一种淤泥异位利用自重固结加固的装置的制作方法

本实用新型涉及环保、水利、航道工程技术领域，具体涉及一种淤泥异位利用自重固结加固的装置。

背景技术：

淤泥具有含水率高、孔隙比大、压缩性强、抗剪强度低、透水性差等特点，常见于围海成陆、河湖底泥环保疏浚等工程中，若不进行处理，淤泥很难实现自然条件下的固结沉降，同时占用大量土地资源，在很大程度上影响了工程进度和投资，因此如何实现淤泥既经济又可行的快速固结，一直以来都是一个技术难题。

对于围海成陆类工程，若成陆材料为淤泥，取泥区一般都较远，传统采用的方法为在工程周边开挖一处或多处储泥坑存放运来的淤泥，通过吹填方式将淤泥吹进工程区域，最后配合真空预压、堆载预压等排水固结方法进行处理形成满足需求的陆域场地；若工程区域周边因自然条件或政策限制无法开挖储泥坑，运来的淤泥无处存放导致后续工程无法顺利实施，极大的增加了工程难度和造价。

对于河湖底泥环保疏浚工程，传统的机械脱水干化法分为离心脱水干化和压滤脱水干化，主要缺点为脱水设备造价较高，设备运行耗能大，工程成本较高。

为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种淤泥异位利用自重固结加固的装置，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

一种淤泥异位利用自重固结加固的装置，包括：双层筒体、筒体出水口、支架、阀门、集水井和自控潜水泵，所述筒体出水口与双层筒体连接，所述支架通过法兰与双层筒体两侧和下端连接，所述阀门与筒体底部连接，所述集水井设于双层筒体底端，所述自控潜水泵设于集水井内；

其中，所述双层筒体包括：上部筒体、下部筒体、双层筒体外壁、双层筒体内壁和空隙，所述上部筒体与下部筒体上端连接，所述双层筒体外壁设于上部筒体和下部筒体外侧，所述双层筒体内壁设于上部筒体和下部筒体内侧，所述空隙设于双层筒体外壁和双层筒体内壁中间。

进一步，所述筒体出水口包括：第一出水口和第二出水口，所述第一出水口与上部筒体连接，所述第二出水口与下部筒体连接。

进一步，所述双层筒体内壁设有孔洞，所述孔洞内设有滤布，所述孔洞不设于第一出水口以上50cm的范围内。

进一步，所述下部筒体设有抽真空孔，所述抽真空孔与真空泵连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与传统技术相比，结构简单，占地面积小，采用真空预压和自重固结相结合的处理方式，淤泥土排水距离短，在保证淤泥固结处理效果的基础上极大的增加了淤泥固结处理速度，可以流水施工且能耗相对较低，节省工资投资和工期，特别适用于受场地限制的工程。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：

双层筒体100、上部筒体110、下部筒体120、抽真空孔121和双层筒体外壁130。

双层筒体内壁140、孔洞141和空隙150。

筒体出水口200、第一出水口210、第二出水口220、支架300和法兰310。

阀门400、集水井500和自控潜水泵600。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

图1为本实用新型的结构示意图。

如图1所示，一种淤泥异位利用自重固结加固的装置，包括：双层筒体100、筒体出水口200、支架300、阀门400、集水井500和自控潜水泵600，筒体出水口200与双层筒体100连接，支架300通过法兰310与双层筒体100两侧和下端连接，阀门400与双层筒体100底部连接，集水井500设于双层筒体100底端，自控潜水泵600设于集水井500内；

其中，双层筒体100包括：上部筒体110、下部筒体120、双层筒体外壁130、双层筒体内壁140和空隙150，上部筒体110与下部筒体120上端连接，双层筒体外壁130设于上部筒体110和下部筒体120外侧，双层筒体内壁140设于上部筒体110和下部筒体120内侧，空隙150设于双层筒体外壁130和双层筒体内壁140中间。

筒体出水口200包括：第一出水口210和第二出水口220，第一出水口210与上部筒体110连接，第二出水口220与下部筒体120连接。

双层筒体内壁140设有孔洞141，孔洞141内设有滤布，孔洞141不设于第一出水口210以上50cm的范围内。

下部筒体120设有抽真空孔121，抽真空孔121与真空泵连接。

本实用新型原理：

本实用新型利用淤泥异位后，减小淤泥径向排水距离，并利用自重压力和真空压力的结合对淤泥进行排水快速固结，主要原理如下：

工程中淤泥多为饱和状态，主要由固体土颗粒和孔隙水组成二相体系，淤泥的固结过程即为淤泥在力的作用下土体中孔隙水排除、孔隙比减小、土体压缩密实的过程，实现固结的两个主要因素是力和排水路径。本实用新型将淤泥异位后，淤泥形成类似圆柱体，边界均透水，由于该圆柱体有一定的高度，上部的高含水量淤泥在自重作用下通过透水边界将淤泥中部分自由水排出，下部的淤泥受到上部淤泥压力作用，另辅以真空压力，淤泥在双重压力下再加上较短的径向排水路径，而根据土力学中太沙基原理，土体的排水速率和排水路径的平方成反比，即排水路径缩短一半时排水速率可以提高四倍，保证了本实用新型固化淤泥的速度和效果。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型主要由三个部分组成：支撑体系、双层筒体体系、抽真空及排水体系。

支撑体系：支撑体系主要由钢支撑和混凝土基础组成，由四道钢支撑结构的支架300连接地基和筒体结构，为保证支架300稳定，在支架300和筒体结构间另设数道横撑；混凝土基础通过法兰310和支架300链接，共同组成本实用新型的支撑体系。

双层筒体体系：本实用新型的主体由双层钢制筒形结构构成的双层筒体100，本实施例中，筒体高5m，内壁直径2m，双层筒体外壁130和双层筒体内壁140之间留有10cm空隙150，筒体内外壁形成的空间分成上部2m、下部3m且互不连通的两部分；筒体上部敞开，底端设置直径1m的阀门，淤泥通过筒体上部进入，固结完成后经下部阀门口排出。

抽真空及排水体系：筒体上部的外壁底部沿筒体外壁环向均匀设置筒体出水口200，主要作为上部淤泥自重固结时排出水的出水口；筒体底部内外壁夹层底部布置集水井500用以收集淤泥固结排出的水，并在其中布设一台自控潜水泵600外接排水管将集水井500内水排出。

内侧筒壁按直径3mm、间距10mm均匀布置孔洞141，并附着机织滤布，其目的是透水而不漏泥，筒体上部排水口处以上50cm范围内不布置孔洞141，其目的是为防止真空泄漏。下部筒体120中间外壁布置一个抽真空孔121，其孔径80mm，并与真空泵相连，通过该孔向筒体内外壁夹层抽真空，通过内侧筒壁布孔传递真空压力至筒体内部淤泥中，完成真空压力的施加。

以上对本实用新型的具体实施方式进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。