技术领域
[0001] 本
发明涉及一种工程材料和施工工艺,具体涉及一种堤岸快速抢险加固材料,以及使用该堤岸快速抢险加固材料的堤岸快速加固施工方法。主要应用于
水利工程堤岸抢险加固领域,能够快速解决堤岸渗漏、管涌、边坡失稳等问题。
背景技术
[0002] 在此处键入技术领域描述段落。目前国内堤岸加固使用的材料主要为
水泥混凝土、浆砌
块石、土。用水泥混凝土、浆砌块石加固堤岸一方面受到天气的影响较大,在雨
雪天气加固工作无法正常进行,特别是在抢险堵漏过程中,无法及时去除堤岸险情,存在安全隐患;其次水泥混凝土、浆砌块石加固堤岸后,原有的生态平衡被破坏,岸边
植物和动物无法正常生存;再次水泥混凝土、浆砌块石加固堤岸施工方法较原始,浪费大量的人
力物力,成本较高。
[0003] 用土加固堤岸存在问题主要是:1、土体自身的固结强度较低,经不住水流长期的冲刷与侵蚀,材料耐久性较差;2、在抢险堵漏、雨雪等恶劣天气,单一的土体由于自身的
缺陷不适合做抢险材料。
[0004] 目前国内有许多种土体
固化剂,如北京科技大学岳涛、倪文等发明了一种称为SSK的土体固化剂,其主要成分是石灰和固体废弃物,这种土体固化剂加入土体后,其3d抗压强度可达到1.6MPa左右,7d抗压强度可达到3.0MPa左右;天津水利科学研究所的李刚、孙永军等对HAS土体固化剂、奥特塞特
土壤固化剂的性能进行了研究,他们的研究结果显示:在土中加入HAS土体固化剂后,其7d、14d、28d抗压强度可达到:3.9MPa、4.5MPa、5.1MPa;
在土中加入奥特塞特土壤固化剂后,其14d、28d抗压强度可达到4.3 MPa、5.0 MPa。从大量的研究文献看,目前土体固化剂对土体强度的促进作用主要是在3d以后才显现出来,对于堤岸渗漏、管涌等险情来说,
凝结硬化时间太长,不能及时排除险情,这种土体固化剂对堤岸快速除险加固不适用,在近几年极端恶劣天气不断出现的情况下,有必要研发一种凝结硬化时间短,强度发展快的土体固化剂。
[0005] 目前堤岸加固材料的输送主要有人工输送、传送带输送。人工输送耗时费力,工作效率太低;传送带输送要求土体为干硬性,且受天气影响较大,因此有必要研发一套能适应恶劣天气的输送装置,来快速解决在恶劣天气出现堤岸险情。
发明内容
[0006] 针对目前堤岸抢险加固材料和施工工艺的不足,本发明的目的是提供一种堤岸快速抢险加固材料,以及使用该堤岸快速抢险加固材料的堤岸快速加固施工方法;主要应用于水利工程堤岸抢险加固领域,能够快速解决堤岸渗漏、管涌、边坡失稳等问题,从而达到降低成本、提高施工效率,在抢险堵漏过程中快速可行,并能够保护堤岸周边环境。
[0007] 完成上述发明任务的方案是,一种堤岸快速抢险加固材料,其主要成份如下:
硅酸盐水泥、速
凝固化剂。其中
硅酸盐水泥占总
质量的70份-90份;速凝固化剂占总质量的10份-30份。本
申请推荐,两者的最佳质量比为:硅酸盐水泥占总质量的80份;速凝固化剂占总质量的20份。
[0008] 速凝固化剂的主要成分是:
铝酸钠、
氯化钠、
氧化
钙;三者的质量比为:40-60:30-40:10-20。在大量试验的
基础上,本申请推荐三者的最佳质量比为:50:35:15。
[0009] 使用时,土、快速抢险加固材料和水按一定的比例秤量好,三者的质量比为:50-70:4-16:20-40,在大量试验的基础上,本申请推荐三者的最佳质量比为:65:10:25。
[0010] 完成本申请第2个发明任务的方案是,一种使用上述堤岸快速抢险加固材料的堤岸快速抢险加固施工方法,步骤如下:⑴、按上述质量比秤量铝酸钠、氯化钠、氧化钙,搅拌均匀,制成速凝固化剂;
⑵、把硅酸盐水泥、速凝固化剂按上述质量比秤量好,搅拌均匀,制成快速加固材料;
⑶、将土、快速加固材料、水按一定的比例秤量好,三者的质量比为:50-70:4-16:
20-40,在大量试验的基础上,本申请推荐三者的最佳质量比为:65:10:25。用强制试
搅拌机搅拌3-5分钟;
⑷、将步骤⑶得到的材料,倒入
螺杆泵中,通过
螺杆泵挤压作用把拌和物运送到
指定施工地点;
⑸、在螺杆泵的出口端用透水模袋承接螺杆泵输送出的拌和物;
⑹、利用泵送压力和拌和物自身重量把拌和物中的水分挤压出来,降低水胶比,达到土体快速凝固,用于堤岸的抢险、防渗堵漏、除险加固。
[0011] 上述方法的优化方案是,所述步骤⑴是在干燥搅拌器内,搅拌30min,制成速凝固化剂;
所述步骤⑶是在在搅拌机内搅拌3 min -5min;
所述步骤⑷,在通过螺杆泵挤压作用把拌和物运送到施工地点以前,增加以下步骤;
⑷-1,通过
振动筛过滤掉大于15mm的固体石子,通过振动筛的拌和物漏进螺杆泵进料口;然后再通过螺杆泵挤压作用把拌和物运送到施工地点;
所述步骤⑸中的透水模袋,本申请推荐,其直径为30 cm~40cm、长为1.0 m~2.0m;
所述步骤⑹,利用泵送压力和拌和物自身重量把拌和物中的水分挤压出来后30min~
120min,土体的无侧限抗压强度可达到0.8 MPa-2.5 MPa,可用于堤岸的防渗堵漏和除险加固。
[0012] 换言之,最佳方法是按照以下具体步骤操作:⑴、按上述质量比秤量铝酸钠、氯化钠、氧化钙,放入干燥搅拌器内,搅拌30min,制成速凝固化剂;
⑵、把硅酸盐水泥、速凝固化剂按上述质量比秤量好,放入搅拌器内,搅拌均匀后,制成快速抢险加固材料;
在大量试验的基础上,本申请推荐三者的最佳质量比为:50:35:15。快速抢险加固材料、土、水按一定的比例秤量好,放入混凝土搅拌机内,在搅拌机内搅拌3 min -5min,将拌和物倒在振动筛上;
⑷、通过振动筛过滤掉大于15mm的固体石子,通过振动筛的拌和物漏进螺杆泵进料口,通过螺杆泵挤压作用把拌和物运送到施工地点;
⑸、在螺杆泵的出口端用直径为30cm~40cm、长为1.0m~2.0m的透水模袋承接螺杆泵输送出的拌和物;
⑹、利用泵送压力和拌和物自身重量把拌和物中的水分挤压出来,30min~120min后,土体的无侧限抗压强度可达到0.8 MPa-2.5 MPa,即可用于堤岸的抢险、防渗堵漏、除险加固。
[0013] 堤岸快速抢险加固材料施工所使用的设备构成是:混凝土搅拌机、筛孔直径为15mm的振动筛,螺杆泵、透水膜袋。
[0014] 本发明“堤岸快速抢险加固材料与堤岸快速抢险加固施工方法”与传统加固材料与施工工艺相比,具有以下优点:1、凝结硬化时间短,强度发展快
目前国内土体固化剂无侧限抗压强度以3d、7d无侧限抗压强度在1.0 MPa -3.5MPa,凝结硬化时间较长,强度发展较慢,而使用本发明中的堤岸快速抢险加固材料30min-120min后,土体的无侧限抗压强度可达到0.8 MPa-2.5 MPa,可迅速用堤岸的抢险、防渗堵漏、除险加固。
[0015] 2、对恶劣天气适应性较强目前用人工或输送带运送堤岸加固材料,一方面是耗时费力,另一方面是对材料的状态要求高,第三点是受天气的影响显著,而在抢险堵漏过程中,天气多在极端恶劣条件下,因此现行的输送方法受到一定的限制。
[0016] 本发明的施工工艺全部采用机械化,能根据工程需要,用螺杆泵把拌和物运送到指定的施工地点,运送过程中不受雨雪侵蚀,确保材料性能稳定。
[0017] 利用本发明所生产出来的堤岸抢险加固材料装在透水模袋中,透水模袋一方面起到了透水作用,另一方面起到了保护新拌混合物作用,使新拌混合物不会因为雨雪而受到侵蚀,30min-120min后,土体的无侧限抗压强度可达到0.8 MPa-2.5 MPa,可迅速用堤岸的抢险、防渗堵漏、除险加固。
[0018] 3、提高了抢险加固材料耐久性通过搅拌,把普通硅酸盐水泥、速凝固化剂均匀的分配到土中,利用速凝固化剂激发普通硅酸盐水泥和土中活性成份,通过普通硅酸盐水泥及土中活性成份的凝结硬化,增加了土体的固结强度;通过螺杆泵在输送过程中对拌和物的挤压作用,增加了土体的密实性。土的固结强度和密实性提高后,护岸土体抗水流冲刷、抗
水体侵蚀能力明显提高。
[0019] 4、保护环境通过使用快速加固材料加固堤岸,能够维持原有生态平衡,有利于岸边植被的生长,为岸边动物的生存提供栖息环境。
[0020] 5、提高施工效率本发明的施工工艺全部采用机械化,通过调整螺杆泵
电机类型,可调节机器单位时间
3
生产效率。单台机器最高每小时生产可生产200m 混合物,并能根据工程需要,把拌和物运送到指定的施工地点。
[0021] 6、降低成本本发明所生产出来的堤岸加固混合物的主要成分为土、普通硅酸盐水泥、速凝固化剂,相对于水泥混凝土及浆砌块石而言,材料成本降低。
[0022] 本发明的施工工艺全部采用机械化,生产时需人工较少,可降低人工成本。
[0023] 本发明的施工效率较高,可使缩短工期,提高资金周转。
具体实施方式
[0024]
实施例1,配制快速抢险加固材料与施工工艺具体实施步骤如下:
1、按质量比为50:35:15的比例秤量一定量的铝酸钠、氯化钠、氧化钙,放入干燥搅拌器内,搅拌30min,制成速凝固化剂;
2、把普通硅酸盐水泥、速凝固化剂按一定的质量比秤量好,放入搅拌器内,搅拌均匀后,制成快速抢险加固材料。其中,硅酸盐水泥占总质量的80;速凝固化剂占总质量的20。
[0025] 3、将土、快速加固材料、水按一定的比例秤量好,放入混凝土搅拌机内,在搅拌机内搅拌3min -5min,将拌和物倒在振动筛上;4、通过振动筛过滤大于15mm的固体石子,通过振动筛的拌和物漏进螺杆泵进料口,通过螺杆泵挤压作用把拌和物运送到施工地点;
5、在螺杆泵的出口端用直径为30cm~40cm、长为1.0m~2.0m的透水模袋承接螺杆泵输送出的拌和物;
6、利用泵送压力和拌和物自身重量把拌和物中的水分挤压出来,30min~120min后,土体的无侧限抗压强度可达到0.8MPa-2.5MPa,可迅速用堤岸的抢险、防渗堵漏、除险加固。
[0026] 实施例2,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,硅酸盐水泥的质量占总质量的70;速凝固化剂的质量占总质量的30;铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:40:40:20。
[0027] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为,65:10:25。
[0028] 实施例3,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,硅酸盐水泥的质量占总质量的90;速凝固化剂的质量占总质量的10;铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:50:30:20。
[0029] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为,50:4:20。
[0030] 实施例4,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,硅酸盐水泥的质量占总质量的80;速凝固化剂的质量占总质量的20;铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:60:30:10。
[0031] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为,70: 16:40。
[0032] 实施例5,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,硅酸盐水泥的质量占总质量的85;速凝固化剂的质量比占总质量的15;铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:40:30:30。
[0033] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为,50:16:20。
[0034] 实施例6,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:55:30:15。
[0035] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为, 70:4: 40。
[0036] 实施例7,与实施例1基本相同,但有以下改变:其中,铝酸钠、氯化钠、氧化钙;三者的质量比为:40:40:20。
[0037] 土、快速抢险加固材料和水的质量比为,50:4:40。