CN113317164B - 一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法及装置，包括固化堆垛，所述固化堆垛内设有汇水装置，所述汇水装置包括顶部管路、若干支路管路、环形管路和排水管路，若干所述支路管路呈伞骨状分布，若干所述支路管路的一端汇集并与所述顶部管路连接、另一端分散连接到所述环形管路，所述环形管路的一侧连接所述排水管路；若干所述支路管路和所述环形管路上分别设有若干小孔，若干所述支路管路和所述环形管路的内部分别设有排水组件、外部包裹有外层土工布；本装置结构合理，施工安装方便，成本便宜，具有同时促进土体排水和固化土改良的作用特点，特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用。

Description

一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法及装置
技术领域
本发明涉及到种植泥土技术领域，具体涉及到一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法及装置。
背景技术
河底、湖底往往会产生大量的湖底淤泥，面对如此大量的淤泥，传统的处理方法往往采用简单堆放、自然干化，一方面它需要大量的场地进行淤泥的堆放，并且自然干化通常持续较长时间，在城市土地面积有限的情况往往造成了资源的大量浪费，另一方面堆放过程中同样可能会对堆放区域产生二次污染。
也有利用淤泥进行堆肥发酵后制成有机肥，但由于生产成本相对较高，这种异地处理的方法并非是工程项目的首选，就地固化处理则是生产中广泛采用的方法。通过固化剂的添加，将湖底淤泥固化为工程性质良好的泥饼，用于工程的填方材料等，常见的固化剂有水泥、钢厂废渣、粉煤灰等。河底、湖底淤泥经过长年的沉积作用，其有机质和养分含量往往较高，并且在河底、湖底隧道建设过程中往往对周围的植被和土壤造成很大的破坏，将淤泥转化为园林种植土，一方面解决淤泥的处理问题，实现了淤泥的安全处置和资源化永续利用，另一方面高有机质含量淤泥转化的种植土也有利于隧道建设过程中破坏植被的恢复。
如中国发明专利申请(公开号：CN105210718A)公开了一种以淤泥固化制备的种植土、其制备方法及其应用，介绍了以淤泥固化制备的种植土应用于植被栽植中。在淤泥固化的过程中，如何加快淤泥固化速度和脱水效果也是至关重要的，需要设计相应的专用设备。
另外，现有的淤泥固化后作为种植土使用时，还需要单独通过设备施加改良剂，而且改良剂也很难进入已固化泥土的内部。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种河湖底泥原位固化改良种植土装置，包括固化堆垛，所述固化堆垛内设有汇水装置，所述汇水装置包括顶部管路、若干支路管路、环形管路和排水管路，若干所述支路管路呈伞骨状分布，若干所述支路管路的一端汇集并与所述顶部管路连接、另一端分散连接到所述环形管路，所述环形管路的一侧连接所述排水管路；若干所述支路管路和所述环形管路上分别设有若干小孔，若干所述支路管路和所述环形管路的内部分别设有排水组件、外部包裹有外层土工布。
本装置结构合理，施工安装方便，成本便宜，具有同时促进土体排水和固化土改良的作用特点，解决了底泥原位固化施工及资源化利用技术过程中固化土高效脱水要求和种植土良好保水性之间的矛盾；特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用。
通过所述汇水装置的设置使得底泥在原位固化时，能够将泥土堆垛中的水、水汽等排出，排出速度和效率较好，有利于固化成型和焖料脱水的要求。
伞骨状分布的所述支路管路以及环形管路能够覆盖所述固化堆垛内大部分空间，水在所述排水组件、温度及压力的的作用下能够从这些小孔中进入管路内部，液态的明水能够从所述排水管路排出，气态或者吸收的水分在高温的蒸腾下也能够从所述顶部管路排出，从而有效的将泥土堆垛内部的水分排出。
实际操作时，将底泥和固化剂进行混匀搅拌，堆泥沥水，所述汇水装置嵌入土堆内部，焖料24-48小时，顶部管路露出土堆最高点，通过底部的所述排水管路收集明水。
进一步的，所述排水组件为填充在所述汇水装置的管路内部的植物秸秆和/或海绵，所述植物秸秆和/或所述海绵均由透水土工布包裹。
采用所述植物秸秆和所述海绵能够有效的吸收泥土堆垛中的水分，并将水分传递，逐渐排出。
所述植物秸秆或者所述海绵可以是分块或者分束由所述透水土工布包裹，然后设置在管路内部，也可以是整条的结构；所述透水土工布的设置能够包裹这些零散的秸秆，避免这些秸秆从小孔中进入泥土堆，同时也具备透水性能，不影响水分的排出。
所述外层土工布的设置，一方面能够保护这些管路，另一方面也能够提高与泥土间的亲和能力，不会产生垮塌的现象。
进一步的，所述小孔均匀等间距的设置在所述支路管路上和所述环形管路上。
进一步的，所述支路管路的内径为2～3cm，所述小孔的直径为0.3～0.7cm；所述环形管路的内径大于所述支路管路的内径，所述排水管路的内径不小于所述支路管路的内径。这样结构的设置有利于排水。
进一步的，所述顶部管路竖向垂直设置，所述环形管路和所述排水管路水平设置。
进一步的，所述顶部管路向上穿出所述固化堆垛的顶部，所述环形管路位于所述固化堆垛的下方，所述排水管路的一端从所述固化堆垛的下侧边穿出。
进一步的，所述顶部管路、所述支路管路、所述环形管路和所述排水管路均为金属排水管或者硬塑料排水管。
进一步的，所述环形管路为圆环形或者椭圆环形或者腰圆环形。
进一步的，位于所述固化堆垛内部部分的所述顶部管路和所述排水管路的内部也分别设有排水组件、外部也包裹有外层土工布。
进一步的，所述顶部管路为排水和/或排气管路；或者，所述顶部管路为液体改良剂添加管路，所述液体改良剂为聚丙烯酸铵溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸亚铁铵溶液中的一种或多种。
在完成泥土焖烧固化后，需要对土质进行改良时，所述汇水装置还能够作为液体改良剂添加管道，从所述顶部管路加入改良剂后，改良剂在所述支路管路和所述环形管路内渗透和流淌，从所述小孔中进入到固化堆垛中，从而达到对堆垛内部土壤进行改良的作用，为了确保改良剂添加的效果，可以封闭底部的所述排水管路，或者在所述排水管路的出水孔(溢流孔)施加正向压力，让改良剂加速向土壤内渗透。
一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法，包括如下步骤：
步骤一、将底泥与固化剂进行混匀搅拌，准备堆泥沥水；
步骤二、在堆泥沥水过程中将汇水装置嵌入土堆内部，在土堆的顶点露出部分管道，在土堆的底部设置排水管，然后进行焖料，时长为24～48小时，形成固化堆垛；在焖料时，底部排水管收集明水；
步骤三：对焖料完成的固化堆垛进行土质改良，将所述汇水装置作为液体改良剂添加和分散的管路，液体改良剂由顶部的管道加入，同时在底部的溢流孔施加正向压力。
通过该方法能够实现河湖底泥的原位固化并改良为种植土，该方法简单易行，解决了底泥原位固化施工及资源化利用技术过程中固化土高效脱水要求和种植土良好保水性之间的矛盾。特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用。该装置还具有的一个好处是能够让固化剂的加入和液体改良剂的加入分开，在固化剂起作用的过程中，不会添加其它液体，避免了改良剂与固化剂之间产生干涉和冲突，也使得后加入的液体改良剂有较好的改良效果。在改良的过程中，也不用将土堆打散与其它添加剂混合，操作更加方便、改良效率较高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本装置结构合理，施工安装方便，成本便宜，具有同时促进土体排水和固化土改良的作用特点，解决了底泥原位固化施工及资源化利用技术过程中固化土高效脱水要求和种植土良好保水性之间的矛盾；特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用；2、通过所述汇水装置的设置使得底泥在原位固化时，能够将泥土堆垛中的水、水汽等排出，排出速度和效率较好，有利于固化成型和焖料脱水的要求；3、伞骨状分布的所述支路管路以及环形管路能够覆盖所述固化堆垛内大部分空间，水在所述排水组件、温度及压力的的作用下能够提高固化堆垛内水分的排出；4、采用所述植物秸秆和所述海绵能够有效的吸收泥土堆垛中的水分并排出，所述透水土工布的设置能够包裹这些零散的秸秆，避免这些秸秆从小孔中进入泥土堆，同时也具备透水性能，不影响水分的排出；5、本汇水装置除了能够作为排水的作用外，还能够作为后续土质改良的改良剂添加通道，以有效改善焖料后的土质。
附图说明
图1为本发明一种河湖底泥原位固化改良种植土装置的整体结构示意图；
图2为本发明管路的截面结构示意图；
图中：1、固化堆垛；2、顶部管路；3、支路管路；4、环形管路；5、排水管路；6、小孔；7、外层土工布；8、透水土工布；9、植物秸秆。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1和图2所示，一种河湖底泥原位固化改良种植土装置，包括固化堆垛1，所述固化堆垛1内设有汇水装置，所述汇水装置包括顶部管路2、若干支路管路3、环形管路4和排水管路5，若干所述支路管路3呈伞骨状分布，若干所述支路管路3的一端汇集并与所述顶部管路2连接、另一端分散连接到所述环形管路4，所述环形管路4的一侧连接所述排水管路5；若干所述支路管路3和所述环形管路4上分别设有若干小孔6，若干所述支路管路3和所述环形管路4的内部分别设有排水组件、外部包裹有外层土工布7。
本装置结构合理，施工安装方便，成本便宜，具有同时促进土体排水和固化土改良的作用特点，解决了底泥原位固化施工及资源化利用技术过程中固化土高效脱水要求和种植土良好保水性之间的矛盾；特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用。
通过所述汇水装置的设置使得底泥在原位固化时，能够将泥土堆垛中的水、水汽等排出，排出速度和效率较好，有利于固化成型和焖料脱水的要求。
伞骨状分布的所述支路管路3以及环形管路4能够覆盖所述固化堆垛1内大部分空间，水在所述排水组件、温度及压力的的作用下能够从这些小孔6中进入管路内部，液态的明水能够从所述排水管路5排出，气态或者吸收的水分在高温的蒸腾下也能够从所述顶部管路2排出，从而有效的将泥土堆垛内部的水分排出。
实际操作时，将底泥和固化剂进行混匀搅拌，堆泥沥水，所述汇水装置嵌入土堆内部，焖料24-48小时，顶部管路露出土堆最高点，通过底部的所述排水管路5收集明水。
进一步的，所述排水组件为填充在所述汇水装置的支路管路3和环形管路4内部的植物秸秆9，所述植物秸秆9外均包裹有透水土工布8。
所述植物秸秆9可以是分块或者分束由所述透水土工布8包裹，然后设置在管路内部，也可以是整条的结构；所述透水土工布8的设置能够包裹这些零散的秸秆，避免这些秸秆从小孔中进入泥土堆，同时也具备透水性能，不影响水分的排出。
所述外层土工布7的设置，一方面能够保护这些管路，另一方面也能够提高与泥土间的亲和能力，不会产生垮塌的现象。
进一步的，所述小孔6均匀等间距的设置在所述支路管路3上和所述环形管路4上。
进一步的，所述支路管路3的内径为2.5cm，所述小孔的直径为0.5cm；所述环形管路4的内径大于所述支路管路3的内径，所述排水管路5的内径不小于所述支路管路3的内径。这样结构的设置有利于排水。
进一步的，所述顶部管路2竖向垂直设置，所述环形管路4和所述排水管路5水平设置。
进一步的，所述顶部管路2向上穿出所述固化堆垛1的顶部，所述环形管路4位于所述固化堆垛1的下方，所述排水管路5的一端从所述固化堆垛1的下侧边穿出。
进一步的，所述顶部管路2、所述支路管路3、所述环形管路4和所述排水管路5均为硬塑料排水管。
进一步的，所述环形管路4为圆环形。
进一步的，位于所述固化堆垛1内部部分的所述顶部管路2和所述排水管路5的内部也分别设有排水组件、外部也包裹有外层土工布。
实施例二：
本实施例提供了实施例一中汇水装置的另一种使用方法。
所述顶部管路2为液体改良剂添加管路，所述液体改良剂为聚丙烯酸铵溶液。
在完成泥土焖烧固化后，需要对土质进行改良时，所述汇水装置还能够作为液体改良剂添加管道，从所述顶部管路2加入改良剂后，改良剂在所述支路管路3和所述环形管路4内渗透和流淌，从所述小孔6中进入到固化堆垛1中，从而达到对堆垛内部土壤进行改良的作用，为了确保改良剂添加的效果，可以封闭底部的所述排水管路5，或者在所述排水管路5的出水孔(溢流孔)施加正向压力，让改良剂加速向土壤内渗透。
实施例三：
一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法，包括如下步骤：
步骤一、将底泥与固化剂进行混匀搅拌，准备堆泥沥水；
步骤二、在堆泥沥水过程中将汇水装置嵌入土堆内部，在土堆的顶点露出部分管道，在土堆的底部设置排水管，然后进行焖料，时长为48小时左右，形成固化堆垛；在焖料时，底部排水管收集明水；
步骤三：对焖料完成的固化堆垛进行土质改良，将所述汇水装置作为液体改良剂添加和分散的管路，液体改良剂由顶部的管道加入，同时在底部的溢流孔施加正向压力。
通过该方法能够实现河湖底泥的原位固化并改良为种植土，该方法简单易行，解决了底泥原位固化施工及资源化利用技术过程中固化土高效脱水要求和种植土良好保水性之间的矛盾。特别适用于附近有农田的河道底泥清淤及资源化利用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种河湖底泥原位固化改良种植土的装置，其特征在于，包括设置在固化堆垛内的汇水装置，所述汇水装置包括顶部管路、若干支路管路、环形管路和排水管路，若干所述支路管路呈伞骨状分布，若干所述支路管路的一端汇集并与所述顶部管路连接、另一端分散连接到所述环形管路，所述环形管路的一侧连接所述排水管路；若干所述支路管路和所述环形管路上分别设有若干小孔，若干所述支路管路和所述环形管路的内部分别设有排水组件、外部包裹有外层土工布；
所述排水组件为填充在所述汇水装置的管路内部的植物秸秆和/或海绵，所述植物秸秆和/或所述海绵均由透水土工布包裹；
所述支路管路的内径为2~3cm，所述小孔的直径为0.3~0.7cm；所述环形管路的内径大于所述支路管路的内径，所述排水管路的内径不小于所述支路管路的内径；
所述顶部管路竖向垂直设置，所述环形管路和所述排水管路水平设置；
位于所述固化堆垛内部部分的所述顶部管路和所述排水管路的内部也分别设有排水组件、外部也包裹有外层土工布。
2.根据权利要求1所述的河湖底泥原位固化改良种植土的装置，其特征在于，所述小孔均匀等间距的设置在所述支路管路上和所述环形管路上。
3.根据权利要求1所述的河湖底泥原位固化改良种植土的装置，其特征在于，所述顶部管路向上穿出所述固化堆垛的顶部，所述环形管路位于所述固化堆垛的下方，所述排水管路的一端从所述固化堆垛的下侧边穿出。
4.根据权利要求1所述的河湖底泥原位固化改良种植土的装置，其特征在于，所述顶部管路、所述支路管路、所述环形管路和所述排水管路均为金属排水管或者硬塑料排水管。
5.根据权利要求1所述的河湖底泥原位固化改良种植土的装置，其特征在于，所述环形管路为圆环形或者椭圆环形或者腰圆环形。
6.一种河湖底泥原位固化改良种植土的方法，其特征在于，使用了如权利要求1～5任一项所述的河湖底泥原位固化改良种植土的装置，包括如下步骤：
步骤一、将底泥与固化剂进行混匀搅拌，准备堆泥沥水；
步骤二、在堆泥沥水过程中将汇水装置嵌入土堆内部，在土堆的顶点露出部分管道，在土堆的底部设置排水管，然后进行焖料，时长为24～48小时，形成固化堆垛；在焖料时，底部排水管收集明水；
步骤三：对焖料完成的固化堆垛进行土质改良，将所述汇水装置作为液体改良剂添加和分散的管路，液体改良剂由顶部的管道加入，同时在底部的溢流孔施加正向压力；
所述液体改良剂为聚丙烯酸铵溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸亚铁铵溶液中的一种或多种。
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