引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法
【专利摘要】引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其步骤为：在山谷中下游狭窄地段修筑；多级土坝内修筑排水井；山顶开挖引导沟槽；向引导沟槽内输水和推土；向泥浆内拌入土体和固化剂；从排水井中抽水；向泥浆上部填土；摊平和碾压填土。本发明属于削山造地【技术领域】，适用于山区城市拓展用地空间工程，理念新颖、达到了缩短工期、降低工程造价和环境污染小的目的，促进了水冲削山造地技术在市政工程的发展。
【专利说明】弓I导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于削山造地【技术领域】，尤其涉及一种引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，特别适用于山区城市拓展用地空间工程。
【背景技术】
[0002]随着社会的快速发展，城市人口急剧增多，城镇化进程深入推进，城市用地空间严重紧缺已成为制约我国经济社会发展的一个基本事实。为了促进城市和谐发展，拓展城市发展空间势在必然。据国家发改委调查显示:湖北十堰、甘肃兰州、陕西延安等众多地区纷纷提出削山造地的城市空间发展战略。这一战略的提出意味着需要一套科学合理完整的技术体系来支撑。目前土地开发整理，尤其是挖山造地常用的方法主要有机械开挖法、水冲法和爆破法。机械开挖法的缺点是施工速度慢难以满足客观需求、机器轰鸣，扬尘难以避免，整个城市乌烟瘴气，人民日常生活环境受到严重干扰。爆破的弊端是开挖产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声，严重影响建筑物及人民生命财产的安全。水冲法是用潜水泵抽水并送入高压泵，通过喷枪冲刷土体，形成泥浆，再通过泥浆泵吸泥水外排，泥水堆砌析水，还需要人工修挖。这种水冲法属于漫山遍野的水冲，没有合理高效的利用水源，造成泥浆的含水量很高，并且用喷枪冲刷和泥浆泵吸泥水使得工程造价居高不下，尚未形成一套成熟的施工工艺。另外，水冲削山产生的填土土质差，含水量高、地基承载力低和回弹模量均较小，人员和机械无法直接进场施工，泥浆充填的地基处理技术还不完善。由于水冲法既能避免扬尘对城市生活环境的影响又能减轻大量机械产生的噪声，且施工速度快，适合在城市开发土地资源项目中采用。但黄土山区山大沟深，沟口和坡底是人口集中居住区，必须对水冲削山形成的泥浆进行处理，以免形成泥流致灾。为了满足城市客观发展的需要和降低工程造价，对现有水冲削山造地的施工工艺进行改进，根据地形地貌，在山沟中筑坝拦泥，并针对性的提出泥浆处理方法，以保证地基的稳定性和减少工后沉降。综上所述，因地制宜的提出满足黄土地区的削山造地技术已迫在眉睫，且具有重要的社会和经济效益。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提高一种引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法。
[0004]本发明是引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其步骤为:
(1)修筑多级土坝3:在山谷的中下游狭窄地段修筑多级土坝3，清除表层草皮、填筑坝基，再用机械4运输土体，按分层设计厚度进行填筑，摊平、碾压并洒水；重复以上过程从底向上逐层施工，直至最终场地设计标高；
(2)修筑排水井6:在多级土坝3内确定排水井6的设计位置，用机械4开挖预定深度的坑，将滤管7置于坑内并在周围布设砂袋8，同时搭设钢管架将滤管7和砂袋8绑扎固定，从底层向上施工，直至排水井6的标高高出最准场地设计标高0.5nTl.0m，形成排水井6 ；
(3)开挖引导沟槽2:在山顶用机械4开挖通向山沟的引导沟槽2 ；
(4)输水和推土:用高压泵抽水到引导沟槽2内，机械4开挖土体，并运送到引导沟槽2内，水冲松散土体形成泥浆9，沿山沟流向多级土坝3 ;
(5)拌入土体和固化剂:泥浆9注入多级土坝3时，沿周围山体I边缘设置传送带5，将土体和固化剂通过传送带5拌入多级土坝3内的泥浆9中；沿周围山体I边缘移动传送带5的位置，从不同位置拌入土体和固化剂；
(6)抽水:泥浆9流入多级土坝3的过程中，砂袋8周围泥浆9内的水分逐渐渗透汇集滤管7内，用潜水泵将滤管7中的水抽出，并用水泵送到山顶引导沟槽2，进行二次重复利用；
(7)填填土10:待泥浆9高度达到冲填设计标高后，停止注入泥浆9，通过移动传送带5的位置向泥浆9顶部送入填土 10 ；
(8)摊平和碾压:不断填填土10并用机械4摊平、碾压，直至最终场地设计标高，且不断将排水井6中的积水抽出，送到山顶引导沟槽2内，再次重复利用水源，进行冲山顶土体。
[0005]本发明的有益效果是:造价低廉、方法简便，能够解决黄土地区削山造地面临的技术难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明在山区沟谷削山造地的平面示意图，图2为本发明在泥浆9注入前的纵剖面示意图，图3为本发明在泥浆9注入后的纵剖面示意图，图4为图2中排水井6的A— A剖面示意图，图中标记:山体1、引导沟槽2、多级土坝3、机械4、传送带5、排水井6、滤管7、砂袋8、泥浆9、填土 10。
【具体实施方式】
[0007]以下结合附图通过实例对本发明的特征及其相关特征做进一步详细说明，以便于同行技术人员理解。
[0008]如图1-4所示，引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其步骤为:
(1)修筑多级土坝3:在山谷的中下游狭窄地段修筑多级土坝3，清除表层草皮、填筑坝基，再用机械4运输土体，按分层设计厚度进行填筑，摊平、碾压并洒水；重复以上过程从底向上逐层施工，直至最终场地设计标高；
(2)修筑排水井6:在多级土坝3内确定排水井6的设计位置，用机械4开挖预定深度的坑，将滤管7置于坑内并在周围布设砂袋8，同时搭设钢管架将滤管7和砂袋8绑扎固定，从底层向上施工，直至排水井6的标高高出最准场地设计标高0.5nTl.0m，形成排水井6 ；
(3)开挖引导沟槽2:在山顶用机械4开挖通向山沟的引导沟槽2 ；
(4)输水和推土:用高压泵抽水到引导沟槽2内，机械4开挖土体，并运送到引导沟槽2内，水冲松散土体形成泥浆9，沿山沟流向多级土坝3 ；
(5)拌入土体和固化剂:泥浆9注入多级土坝3时，沿周围山体I边缘设置传送带5，将土体和固化剂通过传送带5拌入多级土坝3内的泥浆9中；沿周围山体I边缘移动传送带5的位置，从不同位置拌入土体和固化剂；
(6)抽水:泥浆9流入多级土坝3的过程中，砂袋8周围泥浆9内的水分逐渐渗透汇集滤管7内，用潜水泵将滤管7中的水抽出，并用水泵送到山顶引导沟槽2，进行二次重复利用；(7)填填土10:待泥浆9高度达到冲填设计标高后，停止注入泥浆9，通过移动传送带5的位置向泥浆9顶部送入填土 10 ；
(8)摊平和碾压:不断填填土10并用机械4摊平、碾压，直至最终场地设计标高，且不断将排水井6中的积水抽出，送到山顶引导沟槽2内，再次重复利用水源，进行冲山顶土体。
[0009]所述的排水井6由滤管7和周围布设的砂袋8组成，是利用钢管架绑扎固定实现的；排水井6的纵横间距为20nT25m，滤管7直径为40mnT60mm的钢管，管壁上钻直径12mnTl8mm的星状排列滤孔；管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用30-50孔/cm的黄铜丝布或生丝布，外层为粗滤网，采用8~10孔/cm的铁丝布或尼龙布；砂袋8的厚度为lnT2m，是在尼龙袋中装入粒径为0.25mnT50mm的砂石。
[0010]所述的固化剂为具有吸水加速固结性能的材料，其组分为石灰40%~50%、水泥22%~25%、粉煤灰22%~25%和速凝剂6%~10%。
[0011]所述的固化剂最低的添加量为每立方米的泥浆9内为10kg~30kg。
[0012]本发明综合考虑影响城市生活的各种因素，对现有的水冲削山造地技术进行改进，采用引导式的水冲方法，并结合物理和化学两个方面来改善泥浆的工程性质，提出了适合城市空间发展的削山造地技术。通过机械将土体送到引导沟槽内，通过沟槽引导水将松散土体冲走，使得泥浆以最低的含水量流入土坝内，提高水的利用率，省略了泥浆泵吸水处理的复杂过程，大幅度降低造价。 [0013]设置的多级土坝能有效拦截泥浆，降低泥浆压力，消除了大量泥浆使得土坝溃坝的潜在灾害隐患；设置的排水井能及时排出泥浆中的水分，通过传送带拌入土体和固化剂，加速了泥浆的排水固结速度，并达到了缩短工期、降低工程造价的目的。
【权利要求】
1.引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其步骤为: (1)修筑多级土坝(3):在山谷的中下游狭窄地段修筑多级土坝(3)，清除表层草皮、填筑坝基，再用机械(4)运输土体，按分层设计厚度进行填筑，摊平、碾压并洒水；重复以上过程从底向上逐层施工，直至最终场地设计标高； (2)修筑排水井(6):在多级土坝(3)内确定排水井(6)的设计位置，用机械(4)开挖预定深度的坑，将滤管(7)置于坑内并在周围布设砂袋(8)，同时搭设钢管架将滤管(7)和砂袋(8)绑扎固定，从底层向上施工，直至排水井(6)的标高高出最准场地设计标高0.5m~1.0m,形成排水井(6)； (3)开挖引导沟槽(2):在山顶用机械(4)开挖通向山沟的引导沟槽(2)； (4)输水和推土:用高压泵抽水到引导沟槽(2)内，机械(4)开挖土体，并运送到引导沟槽(2)内，水冲松散土体形成泥浆(9)，沿山沟流向多级土坝(3)； (5)拌入土体和固化剂:泥浆(9)注入多级土坝(3)时，沿周围山体(1)边缘设置传送带(5)，将土体和固化剂通过传送带(5)拌入多级土坝(3)内的泥浆(9)中；沿周围山体(1)边缘移动传送带(5)的位置，从不同位置拌入土体和固化剂； (6)抽水:泥浆(9)流入多级土坝(3)的过程中，砂袋(8)周围泥浆(9)内的水分逐渐渗透汇集滤管(7)内，用潜水泵将滤管(7)中的水抽出，并用水泵送到山顶引导沟槽(2)，进行二次重复利用； (7)填填土(10):待泥浆(9)高度达到冲填设计标高后，停止注入泥浆(9)，通过移动传送带(5 )的位置向泥浆(9 )顶部送入填土( 10 ); (8)摊平和碾压:不断填填土(10)并用机械(4)摊平、碾压，直至最终场地设计标高，且不断将排水井(6)中的积水抽出，送到山顶引导沟槽(2)内，再次重复利用水源，进行冲山顶土体。
2.根据权利要求1所述的引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其特征在于:所述的排水井(6)由滤管(7)和周围布设的砂袋(8)组成，是利用钢管架绑扎固定实现的；排水井(6)的纵横间距为20nT25m，滤管(7)直径为40mnT60mm的钢管，管壁上钻直径12mnTl8mm的星状排列滤孔；管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用30-50孔/cm的黄铜丝布或生丝布，外层为粗滤网，采用8~10孔/cm的铁丝布或尼龙布；砂袋(8)的厚度为1m~2m,是在尼龙袋中装入粒径为0.25mnT50mm的砂石。
3.根据权利要求1所述的引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其特征在于:所述的固化剂为具有吸水加速固结性能的材料，其组分为石灰40%~50%、水泥22%~25%、粉煤灰22%~25% 和速凝剂6%~10%。
4.根据权利要求1所述的引导式水冲削山造地及泥浆固化处理施工方法，其特征在于:所述的固化剂最低的添加量为每立方米的泥浆(9)内为10kg~30kg。
【文档编号】E02D3/12GK103850239SQ201410128073
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】董建华, 董旭光, 王永胜, 王冰霞, 吴意谦, 袁方龙, 张媛, 代涛, 刘彦东, 王浩, 杨志 申请人:兰州理工大学