[發明專利]海涂泥快速固結施工機械設備及施工方法

有效

• 申請號: 201010295280.5
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN101967822A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 陳富強;俞元洪;余朝偉;楊娜;王參
• 申請（專利權）人: 寧波高新區圍海工程技術開發有限公司
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 陳輝

技術領域

本發明涉及海涂泥快速固結施工機械設備及施工方法，處理沉淺層與深層積淤泥土的固結施工方法，特別是在沉積深厚超軟粘土地基上再吹填淤泥固結施工。

背景技術

隨著工業化和城市化的加速推進，沿海地區建設用地需求量猛增，回填所需的砂、石料也逐漸減少，國家海洋局2008年發布了《全國科技興海規劃綱要(2008年-2015年)》，文中提到：“集成應用灘涂圍墾、濱海公路網絡、河口和低洼岸段海塘等生態景觀式人工海岸建設模式與海岸線科學化利用的相關技術，推進重大生態型工程、宜居型海上城市建設。”合理開發利用灘涂資源，利用海洋灘涂淤泥作為回填材料，是解決建設用地材料資源短缺、保護沙灘和減少石料開采的重要途徑，也是推進陸海經濟等聯動的有效措施。

如何利用灘涂淤泥作為圍墾回填材料就成為開發海洋灘涂的關鍵問題，現一般采用的方法是利用砂墊層排水與真空預壓相結合處理，深層采取塑料排水板處理，但這些處理方法也只是解決土體自身排水固結，一時也難以提高土體自身強度，而且成本比較昂貴，處理后承載力仍難以滿足施工機械設備施工能力的要求。近年來，固化劑技術在路基、軟基處理上得以應用，但由于淤泥軟基機械設備無法行走，深厚淤泥層目前還沒有施工作業機械設備，淺層也只是將淤泥挖出，陸上進行固化劑攪拌混和后，再進行回填，但處理量比較小，不僅效率低，而且成本高，且遠距離大面積的吹填工程根本無法實施。

所以一種能直接在深厚淤泥軟基上進行固結劑攪拌施工的機械設備及施工工藝的發明，對促進圍墾事業的發展、推進沿海地區經濟繁榮有著重要的意義。

發明內容

為了克服淤泥固結劑不能直接在淤泥軟基進行攪拌的施工難題，本發明研制出海涂泥快速固結施工機械設備及施工方法，該設備不僅能直接在淤泥涂面上行走，且在淤泥中添加固結劑的同時直接完成攪拌工作。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

海涂泥快速固結施工機械設備，設有淤泥涂面的行走系統、高壓原料輸送系統、旋轉旋噴攪拌系統、雙動力驅動系統組成。高壓原料輸送系統輸出端連接攪拌系統，攪拌系統固定在淤泥涂面的行走系統上，行走系統安裝雙動力驅動系統。固化劑通過高壓原料輸送系統輸送至攪拌系統，旋轉加高壓旋噴攪拌系統將固結劑與超軟基礎進行充分混合攪拌，在雙動力驅動系統的作用下，灘涂行走系統根據施工流程在軟基上連續作業，最終實現軟基的快速固結處理。本設備的工作：一、淤泥涂面的行走系統，利用2個浮體式螺桿推進器，同時提供牽引和浮力，螺桿采用反旋轉阿基米德螺線。推進器自身的滾筒浮體結構，提供設備的浮力，可降低與淤泥涂面的接地比壓；推進器的反旋轉阿基米德螺線結構可降低與淤泥的粘結力，且增大推進器驅動推力，提高機械設備的抗滑轉性能；行走系統的動力配有兩套液壓行走馬達。二、高壓原料輸送系統，固化劑輸送采用漿劑高壓柱塞泵輸送，攪拌設備上安裝高壓旋噴分配閥，分配閥再將固結漿劑高壓分配至每一個旋噴頭，在高壓的作用下噴射到攪拌淤泥中；分配閥上安裝增壓泵與電子流量控制器，進行控制和調整固結劑的輸送流量。三、固結劑與淤泥的攪拌系統，攪拌器采用慢速機械旋轉加高壓旋噴攪拌，機械攪拌設備采用門架式結構多頭攪拌器，攪拌器在液壓缸的推動作用下可自由傾斜、自由提升，可使攪拌器處于最佳的攪拌角度；攪拌器絞頭采用φ80螺栓結構，可以使淤泥在絞頭范圍內上下翻轉拌和；攪拌軸采用中空結構，做為藥劑的輸送通道，攪拌頭上安裝高壓旋噴頭，在高壓的作用下(壓力控制在1.5mp)實現固結劑高壓旋噴，從而達到快速攪拌均勻的效果。四、設備動力配置系統，采用雙動力驅動系統，以柴油發電機為主動力，選配液壓泵站為副動力，采用液壓泵站為副動力可以大大降低整體的重量。

機械設備的施工工藝：根據工程淤泥的含水率及工程要求，確定固結劑摻加比例(海涂沉積淤泥含水率是60％～150％，對應的固結劑摻和比例為10％～20％，土質好或含有砂質沉積淤泥，施工可減少固結劑的摻和比例，一般為5％～15％)，根據工程輸送距離的施工條件，確定固化劑的水灰比(固化劑漿液的水灰比一般控制0.5～2)，根據摻加比例及水灰比確定各設備工作參數(推進器的行走速度、攪拌器的起升速度、漿液的輸送流量)。漿液通過高壓柱塞泵輸送至攪拌系統，結合高壓分配閥將固結劑噴射在淤泥中，在設備行走的同時進行攪拌作業，完成固結劑的對應摻和與攪拌，利用電子流量控制器進行漿液摻和比例的控制，最終實現固結劑對淤泥軟基的處理。

本發明具有的有益效果是：通過發明海灘軟基的固化劑攪拌施工設備及工藝，實現了淤泥軟基利用固結劑進行快速固結處理，施工簡單、工作效率高、處理深度大，且軟基處理成本大大降低。