專利名稱：管道淤泥固化處理方法
技術領域：
本發(fā)明是一種淤泥固化方法，適用于吹填淤泥的處理，屬于地基處理技術領域。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，港口工程、航道工程、水利工程等建設項目迅速增加，在各種航道的疏浚過程和港口新建、擴建工程中，通常會產(chǎn)生大量的疏浚泥土。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年廢棄的疏浚淤泥達到10000萬m3以上，疏浚淤泥處理的工程量是非常可觀的。目前經(jīng)常采用的淤泥處理方法有兩種，一是把淤泥拋入海中，二是在近岸處圍堰沖填造陸。拋泥處理的主要問題在于現(xiàn)有傾倒區(qū)使用多年，容量日趨飽和，難以容納未來大型工程淤泥的傾倒，而且回流作用使得清淤效果大打折扣。另外直接拋泥處理會污染周圍的水域或陸上環(huán)境，目前拋泥方法已越來越多的受到各方面的限制。在近岸處圍堰沖填造陸經(jīng)常出現(xiàn)沖填淤泥大量泄漏、嚴重回流現(xiàn)象。由于淤泥的工程性質，吹填淤泥固結時間很長，通常需要幾年甚至更長時間，而且在沖填后需要花費大量的費用對地基進行處理。另一方面，隨著我國交通港口和灘涂設施的大規(guī)模建設，海堤、路基、場地建設需要大量的筑堤材料，目前主要是通過開采周圍的山體來解決，既影響山體的生態(tài)環(huán)境，石料的重度大又加大了地基處理的費用和難度。如能將附近的淤泥處理成為筑堤材料，可變廢為寶，通過對淤泥進行固化處理用于工程中既可節(jié)省大量的砂石料，又可保護環(huán)境，減少地基處理的費用和難度。
為此，對淤泥進行固化處理，使之成為一種技術可靠、經(jīng)濟合理的新型填土材料。國外(如日本)的淤泥固化多采用專用的駁船，其設備要求高，自動化程度高，成本也很高。這種淤泥的固化成本大于每立方米200元人民幣，這種工藝不適合于我國的國情。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種施工方便、操作簡單，能夠快速有效的淤泥固化技術操作方法。因而該工法一方面可以省去淤泥的二次處理，進而簡化淤泥的固化程序，另一方面可以利用固化淤泥形成一種新型填土材料，應用于工程建筑，節(jié)省大量的砂石料。
技術方案本方法結合我國的實際情況，利用管道內輸送淤泥過程產(chǎn)生的剪切作用，直接在管道運輸過程對淤泥添加固化劑進行拌和固化，保護環(huán)境，變廢為寶。疏浚淤泥的運輸采用管道運輸，其距離一般到2～3km。管道淤泥固化工法就是在淤泥的管道運輸過程中，向管道中加入固化劑(如水泥漿液)，利用高壓空氣的推動作用，使得淤泥和水泥的混合物在管道內剪切滾動和攪拌。在運輸管道的出口可以得到攪拌均勻的水泥固化土，從而得到一種新型填筑材料。
該項發(fā)明主要是利用淤泥在管道內的運輸過程進行淤泥固化，形成一種新型的淤泥固化處理技術。具體施工操作步驟如下1)將待固化的淤泥進行室內固化試驗，確定待固化淤泥的無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系qu=k1(W/C)k2,]]>根據(jù)固化淤泥的無側限抗壓強度即目標強度qu確定目標總水灰比W/C及其目標含水量W；2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)測定過篩后的淤泥含水量，保證淤泥在運輸管道內的流動性能，如需要根據(jù)目標含水量的要求加入的水，調節(jié)淤泥的流動性能；4)向運輸管道內輸入水泥漿液，根據(jù)目標總水灰比和目標含水量調節(jié)水泥漿液的水灰比；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強度增加，從而得到一種新型填筑材料。
無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系qu=k1(W/C)k2]]>中，k1和k2是與土性參數(shù)和水泥特性相關的參數(shù)，由室內固化試驗確定得到，k1的范圍為10～200kPa，k2的范圍為0.5～1.0。
有益效果管道淤泥固化處理工法施工方便、操作簡單。其優(yōu)點主要有(1)該工法不需要大型的淤泥固化工廠，同時也不需要大型的淤泥固化設備，簡化淤泥固化程序，直接利用淤泥的管道運輸過程進行淤泥固化；(2)能夠變廢為寶，不僅可以減少環(huán)境污染，保護環(huán)境，還可以通過淤泥固化生產(chǎn)一種新型填土材料，應用于工程建筑，節(jié)省大量的砂石料。


圖1為淤泥固化的流程示意圖。
圖2為淤泥+水泥漿混合物在運輸管道內的運動模式圖。
以上的圖中有水泵1，流量計2，高壓泥漿氣泵3，淤泥漿4，淤泥運輸管道5，水泥漿與泥漿混合物6，水泥漿泵7，攪拌器8，過濾后淤泥9。
圖3為固化土無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C關系圖。圖中k1和k2為固化淤泥的無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系qu=k1(W/C)k2]]>中的系數(shù)，在圖3的log(qu)和log(W/C)坐標中l(wèi)og(k1)為W/C為1時log(qu)值，即為該坐標的截距，而k2為log(qu)～log(W/C)關系的斜率。
具體實施例方式
福建閩江口某近海域需要填陸造地，擬采用管道淤泥固化的方法進行造陸。該海域的海積淤泥的含水量為105％，容重為1.5噸/m3，工程中要求固化后的淤泥90天齡期時強度達到200kPa。
1)經(jīng)過對該淤泥的室內配合比試驗測得，該淤泥經(jīng)過固化后90天齡期的無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系式中系數(shù)k1和k2分別為50和0.8，因而可以推算出滿足設計強度要求時，總水灰比W/C為5.6。經(jīng)過測定當混合物的含水量在150％時，其流動性很好，因而取目標含水量為150％。因此，每立方米的淤泥需添加的水泥為1700*1.5/2.5/5.6＝182kg。
2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)過篩后淤泥的含水量為105％，在高壓泥漿氣泵的壓力作用下能流動，因此不需要再往淤泥中添加水。
4)總目標含水量W為150％，而海積淤泥的含水量為105％，為此每立方米的還需添加238kg的水，于是水泥漿液的水灰比為182/238＝1.25；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強度增加，從而得到一種新型填筑材料。
權利要求
1.一種管道淤泥固化處理方法，特征是本方法包含如下操作步驟1)將待固化的淤泥進行室內固化試驗，確定待固化淤泥的無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系qu=k1(W/C)k2,]]>根據(jù)固化淤泥的無側限抗壓強度即目標強度qu確定目標總水灰比W/C及其目標含水量W；2)將疏浚淤泥經(jīng)過1cm規(guī)格的篩子，除去淤泥中的漂石、動植物遺骸等的直徑大于1cm顆粒；3)測定過篩后的淤泥含水量，保證淤泥在運輸管道內的流動性能，如需要根據(jù)目標含水量的要求加入的水，調節(jié)淤泥的流動性能；4)向運輸管道內輸入水泥漿液，根據(jù)目標總水灰比和目標含水量調節(jié)水泥漿液的水灰比；5)在高壓氣體的作用下，淤泥加水泥漿混合物向前流動并充分混合，在管道出口得到攪拌均勻的水泥固化淤泥；隨齡期的增加，固化淤泥強度增加，從而得到一種新型填筑材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的管道淤泥固化處理方法，其特征是待固化淤泥的無側限抗壓強度qu與總水灰比W/C的關系qu=k1(W/C)k2]]>中，k1和k2是與土性參數(shù)和水泥特性相關的參數(shù)，由室內固化試驗確定得到，k1的范圍為10～200kPa，k2的范圍為0.5～1.0。
全文摘要
管道淤泥固化處理方法是一種淤泥固化方法，適用于吹填淤泥的處理，該方法包含如下操作步驟1.)將待固化的淤泥進行室內固化試驗，確定待固化淤泥的無側限抗壓強度q
文檔編號C04B18/30GK1830850SQ20061003897
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權日2006年3月21日
發(fā)明者洪振舜, 鄧永鋒, 沈水龍 申請人:東南大學