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堆场淤泥处置技术

2020-01-10

清淤工程中通常设置淤泥堆场,堆场处理技术就是从初始的吹填阶段开始,采用系列的处理措施快速促沉、快速固结,并结合表层处理技术,将淤泥堆场周转使用或者达到淤泥堆场的快速复耕。

堆场周转技术目的是减小堆场数量和占地,堆场表层处理技术是为后续施工提供操作平台,而堆场的快速复耕技术则是通过系列技术的结合达到使淤泥堆场快速还原为耕地。

堆场周转使用技术:堆场周转使用技术是指通过技术措施将堆场中的淤泥快速处理,清空以后重新吹淤使用,如此反复达到堆场循环利用的目的。

堆场周转技术改变了以前的大堆场、大容量的设计方法,而提出采用小堆场、高效周转的理念,特别适合于土地资源紧缺的东部地区。

堆场周转技术的设计主要考虑需要处理的淤泥总量、堆场的容量、周转周期和周转次数等,该技术通常可以和固化或者干化技术相结合,就地采用固化淤泥或干化淤泥作为堆场围堰,同时也可以对堆场内的淤泥进行快速资源化利用。

堆场表层处理技术:清淤泥浆的初始含水率一般在80%以上,而淤泥的颗粒极细小,黏粒含量都在20%以上,这使得泥浆在堆场中沉积速度非常缓慢,固结时间很长。

吹淤后的淤泥堆场在落淤后的两三年时间内只能在表面形成20cm左右厚的天然硬壳层,而下部仍然为流态的淤泥,含水率仍在1.5倍液限以上,进行普通的地基处理难度很大。

堆场表层处理技术则是利用淤泥堆场原位固化处理技术(图4),人为地在淤泥堆场表面快速形成一层人工硬壳层,人工硬壳层具有一定的强度和刚度,满足小型机械的施工要求,可以进行排水板铺设和堆载施工,从而方便对堆场进一步的处理。

人工硬壳层的设计是表层处理技术的关键,主要考虑后续施工的要求,结合下部淤泥的性质,通过试验和模拟确定硬壳层的强度参数和设计厚度,人工硬壳层技术又往往和淤泥固化技术相结合形成固化淤泥人工硬壳层,也可以利用聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒形成轻质人工硬壳层则效果更佳。

堆场快速复耕技术:堆场快速复耕技术主要包括泥水快速分离技术、人工硬壳层技术和透气真空快速固结技术。

泥水快速分离技术:指首先在吹淤过程中添加改良黏土颗粒胶体离子特性的促沉材料,促使固体土颗粒和水快速分离并增加沉降淤泥的密度,另一方面则是在堆场中设置具有截留和吸附作用的排水进一步提高疏浚泥沉降速度,同时可利用隔埂增加流程和改变流态,从而达到疏浚泥浆的快速密实沉积的效果。

透气真空快速固结技术则是通过人工硬壳层施工平台,在淤泥堆场中插设排水板或设置砂井,然后在硬壳层上面铺设砂垫层,砂垫层和排水板搭接,其上覆盖不透水的密封膜与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中带有滤水管的分布管道,用射流泵进行抽气抽水,孔隙水排出的过程使有效应力增大,从而提高了堆场淤泥的强度,达到快速固结的目的。透气真空固结技术和常规的堆载预压技术结合在一起进行可以达到更理想的效果。

对于部分淤泥堆场来说,由于堆存的淤泥深度较深,若将整个淤泥堆场的淤泥处理完成来满足复耕的目的,投资较大,同时对于堆场复耕来说,对承载力要求相对较低,因此基于堆场表层处理的复耕技术在堆放淤泥较深的堆场经常被使用。

通过淤泥堆场原位固化处理技术,将淤泥堆场表层(80~120cm)淤泥进行固化处理,处理完成后再对表层的固化土进行土壤化改良,以满足植物种植的要求。

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