上排水管再与射流装置连接起来， 要确保各部分的连接部及地上排水管不透气，不透水，密封良好；
(3) 启动射流装置抽气抽水；
(4) 在淤泥的固结度达到设计要求后，停止射流装置作业，拆除地上 水平排水管，移走射流装置，平整场地，新吹填淤泥快速加固竣工。
所述排水通道为排水滤管或排水板。
所述排水通道层间距与排间距分别为60 80cm，第一层排水通道埋设 在淤泥表面以下60 80cm，排水通道淤泥表面以下部分的密封长度不小于 60cm，水平铺设的排水通道长度在50 100m。
淤泥内多层排水通道在与地上排水管连接时是按同层终端连接在同一 排水管上。在后动射流抽水装置后，按照小通层深的淤泥固结的情况来确定抽气、 抽水的时间长短，早固结的土层早停止抽水、抽气。
在步骤(3)中还包括在淤泥表层达到满足人工地面作业后，根据需要 在地表覆盖密封膜，铺膜后膜上覆水。
如图1所示，本发明用于上述方法的铺管设备，包括装有浮筒式履带 的能在水或淤泥中航行并作业的移动装置1，在淤泥内能水平铺设一层或数
层排水通道的水上犁式水平铺管机2，装在移动装置1上并与犁式水平铺管 机2相连，将犁式水平铺管机提起或落下的起落架3，安装在移动装置l上 的缠绕排水通道6并能转动的支架5;所述犁式水平铺管机2包括与起落架 3连接的平台12，固定在平台上的多根贯通平台12并与平台平面呈一定倾 斜角的桩管7，位于平台12下方部分的桩管7比位于平台12上方部分的桩 管7要长，位于平台12下方的桩管7顶端一段向上翘形成水平出口端8， 当起落架3放下平台12时，水平出口端8为水平方向，支架5上缠绕的排 水通道6从平台12上方的桩管7插入，从水平出口端8穿出。
如图3所示，所述铺管机的桩管7为管状，在管的下面沿着桩管长度 方向形成有细长的刃形凸起11，当然在管的上面沿着桩管长度方向也可以 形成有细长的刃形凸起(图中未示)，有利于桩管7放入淤泥中或从淤泥 中抬起。
所述桩管7为多排多列，同排的桩管7长度相同，同列的桩管7长度 不同。
如图2所示，对于一端直接埋在淤泥中的施工，所述水平出口端8的 顶端开有水平对称的凹槽9，排水通道6通过插在凹槽9中细长的止回销 10固定在水平出口端8，止回销10和凹槽9配合尺寸为，在起落架3放下， 桩管7放入泥浆中时，保持排水通道6不从凹槽9中脱落，而在移动装置l 行走铺设开始时，在泥的阻力下，止回销10带着排水通道6从凹槽9中脱离，使排水通道6能埋设在淤泥中。
所述排水通道6为排水滤管或排水板。 实施例1
1、 将装有浮筒式履带的能在淤泥中行走的移动装置1移至施工现场，
将排水滤管装上支架5并将排水滤管从支架上引入桩管7入口，并将其 逐一从入口导入水平出口端8。本例共铺设上、下3层，水平4排，单 机铺设12根，排水滤管的顶端端部的1. 5 2. 5m保持侧壁密封，即无透 水孔。将该终端从水平出口端8导出，然后按不同层深保持出口长度， 使其长度在铺管机沉入淤泥设计的深度后，足以露出淤泥3(T60cm。
2、 起落架3下落，将铺管机平台12从垂直方向向下放平，并接近淤泥 表面，继续用起落架3下压平台12，使桩管沉入淤泥中，并且水平出口 端8位于水平方向。本例的第一层桩管7的水平出口端8在淤泥表面以 下80cm，第二层桩管7距第一层桩管60cm，第三层桩管7距第二层桩管 60cm。水平多排桩管7的间距为60cm，总的宽度为2. 4m， 3层厚为2. 4m。 在桩管7沉入淤泥前，将排水滤管的终端30 60cm固定在淤泥表面上(用 人工或下锚)；在铺管机2沉到深度后，用钢止回架，压住所有4排3 层的终端的出口处，以防止排水管在铺管机开始前行时上浮。
3、 准备就绪后，启动漂浮移动装置1前行，将竖向3层水平4排排水 滤管水平地铺设在淤泥平面80cm以下。排水滤管单根长度65m，有效铺 设长度60m， 2个终端多约1.5 2. 5m，外露30 60cm。
4、 到多根排水滤管终端进入桩管7入口时，将起落架12从淤泥中慢慢 提起，并保证排水滤管终端渐渐平缓的从淤泥中提出，并保持每层都有 3(T60cm外露在淤泥表面以上，以备下一步与地上水平排水管相连接。
5、 将铺管设备掉头，用l一4的方法和步骤再向回铺设第二幅(即竖向 3层，水平4排)，使本幅的最边上一排与前面己铺的最边上一排的水平间距保持60cm，重复l一4的步骤。
6、 在铺完20幅共120排，20幅(10个来回)后，用地上水平排水管 将外露的排水终端按层连接，并将其与真空射流预压装置密封连接。
7、 启动真空射流装置开始抽气抽水预压。
8、 在预压一定时间约2—3周，检查淤泥表面固结情况，如发现裂隙， 且压力下降时，可停止表层预压，并在表层覆盖塑胶，按传统的铺膜方 式作业，膜铺好后膜上覆水，如表层固结尚达不到要求，则表层继续预 压，待处理的多层均达到设计要求(一般在4一6周)后停止射流预压。
9、 拆除射流装备，水平吸水通道、及膜，平整场地清场竣工。
10、 如果场地长度在100m以上，上述的第5步骤不必调头回铺，而是向 前继续铺进。但此处的同层的起点端与终始端可共同与同一地上水平排 水管相连。
实施例2
1、 所用设备与方法与例l相同。
2、 只是该例用的淤泥下排水通道是排水板，铺管机的桩管的出口处是如图 4的结构，即采用扁口形式，且在出口处的水平两侧有卡口，也就是说， 使排水板的开始端留在淤泥中(如排水板的起始端是外露的，则不需要 凹槽与止回销，方法同实施例l)。
3、 排水板的起始端与终端都须沿板槽排水向巻起3(T60cm插入侧壁密封 的竖向排水管中，并使竖向排水管外露地面30 60cm，以与地上水平排 水管相连。
本发明的犁式水平铺管机的移动装置上装有浮筒及履带行走装置，可 以将整个设备漂浮在水面或新吹填的淤泥中且能作业牵引铺管机进行淤泥 下水平铺设多层多排排水通道；解决了目前淤泥面上无法作业而不得不等 淤泥自然沉降数月或一年多的时间，因而使吹填造陆的地上项目无法尽快立项开工的问题。由于本发明的设备可以将多层多排排水通道同机水平铺
设在淤泥内，且水平铺设的排水通道长度可在50 100m，外露在淤泥外的终
端比传统的竖直向地下设置排水通道的终端縮小了几十倍，使地上水平通 道的密封连接变的简便可靠，因而可保证预压的效率而使淤泥的固结效率
有保证；本发明的技术方案最重要的特点是犁式水平铺管机能将排水通道 多层多排的水平铺设在已吹填好的淤泥中(通常含水量在100%以上)，利 用淤泥本身作密封，来进行预压固结，从而改变了现行预压加固技术必须 先铺砂铺膜密封后开始预压的方法，本发明的技术方案，则可不用先铺砂， 也不用先铺膜，所以，可以在吹填后很短时间内，浮水放出后即可马上进 行加固，比前者时间可提前半年到一年，比后者费用至少降低30%。本发明 的实施步骤中所述的启动射流装置后淤泥表面的固结度达到满足人工铺膜 作业的荷载要求后，还可根据现场情况进行铺膜，这是考虑到淤泥表层在 固结到一定程度后，有可能因产生裂隙而透气，造成预压压力的降低，在 这种情况下，地表肯定固结度至少已达到60%以上，人工铺膜作业的条件已 经解决，而固结度低的时候，地表是不会出现裂隙的。本发明在淤泥吹填 完工之后，利用犁式水平铺管机将排水通道(排水滤管或排水板等)多层 多排地(像农村用的双软双铧犁犁地那样)铺设在淤泥表面至少60cm以下， 其竖向层间距和水平排水间距都可达到60cm至80cm，而这种高密度排水通 道在淤泥内形成水平的立体排水网络，从而保证有效地排水排气，迅速固 结，这种密度是传统技术的2. 5-3. 5倍，效率是传统技术的2倍至3倍， 固结时间至少可提前1倍到1.5倍。因而会将吹填造陆的工期大大縮短， 大大提高项目的投资回收效率。
用该技术可以对浅层(3m左右)吹填淤泥一次性短期内处理到位，达 到80%的固结度，也可以对3m-10m以上的吹填淤泥用30-40天的快速固结， 对表层2-3m进行处理，固结后达到1.5-2. 5m的硬层，能满足大能量的地
12基处理作业载荷要求。该技术还可用于河床，坝底的淤泥及软弱土层的加 固处理。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的 有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例， 但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
权利要求
1、一种用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方法，包括以下步骤(1)将排水通道水平平行铺设在新吹填的淤泥中，排水通道在水平方向为一排或数排，在竖直方向为一层或数层，上面第一层排水通道埋设在淤泥表面以下60cm，多层多排排水通道在淤泥中形成水平方向的立体排水网络；(2)使每根排水通道至少一个终端向上露出淤泥表面，终端的外露部分及淤泥表面以下的竖直部分都要进行密封处理，将排水通道的终端与淤泥表面的地上排水管连接起来，然后将地上排水管再与射流装置连接起来，要确保各部分的连接部及地上排水管不透气，不透水，密封良好；(3)启动射流装置抽气抽水；(4)在淤泥的固结度达到设计要求后，停止射流装置作业，拆除地上水平排水管，移走射流装置，平整场地，新吹填淤泥快速加固竣工。
2、 根据权利要求1所述的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方 法，其特征在于，所述排水通道为排水滤管或排水板。
3、 根据权利要求1所述的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方 法，其特征在于，所述排水通道层间距与排间距分别为60 80cm，第一层 排水通道埋设在淤泥表面以下60 80cm，排水通道淤泥表面以下部分的密 封长度不小于60cm，水平铺设的排水通道长度在50 100m。
4、 根据权利要求1所述的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方 法，其特征在于，淤泥内多层排水通道在与地上排水管连接时是按同层终 端连接在同一排水管上。
5、 根据权利要求4所述的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方 法，其特征在于，在启动射流抽水装置后，按照不通层深的淤泥固结的情 况来确定抽气、抽水的时间长短，早固结的土层早停止抽水、抽气。
6、 根据权利要求1所述的用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结万 法，其特征在于，在步骤(3)中还包括在淤泥表层达到满足人工地面作业 后，根据需要在地表覆盖密封膜，铺膜后膜上覆水。
7、 一种用于权利要求1的铺管设备，其特征在于，包括能在水或淤泥 中航行并作业的移动装置(1)，在淤泥内能水平铺设一层或数层排水通道的水上犁式水平铺管机(2)，装在移动装置(1)上并与犁式水平铺管机(2) 相连，将犁式水平铺管机提起或落下的起落架(3)，安装在移动装 置(1)上的缠绕排水通道(6)并能转动的支架(5);所述犁式水平铺管 机(2)包括与起落架(3)连接的平台(12)，固定在平台上的多根贯通 平台(12)并与平台平面呈一定倾斜角的桩管(7)，位于平台(12)下方 部分的桩管(7)比位于平台(12)上方部分的桩管(7)要长，位于平台(12)下方的桩管(7)顶端一段向上翘形成水平出口端(8)，当起落架(3) 放下平台(12)时，水平出口端(8)为水平方向，支架(5)上缠绕 的排水通道(6)从平台(12)上方的桩管(7)插入，从水平出口端(8) 穿出。
8、 根据权利要求7所述的铺管设备，其特征在于，所述铺管机的桩管(7) 为管状，在管的上、下面沿着桩管长度方向形成有细长的刃形凸起 (11)，有利于桩管(7)放入淤泥中或从淤泥中抬起。
9、 根据权利要求7所述的铺管设备，其特征在于，所述桩管(7)为 多排多列，同排的桩管(7)长度相同，同列的桩管(7)长度不同。
10、 根据权利要求7所述的铺管设备，其特征在于，所述水平出口端(8) 的顶端开有水平对称的凹槽(9)，排水通道(6)通过插在凹槽(9) 中细长的止回销(10)固定在水平出口端(8)，止回销(10)和凹槽(9) 配合尺寸为，在起落架(3)放下，桩管(7)放入泥浆中时，保持排水通 道(6)不从水平出口端(8)的凹槽(9)中脱落，而在移动装置(1)行走铺设开始时，在泥的阻力下，止回销(10)带着排水通道(6)从凹槽(9)中脱离，使排水通道(6)能埋设在淤泥中。
全文摘要
本发明公开了一种用于新吹填淤泥加固的水平排水快速固结方法及其铺管设备，在淤泥内铺设多层多排水平排水通道，其层间距、排间距都在60～80cm左右，以形成高密度泥下排水网络。将该网络与地面密封的水平排水管密封连接，再与射流排水装置连接后抽气抽水，可在短期内快速加固新吹填淤泥。实现本工法的设备由水平铺管机、起落架、能在水或淤泥上行走的移动装置等组成。本施工方法及设备解决了新吹填淤泥无法上人上设备作业的问题，同时可快速、便捷的对新吹填淤泥进行加固，且造价低、环保、安全、可靠，是解决快速吹填造陆以及河床、坝床加固的方法。
文档编号E02D3/00GK101560763SQ20091006894
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者雷玉华 申请人:雷玉华