淤泥固化工程中施工方式的选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水利工程和岩土工程的施工方法，具体涉及根据新拌固化淤泥流动状 态选择施工方式的方法。
【背景技术】
[0002] 淤泥在土力学上的定义为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形 成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1. 5的粘性土。疏浚指经过水力疏挖 等技术将沉积底泥吹填到堆场的过程，我国的底泥疏浚通常采用绞吸式挖泥船，通过泥浆 泵和输泥管道将淤泥吹填到划定堆场，这种方法疏浚出的淤泥固液比仅约1/5,浓度不足 20%，具有含水率高、粘粒含量高、压缩性高及不排水强度低的显著特点，造成泥浆在堆场 中的自重落淤过程缓慢，难以形成密实的土体。
[0003]淤泥的固化处理是近些年来发展迅速的一种资源化利用方法，是通过向疏浚淤泥 中添加固化材料，淤泥中的水和粘土矿物与固化材料进行一系列的物理化学反应从而改善 了淤泥的工程性质，处理形成的固化淤泥可作为普通填土使用。该处理方法既能消耗大量 产生的疏浚淤泥，又解决了部分地区工程用土短缺的困难，具有处理量大、处理时间短的优 点，并且固化处理后，污染物很难从固化体中溶出，在指标上能够满足国家环境标准，固化 处理是适合我国国情的能够对疏浚泥进行大规模处理的资源化利用方法。
[0004] 淤泥固化技术在进行工程应用时，经常会遇到如何施工才合理、经济、高效的问 题。例如，当淤泥含水率很高时，新搅拌完成的固化淤泥的流动性比较好，可以直接采用流 动化施工的方法，例如，日本的淤泥固化技术一般是在含水率很高的状态，采用泵送的方式 流动化施工，这样做的好处是可以大规模产业化施工，处理的效率高。但是，由于高含水率 会使得淤泥固化材料的添加量成倍增加，从而极大的增加工程造价，所以我国的淤泥固化 工程中，淤泥的流动性一般不会太大，以尽量降低工程造价。由于淤泥的性质地域差异性很 大，使得淤泥的含水率、粘粒含量和流动性等差别非常大，而目前我国没有淤泥固化的国家 和行业标准，这就造成淤泥固化工程中技术人员对在什么样的情况下该采取浇筑施工和碾 压施工的问题选择存在困惑，对是否需要插捣密实等技术手段不清楚，耽误施工进度，并影 响施工质量。
[0005] 由于我国的底泥疏浚通常采用绞吸式挖泥船，通过泥浆泵和输泥管道将淤泥吹填 到划定堆场，这种方法疏浚出的淤泥固液比仅约1/5,浓度不足20%。对于淤泥固化工程， 无论是目前比较成熟的采用专用固化设备的淤泥固化处理方法，还是刚刚开始研宄的淤泥 流动化处理方法，淤泥的初始含水率即淤泥的流动性是决定淤泥固化效果的重要因素，也 应该是判断淤泥固化施工方式的重要依据，因此，如何科学合理的测试新搅拌固化淤泥的 流动性，就成为解决上述问题的关键所在。本发明提供一种测试新搅拌固化淤泥的流动性 的方案，据此选择淤泥固化施工方式的方法，供工程技术人员施工参考。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供淤泥固化工程中施工方式的流动性 判别方法，分别对淤泥的流动度和粘滞性进行测定，并根据测定得到的淤泥流动度和粘滞 性测定结果，对测定淤泥的流动性大小和流动状态进行划分，为相关工程技术人员提供了 对淤泥流动性的科学评判方法。
[0007] 实现本发明目的的技术方案是：淤泥固化工程中施工方式的选择方法，包括：新 拌固化淤泥的流动状态划分步骤； 根据新拌固化淤泥的含水率判别流动状态步骤； 根据新拌固化淤泥的流动状态选择施工方式步骤。
[0008] 所述新拌固化淤泥的流动状态划分步骤，包括： 步骤A根据淤泥的初始含水率和设计配比，将淤泥和固化材料搅拌均匀，对于搅拌均 匀的新拌固化淤泥，在10分钟之内测定其粘滞性和流动度； 步骤B根据新拌固化淤泥的粘滞特性和流动度划分固化淤泥的流动状态。
[0009] 步骤D根据新拌固化淤泥的含水率，对照流动状态的划分，确定固化淤泥的施工 方式。
[0010] 所述步骤A中，测定新拌固化淤泥粘滞性具体包括： 步骤A1测定新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滞特性； 步骤A2绘制粘滞特性曲线，确定粘滞特性曲线的类型，粘滞特性曲线类型包括牛顿流 体粘滞曲线、宾汉姆流体粘滞曲线、幂律流体粘滞曲线和带屈服值的幂律流体粘滞曲线； 步骤A3根据被测新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滞特性曲线类型转变的界限含水 率，确定新拌固化淤泥的流限WF和粘限W。，其中，流限WF表示新拌固化淤泥的粘滞特性从宾 汉姆流体到幂律流体转变的界限含水率，粘限W。表示新拌固化淤泥的粘滞特性从宾汉姆流 体到牛顿流体转变的界限含水率； 步骤A4按照土力学中测定土体液塑限的测定方法，确定被测淤泥的液限I和塑限WP， 其中，液限I为土从流动状态转变为可塑状态(或由可塑状态到流动状态）的界限含水率, 塑限WD是指土由可塑状杰过渡到半固体状杰时的界限含水率。其中，土力学中液、塑限的 测定方法一般采用液塑限联合测定仪，对应锥头入土 17mm为液限，入土 2mm为塑限。
[0011] 所述步骤A1中测定新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滞特性，具体为采用内筒 旋转式旋转粘度计进行测定： 步骤All将淤泥按设计配比和固化材料搅拌均匀，将外筒内壁均匀涂抹一薄层润滑 油； 步骤A12根据新拌固化淤泥的稠度选择合适的转子，将转子和电机输出轴连接，将内 筒套在转子外，并放入外筒内； 步骤A13将新拌固化淤泥逐层密实填入外筒和内筒之间，直至内筒的上端和新拌淤泥 平齐； 步骤A14启动电源开关，调节电机的制动开关，按转速从底到高依次记录不同转速下 的刻度盘读数，将刻度盘读数乘以相应转子的系数即为该转速下的剪切应力，按此方法可 分别获得不同转速下的剪切应力； 步骤A15清洗外筒，调配新拌固化淤泥至不同的含水率，重复上述步骤A11-A14,直至 测定出该新拌固化淤泥在各含水率下的粘滞特性。
[0012] 所述步骤A中，测定新拌固化淤泥流动度具体包括： 步骤AI将截锥圆管内壁涂抹一薄层润滑油； 步骤All将截锥圆管放置在有机玻璃底板上，有机玻璃底板的背面设有刻度，使截锥 圆管底径中心点0和有机玻璃板的中心点(/相重合； 步骤AIII将待测新拌固化淤泥经过2mm土工筛以剔除杂物后，从上口逐层填入截锥圆 管内，至新拌固化淤泥密实填塞到与截锥圆管的上口完全齐平； 步骤AIV将支架与截锥圆管固定连接，提升电机与支架连接； 步骤AV开启提升电机，设置提升速度，使截锥圆管在5s内均匀提升10cm; 步骤AVI待新拌固化淤泥在有机玻璃板上在自重下流动30s达到稳定后，获取各均布 方向上新拌固化淤泥的流动直径，求取平均值即为该含水率下新拌固化淤泥的流动度获 步骤AVII通过公式4el=(，此)/仇，得到该含水率下新拌淤泥的相对流动度4#其 中，及为该含水率下新拌固化淤泥的流动度，此为截锥圆管下口直径； 步骤AVIII清洗截锥圆管，调节新拌固化淤泥的含水率，重复上述步骤AI-AVII，直至 将新拌固化淤泥在各含水率下的流动度都测定完毕。
[0013] 所述根据新拌固化淤泥的含水率判别流动状态步骤具体包括： 步骤B1根据新拌固化淤泥流动度的测定结果绘制流动度曲线； 步骤B2根据步骤A1测定出的流限WF、粘限Wc、液限I和塑限WP，在流动度曲线上划分 新拌固化淤泥在不同含水率下的流动状态，形成新拌固化淤泥流动状态划分图，当新拌固 化淤泥含水率W>WC时，新拌固化淤泥为牛顿流体，能像水一样的自由流动；当新拌固化淤泥 的含水率％<W<W。时，属于宾汉姆流体，新拌