專利名稱：取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及土木工程，具體涉及 一種從湖底取粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)進(jìn)行湖泊岸線綜合整治的工藝方 法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)水環(huán)境整治的要求尤為迫切，結(jié)合防洪及景觀 需要，湖泊岸線整治經(jīng)常要求在湖近岸填筑滿足湖岸穩(wěn)定和承載要求的岸 腳平臺(tái)、防浪林平臺(tái)以及景觀休閑平臺(tái)等，但按照環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)定不得 從陸地取土填湖，只能結(jié)合湖泊疏浚取湖底土填筑平臺(tái)。
對(duì)小型湖泊或水塘一般將湖(塘)水排干后機(jī)械或人工取湖底土填筑。 大中型河湖不可能將水排干，臨水平臺(tái)填筑一般采用沖填法施工，先在平 臺(tái)前緣采用拋石等方法形成圍堰，在湖底取土區(qū)采用水力切割土體，將土 塊變成微小的土粒，以水為載體，用管道方式將小土粒輸送至拋石圍堰內(nèi) 達(dá)到設(shè)計(jì)高程。砂土組成顆粒較大，在自然狀態(tài)下為單粒結(jié)構(gòu)，在堆場(chǎng)能 較快沉淀固結(jié)。粘土組成顆粒很小， 一般為多個(gè)顆粒構(gòu)成塊狀結(jié)構(gòu)，粘土 微小的土粒在堆場(chǎng)基本飽和的狀態(tài)下，長(zhǎng)時(shí)間不能凝聚固結(jié)形成大的持力 土塊。
砂土容易排水固結(jié)，但大多數(shù)湖底為粘土，常規(guī)方法從湖底吸粘土沖
填堆筑臨水平臺(tái)存在以下幾個(gè)問(wèn)題
(1) 近岸處湖水較淺，平臺(tái)前緣拋石圍堰拋投困難；
(2) 沖填粘土大量滲漏、嚴(yán)重回流，對(duì)湖水造成大面積污染；
(3) 考慮親水性要求，臨水平臺(tái)頂面僅略高于一般湖7jc位，汛期短時(shí) 全部淹沒(méi)于水下，排水條件差，土體長(zhǎng)時(shí)間不能固結(jié)，不能滿足湖岸穩(wěn)定 要求及人群上平臺(tái)休閑觀光承載要求；
(4) 從湖底沖填的粘土工程性能很差，沖填后需要花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行固結(jié)處理，如表面鋪設(shè)砂層，打插排水板再加上堆載或真空排水固結(jié)等措 施，如此， 一般仍需幾年才能固結(jié)。
針對(duì)常規(guī)沖填法從湖底取粘土筑臨水平臺(tái)存在的問(wèn)題，提出取土?xí)r不 破壞粘土塊現(xiàn)有構(gòu)架、運(yùn)送土料盡量保持原土塊結(jié)構(gòu)、改善堆場(chǎng)土體固結(jié) 條件的理念。在摸清湖底土料性能的前提下，通過(guò)改變?nèi)⊥?、運(yùn)土、卸土 和平整方式，盡量減少破壞土粒構(gòu)架，結(jié)合運(yùn)土航道布置，改善堆場(chǎng)固結(jié) 條件及防護(hù)措施，合理選擇工藝參數(shù)及各種機(jī)械匹配，在合理造價(jià)的基礎(chǔ) 上，從湖底取粘土填筑能快速固結(jié)，滿足湖岸穩(wěn)定及景觀平臺(tái)承重要求的 臨水平臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決從湖底取粘土填筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)，并滿足湖岸穩(wěn)定及 景觀平臺(tái)承重要求的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水 平臺(tái)工藝方法。
本發(fā)明取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法的工藝流程為開(kāi) 挖航道一一筑防浪堤一一湖底取土一~^土料運(yùn)輸一一卸土一一推運(yùn)平整土 料——回填航道。
具體操作步驟如下
(1) 預(yù)設(shè)填筑區(qū)域
.預(yù)設(shè)沿湖泊岸線的臨水平臺(tái)填筑區(qū)域；
(2) 、開(kāi)挖航道
沿臨水平臺(tái)填筑區(qū)域臨水側(cè)開(kāi)挖航道，所述航道一端伸入湖中的取土 區(qū)；利用航道開(kāi)挖土方在航道內(nèi)側(cè)同期填筑臨水平臺(tái)內(nèi)分隔圍堰； (3 )筑防浪堤
在航道外側(cè)、臨水平臺(tái)前緣，拋填塊石填防浪i是； (4)湖底取土
在離湖泊岸線不小于300米距離外，由設(shè)置在船上的透水格柵式液壓 抓斗成塊挖取湖底粘土； (5 ) 土料運(yùn)輸湖底粘土由泥駁經(jīng)T形航道由取土區(qū)運(yùn)至臨水平臺(tái)填筑區(qū)域； (6 )卸土
液壓反伊挖掘機(jī)在臨水平臺(tái)分隔圍堰上從航道內(nèi)運(yùn)土泥駁就近卸土至 臨水平臺(tái)填筑區(qū)域；
(7 )推運(yùn)平整土料
分隔圍堰將平臺(tái)填筑區(qū)域分為兩塊以上的區(qū)域，排干分隔圍堰范圍內(nèi) 積水，由水下施工轉(zhuǎn)變?yōu)楹档貤l件下運(yùn)送平整土方；重復(fù)步驟(3)、 (4)、 (5)、 (6)完成分隔圍堰內(nèi)側(cè)平臺(tái)填筑； (8)回填航道
在航道內(nèi)側(cè)已填平臺(tái)上預(yù)堆湖底所取湖底粘土，再用湖底粘土回填航 道形成要求形狀的臨水平臺(tái)；
臨水平臺(tái)為沿湖泊岸線的平臺(tái)，寬度為10-300米，臨水平臺(tái)處水深為 1-3米，其頂高程高于正常水位不小于0. 5米。
所述航道為T(mén)形航道，T形航道的橫向航道與臨水平臺(tái)填筑區(qū)域臨水側(cè) 平行，另一側(cè)航道伸入湖泊入的取土區(qū)；所述航道上口距堤腳距離不小于2 m,航道底寬為8-12m，上口寬12-18m滿足1條駁船卸料，另一條能通行要 求，航道水深不小于2. 5m。
所述平臺(tái)寬度大于40米，航道布置在平臺(tái)填筑區(qū)域內(nèi)；對(duì)平臺(tái)寬度小 于40米或平臺(tái)填土壓實(shí)度要求高宜將航道布置在平臺(tái)填筑區(qū)域外，排干分 隔圍堰內(nèi)積水，旱地條件下筑平臺(tái)，最后拆除分隔圍堰土方回填航道。
防浪堤頂高程高于常7K位0. 5m，頂寬O. 5-2m,外坡》A;1為1: 1.5，內(nèi) 坡坡度為1: 1. 3-1. 5，內(nèi)坡側(cè)宜加拋碎石及黃砂0. 3-0. 6m形成反濾層。
挖取湖底粘土的深度為1-3米。
平臺(tái)內(nèi)分隔圍堰頂高程高于常水位不小于0. 5m， Jt皮腳距航道上口不小 于l m ,邊坡為水中倒土自然形成;歧，頂寬6-10m。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面 (1)近岸平臺(tái)范圍湖水較淺，常規(guī)沖填方法拋石防浪堤需二次轉(zhuǎn)運(yùn)人 工拋投形成。本方法可采用內(nèi)湖常規(guī)駁船經(jīng)航道直接運(yùn)送塊石至填筑面，才幾械拋4殳，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了施工期；
(2)采用透水格柵式的液壓抓斗或液壓反4產(chǎn)取土，從湖底抓土過(guò)程中 土體擠壓自動(dòng)排除伊斗內(nèi)積水，抓斗或反妒提出水面表面湖水也自動(dòng)排除， 抓斗或伊斗內(nèi)土體除表層外大部分在取土過(guò)程中不與湖水接觸，湖底土體 仍維持原土塊結(jié)構(gòu)直接卸入緊靠的泥駁上；即快速?gòu)暮兹〕霰３衷馏w 結(jié)構(gòu)的土料，從而避免沖填法施工水力切割土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量^:細(xì)土粒， 以及由此產(chǎn)生對(duì)湖水的大面積污染；
(3 )利用航道開(kāi)挖土方形成圍堰將平臺(tái)填筑區(qū)域分為兩塊以上的區(qū) 域，排干圍堰范圍內(nèi)積水，將水下施工轉(zhuǎn)變?yōu)楹档厥┕?，可采用通用土?機(jī)械推運(yùn)平整土方。在已填平臺(tái)上預(yù)堆湖底所取土料，也由通用土方機(jī)械 回填航道形成要求形狀的平臺(tái)；
(4)采用本發(fā)明的工藝方法施工，可實(shí)現(xiàn)從湖底取粘土在湖泊岸線形 成能夠快速固結(jié)，填筑結(jié)束后即能滿足湖岸穩(wěn)定及承載要求的臨水平臺(tái)。 新填平臺(tái)不需二次采用堆載或真空排水等固結(jié)措施，同從陸地取土填平臺(tái) 相比可減少投資30-50%,同從湖底吸泥再二次固結(jié)相比，可減少投資 200-300%。


圖1為本發(fā)明施工平面布置示意圖2為本發(fā)明格柵式液壓抓斗湖底取粘土工藝示意圖3為本發(fā)明拋石船筑防浪堤工藝示意圖4為本發(fā)明反伊挖掘機(jī)卸土筑平臺(tái)工藝示意圖5為本發(fā)明推土機(jī)回填航道工藝示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)例2施工平面布置示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下
l臨水平臺(tái)，2航道，3取土區(qū)，4防浪堤，5分隔圍堰，6透水格柵式 液壓抓斗，7泥駁，8拋石船，9石駁，IO液壓反伊挖掘機(jī)，ll推土機(jī)，12 預(yù)堆土料。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
實(shí)施例1:
我國(guó)五大淡水湖之一的某湖泊沿湖岸線防洪標(biāo)準(zhǔn)不足、湖岸崩塌嚴(yán)重、 水土流失加劇、沿湖生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題十分突出，亟需進(jìn)^f亍沿湖岸線防 洪及生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)。結(jié)合濱湖城市防洪及景觀要求，需要在沿湖岸線 筑臨水防浪林及景觀平臺(tái)。按環(huán)境保護(hù)有關(guān)規(guī)定，不能從陸地取土填筑湖 內(nèi)臨水平臺(tái)，只能從湖底取土填筑。
經(jīng)過(guò)大面積地質(zhì)勘查，湖底為粘土，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)易于固結(jié)的^>、土，采用 常規(guī)沖填方法從湖底吸泥所筑平臺(tái)，長(zhǎng)時(shí)間不能固結(jié)，而采用真空排水等 固結(jié)工藝縮短固結(jié)時(shí)間，造價(jià)非常昂貴，仍難以滿足防洪及景觀平臺(tái)快速 固結(jié)要求。針對(duì)常規(guī)沖填法土體難以固結(jié)的機(jī)理分析，采用本發(fā)明取湖底 粘土填筑滿足湖岸穩(wěn)定及景觀平臺(tái)承重要求的臨水平臺(tái)新的工藝方法，為 了驗(yàn)證工藝方法的可靠性，選取963m岸線作為試驗(yàn)段，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。 湖水位一般為8. 2-9.2m，十年一遇洪水位為11. 6m,結(jié)合親水及湖岸坡穩(wěn) 定要求，試驗(yàn)段臨水平臺(tái)1前緣頂高程為9.5 m,湖岸腳處為11.5 m,填 筑區(qū)水深l-2m,臨水平臺(tái)1寬度70-100m (寬度大于40米)，填筑土方量 12. 8萬(wàn)m3，見(jiàn)圖1。
開(kāi)挖航道
沿臨水平臺(tái)1填筑區(qū)域臨水側(cè)開(kāi)挖航道2，航道2為T(mén)形航道，T形航 道的橫向航道與臨水平臺(tái)1填筑區(qū)域臨水側(cè)平行，另一側(cè)航道伸入湖中的 取土區(qū)3連通形成循環(huán)航線；航道上口距堤腳距離不小于2m，航道底寬為 8-12m，上口寬12-18m滿足1條駁船卸料，另一條能通行要求，航道水深 不小于2. 5m;利用航道開(kāi)挖土方在航道內(nèi)側(cè)同期填筑臨水平臺(tái)內(nèi)分隔圍堰
5;
筑防浪堤
由250t駁船9運(yùn)輸，在機(jī)動(dòng)船8上設(shè)置8t起重抓斗，從駁船9抓取 石料在航道外側(cè)，臨水平臺(tái)前緣拋填形成防浪堤4,防浪堤4頂寬1 m (可 調(diào)整范圍為0. 5-2m),防浪堤4頂高程高于常水位0. 5m,內(nèi)外邊坡均為1:1. 5 (內(nèi)坡坡度可調(diào)整范圍為1: 1.3-1.5)，內(nèi)坡側(cè)宜加拋碎石及黃砂 0. 3-0. 6m形成反濾層，見(jiàn)圖3。 湖底取土
在臨水平臺(tái)1前緣外800m處，由設(shè)置在500t機(jī)動(dòng)船上透水格柵式液 壓抓斗6從取土區(qū)3取湖底粘土，抓斗為1. 0m3,湖底取土深度控制在l-3m， 見(jiàn)掛2。
土料運(yùn)輸
湖底粘土由泥駁7經(jīng)T形航道由取土區(qū)運(yùn)至臨水平臺(tái)填筑區(qū)域； 卸土
利用航道開(kāi)挖土方在內(nèi)側(cè)堆筑形成分隔圍堰5，由lm3液壓反伊挖掘機(jī) 10在臨水平臺(tái)分隔圍堰5上從航道2內(nèi)運(yùn)土泥駁7就近卸土至臨水平臺(tái)填 筑區(qū)域；
推運(yùn)平整土料
分隔圍堰將平臺(tái)填筑區(qū)域分為多塊區(qū)域，排干分隔圍堰范圍內(nèi)積水， 由水下施工轉(zhuǎn)變?yōu)楹档貤l件下運(yùn)送平整土方；推土機(jī)11在旱地條件下推運(yùn) 平整完成內(nèi)側(cè)平臺(tái)填筑，見(jiàn)圖4;
回填航道
在已筑平臺(tái)上預(yù)堆從湖底所取湖底粘土 12,由推土機(jī)11推運(yùn)回填平臺(tái) 填筑區(qū)域內(nèi)運(yùn)送石料和湖底粘土的航道2，見(jiàn)圖5，形成滿足設(shè)計(jì)要求的湖 岸臨水防浪林及臨水平臺(tái)。臨水平臺(tái)填筑完成后，大型積4成即可自由行走， 完全滿足湖岸穩(wěn)定及景觀平臺(tái)的承重要求。
實(shí)施例2:
位于實(shí)施例1同一湖泊岸線需修建伸入湖中約250m的渡江紀(jì)念廣場(chǎng)， 其基礎(chǔ)平臺(tái)6萬(wàn)012，填筑量40萬(wàn)1113也采用該發(fā)明工藝方法取湖底粘土填筑。 基礎(chǔ)平臺(tái)1對(duì)填筑土方壓實(shí)度要求很高，分隔圍堰5利用航道開(kāi)挖土方就 近水中倒土填筑無(wú)法分層壓實(shí)，分隔圍堰5同實(shí)施例1布置在平臺(tái)填筑區(qū) 域內(nèi)難以滿足工程要求。
具體施工平面布置圖見(jiàn)圖6,開(kāi)挖航道2、湖底取土、 土料運(yùn)輸、卸土、推運(yùn)平整土料工序均同實(shí)施例1,將分隔圍堰5布置在平臺(tái)填筑區(qū)域外，并 在分隔圍堰5臨水側(cè)拋石防護(hù)，抽干分隔圍堰5內(nèi)積水，旱地條件下，涼 曬湖底取土，按要求分層壓實(shí)填筑平臺(tái)1，邊坡形成永久防護(hù)，最后拆除分 隔圍堰5土方，并利用回填平臺(tái)填筑區(qū)域周邊航道2，完成滿足紀(jì)念廣場(chǎng)建 筑要求的臨水平臺(tái)。
權(quán)利要求
1、取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法，其特征在于包括如下操作步驟(1)預(yù)設(shè)填筑區(qū)域預(yù)設(shè)沿湖泊岸線的臨水平臺(tái)填筑區(qū)域；(2)、開(kāi)挖航道沿臨水平臺(tái)填筑區(qū)域臨水側(cè)開(kāi)挖航道，所述航道一端伸入湖中的取土區(qū)；利用航道開(kāi)挖土方在航道內(nèi)側(cè)同期填筑臨水平臺(tái)內(nèi)分隔圍堰；(3)筑防浪堤在航道外側(cè)、臨水平臺(tái)前緣，拋填塊石填防浪堤；(4)湖底取土在離湖泊岸線不小于300米距離外，由設(shè)置在船上的透水格柵式液壓抓斗成塊挖取湖底粘土；(5)土料運(yùn)輸湖底粘土由泥駁經(jīng)T形航道由取土區(qū)運(yùn)至臨水平臺(tái)填筑區(qū)域；(6)卸土液壓反鏟挖掘機(jī)在臨水平臺(tái)分隔圍堰上從航道內(nèi)運(yùn)土泥駁就近卸土至臨水平臺(tái)填筑區(qū)域；(7)推運(yùn)平整土料分隔圍堰將平臺(tái)填筑區(qū)域分為兩塊以上的區(qū)域，排干分隔圍堰范圍內(nèi)積水，由水下施工轉(zhuǎn)變?yōu)楹档貤l件下運(yùn)送平整土方；重復(fù)步驟(3)、(4)、(5)、(6)完成分隔圍堰內(nèi)側(cè)平臺(tái)填筑；(8)回填航道在航道內(nèi)側(cè)已填平臺(tái)上預(yù)堆湖底所取湖底粘土，再用湖底粘土回填航道形成要求形狀的臨水平臺(tái)；臨水平臺(tái)為沿湖泊岸線的平臺(tái)，寬度為10-300米，臨水平臺(tái)處水深為1-3米，其頂高程高于正常水位不小于0.5米。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法， 其特征在于所述航道為T(mén)形航道，T形航道的橫向航道與臨水平臺(tái)填筑區(qū) 域臨水側(cè)平行，另一側(cè)航道伸入湖泊入的取土區(qū)；所述航道上口距堤腳距 離不小于2 m,航道底寬為8-12m，上口寬12-18m滿足1條駁船卸料，另 一條能通行要求，航道水深不小于2. 5m。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝 方法，其特征在于所述平臺(tái)寬度大于40米，航道布置在平臺(tái)填筑區(qū)域內(nèi)； 對(duì)平臺(tái)寬度小于40米或平臺(tái)填土壓實(shí)度要求高宜將航道布置在平臺(tái)填筑區(qū) 域外，排干分隔圍堰內(nèi)積水，旱地條件下筑平臺(tái)，最后拆除分隔圍堰土方 回填航道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法， 其特征在于所述防浪堤頂高程高于常水位O. 5m，頂寬O. 5-2m,外坡i^！ 為1: 1.5,內(nèi)坡;組為1: 1.3-1.5,內(nèi)坡側(cè)宜加拋碎石及黃妙、0. 3-0. 6m 形成反濾層。
5 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法， 其特征在于所述挖取湖底粘土的深度為1-3米。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法， 其特征在于所述平臺(tái)內(nèi)分隔圍堰頂高程高于常水位不小于0. 5m,坡腳距 ^it上口不小于l m ， iii皮為水中倒土自然形成;皮度，頂寬6-10m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種取湖底粘土筑快速固結(jié)的臨水平臺(tái)工藝方法。該方法不用常規(guī)沖填法施工，而是從湖底整塊取土運(yùn)至湖邊堆筑，具體包括以下步驟開(kāi)挖航道、筑防浪堤、湖底取土、土料運(yùn)輸、卸土、推運(yùn)平整土料和回填航道。所述臨水平臺(tái)為沿湖泊岸線的平臺(tái)，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為各種形狀，寬度為10-300米，臨水平臺(tái)處水深為1-3米，其頂高程高于正常水位不小于0.5米。本方法可采用內(nèi)湖常規(guī)駁船經(jīng)航道直接運(yùn)送塊石至填筑面，機(jī)械拋投，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了施工期；可實(shí)現(xiàn)從湖底取粘土在湖泊岸線形成能夠快速固結(jié)，填筑結(jié)束后即能滿足湖岸穩(wěn)定及承載要求的臨水平臺(tái)。本發(fā)明方法同從陸地取土填平臺(tái)相比可減少投資30-50％，同從湖底吸泥再二次固結(jié)相比，可減少投資200-300％。
文檔編號(hào)E02D17/18GK101424082SQ20081019555
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者馮晚冬, 張啟富, 徐有前, 檀少彬, 杰 武, 王天星, 董志紅, 駱克斌, 黎平平 申請(qǐng)人:安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院