1、
淤泥固结技术中排水板淤堵问题
摘要:太湖治污过程中,关键是淤泥淤清淤工程都面临着淤泥固结强度及固结时间的问题。固结强度及固结时间直接关系了整体建设速度,能否建立新的太湖生态净化系统,关系到太湖环境治理的成败,必须解决淤泥固结技术中的排水板淤堵问题进行讨论,并提出解决的方法。
关键词:淤泥、固结、防淤堵、生态净化系统。太湖淤泥固结关键技术——防淤堵排水板
太湖地区城市建设向生态化方向发展,为使太湖水质自身净化,必须建立太湖生态净化系统,必须对太湖湖底清淤,除掉太湖富养化问题,蓝藻爆发就不存在生存空间。淤泥固结处理是蓝藻治理成败的关键。
2、
1、 太湖淤泥微观结构特性
现太湖淤泥实际情况是属高压缩性弱粘土①有机质含量≥3.8%~6.3%,②颗粒直径≤170um,其中≤50um占55%~60%,③粘性特别大,渗透系数为3×10-7,④含水率高W=80%~110%,含水率高于液限,呈饱和状态,⑤孔隙比大,原位孔隙比2.15~3.67(原位压力40kpa),⑥压缩性大,压缩系数a=0.12~3.86Mpa-1,⑦强度低,平均值2.035K/×10-5cm.g-1,⑧不均匀性,水平和垂直向不均匀,各向导性明显,往往具有较显著的流变特性。
2、 针对太湖淤泥特性所采取的方法
现国内外软基处理和弱粘土淤泥固结技术主要为化学固结法、电渗
3、固结法、强夯排水固结法、真空固结法。化学固结法易产生二次污染,电渗固结法成本太高,强夯排水法对渗透性好的软土地基有效,但对太湖淤泥无效,真空预压固结法在太湖淤泥实验中发现存在许多急需解决的问题,发明一种超压防堵真空预压固结处理系统,对太湖淤泥十分有效。
现太湖治理采用防、堵、捞的方法,使太湖水不进一步恶化,防就是控制污染源,迁出太湖区域,堵就是太湖周边建污水处理厂,捞就是人工打捞蓝藻,集中处理,但都不能从根本上解决太湖水质。
真空预压固结技术的改进是制约我国大力推广真空预压固结新方法的重要原因,我公司通过浙江大学,研究发明了一种超压防堵软土固结系统(增压真空预压固结系统),彻底解决太湖淤泥
4、用物理原理对淤泥进行生态固结处理,防止淤泥堆放地出现危险,提高安全性,通过固结处理的淤泥可立即变成生态湿地,快速种植芦苇建立太湖自身生态净化系统,芦苇是蓝藻的天敌,消灭蓝藻指日可待。
3、 重点解决的关键技术
通过实验研究,淤泥固化重点解决排水系统材料的淤堵问题,使排水板无淤堵现象,使整个排水系统畅通,结合增压真空预压固结处理系统达到快速、高效的排水目的,土颗粒和滤膜必须相对应,方能解决淤堵问题。
我国现有排水板滤膜孔径分布情况:
材料
60克/平方
80克/平方
100克/平方
120克/平方
涤纶长丝热轧布
55um
51um
48um
43um
涤纶短丝针刺土
5、工布
62um
60um
55um
50um
纸滤膜
72um
65um
60um
55um
实验结果表明,现我国现有滤膜都不同程度出现淤堵现象,必须要研制出一种亲水性好,淤堵现象少的特殊滤膜。
我国塑料排水板大都采用涤纶长丝热轧土工布,它是有长丝通过热轧熔合而成,在表面形成凹凸结构,凹面部分不透水,凸面部分透水,造成凹面部分淤泥含水量无法降低,造成整个表面形成土砣,渗透性降低或不渗透排水失效。
塑料排水板指标(国标)
复合体
材质
聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙稀
滤
膜
材质
涤纶、丙纶等无纺织物
宽度
100±3mm
抗拉强度(干)
≥2
6、5N/cm
厚度
≥4.0mm
抗拉强度(湿)
≥25N/cm
抗拉强度
≥1.3KN/10cm
等效孔径
≤0.10mm
纵向通水量
≥25cm3/s
渗透系数
≥5×10-4cm/s
防淤堵排水板指标
复合体
材质
聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙稀
滤
膜
材质
涤纶、丙纶等无纺织物
宽度
100±3mm
抗拉强度(干)
≥20N/cm
厚度
4.0±0.2
抗拉强度(湿)
≥20N/cm
抗拉强度
≥2.4KN/10cm
渗透系数
≥5×10-3cm/s
舌型撕裂强度
≥60N
吸水率
≥50-75%
抗弯折性
7、能
180度对折5次不断裂
等效孔径
65-130um(可调)
纵向通水量
≥40cm3/s
4、 实验情况
通过采用防淤堵排水板和国标排水板做对比实验,太湖淤泥对防淤堵排水板固结效果明显,普通排水板有固结,但固结强度相差很多。
所以根据土体颗粒粒径大小来对应研制塑料排水板滤膜孔径是解决淤泥淤堵问题的关键,而我国所有排水板孔径都是一样的,而应用在不同淤泥质粘土中,造成国家重大损失,以下是天津某工地采用国标排水板做预压处理后未达到设计效果的实际情况。
材料及施工不当:
处理效果不理想:
采用防淤堵排水板做真空预压处理后达到设计效果的工程实况
5、 结论
8、综上所述,在岩土工程中防淤堵排水材料的研究,一定要针对不同的土体进行深入的分析,来进一步指导土工合成材料的研究,土工材料的研究一定要有针对性应用,根据淤泥质粘土采用不同的排水板标准,才能实用有效,减少国家重大损失。通过对防淤堵排水板所需滤膜的研究,根据每个工程中的土体特性产生出效果最佳的防淤堵滤膜,使防淤堵排水板在整个超压防堵真空预压系统中真正起到防淤堵的作用,该关键技术的发明,为我国太湖环境治理彻底解决提供科学实用的配套技术,降低了太湖治理成本,改善太湖水质,还原生态湿地,建立太湖自身生态净化系统,彻底解决蓝藻的危害,为环境治理作出重大贡献。
参考文献:于新豹、刘松玉、缪林昌.连云港软土蠕变特性及其工程应用.岩土力学