底部低真空抽取淤泥堆场表面水方法

摘要

底部低真空抽取淤泥堆场表面水的方法涉及的是一种对水利、港口航道工程建设中产生的低浓度疏浚淤泥堆场进行表面快速抽水处理的方法，在围堰(1)底部架设水平砂袋(2)排水体系和垂直排水板(3)并与抽真空装置(6)相连接形成围堰底部空间排水体系；其中，水平砂袋(2)与垂直排水板(3)相连，第一水平纵向排水管道(8)、第二水平纵向排水管道(10)分别与水平砂袋(2)相连，抽真空装置(6)通过导水管(9)与第一水平纵向排水管道(8)相连，透气装置(7)通过导气管(11)与第二水平纵向排水管道(10)相连；根据淤泥的含水量，利用透气装置(7)使得排水系统内的真空度处于较低水平，从而保证排水系统中排水通道的畅通。

权利要求

1.一种底部低真空抽取淤泥堆场表面水的方法，其特征在于在围堰(1)底部架设水平砂袋(2)排水体系和垂直排水板(3)并与抽真空装置(6)相连接形成围堰底部空间排水体系；其中，水平砂袋(2)与垂直排水板(3)相连，第一水平纵向排水管道(8)、第二水平纵向排水管道(10)分别与水平砂袋(2)相连，抽真空装置(6)通过导水管(9)与第一水平纵向排水管道(8)相连，透气装置(7)通过导气管(11)与第二水平纵向排水管道(10)相连；根据淤泥的含水量，利用透气装置(7)使得排水系统内的真空度处于较低水平，从而保证排水系统中排水通道的畅通；水平砂袋(2)的中间设有滤水管(13)，两端分别通过螺帽(12)连接有PVC管(14)，排水板(3)的中间设有毛竹(4)，排水板(3)与水平砂袋(2)由细铁丝(5)固定。

说明书

技术领域

本发明是一种对水利、港口航道工程建设中产生的低浓度疏浚淤泥堆场进行表面快速抽水处理，基本消除沉淀富裕水深和风浪影响，大幅度增加淤泥堆场容积的方法，从而达到减少淤泥堆场占地面积的目的。适用于低浓度疏浚淤泥大面积堆场处置工程，属于水利和港口航道工程的技术领域。

背景技术

在我国的河道、航道疏浚和拓宽以及港口新建、扩建工程中，经常采用绞吸等方式挖泥加接力泵排送至淤泥堆场，淤泥含水量很高，淤泥浓度低。在内陆河道产生的大量废弃疏浚淤泥经常抛填于陆地，需要征用大量的土地，如南水北调东线江苏段第一期工程的弃土所需的占地面积达22009.2亩，淤泥存放堆场土地的征用、租用费用已占到总工程造价的60％左右，成为控制工程造价的主要因素。如何提高淤泥堆场的有效容积、减少占地面积是水利、港口航道工程的迫切需要。
由于低浓度淤泥在堆场内的自重沉淀，必然产生自然的泥水分离，在堆场设计时需要考虑沉淀富裕水深和风浪超高，在中华人民共和国水利部1990年发布的《疏浚工程施工技术规范》(SL 17-90)和中华人民共和国交通部1999年发布的《疏浚工程技术规范》(JTJ 319-99)中均明确规定，设计陆上存泥区的容量时，需要增加沉淀富裕水深0.5m和风浪超高0.5m，而陆上存泥区的淤泥总高度一般不超过4.0m。由此可见，沉淀富裕水深和风浪超高对低浓度淤泥堆场的容量有很大的影响。
在工程实践中，为了促使疏浚淤泥表层加快固结，有时采取开挖排水沟、投放塑料盲沟等措施尽快排出淤泥堆场的表面水。另外，经对现有的技术文献检索还发现，广州四航工程技术研究院提出了《吹填淤泥浅表层的快速加固的抽排水系统》的实用新型专利(专利号：ZL 200520065698.1)，该实用新型通过在淤泥表层布设排水通道，将排水通道与抽水设备连接，通过真空泵或者抽水泵促使淤泥浅层加速固结。应该指出，以上的经验措施或者专利均是在淤泥吹填结束后在淤泥表面或者表层实施，但大面积的低浓度疏浚淤泥表层强度很低，人员和机械往往难以安全进入淤泥堆场施工，此外在淤泥表层抽水经常遇到排水通道淤堵问题，随着淤泥的沉淀，由于围堰边界的影响，淤泥堆场也会形成中间凹周边凸的形状，不利于开挖排水沟排水，故上述方法在工程实践中难以实施。
针对以上问题，本发明提出在淤泥堆场底部预先架设空间排水体系、利用低真空和透气装置及时抽取淤泥表面水的技术。

发明内容

技术问题：本发明的目的是，针对大面积低浓度疏浚淤泥堆场设计需要考虑沉淀富裕水深和风浪的影响，提出一种在淤泥堆场底部预先架设空间排水体系，利用低真空和透气装置抽取淤泥表面水的底部低真空抽取淤泥堆场表面水方法，在淤泥吹填施工期及吹填后，及时抽掉淤泥堆场的表面水，以达到完全或者大幅度消除沉淀富裕水深和风浪的影响，大幅度增加淤泥堆场容积的目的。
技术方案：本发明整个是由水平排水体系、垂直排水板和抽水系统组成，施工工艺简单，成本低廉。本发明的方案如下：
在围堰底部架设水平砂袋排水体系和垂直排水板并与抽真空装置相连接形成围堰底部空间排水体系；其中，水平砂袋与垂直排水板相连，第一水平纵向排水管道、第二水平纵向排水管道分别与水平砂袋相连，抽真空装置通过导水管与第一水平纵向排水管道相连，透气装置通过导气管与第二水平纵向排水管道相连；根据淤泥的含水量，利用透气装置使得排水系统内的真空度处于较低水平，从而保证排水系统中排水通道的畅通。水平砂袋的中间设有滤水管，两端分别通过螺帽连接有PVC管，排水板的中间设有毛竹，排水板与水平砂袋由细铁丝固定。
在淤泥堆场围堰内底部架设水平砂袋，砂袋沿着堆场的宽度方向布置，用毛竹等材料将排水板固定于垂直方向，并与砂袋连接，预先架设的排水板要求高出堆场淤泥设计高度10cm左右，在水平砂袋的两端分别与PVC管连接，并分别与布设在围堰上的抽真空装置和透气装置连接。砂袋之间的间隔距离和排水板的间距根据实际工程要求而定。利用抽真空装置施加真空负压抽水，根据淤泥含水量利用透气装置的阀门开启度调节围堰堆场里的砂袋排水体系内的真空负压值和气流，防止高含水量疏浚淤泥的抽水过程发生淤堵，保证抽水过程排水通道的通畅。
在疏浚淤泥堆场内预先架设以上描述的排水体系之后，在疏浚淤泥的吹填过程中，通过调节透气装置阀门的开启度，使得排水系统内的真空度处于较低水平。在真空负压作用下，排水砂袋中会产生气流，气流作用于排水沙袋内部和表面，防止由于真空负压吸水过程中将淤泥中的细小颗粒吸入排水体系或者在排水通道周围形成不透水泥膜层造成淤堵问题。在低真空及排水砂袋中的气流作用下，本发明提出的底部低真空方法通过与水平砂袋连接的垂直排水板将淤泥堆场表面泥水自然分离产生的水分在淤泥吹填施工期及吹填完成后期间及时抽掉，基本保证低浓度淤泥表面不会有富裕水存在。
有益效果：本发明的有益效果在于：
(1)能够基本消除沉淀富裕水深和风浪对低浓度淤泥堆场的影响，设计淤泥堆场容量时可以基本不考虑富裕水深和风浪超高，大幅度增加堆场存泥容量，节约土地资源。
(2)由于基本保证低浓度淤泥表面不会有富裕水存在，有利于堆场淤泥表层在自然条件下形成硬壳层，为淤泥堆场的后续提供便利条件。

附图说明

图1是本发明的水平砂袋与垂直排水板的构成示意图。
图2是本发明的底部低真空排水体系的构成示意图。
图3是本发明的底部低真空抽取淤泥堆场表面水方法综合布置示意图。
以上的图中有：围堰1、水平砂袋2、排水板3、毛竹4、细铁丝5、抽真空装置6、透气装置7、第一水平纵向排水管道8、导水管9、第二水平纵向排水管道10、导气管11、螺帽12、滤水管13、PVC管14、真空表15、导气管16。

具体实施方式

1、架设底部低真空空间排水体系：
1)材料的准备和加工：准备好毛竹竿和绑扎用的细铁丝和细绳，将排水板沿着毛竹的长度方向固定在毛竹上，在材料加工场地制作好砂袋；
2)水平排水体系、垂直排水板的布设：沿着围堰1宽度方向在围堰内底部架设水平砂袋2，砂袋间距视实际情况而定；将带有排水板3的毛竹4沿着水平砂袋垂直插入堰内地基中，并且使得垂直方向上的排水板紧紧贴在砂袋上，同时用细铁丝5将砂袋与毛竹绑扎起来，毛竹插泥深度要保证毛竹在吹淤过程中不被淤泥冲倒。
3)抽水系统的架设和连通：在围堰上架设抽真空装置6和透气装置7，水平纵向排水管道8通过导水管9与抽真空装置连通，水平纵向排水管道10通过导气管11与透气装置连通；用螺帽12将砂袋2中滤水管13与PVC管14连接，PVC管14再连接到水平纵向排水管道8和10，这样砂袋2的两端就并分别与布设在围堰上的抽真空装置和透气装置相连接；为了监控砂袋排水体系内的真空度，将真空表15用导气管16与滤水管13连通。这样堆场底部低真空空间排水体系架设完成。
2、吹填淤泥：在吹填淤泥过程中，此排水系统可以及时排出堆场表面水，因此围堰中的淤泥高度可以接近乃至达到围堰的高度。
3、调节系统真空度和抽水；根据吹填淤泥的含水量，利用透气装置的阀门开启度调节砂袋排水体系内的真空负压值和气流，使得系统的排水效果最佳，确定了透气装置阀门的开启度，抽水系统便可以抽水了；在抽水过程中，泥浆的含水量在逐渐变小，这需要在抽水过程中调节沙袋排水体系内的真空负压值和气流来保证系统的排水效率。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案均落在本发明要求的保护范围。