淤泥固化工程中施工方式的選擇方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水利工程和巖土工程的施工方法，具體涉及根據新拌固化淤泥流動狀 態選擇施工方式的方法。
【背景技術】
[0002] 淤泥在土力學上的定義為在靜水或緩慢的流水環境中沉積，并經生物化學作用形 成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1. 5的粘性土。疏浚指經過水力疏挖 等技術將沉積底泥吹填到堆場的過程，我國的底泥疏浚通常采用絞吸式挖泥船，通過泥漿 泵和輸泥管道將淤泥吹填到劃定堆場，這種方法疏浚出的淤泥固液比僅約1/5,濃度不足 20%，具有含水率高、粘粒含量高、壓縮性高及不排水強度低的顯著特點，造成泥漿在堆場 中的自重落淤過程緩慢，難以形成密實的土體。
[0003]淤泥的固化處理是近些年來發展迅速的一種資源化利用方法，是通過向疏浚淤泥 中添加固化材料，淤泥中的水和粘土礦物與固化材料進行一系列的物理化學反應從而改善 了淤泥的工程性質，處理形成的固化淤泥可作為普通填土使用。該處理方法既能消耗大量 產生的疏浚淤泥，又解決了部分地區工程用土短缺的困難，具有處理量大、處理時間短的優 點，并且固化處理后，污染物很難從固化體中溶出，在指標上能夠滿足國家環境標準，固化 處理是適合我國國情的能夠對疏浚泥進行大規模處理的資源化利用方法。
[0004] 淤泥固化技術在進行工程應用時，經常會遇到如何施工才合理、經濟、高效的問 題。例如，當淤泥含水率很高時，新攪拌完成的固化淤泥的流動性比較好，可以直接采用流 動化施工的方法，例如，日本的淤泥固化技術一般是在含水率很高的狀態，采用泵送的方式 流動化施工，這樣做的好處是可以大規模產業化施工，處理的效率高。但是，由于高含水率 會使得淤泥固化材料的添加量成倍增加，從而極大的增加工程造價，所以我國的淤泥固化 工程中，淤泥的流動性一般不會太大，以盡量降低工程造價。由于淤泥的性質地域差異性很 大，使得淤泥的含水率、粘粒含量和流動性等差別非常大，而目前我國沒有淤泥固化的國家 和行業標準，這就造成淤泥固化工程中技術人員對在什么樣的情況下該采取澆筑施工和碾 壓施工的問題選擇存在困惑，對是否需要插搗密實等技術手段不清楚，耽誤施工進度，并影 響施工質量。
[0005] 由于我國的底泥疏浚通常采用絞吸式挖泥船，通過泥漿泵和輸泥管道將淤泥吹填 到劃定堆場，這種方法疏浚出的淤泥固液比僅約1/5,濃度不足20%。對于淤泥固化工程， 無論是目前比較成熟的采用專用固化設備的淤泥固化處理方法，還是剛剛開始研宄的淤泥 流動化處理方法，淤泥的初始含水率即淤泥的流動性是決定淤泥固化效果的重要因素，也 應該是判斷淤泥固化施工方式的重要依據，因此，如何科學合理的測試新攪拌固化淤泥的 流動性，就成為解決上述問題的關鍵所在。本發明提供一種測試新攪拌固化淤泥的流動性 的方案，據此選擇淤泥固化施工方式的方法，供工程技術人員施工參考。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供淤泥固化工程中施工方式的流動性 判別方法，分別對淤泥的流動度和粘滯性進行測定，并根據測定得到的淤泥流動度和粘滯 性測定結果，對測定淤泥的流動性大小和流動狀態進行劃分，為相關工程技術人員提供了 對淤泥流動性的科學評判方法。
[0007] 實現本發明目的的技術方案是：淤泥固化工程中施工方式的選擇方法，包括：新 拌固化淤泥的流動狀態劃分步驟； 根據新拌固化淤泥的含水率判別流動狀態步驟； 根據新拌固化淤泥的流動狀態選擇施工方式步驟。
[0008] 所述新拌固化淤泥的流動狀態劃分步驟，包括： 步驟A根據淤泥的初始含水率和設計配比，將淤泥和固化材料攪拌均勻，對于攪拌均 勻的新拌固化淤泥，在10分鐘之內測定其粘滯性和流動度； 步驟B根據新拌固化淤泥的粘滯特性和流動度劃分固化淤泥的流動狀態。
[0009] 步驟D根據新拌固化淤泥的含水率，對照流動狀態的劃分，確定固化淤泥的施工 方式。
[0010] 所述步驟A中，測定新拌固化淤泥粘滯性具體包括： 步驟A1測定新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滯特性； 步驟A2繪制粘滯特性曲線，確定粘滯特性曲線的類型，粘滯特性曲線類型包括牛頓流 體粘滯曲線、賓漢姆流體粘滯曲線、冪律流體粘滯曲線和帶屈服值的冪律流體粘滯曲線； 步驟A3根據被測新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滯特性曲線類型轉變的界限含水 率，確定新拌固化淤泥的流限WF和粘限W。，其中，流限WF表示新拌固化淤泥的粘滯特性從賓 漢姆流體到冪律流體轉變的界限含水率，粘限W。表示新拌固化淤泥的粘滯特性從賓漢姆流 體到牛頓流體轉變的界限含水率； 步驟A4按照土力學中測定土體液塑限的測定方法，確定被測淤泥的液限I和塑限WP， 其中，液限I為土從流動狀態轉變為可塑狀態(或由可塑狀態到流動狀態）的界限含水率, 塑限WD是指土由可塑狀杰過渡到半固體狀杰時的界限含水率。其中，土力學中液、塑限的 測定方法一般采用液塑限聯合測定儀，對應錐頭入土 17mm為液限，入土 2mm為塑限。
[0011] 所述步驟A1中測定新拌固化淤泥在不同含水率下的粘滯特性，具體為采用內筒 旋轉式旋轉粘度計進行測定： 步驟All將淤泥按設計配比和固化材料攪拌均勻，將外筒內壁均勻涂抹一薄層潤滑 油； 步驟A12根據新拌固化淤泥的稠度選擇合適的轉子，將轉子和電機輸出軸連接，將內 筒套在轉子外，并放入外筒內； 步驟A13將新拌固化淤泥逐層密實填入外筒和內筒之間，直至內筒的上端和新拌淤泥 平齊； 步驟A14啟動電源開關，調節電機的制動開關，按轉速從底到高依次記錄不同轉速下 的刻度盤讀數，將刻度盤讀數乘以相應轉子的系數即為該轉速下的剪切應力，按此方法可 分別獲得不同轉速下的剪切應力； 步驟A15清洗外筒，調配新拌固化淤泥至不同的含水率，重復上述步驟A11-A14,直至 測定出該新拌固化淤泥在各含水率下的粘滯特性。
[0012] 所述步驟A中，測定新拌固化淤泥流動度具體包括： 步驟AI將截錐圓管內壁涂抹一薄層潤滑油； 步驟All將截錐圓管放置在有機玻璃底板上，有機玻璃底板的背面設有刻度，使截錐 圓管底徑中心點0和有機玻璃板的中心點(/相重合； 步驟AIII將待測新拌固化淤泥經過2mm土工篩以剔除雜物后，從上口逐層填入截錐圓 管內，至新拌固化淤泥密實填塞到與截錐圓管的上口完全齊平； 步驟AIV將支架與截錐圓管固定連接，提升電機與支架連接； 步驟AV開啟提升電機，設置提升速度，使截錐圓管在5s內均勻提升10cm; 步驟AVI待新拌固化淤泥在有機玻璃板上在自重下流動30s達到穩定后，獲取各均布 方向上新拌固化淤泥的流動直徑，求取平均值即為該含水率下新拌固化淤泥的流動度獲 步驟AVII通過公式4el=(，此)/仇，得到該含水率下新拌淤泥的相對流動度4#其 中，及為該含水率下新拌固化淤泥的流動度，此為截錐圓管下口直徑； 步驟AVIII清洗截錐圓管，調節新拌固化淤泥的含水率，重復上述步驟AI-AVII，直至 將新拌固化淤泥在各含水率下的流動度都測定完畢。
[0013] 所述根據新拌固化淤泥的含水率判別流動狀態步驟具體包括： 步驟B1根據新拌固化淤泥流動度的測定結果繪制流動度曲線； 步驟B2根據步驟A1測定出的流限WF、粘限Wc、液限I和塑限WP，在流動度曲線上劃分 新拌固化淤泥在不同含水率下的流動狀態，形成新拌固化淤泥流動狀態劃分圖，當新拌固 化淤泥含水率W>WC時，新拌固化淤泥為牛頓流體，能像水一樣的自由流動；當新拌固化淤泥 的含水率％<W<W。時，屬于賓漢姆流體，新拌