用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统及脱水方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统及脱水方法，脱水系统包括排水平台，所述排水平台以坡度设置；在所述排水平台的周侧设置有集水槽，所述集水槽设置在所述排水平台坡度的下缘，所述排水平台上水通过坡度引流至所述集水槽；在所述排水平台上堆叠有若干层管袋，所述管袋内填充有含水泥浆，每层管袋之间设置有层间导水层，所述管袋上设置有向所述管袋内填充泥浆的充灌口；在所述排水平台与底层管袋之间设置有底部导水层；在顶层管袋上方设置有水囊，所述水囊内填充有水。该脱水系统采用多层扁平管袋堆叠、水囊压载与增加管袋排水边界结合的措施实现泥浆快速脱水固结。

【技术实现步骤摘要】
用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统及脱水方法
本专利技术涉及一种淤泥和污泥脱水系统，尤其涉及用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统及其脱水方法。
技术介绍
河湖清淤及航道疏浚、各类基础设施工程施工中均会产生大量废弃泥浆，该类泥浆含水量高，体量巨大，为避免污染环境，需要进行脱水固化及减容处理。按传统方法修建堆场，使淤泥自然固化，需占用大面积土地，且脱水固化耗时长。土工管袋泥浆脱水法是指将编织或机织土工织物缝制成大尺寸的管状袋子，在管袋顶部设置充灌口，使用水力充填的方式将附近需要处理的泥浆充灌入管袋中。缝制成管袋的土工织物是一种平面多孔结构，能够将泥浆中大部分的水分滤出，并保留绝大部分土体，使得泥浆经过处理后含水率大幅降低且体积变小，便于运输和进一步处理。该方法具有成本低、装置简单、可大批量处理泥浆等优点，已成为泥浆脱水减容处理的较优方案。当使用管袋处理高含粘量泥浆时，在脱水固结后期，袋布与泥浆组成的复合体渗透系数较低，且渗透梯度较小，导致泥浆中水体的排出速度较慢，脱水周期较长，施工工期增加。因此采用一定的措施来加快管袋内部泥浆的脱水固结速度是使用土工管袋实现泥浆快速脱水、固结减容的关键。
技术实现思路
本专利技术为了加速管袋内部泥浆的脱水固结，提供了一种用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统及其脱水方法，该脱水系统采用多层扁平管袋堆叠、水囊压载与增加管袋排水边界结合的措施实现泥浆快速脱水固结。本专利技术所采取的技术方案为：用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，包括：排水平台，所述排水平台以坡度设置；在所述排水平台的周侧设置有集水槽，所述集水槽设置在所述排水平台坡度的下缘，所述排水平台上的水通过坡度引流至所述集水槽；在所述排水平台上堆叠有若干层管袋，所述管袋内填充有含水泥浆，每层管袋之间设置有层间导水层，所述管袋上设置有向所述管袋内填充泥浆的充灌口；在所述排水平台与底层管袋之间设置有底部导水层；在顶层管袋上方设置有水囊，所述水囊内填充有水。进一步的，若干管袋呈梯形结构排列，若干管袋长度相同，宽度从下至上依次减小。进一步的，所述管袋包括与上层管袋和下层管袋重叠的叠加区，所述充灌口设置在管袋除叠加区之外的区域。进一步的，所述底部导水层与所述底层管袋之间设置有保护垫层，保护垫层采用200g/m2针刺长丝无纺土工织物，防止底层管袋发生刺破损伤。进一步的，所述底部导水层下方布设防渗层，覆盖作业场地及排水沟，起防渗作用；防渗层采用复合土工膜，膜芯为0.5mm厚PE土工膜，两面复合克重≥200g/m2的无纺土工织物。进一步的，所述排水平台包括第一区和第二区，第一区和第二区连接且均以坡度设置，第一区和第二区连接处为斜坡的最高处，第一区和第二区的坡度分别向两相反方向向下倾斜，坡度均为1%~4%。进一步的，在所述集水槽内设置有集水井，所述集水井的深度高于所述集水槽的深度，所述集水井连接有排水装置，所述排水装置将所述集水井内的水排出。进一步的，所述水囊上设置有充排口，所述水囊为高强纤维织物与橡胶复合，充填饱满后为扁平枕头状。进一步的，所述层间导水层为土工复合排水网，网芯为聚乙烯材质，两面复合针刺长丝无纺土工织物，厚度6~10mm。进一步的，所述底部导水层为用多个小块扁平三维排水体拼接而成，材质为聚乙烯，所述底部导水层为聚乙烯在热熔状态下，通过喷嘴挤压出塑料丝条，再通过成型装置将挤出的塑料丝在结点上熔接而成。三维排水体沿坡面平铺，相邻排水体之间留出伸缩缝，以适应基础不均匀沉降。进一步的，所述管袋为扁平枕头状袋体，两侧根据管袋长度布设若干充灌口；管袋横向宽度为5m~20m，高度为0.5~0.8m，纵向长度10m~40m。本专利技术涉及用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统的脱水方法，包括：（1）平整场地，在施工区域将基础面平整为以管袋长轴为中心向两侧倾斜的横坡，坡度为1%~4%；（2）在基础面四周开挖集水槽、集水井；（3）以覆盖集水槽为界，铺设防渗层，在基础面区域防渗层上方铺设底部导水层，在底部导水层上方铺设一层保护垫层；（4）在保护垫层上方布置管袋，从两侧充灌口充灌泥浆，充灌完成后扎紧充灌口；管袋脱水期间打开定期开启水泵收集集水井中废水；管袋初步脱水固结后在上方依次铺设层间导水层和上层管袋，固定后重复充灌上述充灌过程；按上述流程依次布置上层管袋，直至达到设计高度；（5）依次将顶部导水层和空的压重水囊布置于顶层管袋上方，从水囊冲排口充水，充水完成后关紧充排口；（6）泥浆脱水固结达到设计含水率后，从水囊冲排口放水，回收水囊；（7）将脱水减容后的干土运转至填埋区或者堆场，回收导水层、防渗层、保护垫层。进一步的，本专利技术可与添加絮凝剂、真空抽滤等泥浆加速脱水措施结合使用。本专利技术所产生的有益效果包括：（1）本专利技术采用多层扁平土工管袋堆叠结构，每层管袋宽度可达5m~20m，长度可达10m~40m，一次性处理泥浆批量大，施工效率、经济效益高；扁平管袋中心部位至袋布排水边界的渗排距离在0.5m以下，能有效避免管袋中心水分难以排出的问题；扁平管袋水面截面相对较大，在堆叠时稳定可靠，最高可堆叠至6m以上，通过堆叠的压载能大幅加快管袋内泥浆脱水固结。（2）本专利技术通过在压重水囊底部、每层管袋之间布置导水层，有效避免堆载侵占管袋顶部和底部的有效脱水边界，可大幅度提高管袋的脱水效率。通过顶部堆载，在前期脱水阶段可以增加管袋内部泥浆中的水压力，加快排水速度；在后期固结阶段则堆载会传递作用于管袋内土体，加速土体固结。（3）本专利技术采用扁平三维排水体作为底部导水层，布置在管袋下方，充分利用了渗透坡降大、可过流面积大的扁平管袋底面，将管袋的有效脱水边界拓展了一倍，且利用倾斜的导水层和集水槽将排出水迅速转移，保持管袋底部接近自由出流的状态，大幅增加管袋的排水速率；此外，本专利技术导水层采用小型三维排水体拼接成面，并在相邻排水体之间留出伸缩缝，一方面使导水层能适应地基的不均匀沉降，另一方面导水层的运输、铺设、回收也较为方便。（4）本专利技术所述用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统中的主要组成部分，包括压重水囊、导水层、防渗层、保护垫层材料，均可回收重复使用；且该系统使用部件材料造价低廉、运输便捷、制造工艺成熟，施工迅速，是一种经济有效的泥浆快速脱水减容手段。附图说明图1为本专利技术的快速脱水系统布置示意图；图2为图1中A-A截面结构示意图；图3为底部导水层以及下方结构布置示意图；图4为底部导水层使用的扁平三维排水体示意图；图中：1、压重水囊；2、扁平土工管袋；3、底部导水层；4、防渗层；5、保护垫层；6、集水槽；7、水囊充排口；8、管袋充灌口；9、倾斜基础层；10、集水井；11、层间导水层；12、抽水管道。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。本专利技术的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：包括/n排水平台，所述排水平台以坡度设置；/n在所述排水平台的周侧设置有集水槽，所述集水槽设置在所述排水平台坡度的下缘，所述排水平台上水通过坡度引流至所述集水槽；/n在所述排水平台上堆叠有若干层管袋，所述管袋内填充有含水泥浆，每层管袋之间设置有层间导水层，所述管袋上设置有向所述管袋内填充泥浆的充灌口；/n在所述排水平台与底层管袋之间设置有底部导水层；/n在顶层管袋上方设置有水囊，所述水囊内填充有水。/n

【技术特征摘要】
1.用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：包括
排水平台，所述排水平台以坡度设置；
在所述排水平台的周侧设置有集水槽，所述集水槽设置在所述排水平台坡度的下缘，所述排水平台上水通过坡度引流至所述集水槽；
在所述排水平台上堆叠有若干层管袋，所述管袋内填充有含水泥浆，每层管袋之间设置有层间导水层，所述管袋上设置有向所述管袋内填充泥浆的充灌口；
在所述排水平台与底层管袋之间设置有底部导水层；
在顶层管袋上方设置有水囊，所述水囊内填充有水。


2.根据权利要求1所述的用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：若干管袋呈梯形结构排列，若干管袋长度相同，宽度从下至上依次减小。


3.根据权利要求1所述的用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：所述管袋包括与上层管袋和下层管袋重叠的叠加区，所述充灌口设置在管袋除叠加区之外的区域。


4.根据权利要求1所述的用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：所述底部导水层与所述底层管袋之间设置有保护垫层，导水层下方设置有防渗层。


5.根据权利要求1所述的用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：所述排水平台包括第一区和第二区，第一区和第二区连接且均以坡度设置，第一区和第二区连接处为斜坡的最高处，第一区和第二区的坡度分别向两相反方向向下倾斜，坡度均为1%~4%。


6.根据权利要求1所述的用于泥浆处理的多层扁平管袋快速脱水系统，其特征在于：在所述集水槽内设置有集水井，所述集水井的深度高于所述集...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海民，田振宇，程醒，张茂雪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32