原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法及其装置。本发明专利技术提供的方法是：骨料制备装置将截水帷幕成槽过程中产生的卵砾石和砂进行破碎和筛选，将卵砾石破碎为不同粒径的碎石和机制砂，与天然砂混合经骨料配置装置掺入的碎石、机制砂和天然砂后倒入搅拌装置，再制备成性能良好的防渗材料，经泵送装置送至截水帷幕开挖槽段。本发明专利技术提供的装置，包括骨料制备装置、骨料配置装置、搅拌装置、泵送装置和灌注装置。本发明专利技术结构简单，操作方便，实用可靠，避免了采掘河沙、碎石或卵石等原材料破坏生态环境的现象，保护了生态环境，同时提高了截水帷幕防渗材料性能、施工效率和截水效果。截水效果。截水效果。

【技术实现步骤摘要】
原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法及其装置


[0001]本专利技术涉及地下防渗、控污和保水
，尤其涉及一种原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法及其装置。

技术介绍

[0002]我国露天煤矿及部分大水矿山大多位于强富水强补给的砂卵石层区域，地层渗透系数大，受地表河流补给，常采用抽水井抽水方式控制或疏降矿坑水位，疏降水量巨大。长期疏降造成大面积地下水位下降、周边居民生活生产用水困难、浅部植被死亡、土地荒漠化、矿坑水外排污染地表水体、长期疏排水费用巨大、生产成本高等问题。采用截水帷幕可实现矿山水资源和生态环境保护，减少水资源费用。同时，在金属矿山、井工矿山截水帷幕、水利工程防渗、垃圾填埋场污染物隔离、市政和工民建截水帷幕、生态环境保水帷幕等工程中，为满足截水帷幕墙的强度和抗渗要求，采用低强度抗渗混凝土或塑性混凝土可提高防渗效果，满足工程需要。通过双轮铣、液压抓斗成槽机、旋挖钻机等成槽设备在地层中施工墙板式矩形槽段，将开挖出的砂、卵砾石等原材料作为废渣运走，在开挖的槽段内灌注抗渗混凝土。
[0003]现有技术存在的问题是：1、通过双轮铣、液压抓斗成槽机、旋挖钻机等成槽设备在地层中施工墙板式矩形槽段，施工过程中会产生大量的砂、卵石和泥浆等材料，现有的处理方法是将开挖出的砂、卵砾石、废弃泥浆等原材料作为废渣运走，存在着现场利用率低，占用堆放土地和污染环境的问题。2、采用混凝土罐车运输低强度抗渗混凝土或塑性混凝土灌注截水帷幕槽段，以形成防渗墙体，存在着防渗材料运输距离远，导致材料成本高的问题，同时因现场车辆多和交叉作业，导致安全防控难度大。3、制备抗渗混凝土或塑性混凝土需开采河沙、碎石或卵石等原材料，破坏生态环境。4、新拌混凝土的流动性主要是依靠集料及水泥颗粒表面吸附一层水膜，从而使颗粒间比较润滑。而粘聚性也主要是依靠水的表面张力作用，如用水量过少，则水膜较薄，润滑效果较差；而用水量过多，毛细孔被水分填满，表面张力的作用减小，混凝土的粘聚性变差，易泌水。因此用水量的多少直接影响着水泥混凝土的工作性，当粗集料和细集料的种类和比例确定后，防渗混凝土的坍落度主要取决于单位体积用水量，而受其他因素的影响较小。一般防渗混凝土从搅拌站通过罐车运输至施工现场，路上运输时长30min～60min不等，夏天温度高，水分蒸发快，塌落度就会有损失，土会变得很干，防渗混凝土性能受到很大影响。为解决混凝土运输过程的经时损失问题，往往需增大水胶比，提高防渗材料中水的用量，必然降低了防渗混凝土的强度和抗渗性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要提供一种原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法及其装置，以克服现有技术存在的现场利用率低、污染环境、材料成本高、安全防控难度大和破坏生态环境的问题，同时要克服远途运输造成的防渗混凝土的强度和抗渗性能下降的问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术所提供的技术方案是：一种原位砂卵石防渗材料制备与截
水帷幕构筑的方法，依次包括以下步骤：
[0006]步骤1：根据工程项目特征，确定截水帷幕位置；
[0007]步骤2：采用成槽设备开挖墙板式矩形槽段，将槽段内的天然砂、卵石、砾石等废渣材料输送至地面运输设备内；
[0008]步骤3：开挖的槽段内注入泥浆进行护壁；
[0009]步骤4：与步骤2和3同步，槽段内开挖出的废渣材料通过地面运输设备转运至骨料制备装置；
[0010]步骤5：重复步骤2
‑
4，直至一幅截水帷幕槽段开挖至设计深度，开挖深度为进入隔水地层的550～1000mm内；
[0011]步骤6：废渣材料转入骨料制备装置中，将废渣材料破碎成粒径为4.74mm～40mm不同级配的碎石和粒径＜4.75mm的机制砂，输送至防渗材料配置装置中；
[0012]步骤7：骨料配置装置按配比要求称重，碎石、机制砂和天然砂的质量比为1.0～1.5:0.6～0.9:0.1～0.4，掺加碎石、机制砂和天然砂，混合骨料倒入搅拌装置；
[0013]步骤8：搅拌装置的筒体接收混合骨料、水泥粉煤灰浆和废弃泥浆，其中水泥粉煤灰浆配比为水灰比0.5～1.0:1.0，水泥:粉煤灰为16～23:3～21，配置好的水泥粉煤灰浆按照0.32～0.4m3/每方防渗材料、废弃泥浆按照0.026m3/每方防渗材料，余量是混合骨料，制备完成的防渗材料进入泵送装置；
[0014]步骤9：泵送装置将搅拌均匀的防渗材料泵送至截水帷幕开挖槽段上的灌注装置内。
[0015]步骤10：将帷幕槽段的墙体浇筑至设计标高。
[0016]步骤11：重复步骤1～10，在设计帷幕位置逐段构筑截水帷幕墙体，最终形成连续的截水帷幕墙体。
[0017]上述原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法使用的装置，包括骨料制备装置、骨料配置装置、搅拌装置、泵送装置和灌注装置，所述骨料制备装置和骨料配置装置之间通过输送皮带架接，所述骨料配置装置的出料口设置于搅拌装置的进料口上方，所述搅拌装置的出料口位于泵送装置的进料口上方，泵送装置通过泵送管与灌注装置的进料口连通。
[0018]上述骨料制备装置将截水帷幕成槽过程中产生的卵砾石和砂进行破碎和筛选，卵砾石在骨料制备装置中破碎为不同粒径的碎石和机制砂，然后可根据设计要求将碎石、机制砂和天然砂混合成防渗材料所需的原材料。
[0019]上述骨料配置装置能够根据防渗材料技术参数要求配置不同级配的碎石、机制砂，按设计配比要求称重并掺加碎石、机制砂和天然砂，并可将按配比要求掺入的碎石、机制砂和天然砂(地层中的)混合均匀。
[0020]上述搅拌装置可根据设计需要将骨料与水泥粉煤灰浆、废弃泥浆混合均匀，在搅拌轴切削、搅拌、输送作用下制备成性能良好的防渗材料，经防渗材料卸料口进入泵送装置，泵送至截水帷幕开挖槽段，形成原位截水帷幕墙体。
[0021]与现有技术相比，具有如下优点：
[0022]1、用于截水帷幕的原位砂卵石防渗材料制备装置采用通用的装置结构进行合理化连接，结构简单，操作方便，实用可靠；
[0023]2、有效解决挖方产生的砂、卵砾石的浪费，减少了防渗材料对河沙、碎石或卵石等原材料的需求，避免了采掘河沙、碎石或卵石等原材料破坏生态环境的现象，保护了生态环境。
[0024]3、防渗材料充分利用了截水帷幕施工过程中产生大量的砂、卵石和泥浆等废渣材料，减少了废渣外运的费用，实现了固废资源化无害化利用，降低了工程成本，工程成本可降低25％以上，同时避免了废渣堆放占用土地、污染环境等问题。
[0025]4、原位砂卵石防渗材料制备装置实现了防渗材料施工现场连续制备，防渗材料从制备完成到泵送至截水帷幕开挖槽段的时间小于5min，解决了防渗材料长距离运输问题，缩短了防渗材料运输时间，降低了材料成本，减少了运输费用，保障了现场作业安全，提高了截水帷幕防渗材料性能、施工效率和截水效果。
附图说明
[0026]图1显示了本专利技术的骨料制备装置结构示意图。
[0027]图2显示了本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位砂卵石防渗材料制备与截水帷幕构筑方法，其特征在于：依次包括以下步骤：步骤1：根据工程项目特征，确定截水帷幕位置；步骤2：采用成槽设备开挖墙板式矩形槽段，将槽段内的天然砂、卵石、砾石等废渣材料输送至地面运输设备(10)内；步骤3：开挖的槽段内注入泥浆进行护壁；步骤4：与步骤2和3同步，槽段内开挖出的废渣材料通过地面运输设备(10)转运至骨料制备装置(1)；步骤5：重复步骤2
‑
4，直至一幅截水帷幕槽段开挖至设计深度，开挖深度为进入隔水地层(12)的550～1000mm内；步骤6：废渣材料转入骨料制备装置(1)中，将废渣材料破碎成粒径为4.74mm～40mm不同级配的碎石和粒径＜4.75mm的机制砂，输送至防渗材料配置装置(2)中；步骤7：骨料配置装置(2)按配比要求称重，碎石、机制砂和天然砂的质量比为1.0～1.5:0.6～0.9:0.1～0.4，掺加碎石、机制砂和天然砂，混合骨料倒入搅拌装置(3)；步骤8：搅拌装置(3)的筒体接收混合骨料、水泥粉煤灰浆和废弃泥浆，其中水泥粉煤灰浆配比为水灰比0.5～1.0:1.0，水泥:粉煤灰为16～23:3～21，配置好的水泥粉煤灰浆按照0.32～0.4m3/每方防渗材料、废弃泥浆按照0.026m3/每方防渗材料，余量是混合骨料，制备完成的防渗材料进入泵送装置(4)；步骤9：泵送装置(4)将搅拌均匀的防渗材料泵送至截水帷幕开挖槽段(7)上的灌注装置(5)内；步骤10：将帷幕槽段的墙体浇筑至设计标高；步骤11：重复步骤1～10，在设计帷幕位置逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭景忠，苗贺朝，王永刚，姬亚东，郭英杰，曹海东，褚振尧，邵东梅，张秋园，朱宏军，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：