專利名稱：堤岸快速搶險加固材料和堤岸快速搶險加固施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程材料和施工工藝，具體涉及一種提岸快速搶險加固材料，以 及使用該提岸快速搶險加固材料的提岸快速加固施工方法。主要應(yīng)用于水利工程提岸搶險 加固領(lǐng)域，能夠快速解決提岸滲漏、管涌、邊坡失穩(wěn)等問題。
背景技術(shù)：
在此處鍵入技術(shù)領(lǐng)域描述段落。目前國內(nèi)提岸加固使用的材料主要為水泥混凝 土、漿砌塊石、土。用水泥混凝土、漿砌塊石加固提岸一方面受到天氣的影響較大，在雨雪天 氣加固工作無法正常進行，特別是在搶險堵漏過程中，無法及時去除提岸險情，存在安全隱 患；其次水泥混凝土、漿砌塊石加固提岸后，原有的生態(tài)平衡被破壞，岸邊植物和動物無法 正常生存；再次水泥混凝土、漿砌塊石加固提岸施工方法較原始，浪費大量的人力物力，成 本較高。用土加固提岸存在問題主要是1、土體自身的固結(jié)強度較低，經(jīng)不住水流長期的 沖刷與侵蝕，材料耐久性較差；2、在搶險堵漏、雨雪等惡劣天氣，單一的土體由于自身的缺 陷不適合做搶險材料。目前國內(nèi)有許多種土體固化劑，如北京科技大學(xué)岳濤、倪文等發(fā)明了一種稱為SSK 的土體固化劑，其主要成分是石灰和固體廢棄物，這種土體固化劑加入土體后，其3d抗壓 強度可達到1. 6MPa左右，7d抗壓強度可達到3. OMPa左右；天津水利科學(xué)研究所的李剛、孫 永軍等對HAS 土體固化劑、奧特塞特土壤固化劑的性能進行了研究，他們的研究結(jié)果顯示 在土中加入HAS 土體固化劑后，其7d、14d、28d抗壓強度可達到3. 9MPa、4. 5MPa、5. IMPa ； 在土中加入奧特塞特土壤固化劑后，其14d、28d抗壓強度可達到4. 3 MPa,5. 0 MPa0從大量 的研究文獻看，目前土體固化劑對土體強度的促進作用主要是在3d以后才顯現(xiàn)出來，對于 提岸滲漏、管涌等險情來說，凝結(jié)硬化時間太長，不能及時排除險情，這種土體固化劑對提 岸快速除險加固不適用，在近幾年極端惡劣天氣不斷出現(xiàn)的情況下，有必要研發(fā)一種凝結(jié) 硬化時間短，強度發(fā)展快的土體固化劑。目前提岸加固材料的輸送主要有人工輸送、傳送帶輸送。人工輸送耗時費力，工作 效率太低；傳送帶輸送要求土體為干硬性，且受天氣影響較大，因此有必要研發(fā)一套能適應(yīng) 惡劣天氣的輸送裝置，來快速解決在惡劣天氣出現(xiàn)提岸險情。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前提岸搶險加固材料和施工工藝的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提岸快 速搶險加固材料，以及使用該提岸快速搶險加固材料的提岸快速加固施工方法；主要應(yīng)用 于水利工程提岸搶險加固領(lǐng)域，能夠快速解決提岸滲漏、管涌、邊坡失穩(wěn)等問題，從而達到 降低成本、提高施工效率，在搶險堵漏過程中快速可行，并能夠保護提岸周邊環(huán)境。完成上述發(fā)明任務(wù)的方案是，一種提岸快速搶險加固材料，其主要成份如下 硅酸鹽水泥、速凝固化劑。其中硅酸鹽水泥占總質(zhì)量的70份-90份；速凝固化劑占總質(zhì)量的10份-30份。本申請推薦，兩者的最佳質(zhì)量比為硅酸鹽水泥占總質(zhì)量的80份；速 凝固化劑占總質(zhì)量的20份。速凝固化劑的主要成分是鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為40_60 30-40 :10-20。在大量試驗的基礎(chǔ)上，本申請推薦三者的最佳質(zhì)量比為50 35 :15。使用時，土、快速搶險加固材料和水按一定的比例秤量好，三者的質(zhì)量比為 50-70 4-16 :20-40，在大量試驗的基礎(chǔ)上，本申請推薦三者的最佳質(zhì)量比為65 10 :25。完成本申請第2個發(fā)明任務(wù)的方案是，一種使用上述提岸快速搶險加固材料的提 岸快速搶險加固施工方法，步驟如下
⑴、按上述質(zhì)量比秤量鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣，攪拌均勻，制成速凝固化劑； ⑵、把硅酸鹽水泥、速凝固化劑按上述質(zhì)量比秤量好，攪拌均勻，制成快速加固材料； ⑶、將土、快速加固材料、水按一定的比例秤量好，三者的質(zhì)量比為50-70 4-16 20-40，在大量試驗的基礎(chǔ)上，本申請推薦三者的最佳質(zhì)量比為65 10 :25。用強制試攪拌 機攪拌3-5分鐘；
⑷、將步驟⑶得到的材料，倒入螺桿泵中，通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到指定施 工地點；
(5)、在螺桿泵的出口端用透水模袋承接螺桿泵輸送出的拌和物；
(6)、利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來，降低水膠比，達到土 體快速凝固，用于提岸的搶險、防滲堵漏、除險加固。上述方法的優(yōu)化方案是，
所述步驟⑴是在干燥攪拌器內(nèi)，攪拌30min，制成速凝固化劑； 所述步驟⑶是在在攪拌機內(nèi)攪拌3 min -5min ；
所述步驟⑷，在通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點以前，增加以下步驟；
(4)-1，通過振動篩過濾掉大于15mm的固體石子，通過振動篩的拌和物漏進螺桿泵進料 口 ；然后再通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點；
所述步驟(5)中的透水模袋，本申請推薦，其直徑為30 cm 40cm、長為1. 0 m 2. Om ； 所述步驟(6)，利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來后30min 120min，土體的無側(cè)限抗壓強度可達到0.8 MPa-2. 5 MPa，可用于提岸的防滲堵漏和除險加 固。換言之，最佳方法是按照以下具體步驟操作
⑴、按上述質(zhì)量比秤量鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣，放入干燥攪拌器內(nèi)，攪拌30min，制成速 凝固化劑；
⑵、把硅酸鹽水泥、速凝固化劑按上述質(zhì)量比秤量好，放入攪拌器內(nèi)，攪拌均勻后，制成 快速搶險加固材料；
在大量試驗的基礎(chǔ)上，本申請推薦三者的最佳質(zhì)量比為50 35 :15?？焖贀岆U加固材 料、土、水按一定的比例秤量好，放入混凝土攪拌機內(nèi)，在攪拌機內(nèi)攪拌3 min -5min，將拌 和物倒在振動篩上；
⑷、通過振動篩過濾掉大于15mm的固體石子，通過振動篩的拌和物漏進螺桿泵進料 口，通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點；
(5)、在螺桿泵的出口端用直徑為30cm 40cm、長為1.Om 2. Om的透水模袋承接螺桿泵輸送出的拌和物；
(6)、利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來，30min 120min后， 土體的無側(cè)限抗壓強度可達到0.8 MPa-2. 5 MPa，即可用于提岸的搶險、防滲堵漏、除險加固。提岸快速搶險加固材料施工所使用的設(shè)備構(gòu)成是混凝土攪拌機、篩孔直徑為 15mm的振動篩，螺桿泵、透水膜袋。本發(fā)明“提岸快速搶險加固材料與提岸快速搶險加固施工方法”與傳統(tǒng)加固材料 與施工工藝相比，具有以下優(yōu)點
1、凝結(jié)硬化時間短，強度發(fā)展快
目前國內(nèi)土體固化劑無側(cè)限抗壓強度以3d、7d無側(cè)限抗壓強度在1.0 MPa -3. 5MPa，凝 結(jié)硬化時間較長，強度發(fā)展較慢，而使用本發(fā)明中的提岸快速搶險加固材料30min-120min 后，土體的無側(cè)限抗壓強度可達到0.8 MPa-2. 5 MPa，可迅速用提岸的搶險、防滲堵漏、除險 加固。2、對惡劣天氣適應(yīng)性較強
目前用人工或輸送帶運送提岸加固材料，一方面是耗時費力，另一方面是對材料的狀 態(tài)要求高，第三點是受天氣的影響顯著，而在搶險堵漏過程中，天氣多在極端惡劣條件下， 因此現(xiàn)行的輸送方法受到一定的限制。本發(fā)明的施工工藝全部采用機械化，能根據(jù)工程需要，用螺桿泵把拌和物運送到 指定的施工地點，運送過程中不受雨雪侵蝕，確保材料性能穩(wěn)定。利用本發(fā)明所生產(chǎn)出來的提岸搶險加固材料裝在透水模袋中，透水模袋一方面起 到了透水作用，另一方面起到了保護新拌混合物作用，使新拌混合物不會因為雨雪而受到 侵蝕，30min-120min后，土體的無側(cè)限抗壓強度可達到0. 8 MPa-2. 5 MPa，可迅速用提岸的 搶險、防滲堵漏、除險加固。3、提高了搶險加固材料耐久性
通過攪拌，把普通硅酸鹽水泥、速凝固化劑均勻的分配到土中，利用速凝固化劑激發(fā)普 通硅酸鹽水泥和土中活性成份，通過普通硅酸鹽水泥及土中活性成份的凝結(jié)硬化，增加了 土體的固結(jié)強度；通過螺桿泵在輸送過程中對拌和物的擠壓作用，增加了土體的密實性。土 的固結(jié)強度和密實性提高后，護岸土體抗水流沖刷、抗水體侵蝕能力明顯提高。4、保護環(huán)境
通過使用快速加固材料加固提岸，能夠維持原有生態(tài)平衡，有利于岸邊植被的生長，為 岸邊動物的生存提供棲息環(huán)境。5、提高施工效率
本發(fā)明的施工工藝全部采用機械化，通過調(diào)整螺桿泵電機類型，可調(diào)節(jié)機器單位時間 生產(chǎn)效率。單臺機器最高每小時生產(chǎn)可生產(chǎn)200m3混合物，并能根據(jù)工程需要，把拌和物運 送到指定的施工地點。6、降低成本
本發(fā)明所生產(chǎn)出來的提岸加固混合物的主要成分為土、普通硅酸鹽水泥、速凝固化劑， 相對于水泥混凝土及漿砌塊石而言，材料成本降低。本發(fā)明的施工工藝全部采用機械化，生產(chǎn)時需人工較少，可降低人工成本。
6
本發(fā)明的施工效率較高，可使縮短工期，提高資金周轉(zhuǎn)。
具體實施例方式實施例1，
配制快速搶險加固材料與施工工藝具體實施步驟如下
1、按質(zhì)量比為5035 15的比例秤量一定量的鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣，放入干燥攪拌 器內(nèi)，攪拌30min，制成速凝固化劑；
2、把普通硅酸鹽水泥、速凝固化劑按一定的質(zhì)量比秤量好，放入攪拌器內(nèi)，攪拌均勻 后，制成快速搶險加固材料。其中，硅酸鹽水泥占總質(zhì)量的80 ；速凝固化劑占總質(zhì)量的20。3、將土、快速加固材料、水按一定的比例秤量好，放入混凝土攪拌機內(nèi)，在攪拌機 內(nèi)攪拌3min -5min，將拌和物倒在振動篩上；
4、通過振動篩過濾大于15mm的固體石子，通過振動篩的拌和物漏進螺桿泵進料口，通 過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點；
5、在螺桿泵的出口端用直徑為30cm 40cm、長為1.Om 2. Om的透水模袋承接螺桿泵 輸送出的拌和物；
6、利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來，30min 120min后， 土體的無側(cè)限抗壓強度可達到0. 8MPa-2. 5MPa，可迅速用提岸的搶險、防滲堵漏、除險加固。實施例2，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì) 量的70 ；速凝固化劑的質(zhì)量占總質(zhì)量的30 ；鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為40 40 :20ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，65 10 :25。實施例3，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì) 量的90 ；速凝固化劑的質(zhì)量占總質(zhì)量的10 ；鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為50 30 :20ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，50 4 :20。實施例4，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì) 量的80 ；速凝固化劑的質(zhì)量占總質(zhì)量的20 ；鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為60 30 :10ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，70 16:40。實施例5，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì)量 的85 ；速凝固化劑的質(zhì)量比占總質(zhì)量的15 ；鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為40 30 :30ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，50 16 :20。實施例6，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三 者的質(zhì)量比為55 30 :15ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，70:4: 40。實施例7，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三 者的質(zhì)量比為40 40 :20ο土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，50 4 :40。
實施例8，與實施例1基本相同，但有以下改變其中，鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三 者的質(zhì)量比為50 40 =IO0
權(quán)利要求
一種堤岸快速搶險加固材料，其特征在于，組成如下硅酸鹽水泥與速凝固化劑；其中硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì)量的70 90；速凝固化劑的質(zhì)量占總質(zhì)量的10 30；速凝固化劑的成分是鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為，40 6030 4010 20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提岸快速搶險加固材料，其特征在于，所述硅酸鹽水泥的質(zhì) 量比占總質(zhì)量的80 ；所述速凝固化劑的質(zhì)量比占總質(zhì)量的20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提岸快速搶險加固材料，其特征在于，所述鋁酸鈉、氯化 鈉、氧化鈣三者的質(zhì)量比為50 :35 :15。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提岸快速搶險加固材料，其特征在于，所述的提岸快速搶險 加固材料在使用時，土、快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，50-70 4-16 :20-40。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提岸快速搶險加固材料，其特征在于，土、快速搶險加固材料 和水的質(zhì)量比為，65 10 :25ο
6.一種使用權(quán)利要求1所述的提岸快速搶險加固材料的提岸快速搶險加固施工方法， 其特征在于，步驟如下(1).按質(zhì)量比秤量鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣，攪拌均勻，制成速凝固化劑； ⑵.把硅酸鹽水泥、速凝固化劑按質(zhì)量比秤量好，攪拌均勻，制成快速搶險加固材料；(3).將土、快速搶險加固材料和水按一定的比例秤量好，三者的質(zhì)量比為，50-704-16 20-40 ；用強制試攪拌機攪拌3-5分鐘；(4).將步驟⑶得到的材料，通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點；(5).在螺桿泵的出口端用透水模袋承接螺桿泵輸送出的拌和物；(6).利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來，用于提岸的搶險、防 滲堵漏、除險加固；其中硅酸鹽水泥的質(zhì)量占總質(zhì)量的70-90 ；速凝固化劑的質(zhì)量占總質(zhì)量的10-30 ； 速凝固化劑的主要成分是鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比為40-60 30-40 10-20。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提岸快速搶險加固施工方法，其特征在于， 所述步驟⑴是在干燥攪拌器內(nèi)，攪拌30min，制成速凝固化劑； 所述步驟⑶是在在攪拌機內(nèi)攪拌3min-5min ；所述步驟⑷，在通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點以前，增加有以下步驟；(4) -1，通過振動篩過濾掉大于15mm的固體石子，通過振動篩的拌和物漏進螺桿泵進料 口 ；然后再通過螺桿泵擠壓作用把拌和物運送到施工地點；所述步驟(5)中的透水模袋的直徑為30cm-40cm、長為1. Ocm-2. Om ； 所述步驟(6)，利用泵送壓力和拌和物自身重量把拌和物中的水分擠壓出來后的 30min-120mino
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提岸快速搶險加固施工方法，其特征在于，所述硅酸鹽水泥 的質(zhì)量比占總質(zhì)量的80 ；所述速凝固化劑的質(zhì)量比占總質(zhì)量的20 ；所述鋁酸鈉、氯化鈉、氧 化鈣；三者的質(zhì)量比為50 35 :15。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之一所述的提岸快速搶險加固施工方法，其特征在于，所述的土、 快速搶險加固材料和水的質(zhì)量比為，65 10 :25。
全文摘要
堤岸快速搶險加固材料和堤岸快速搶險加固施工方法。加固材料的成份是硅酸鹽水泥與速凝固化劑；硅酸鹽水泥占70~90；速凝固化劑占10~30；速凝固化劑的成分是鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣；三者的質(zhì)量比，40~6030~4010~20。制備方法是先將鋁酸鈉、氯化鈉、氧化鈣攪拌均勻制成速凝固化劑；再與硅酸鹽水泥一起制成快速搶險加固材料；將土、快速搶險加固材料、水按比例秤量；利用螺桿泵的泵送壓力和出口端的透水模袋及拌和物自身重量把水分擠壓出，降低水膠比，加快拌和物凝結(jié)硬化，用于堤岸的搶險、防滲堵漏、除險加固。本發(fā)明提高了搶險加固材料耐久性；可保護環(huán)境；對惡劣天氣適應(yīng)性較強；提高施工效率并降低成本。
文檔編號E02B3/10GK101928126SQ20101021861
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者孫勇, 季紅飛, 張燕遲, 歐陽幼玲, 王小東, 賀永會, 鄢俊, 錢文勛, 陳擎宇, 陳迅捷, 韋華 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院