[发明专利]流态疏浚淤泥防堵可控负压快速固结系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏浚淤泥的系统，尤其是一种流态疏浚淤泥防堵可控负压快速固结系统，属于水利、航道工程技术领域。

背景技术

河湖清淤以及港口、航道的建设工程不可避免地要产生大量的疏浚淤泥；另外，沿海地区的吹填造陆、滩涂开发等工程同样需要吹填大量的疏浚淤泥。据申请人了解，目前常用绞吸等水力方式疏浚出的为高含水率、高黏粒含量的流态疏浚淤泥，排水性能较差。实践表明，在自然风干、固结条件下，疏浚淤泥地基一般需要近3～5年甚至更长的时间才能恢复使用。因此，如何对高含水率、高黏粒含量的疏浚淤泥进行快速加固处理是实际工程的迫切需要。

由于流态疏浚淤泥几乎无强度，传统的堆载预压处理系统的荷载难以施加，目前针对流态疏浚淤泥地基主要采用真空负压加载的方式进行处理，该法在实施时首先在疏浚淤泥地基中打设塑料排水板，再铺设排水管网和排水板连接，然后铺设密封膜，最后采用真空负压装置在膜下形成80～100kPa的负压，利用负压荷载排出疏浚淤泥中的水分，进而达到加固地基的效果。然而工程实践表明，常规的真空预压技术仅能处理排水性较好的疏浚淤泥，对于处理高含水率、高黏粒含量、排水性较差的流态疏浚淤泥经常会遇到淤堵问题，如吹填淤泥真空预压处理过程中易发生排水板淤堵，具体表现为在排水板周围形成一个个直径为10～20cm的土柱，土柱内强度较高而土柱外几乎为稀泥状，导致排水板周围土体强度很不均匀。

检索发现，为了提高排水性能差的流态疏浚淤泥的真空负压加固效果，专利申请号为200910053854.5、名称为《吹填流泥地基的连体真空预压快速处理系统》的中国专利公开了“吹填一结束就进行地基处理，无需铺设作为水平排水通道和施工垫层的砂垫层，采用水平排水板与竖向排水板连为一个整体的连体塑料排水板”，该专利将单个排水板通过多次弯折成立体形式，增大了排水板在疏浚淤泥中的空间布设密度，在一定程度上提高了流态淤泥的加固效果。但是上述专利并未针对真空处理流态疏浚淤泥效果差的根本难题——如何克服排水通道的淤堵，因此实践中依然存在上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种可以有效避免排水通道淤堵的流态疏浚淤泥防堵可控负压快速固结系统，从而实现对流态疏浚淤泥地基的快速排水加固。

本发明的流态疏浚淤泥防堵可控负压快速固结系统包括铺设在疏浚淤泥上的上、下层土工布以及覆盖在上层土工布表面的密封膜，穿过所述下层土工布间隔安插有多排排水板组，每排排水板组由上端通过位于上、下层土工布之间的支管连通的多个间隔分布排水板组成，各排水板组的两端分别通过两主管连通，一个主管与真空射流泵连接，另一个主管连接负压调控装置；所述排水板由具有凹槽支撑结构的板芯以及包覆在板芯外的滤膜构成，所述滤膜为单丝织成的平面结构，且有效孔径与疏浚淤泥85%土颗粒能够通过孔径之比为3-4；所述负压调控装置由通过管路连接连接的真空负压控制阀和气流速率控制端子构成。

研究表明，真空预压法处理流态疏浚淤泥发生淤堵的缘由除了排水管网设置不合理之外，主要有两点，一是淤泥中悬浮的细颗粒容易在水的带动下驻留于排水板表面的滤膜内，当驻留点大面积发生时会导致排水板滤膜发生淤堵；二是排水板附近的流态淤泥在传统真空负压荷载下会发生快速排水，并形成一层渗透系数极低的泥膜层紧紧地包裹于排水板表面，进而发生排水板表面泥膜层的淤堵。理论分析和实践反映出，前者产生的根本原因在于滤膜有效孔径决定的透过率始终没有科学的确定方法，且为容易淤堵的立体网状结构；后者产生的根本原因是现有排水管网的负压载荷处于无法酌情合理调控的状态，因此不能调控排水板附近的疏浚淤泥状态。

采用本发明后，不仅构成了排水板分布易于保证系统负压均匀的排水管网，而且由于其排水板滤膜结构及规格可以有效避免淤泥中悬浮细颗粒驻留于排水板表面滤膜发生淤堵，同时借助系统排水管网设置的负压调控装置，可以很方便地通过调节真空负压控制阀的开度，在具有额定气流阻力的气流速率控制端子配合下，实现系统负压载荷的调控，并与保持通畅的滤膜共同作用，使系统处于让疏浚淤泥形成相对稳定孔隙结构的状态。结果表明，与现有技术相比，可以有效避免排水通道淤堵，实现对流态疏浚淤泥地基的快速排水加固。