一种用于电化学脱水干化技术的双向排水结构的制作方法

1.本实用新型属于软土地基加固技术领域，尤其涉及一种用于电化学脱水干化技术的双向排水结构。


背景技术：

2.现有技术：
3.电化学脱水干化技术属软土地基加固技术，会引起电渗、电泳、电迁移等一系列电动现象，同时还会引起复杂的物理化学反应和过程，包括电极的腐蚀、水的电解、离子交换、离子扩散和运移等。通过对含水率高、压缩性大、脱水困难的软土施加直流电场后，产生复杂的物理化学反应，土体中的水分被大量排出，尤其对弱结合水和电解水分的效果明显，实现减量化、无害化处理的方法。
4.但本技术实用新型人发现上述现有技术至少存在如下技术问题：
5.目前，江河湖库内源污染源现象严重，用于存放环保疏浚带来的大量污染底泥的堆场面积需要足够大，且距疏浚区的距离不宜过远，否则很难形成批量化的高效脱水处理。但采用现有技术脱水干化后，土体在深度上，强度差异显著，存在“上硬下软”的现象。
6.解决上述技术问题的难度和意义：
7.因此，基于这些问题，提供一种加速脱水干化进程的同时，构建“脱水工厂”，实现底泥批量化、高效率、环保性、普遍适用性的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构具有重要的现实意义。


技术实现要素：

8.本技术目的在于为解决现有技术中的技术问题而提供一种加速脱水干化进程的同时，构建“脱水工厂”，实现底泥批量化、高效率、环保性、普遍适用性的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构。
9.本技术实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
10.一种用于电化学脱水干化技术的双向排水结构，所述用于电化学脱水干化技术的双向排水结构包括水平向排水结构和垂直向排水结构，所述水平向排水结构自下而上包括隔水层、底部水平向排水结构、底部反滤层、软土层、采用土工合成材料的工作垫层、顶部排水管路和电路连接层、顶部反滤层、密封层，所述垂直向排水结构包括位于软土层中的电渗板，并经过管路连接组成，所述顶部排水管路和电路连接层内设与电渗板连接的顶部排水管路和电路，所述底部水平向排水结构内设底部波纹滤管并与顶部排水管路连接。
11.垂直向排水结构与水平向排水结构的共同作用，真空压力分布更均匀，排水路径缩短，尤其对中下部土层脱水效果明显改善，改进了常规真空预压脱水后土体存在“上硬下软”的缺点。
12.本技术实施例还可以采用以下技术方案：
13.在上述的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构中，进一步的，所述底部反滤
层采用土工合成材料，所述工作垫层采用土工合成材料。
14.底部反滤层可有效避免软土对过水层管路的淤堵。
15.在上述的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构中，进一步的，所述隔水层采用密封膜或两布一膜；所述底部水平向排水结构采用20～30cm碎石垫层，内部埋设直径40mm的底部波纹滤管，并预留与顶部排水管路连接的接头；所述底部反滤层采用1-2层无纺土工布，所述工作垫层自下而上依次为2-3层荆巴、2-3层编织土工布，所述密封层采用2-3层密封膜，预留的密封膜被压入压膜沟，密封沟内填充透水性差的黏性土，压膜沟深度1.5m以上。
16.在上述的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构中，进一步的，所述顶部排水管路和电路连接层与密封层之间还设有顶部反滤层，所述顶部反滤层采用1-2层无纺土工布。
17.顶部反滤层起到对密封膜的保护作用，如底泥外溢、顶部排水管路和电路层的尖锐部分均可在反滤层保护下，确保真空负压的环境完好。
18.在上述的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构中，进一步的，所述垂直向排水结构，采用ekg电渗板，正方形布设，间距0.6-1.0m，并预留与顶部排水管路和电路连接的接头。
19.在上述的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构中，进一步的，所述顶部排水管路和电路连接层，采用直径40mm的波纹滤管，并与底部波纹滤管连接的同时外接真空泵，所述电渗板电线通过顶部排水管路和电路连接层的电路外接至电源设备。
20.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：
21.1、普通电化学脱水干化后，土层存在“上硬下软”的现象，真空压力在中下部土体逐步衰减，中下部土体电化学脱水处理效果差，本实用新型因其设置双向排水结构，缩短中下部土体排水路径，脱水效果更好，全断面脱水更均匀，工后沉降量小，承载力可达80kpa以上。
22.2、本实用新型因为增加了双向排水结构，故脱水后含水率更低，故脱水效果更好。相比于传统真空预压工期约120天，本实用新型单批次脱水工期在45天以内，工期缩短近2/3；传统真空预压处理后，含水率在55％左右，本实用新型脱水干化后含水率在40％左右，脱水效果更佳。
23.3、本实用新型在一批次底泥脱水完成后，将减量化的脱水底泥挖出，进行资源化利用，底部水平向排水结构保留，进行下一批次的底泥脱水处理，循环此过程，“脱水工厂”的概念得以实现。
24.4、本实用新型加速脱水干化进程的同时，构建“脱水工厂”，实现底泥批量化、高效率、环保性、普遍适用性。批量化指通过土方围堰、钢板桩或浮筒的施工，构建脱水干化储泥池，并在场地内安装底部水平向排水结构，实现底泥分批次处理，场地大小根据疏浚底泥疏挖量和场地情况确定；高效率表现为脱水工期短、脱水效果好，即由常规真空预压120天缩短为45天以内，底泥含水率由常规真空预压的55％左右降低为40％左右；环保性表现为脱水过程环保化，不向土体、水体中增加任何化学试剂，脱水后土体可转化为绿化基质土，不会成为固体废弃物；普遍适用性表现为脱水效果、脱水工期满足大多数工程需求，且对于土地资源紧张的城市，脱水场地可大可小，在一次性构建完成后，进行分批次脱水处理。
附图说明
25.以下将结合附图来对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
26.图1是本实用新型的双向排水结构示意图；
27.图2是本实用新型的局部结构放大图。
28.图中：
29.1、隔水层，2、底部水平向排水结构，3、底部反滤层，4、垂直向排水结构(电渗板)，5、工作垫层，6、顶部排水管路和电路连接层，7、顶部反滤层，8、密封层，9、围堰，10、压膜沟，11、真空泵，12、电源设备。
具体实施方式
30.双向排水结构包括水平向排水结构和垂直向排水结构。所述水平向排水结构自下而上包括隔水层、底部水平向排水结构、底部反滤层、软土层、工作垫层、顶部排水管路和电路连接层、顶部反滤层、密封层；所述垂直向排水结构指位于软土层中的电渗板，并经过管路连接组成。
31.在真空负压和直流电压共同作用的基础上，通过土体底部预埋水平向排水结构与垂直向排水结构，实现双向综合排水结构，将真空度快速均匀、无衰减地传递至疏浚超软土体，缩短了土体中水的渗流路径，实现快速、均匀的脱水效果，缩短了约三分之二的工期，解决了处理后土质不均的问题。
32.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
33.实施例1
34.参照图1所示，双向排水结构包括水平向排水结构和垂直向排水结构，所述水平向排水结构自下而上包括隔水层、底部水平向排水结构、底部反滤层、软土层、工作垫层、顶部排水管路和电路连接层、顶部反滤层、密封层，所述垂直向排水结构指位于软土层中的电渗板，并经过管路连接组成。
35.施工步骤是：
36.s1、构建脱水干化场地
37.根据疏浚底泥周期排放量和当地土地资源可用情况，选取合适面积的场地作为脱水干化储泥池，具体储泥池围堰构建的材料可采用土方、钢板桩、浮筒等，面积2000～20000m2，深度5～10m为宜。如当地地下水位较高，场地外侧一定范围内，可布设降水井、地下连续墙等降水或隔水措施，保证场地施工安全的前提下，进行后续脱水干化处理。
38.s2、铺设隔水层、底部水平向排水结构、底部反滤层
39.自下而上，依次铺设隔水层、底部水平向排水结构、底部反滤层。隔水层采用密封膜或两布一膜等隔水材料；底部水平向排水结构采用20～30cm碎石垫层，内部埋设直径40mm的波纹滤管，并预留与顶部排水管路连接的接头；底部反滤层铺设1-2层无纺土工布，可有效避免软土对过水层管路的淤堵。
40.s3、疏挖底泥输送
41.采用人工或机械的方式疏挖，并输送至储泥池，静置1-3天。
42.s4、铺设工作垫层
43.自下而上，依次铺设2-3层荆巴、2-3层编织土工布。
44.s5、垂直向排水结构施工
45.按设计要求的打设间距和深度，采用电渗板9作为垂直向排水结构的主体，打设间距0.8m，深度4-6m，并预留与顶部排水管路和电路连接的接头。
46.s6、安装顶部排水管路和电路连接层
47.顶部排水管路采用直径40mm的波纹滤管，铺设顶部排水管路，并与电渗板和底部波纹滤管连接的同时，外接真空泵11；电路连接涉及电渗板的电线外接至电源设备12。
48.s7、铺设顶部反滤层和密封层
49.依次铺设1-2层无纺土工布和2-3层密封膜。在处理区周边构建密闭系统，将预留的密封膜压入压膜沟，并用疏浚软土回填，防止漏气，压膜沟深度建议1.5m以上。
50.s8、脱水干化处理
51.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
52.本实用新型结构简单，操作方便，脱水工期45天左右，含水率40％，大大改善其他真空预压或增益型真空预压技术脱水干化后土层存在“上硬下软”的现象，且批量化的脱水处理可实现工厂流水线式生产。
53.综上所述，本实用新型提供一种加速脱水干化进程的同时，构建“脱水工厂”，实现底泥批量化、高效率、环保性、普遍适用性的用于电化学脱水干化技术的双向排水结构。
54.以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。