用于疏浚泥固结的硬壳体及应用该硬壳体的排水固结方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于疏浚泥固结的硬壳体及应用该硬壳体的排水固结方法。该硬壳体包括若干个拼接在一起的板状排水盲沟，每个板状排水盲沟上设有若干通孔，相邻板状排水盲沟的连接侧面分别设有可相互卡扣的榫舌和榫槽，所述榫舌和榫槽上分别设有同心的第一连接孔和第二连接孔，所述榫舌和榫槽通过贯穿所述第一连接孔和第二连接孔的螺栓进行固定。该方法首先将多块板状排水盲沟相邻侧面用榫舌和榫槽相互卡扣，并进行螺栓固定后铺设成临时硬壳体，然后在板状排水盲沟上的通孔插入竖向排水体，最后铺设密封膜，并将其与真空装置进行连接。本发明不但可以提高施工效率，而且可以在固结处理堆场疏浚泥的过程中代替砂垫层，从而缓解目前砂资源紧缺的难题。
【专利说明】用于疏浚泥固结的硬壳体及应用该硬壳体的排水固结方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于疏浚泥堆场固结的排水硬壳体及应用该硬壳体的排水固结方法，属于水利、航道工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]河湖清淤以及港口、航道的建设等工程不可避免产生大量的高含水率疏浚泥。国内目前常常将上述工程中产生的疏浚泥吹填进入各种堆场进行储存，这样不但可以解决疏浚泥存储困难的问题，还可以增加土地数量，缓解目前土地资源紧缺的难题。然而，由于疏浚工程中通常采用绞吸等水力方式疏浚，产生的淤泥含水率极高，呈稀泥浆状态，强度几乎为零，所以这些淤泥在较长时间内不能用作地基或还田，从而导致需要长期征用大量土地储存这些疏浚泥。由于土地资源紧张，为了提高堆场的存储能力，尽快将堆场中的疏浚泥转换为土地资源，常常需要对堆场中的高含水率疏浚淤泥进行真空固结处理。
[0003]目前在对高含水率疏浚淤泥真空固结处理中，通常需要首先在疏浚泥中布设砂井或塑料排水板作为竖向排水体，再布设砂垫层作为水平向排水体，从而缩短水由土体渗流排出的距离，再结合真空方法使土体中的水在负压作用下流出土体，达到固结土体、减小疏浚泥体积、增强堆场储存疏浚泥的能力及提高土体强度的目的。因此，在排水固结方法中，水平向和竖向排水体的布设是影响处理效果的关键因素。
[0004]但由于淤泥强度极低，疏浚泥表面铺设的砂垫层中的砂颗粒易陷入淤泥中，因此难以形成连续的砂垫层。因此有一些工程在实际操作时取消砂垫层，或者采用一层透水的土工材料代替砂垫层，但真空预压处理疏浚泥时效果不佳。另外，随着我国经济建设的飞速发展，公路建设、港口建设、围海造地等各种工程建设日益增多，所以对砂的需求也急速增力口，砂资源日益成为紧缺资源，这必然导致使用砂垫层在排水固结处理超软土时施工成本的增加。
[0005]同时，由于疏浚泥表层土的承载力几乎为零，施工人员直接在其表面打设竖向排水体非常困难，施工效率很低。有人提出在淤泥表面采用固化土进行固化处理形成人工硬壳层，或者是直接对淤泥表层进行固结处理形成硬壳层，但如此增加了工程成本，同时也延长工程时间。
【发明内容】
[0006]本发明解决的技术问题是:提出一种既能提高真空固结处理效果，又能提高竖向排水体打设的施工效率，节约工程成本的疏浚泥堆场固结处理人工临时排水硬壳体及应用该硬壳体代替水平排水体砂垫层的真空预压固结方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是:一种用于疏浚泥堆场固结的排水硬壳体，包括若干个拼接在一起的板状排水盲沟，每个板状排水盲沟上设有若干通孔，相邻板状排水盲沟的连接侧面分别设有可相互卡扣的榫舌和榫槽，所述榫舌和榫槽上分别设有同心的第一连接孔和第二连接孔，所述榫舌和榫槽通过贯穿所述第一连接孔和第二连接孔的螺栓进行固定。
[0008]上述技术方案之一的进一步改进是:所述榫舌和榫槽沿所述板状排水盲沟侧面间隔排列。
[0009]上述技术方案之一的进一步改进是:所述板状排水盲沟外表面包裹有无纺土工布，所述无纺土工布对应该板状排水盲沟上的通孔和连接孔位置处设有孔洞。优选的，所述孔洞与对应的通孔或连接孔大小一致。
[0010]作为优选方案，所述通孔呈矩形阵列分布或三角形阵列分布。
[0011]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是:一种上述排水硬壳体的真空预压固结方法，包括以下步骤:
1)施工人员首先在淤泥围堰边缘将第一块板状排水盲沟水平放置在淤泥表面，其次将第二块板状排水盲沟与第一块板状排水盲沟并排设置在淤泥表面，并将第一块、第二块板状排水盲沟通过榫舌和榫槽相互扣合，再用贯穿榫舌和榫槽上对应的第一连接孔和第二连接孔的螺栓对第一块、第二块板状排水盲沟进行固定；继续以相同方法铺设剩余的板状排水盲沟，直到所有的板状排水盲沟都铺设完成从而使所有的板状排水盲沟形成连为一整体的硬壳体；
2)施工人员在硬壳体上依次将竖向排水体穿过每一个板状排水盲沟的通孔后插入到淤泥中，并使所述竖向排水体的顶端高于相连接的板状排水盲沟表面；
3)所述竖向排水体安装完成后，在硬壳体上铺设一层土工布，再在土工布上铺设一层密封膜，并将密封膜的边缘踩入淤泥中，然后将密封膜与抽真空装置进行连接，使用该抽真空装置对淤泥进行真空预压固结处理。
[0012]上述技术方案之二的进一步改进是:所述步骤3)中，在高出所述板状排水盲沟表面的竖向排水体上设置水平方向的第三连接孔，用一根支撑条穿过第三连接孔，并将第三连接孔的两端放置在该板状排水盲沟上。
[0013]上述技术方案之二的进一步改进是:所述步骤2)中，施工人员使用打设机械在硬壳体上依次将竖向排水体穿过每一个板状排水盲沟的通孔。
[0014]本发明带来的有益效果是:
I)本发明的硬壳体中由于板状排水盲沟具有较大的联通孔隙，使用板状排水盲沟铺设淤泥表面，可以起到水平排水体的作用，从而增强真空固结处理效果，可广泛用于围海造地等填土工程中。
[0015]2)本发明的板状排水盲沟具有较高的抗压强度，使用板状排水盲沟制成的硬壳体能够承载人工甚至轻型打设机械，与现有技术中采用手工直接在疏浚泥表面打设竖向排水体相比，能有效提高施工效率；另外，在板状排水盲沟上设置若干通孔，可以很方便地打设各种竖向排水体，适用范围广。
[0016]3)本发明中不同的板状排水盲沟之间可以通过相对应的榫舌和榫槽连接为所需大小的整体硬壳体，因此操作方便，而且可多次重复利用，能够有效降低工程成本。
[0017]4)本发明的硬壳体还可以在固结处理堆场疏浚泥的过程中代替砂垫层，充当水平排水体，从而可以缓解目前砂资源紧缺的难题。
[0018]5 )本发明的排水固结方法首先铺设水平板状排水盲沟形成硬壳体，然后再打设竖向排水体，这样就克服了传统方法中竖向排水体打设困难的缺点，可以使用打设机械直接在硬壳体上施工，大大提高了施工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]图1是本发明实施例中板状排水盲沟的结构示意图。
[0021]图2是图1中的俯视图。
[0022]图3是图1的左视图。
[0023]图4是图2的A-A向剖视图。
[0024]图5是本发明实施例中安装竖向排水体的示意图。
[0025]图6是本发明实施例多块板状排水盲沟连接时的爆炸示意图。
【具体实施方式】
实施例
[0026]本实施例的用于淤泥排水固结的硬壳体，如图1-图4所示，包括若干个拼接在一起的板状排水盲沟1，板状排水盲沟I上设有若干通孔2，相邻板状排水盲沟I的连接侧面分别设有相互卡扣的榫舌3和榫槽4，榫舌3和榫槽4沿板状排水盲沟I侧面均匀排列。榫舌3和榫槽4上分别设有同心的第一连接孔和第二连接孔，榫舌3和榫槽4通过贯穿第一连接孔和第二连接孔的螺栓5进行固定。拼接形成的硬壳体如图6所示。
[0027]本实施例中榫舌3和榫槽4沿板状排水盲沟I侧面间隔排列，并在板状排水盲沟I外表面包裹有无纺土工布，无纺土工布对应该板状排水盲沟I上的通孔2、第一连接孔和第二连接孔位置处设有孔洞。
[0028]本实施例中的板状排水盲沟I的厚度在10?40cm之间，长和宽分别在2?6m，当然其具体尺寸可根据实际工程需要进行选择。本实施例中板状排水盲沟I具有较大的联通孔隙，具有较好的透水性，同时具有一定的刚度，且采用150?250g/m2的无纺土工布外包。
[0029]本实施例中用于打设竖向排水体的通孔2在板状排水盲沟I上呈矩形阵列分布，相邻两个通孔2间的间距在0.6?1.8m间，通孔2的孔径在10?20cm之间，这样可方便各种竖向排水体的打设，即可以适应多种竖向排水体。当然，通孔2的孔径及间距的具体参数也根据实际工程的需要进行选择，根据需要也可以选择通孔2在板状排水盲沟I上呈三角形陈列分布。
[0030]本实施例的应用用于淤泥排水固结的硬壳体的真空预压固结方法，包括以下步骤:
I)施工人员首先在淤泥围堰边缘将第一块板状排水盲沟水平放置在淤泥表面，其次将第二块板状排水盲沟与第一块板状排水盲沟并排设置在淤泥表面，并使第一块、第二块板状排水盲沟相邻侧面的榫舌3和榫槽4相互扣合，再用贯穿榫舌3和榫槽4上对应的第一连接孔和第二连接孔的螺栓对第一块、第二块板状排水盲沟进行固定；将第一块、第二块板状排水盲沟连接后形成整体后以相同方法铺设第三块板状排水盲沟，并继续以相同方法铺设剩余的板状排水盲沟，直到所有的板状排水盲沟都铺设完成从而使所有的板状排水盲沟形成连为一整体的人工临时硬壳体，具体如图6所示。
[0031]本实施例在铺设硬壳体时，还可以先在板状排水盲沟外表面包裹无纺土工布，无纺土工布对应该板状排水盲沟上的通孔、第一、第二连接孔位置处预留孔洞。
[0032]2)施工人员携轻型施工机械在硬壳体上依次将竖向排水体7穿过每一个板状排水盲沟I的通孔2后插入到淤泥中，如图5所示，并使所述竖向排水体7的顶端高于相连接的板状排水盲沟I表面。优选的，每根竖向排水体7打设结束后，使该竖向排水体7高出板状排水盲沟5cm左右。
[0033]现有的真空预压固结方法中，一般是先在淤泥堆中安装竖向排水体，再铺设水平排水体(一般是砂垫层)，但因为淤泥的含水率太高，其表面承载力几乎为零，施工人员在其表面打设竖向排水体时非常困难，因此施工效率很低。而本实施例是先在淤泥堆中铺设硬壳体(即水平排水体)，因此在打设竖向排水体7时，施工人员可以直接在硬壳体上施工，甚至可以使用轻型打设机械设备进行竖向排水体7的打设，这样就大幅提高了施工效率。
[0034]进一步的，本实施例可在高出所述板状排水盲沟表面的竖向排水体7上设置水平方向的第三连接孔，用一根支撑条6穿过第三连接孔，并将第三连接孔的两端放置在该板状排水盲沟上。
[0035]3)所述竖向排水体7安装完成后，在硬壳体上铺设一层无纺土工布，再在无纺土工布上铺设一层密封膜，并将密封膜的边缘踩入淤泥中，然后将密封膜与抽真空装置进行连接，使用该抽真空装置对淤泥进行真空预压固结处理。
[0036]使用抽真空装置对淤泥进行真空预压固结处理为现有技术，在此不再赘述。
[0037]本发明的用于淤泥排水固结的硬壳体及应用该硬壳体的真空预压固结方不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于疏浚泥固结的硬壳体，其特征在于:包括若干个拼接在一起的板状排水盲沟，每个板状排水盲沟上设有若干通孔，相邻板状排水盲沟的连接侧面分别设有可相互卡扣的榫舌和榫槽，所述榫舌和榫槽上分别设有同心的第一连接孔和第二连接孔，所述榫舌和榫槽通过贯穿所述第一连接孔和第二连接孔的螺栓进行固定。
2.根据权利要求1所述的用于疏浚泥固结的硬壳体，其特征在于:所述榫舌和榫槽沿所述板状排水盲沟侧面间隔排列。
3.根据权利要求1所述的用于疏浚泥固结的硬壳体，其特征在于:所述板状排水盲沟外表面包裹有无纺土工布，所述无纺土工布对应该板状排水盲沟上的通孔、第一连接孔和第二连接孔位置处制有孔洞。
4.根据权利要求1所述的用于疏浚泥固结的硬壳体，其特征在于:所述通孔呈矩形阵列分布或三角形阵列分布。
5.一种应用权利要求1所述的用于疏浚泥固结的硬壳体的真空预压排水固结方法，包括以下步骤: 1)施工人员首先在淤泥围堰边缘将第一块板状排水盲沟水平放置在淤泥表面，其次将第二块板状排水盲沟与第一块板状排水盲沟并排设置在淤泥表面，并将第一块、第二块板状排水盲沟通过榫舌和榫槽相互扣合，再用贯穿榫舌和榫槽上对应的第一连接孔和第二连接孔的螺栓对第一块、第二块板状排水盲沟进行固定；继续以相同方法铺设剩余的板状排水盲沟，直到所有的板状排水盲沟都铺设完成从而使所有的板状排水盲沟形成连为一整体的硬壳体； 2)施工人员在硬壳体上依次将竖向排水体穿过每一个板状排水盲沟的通孔后插入到淤泥中，并使所述竖向排水体的顶端高于相连接的板状排水盲沟表面； 3)所述竖向排水体安装完成后，在硬壳体上铺设一层土工布，再在土工布上铺设一层密封膜，并将密封膜的边缘踩入淤泥中，然后将密封膜与抽真空装置进行连接，使用该抽真空装置对淤泥进行真空预压固结处理。
6.根据权利要求5所述的真空预压排水固结方法，其特征在于:所述步骤2)中，在高出所述板状排水盲沟表面的竖向排水体上设置水平方向的第三连接孔，用一根支撑条穿过第三连接孔，并将第三连接孔的两端放置在该板状排水盲沟上。
7.根据权利要求5所述的真空预压排水固结方法，其特征在于:所述步骤2)中，施工人员使用打设机械在硬壳体上依次将竖向排水体穿过每一个板状排水盲沟的通孔。
【文档编号】E02D3/10GK104358250SQ201410632325
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】徐桂中, 吴发红, 徐兵, 殷勇, 石飞停, 戚巍 申请人:盐城工学院