一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法技術(shù)

一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法，屬疏浚底泥資源化利用、邊坡防護(hù)工程和水利水電工程領(lǐng)域。固化土的制備是按照每方底泥中加入固化劑(由水泥、沸石粉、減水劑、掛漿劑和速凝劑組成)75

A method of using lake and reservoir sediment to prepare solidified soil for slope solidification and protection

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法


[0001]本專利技術(shù)涉及疏浚底泥資源化利用、邊坡防護(hù)工程和水利水電工程領(lǐng)域，具體是一種利用湖庫底泥制備固化土并進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法。

技術(shù)介紹

[0002]我國(guó)各類河、湖、水庫的底泥淤積問題十分嚴(yán)峻。河道和港口中底泥堆積影響航運(yùn)效益，水庫中底泥淤積減小有效庫容，蓄水量減少，防洪功能降低，發(fā)電效益受損。疏浚是底泥清理的主要途徑，疏浚后將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量眾多的底泥，如果不能進(jìn)行有效處理，底泥將會(huì)占用大量空間，同時(shí)內(nèi)部有毒有害物質(zhì)將給環(huán)境帶來極大威脅。
[0003]在水利工程和河流工程中，邊坡土體受到水體的浸潤(rùn)和水流的沖刷作用，特別是汛期，水位的持續(xù)波動(dòng)和泄洪引起的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，給河道和建筑物的安全帶來隱患，因此需要對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)處理。常用的邊坡防護(hù)方式主要分為砌石、砂漿、混凝土護(hù)坡等，需要消耗大量的砂石等資源，同時(shí)生成的護(hù)坡面為硬質(zhì)坡面，不利于植被生長(zhǎng)，破壞了原有的生態(tài)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)目的是解決河、湖、水庫底泥的處理以及對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和固化處理的問題，提供一種利用湖庫底泥制備固化土并進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法。本專利技術(shù)將湖庫疏浚底泥固化處理后應(yīng)用到邊坡防護(hù)工程中，不僅可實(shí)現(xiàn)廢棄底泥的資源化利用，減輕環(huán)境壓力，同時(shí)也可解決邊坡的防護(hù)問題，節(jié)省了砂石等資源，在防護(hù)邊坡的同時(shí)，植物可在固化土中生長(zhǎng)，維持了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0005]本專利技術(shù)的技術(shù)方案
[0006]一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法，主要包括底泥獲取、固化土制備和邊坡澆筑施工三步。
[0007]第1步、底泥獲取；使用抓斗式或氣力泵式底泥挖取裝置挖取湖庫底泥，挖取過程中控制底泥含水率在1.5到2.5倍液限范圍，使其呈流動(dòng)狀態(tài)，挖取后過濾底泥中的木屑、塑料、垃圾、大石塊等，靜放備用。
[0008]第2步、固化土制備；固化土由底泥和固化劑組成，制備步驟如下：
[0009]第2.1步、固化劑的制備：
[0010]固化劑為粉體，主要由水泥、沸石粉、減水劑、掛漿劑、速凝劑組成。固化劑中各組份的質(zhì)量百分比為：水泥50
?
70％，沸石粉15
?
40％，減水劑0
?
5％，掛漿劑2
?
10％，速凝劑0
?
20％。
[0011]首先按質(zhì)量配比將水泥、沸石粉、減水劑、掛漿劑和速凝劑充分?jǐn)嚢杌旌希瞥晒袒瘎惙艂溆谩?br/>[0012]其中，
[0013]所述的水泥為波特蘭水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水
泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或復(fù)合硅酸鹽水泥中至少一種，作用是通過水泥的水化、凝固反應(yīng)使水泥與底泥生成具有一定強(qiáng)度的固化土，抗水流沖刷和浸潤(rùn)。
[0014]沸石粉取自天然沸石粉，目數(shù)選擇80目到200目之間，作用是沸石粉內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)具有較多孔洞，具有極強(qiáng)的吸水能力，初期通過吸水加快固化土固結(jié)速率，后期釋放水體，提升固化土后期強(qiáng)度。
[0015]減水劑為木質(zhì)素系、萘系、聚羧酸系減水劑中至少一種，作用是利用減水劑的分散作用，減少拌合用水，提高固化土的流動(dòng)性，延長(zhǎng)施工時(shí)間。
[0016]掛漿劑為黃原膠、瓜爾豆膠等天然聚合物、淀粉及其衍生物、丙烯基聚合物、乙烯基聚合物中一種或多種，作用是提高固化土漿液的粘稠性和自密實(shí)性，使固化土護(hù)坡后平整度高，且具有良好的掛漿能力，不丟漿。
[0017]速凝劑為氯化物、硅酸鹽、鋁酸鹽的一種或多種，作用是提高固化土的凝固速率和早期強(qiáng)度，提高早期抵抗水流沖刷的能力。
[0018]第2.2步、固化土的制備：
[0019]將第1步獲取的底泥置于攪拌機(jī)中，按照每方底泥中加入固化劑75
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250kg的配比將固化劑摻加到底泥中，混合攪拌，制成高流動(dòng)的底泥固化土。
[0020]第3步、邊坡的固化與防護(hù)；
[0021]首先使用高壓風(fēng)槍清潔坡面，主要清除坡面上的塵土、石屑和植物，使得坡面平坦、整潔；
[0022]其次將錨桿垂直插入坡面，將預(yù)制鋼筋網(wǎng)掛在錨桿上，并牢固焊接；
[0023]然后將底泥固化土置入混凝土泵車中，采用濕噴法噴射底泥固化土，通過改變固化劑摻比和固化劑摻量，控制固化土在合適的粘度范圍，使其能夠泵送輸運(yùn)并噴射注漿，注漿后漿液牢固掛到鋼筋網(wǎng)上，不丟漿，在重力作用下沿坡面自動(dòng)密實(shí)，無需振搗；
[0024]最后在固化土邊坡表面撒播青草種子，每天進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。青草種子可選擇麥冬草、高羊茅、狗牙根、早熟禾的一種或幾種，此類青草成活率高，易繁殖，耐干旱，適應(yīng)性強(qiáng)。因固化土中主要成分為疏浚底泥，水泥摻量較低、含水率較高，固化土成型后具有強(qiáng)度適中的特點(diǎn)，同時(shí)底泥中含有多種有利于植物生長(zhǎng)的氨氮元素及有機(jī)質(zhì)等，青草種子可順利發(fā)芽生長(zhǎng)。
[0025]本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
[0026]1.本專利技術(shù)使用湖庫底泥作為邊坡防護(hù)材料的主體，實(shí)現(xiàn)了廢棄底泥的資源化利用，減輕了環(huán)境壓力，同時(shí)節(jié)省了砂石等自然資源。
[0027]2.生成的底泥固化土流動(dòng)性能好，可通過濕噴操作進(jìn)行注漿，施工便捷，同時(shí)固化土力學(xué)強(qiáng)度良好，可抵抗較高流速的水流沖刷。
[0028]3.底泥固化土護(hù)坡方式可為動(dòng)植物營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境，有利于生物多樣性的發(fā)展。
具體實(shí)施方式
[0029]以下進(jìn)一步描述本專利技術(shù)的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本專利技術(shù)，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。
[0030]實(shí)施例1
[0031]一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法，具體步驟如下：
[0032](1)使用抓斗式挖泥裝置挖取湖庫底泥，過濾垃圾、木屑、較大石塊。經(jīng)測(cè)量，底泥液限為42％，加水控制底泥含水率為100％，置于混凝土攪拌機(jī)內(nèi)。
[0033](2)水泥選擇PO425級(jí)普通硅酸鹽水泥，沸石粉選擇200目，減水劑選擇聚羧酸系減水劑，掛漿劑選擇瓜爾豆膠，速凝劑選擇硅酸鈉，按照質(zhì)量比水泥：沸石粉：減水劑：掛漿劑：速凝劑＝62:31:1:2:4制備固化劑，在每方底泥中摻加固化劑150kg，攪拌3分鐘制備成底泥固化土。
[0034](3)在傾角為45
°
的坡面上，清除塵土和石屑，使坡面平坦、整潔，根據(jù)工程量確定錨桿間距，將預(yù)制鋼筋網(wǎng)掛在錨桿上焊接固定。將攪拌好的底泥固化土置于混凝土泵車中，采用濕噴方式將固化土噴射注漿到鋼筋網(wǎng)上，噴射風(fēng)壓控制在0.3～0.7MP之間，噴射頭到坡面的距離控制在0.8～1.2m之間。
[0035]噴射完成后，在坡面表面撒播青草種子，每天養(yǎng)護(hù)1次，養(yǎng)護(hù)14天。
[0036]采用本專利技術(shù)提供的底泥固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)方法，測(cè)得漿體的粘度為3.7Pa.s，固化土噴射注漿到邊坡上的掛漿率為79.6％，僅有少量漿體丟失。將固化土置于70.7mm的立方體試模中，靜置室外兩天后拔模，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡固化與防護(hù)的方法，其特征在于，包括：第1步、底泥獲取；第2步、固化土的制備；固化土由底泥和固化劑組成，制備步驟如下：第2.1步、固化劑的制備：固化劑是由水泥、沸石粉、減水劑、掛漿劑和速凝劑組成的粉體，各組份的質(zhì)量百分比為：水泥50％
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70％，沸石粉15％
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40％，減水劑0
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5％，掛漿劑0
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10％，速凝劑0
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20％；首先按質(zhì)量配比將水泥、沸石粉、減水劑、掛漿劑和速凝劑充分?jǐn)嚢杌旌希瞥晒袒瘎惙艂溆茫坏?.2步、固化土的制備：將第1步獲取的底泥置于攪拌機(jī)中，按照每方底泥中加入固化劑75
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250kg的配比將固化劑摻加到底泥中，混合攪拌，制成高流動(dòng)的底泥固化土；第3步、邊坡的固化與防護(hù)；使用高壓風(fēng)槍清潔坡面，使得坡面平坦、整潔；其次將錨桿垂直插入坡面，將預(yù)制鋼筋網(wǎng)掛在錨桿上，并牢固焊接；然后將底泥固化土置入混凝土泵車中，采用濕噴法噴射底泥固化土，通過改變固化劑摻比和固化劑摻量，控制固化土的粘度，使其能夠泵送輸運(yùn)并噴射注漿，注漿后使?jié){液牢固掛到鋼筋網(wǎng)上，不丟漿，在重力作用下沿坡面自動(dòng)密實(shí)，無需振搗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用湖庫底泥制備固化土進(jìn)行邊坡防護(hù)固化的方法，其特征在于，還包括：在固化土邊坡表面撒播青草種子，每天進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。3.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：練繼建，盛傳明，李蕾，劉昉，練沖，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津大學(xué)前沿技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：