一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法技术

一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法，属疏浚底泥资源化利用、边坡防护工程和水利水电工程领域。固化土的制备是按照每方底泥中加入固化剂(由水泥、沸石粉、减水剂、挂浆剂和速凝剂组成)75

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

【技术实现步骤摘要】
一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法


[0001]本专利技术涉及疏浚底泥资源化利用、边坡防护工程和水利水电工程领域，具体是一种利用湖库底泥制备固化土并进行边坡固化与防护的方法。

技术介绍

[0002]我国各类河、湖、水库的底泥淤积问题十分严峻。河道和港口中底泥堆积影响航运效益，水库中底泥淤积减小有效库容，蓄水量减少，防洪功能降低，发电效益受损。疏浚是底泥清理的主要途径，疏浚后将会产生数量众多的底泥，如果不能进行有效处理，底泥将会占用大量空间，同时内部有毒有害物质将给环境带来极大威胁。
[0003]在水利工程和河流工程中，边坡土体受到水体的浸润和水流的冲刷作用，特别是汛期，水位的持续波动和泄洪引起的边坡失稳现象时常发生，给河道和建筑物的安全带来隐患，因此需要对边坡进行防护处理。常用的边坡防护方式主要分为砌石、砂浆、混凝土护坡等，需要消耗大量的砂石等资源，同时生成的护坡面为硬质坡面，不利于植被生长，破坏了原有的生态系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是解决河、湖、水库底泥的处理以及对边坡进行防护和固化处理的问题，提供一种利用湖库底泥制备固化土并进行边坡固化与防护的方法。本专利技术将湖库疏浚底泥固化处理后应用到边坡防护工程中，不仅可实现废弃底泥的资源化利用，减轻环境压力，同时也可解决边坡的防护问题，节省了砂石等资源，在防护边坡的同时，植物可在固化土中生长，维持了生态系统的多样性，具有良好的经济和社会效益。
[0005]本专利技术的技术方案
[0006]一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法，主要包括底泥获取、固化土制备和边坡浇筑施工三步。
[0007]第1步、底泥获取；使用抓斗式或气力泵式底泥挖取装置挖取湖库底泥，挖取过程中控制底泥含水率在1.5到2.5倍液限范围，使其呈流动状态，挖取后过滤底泥中的木屑、塑料、垃圾、大石块等，静放备用。
[0008]第2步、固化土制备；固化土由底泥和固化剂组成，制备步骤如下：
[0009]第2.1步、固化剂的制备：
[0010]固化剂为粉体，主要由水泥、沸石粉、减水剂、挂浆剂、速凝剂组成。固化剂中各组份的质量百分比为：水泥50
‑
70％，沸石粉15
‑
40％，减水剂0
‑
5％，挂浆剂2
‑
10％，速凝剂0
‑
20％。
[0011]首先按质量配比将水泥、沸石粉、减水剂、挂浆剂和速凝剂充分搅拌混合，制成固化剂，陈放备用。
[0012]其中，
[0013]所述的水泥为波特兰水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水
泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥中至少一种，作用是通过水泥的水化、凝固反应使水泥与底泥生成具有一定强度的固化土，抗水流冲刷和浸润。
[0014]沸石粉取自天然沸石粉，目数选择80目到200目之间，作用是沸石粉内部晶体结构具有较多孔洞，具有极强的吸水能力，初期通过吸水加快固化土固结速率，后期释放水体，提升固化土后期强度。
[0015]减水剂为木质素系、萘系、聚羧酸系减水剂中至少一种，作用是利用减水剂的分散作用，减少拌合用水，提高固化土的流动性，延长施工时间。
[0016]挂浆剂为黄原胶、瓜尔豆胶等天然聚合物、淀粉及其衍生物、丙烯基聚合物、乙烯基聚合物中一种或多种，作用是提高固化土浆液的粘稠性和自密实性，使固化土护坡后平整度高，且具有良好的挂浆能力，不丢浆。
[0017]速凝剂为氯化物、硅酸盐、铝酸盐的一种或多种，作用是提高固化土的凝固速率和早期强度，提高早期抵抗水流冲刷的能力。
[0018]第2.2步、固化土的制备：
[0019]将第1步获取的底泥置于搅拌机中，按照每方底泥中加入固化剂75
‑
250kg的配比将固化剂掺加到底泥中，混合搅拌，制成高流动的底泥固化土。
[0020]第3步、边坡的固化与防护；
[0021]首先使用高压风枪清洁坡面，主要清除坡面上的尘土、石屑和植物，使得坡面平坦、整洁；
[0022]其次将锚杆垂直插入坡面，将预制钢筋网挂在锚杆上，并牢固焊接；
[0023]然后将底泥固化土置入混凝土泵车中，采用湿喷法喷射底泥固化土，通过改变固化剂掺比和固化剂掺量，控制固化土在合适的粘度范围，使其能够泵送输运并喷射注浆，注浆后浆液牢固挂到钢筋网上，不丢浆，在重力作用下沿坡面自动密实，无需振捣；
[0024]最后在固化土边坡表面撒播青草种子，每天进行喷水养护，养护时间不少于14天。青草种子可选择麦冬草、高羊茅、狗牙根、早熟禾的一种或几种，此类青草成活率高，易繁殖，耐干旱，适应性强。因固化土中主要成分为疏浚底泥，水泥掺量较低、含水率较高，固化土成型后具有强度适中的特点，同时底泥中含有多种有利于植物生长的氨氮元素及有机质等，青草种子可顺利发芽生长。
[0025]本专利技术的优点和积极效果：
[0026]1.本专利技术使用湖库底泥作为边坡防护材料的主体，实现了废弃底泥的资源化利用，减轻了环境压力，同时节省了砂石等自然资源。
[0027]2.生成的底泥固化土流动性能好，可通过湿喷操作进行注浆，施工便捷，同时固化土力学强度良好，可抵抗较高流速的水流冲刷。
[0028]3.底泥固化土护坡方式可为动植物营造良好的生态环境，有利于生物多样性的发展。
具体实施方式
[0029]以下进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，而不构成对其权利的限制。
[0030]实施例1
[0031]一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法，具体步骤如下：
[0032](1)使用抓斗式挖泥装置挖取湖库底泥，过滤垃圾、木屑、较大石块。经测量，底泥液限为42％，加水控制底泥含水率为100％，置于混凝土搅拌机内。
[0033](2)水泥选择PO425级普通硅酸盐水泥，沸石粉选择200目，减水剂选择聚羧酸系减水剂，挂浆剂选择瓜尔豆胶，速凝剂选择硅酸钠，按照质量比水泥：沸石粉：减水剂：挂浆剂：速凝剂＝62:31:1:2:4制备固化剂，在每方底泥中掺加固化剂150kg，搅拌3分钟制备成底泥固化土。
[0034](3)在倾角为45
°
的坡面上，清除尘土和石屑，使坡面平坦、整洁，根据工程量确定锚杆间距，将预制钢筋网挂在锚杆上焊接固定。将搅拌好的底泥固化土置于混凝土泵车中，采用湿喷方式将固化土喷射注浆到钢筋网上，喷射风压控制在0.3～0.7MP之间，喷射头到坡面的距离控制在0.8～1.2m之间。
[0035]喷射完成后，在坡面表面撒播青草种子，每天养护1次，养护14天。
[0036]采用本专利技术提供的底泥固化土进行边坡固化与防护方法，测得浆体的粘度为3.7Pa.s，固化土喷射注浆到边坡上的挂浆率为79.6％，仅有少量浆体丢失。将固化土置于70.7mm的立方体试模中，静置室外两天后拔模，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用湖库底泥制备固化土进行边坡固化与防护的方法，其特征在于，包括：第1步、底泥获取；第2步、固化土的制备；固化土由底泥和固化剂组成，制备步骤如下：第2.1步、固化剂的制备：固化剂是由水泥、沸石粉、减水剂、挂浆剂和速凝剂组成的粉体，各组份的质量百分比为：水泥50％
‑
70％，沸石粉15％
‑
40％，减水剂0
‑
5％，挂浆剂0
‑
10％，速凝剂0
‑
20％；首先按质量配比将水泥、沸石粉、减水剂、挂浆剂和速凝剂充分搅拌混合，制成固化剂，陈放备用；第2.2步、固化土的制备：将第1步获取的底泥置于搅拌机中，按照每方底泥中加入固化剂75
‑
250kg的配比将固化剂掺加到底泥中，混合搅拌，制成高流动的底泥固化土；第3步、边坡的固化与防护；使用高压风枪清洁坡面，使得坡面平坦、整洁；其次将锚杆垂直插入坡面，将预制钢筋网挂在锚杆上，并牢固焊接；然后将底泥固化土置入混凝土泵车中，采用湿喷法喷射底泥固化土，通过改变固化剂掺比和固化剂掺量，控制固化土的粘度，使其能够泵送输运并喷射注浆，注浆后使浆液牢固挂到钢筋网上，不丢浆，在重力作用下沿坡面自动密实，无需振捣。2.根据权利要求1所述利用湖库底泥制备固化土进行边坡防护固化的方法，其特征在于，还包括：在固化土边坡表面撒播青草种子，每天进行喷水养护，养护时间不少于14天。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，盛传明，李蕾，刘昉，练冲，
申请(专利权)人：天津大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：