环保增压式真空预压实践与思考

1、环保节能增压式真空预压（无砂增压式真空预压）环保增压式真空预压实践与思考 江苏鑫泰岩土科技有限公司东南大学邓永峰，温州大学王军 金亚伟CONTENTS目录技术应用范围工程案例软地基处理失败案例环保节能增压式真空预压主要应用1；软地基处理2；黑臭河湖生态治理3；污泥治理技术应用范围：技术应用范围：1、软土地基处理：这类地基都属于低强度、高压缩性土层，渗透系数极低，传统真空预压处理的效果往往无法满足要求。本工艺针对传统技术的这些问题，专利52项,发明专利25项,国际专利5项，在有限的工期内得到更高的地基承载力（80-120kpa）、更小的工后沉降（小于20cm），满足铁路、公路、港口码头等城市建设

2、的要求。2、河道淤泥的综合整治：为净化城市水环境，防止蓝藻爆发，需要对河道进行清淤，并将疏浚后得到的淤泥处理为湿地，种植芦苇。本工艺适用于处理含水量大的淤泥，并采用了环保的无砂垫层技术，可对河道清淤淤泥进行再利用，处理为湿地，也可绿化、造肥，从而实现生态可持续发展。3、污泥环境治理：随着我国城市化进程的加快，越来越多的污泥急需处置，卫生填埋是目前唯一的最终处置途径，随着人口增加土地资源匮乏，可供填埋的场地非常有限。对于各种污泥解决方案，脱水始终是需解决的核心问题，经济有效的污泥脱水方法是污泥处理处置的关键。本工艺创新地将真空预压用于填埋场污泥的脱水处理，通过核心专利技术，可将污泥含水率降至50

3、-60%以下。相比焚烧、固化剂等处理方式，不仅不影响环境，更大幅降低了污泥的处理成本。将污泥在原位进行脱水处理，增加填埋空间，本工艺开创了国内真空预压处理污泥的先河。软地基处理-普通真空预压失败案例1：浅层真空预压失败造成安全事故2：软基处理失败案例3：普通真空预压 失败案例4：普通真空预压 失败案例5：普通真空预压 失败案例江苏鑫泰岩土科技有限公司9：某污泥库现状某污泥库现状铺荆芭某污泥库真空垫层某污泥库真空垫层真空垫层失稳,工程损失1000万10：黄骅某铁路工地真空预压失败取样含水率122%11：温州某工地12：连云港某工地13：开挖断桩14.珠海某小区工后沉降15普通真空预压建楼形成的差

4、异沉降思考-失败的原因？肯定排水固结没有完成造成重大损失工艺？材料？施工？设备？环保节能式真空预压材料、设备与施工工艺材料、设备与施工工艺全面创新的全面创新的-增压式真空增压式真空预压预压水位环保节能式真空预压环保节能式真空预压工艺流程：（1）清表 （2）铺设一层编织布 （2）打设防淤堵排水板 （3）打设增压管（如需要） （4） 塑料排水板与钢丝软管通过手型接头直连（5）连接真空管网铺设真空管网（6）连接降水增压系统（7）铺设密封膜（8）降水至6-8m （9）水气分离系统抽真空 （10）增压系统间歇增压（11）堆载 （12）卸载材料、设材料、设备与施工备与施工工艺全面工艺全面优化后的优化后的真

5、空真空预压预压水位环保节能式真空环保节能式真空预压预压真空传递路径：真空泵真空管网降水管及塑料排水板 拟处理土体无缝连接技术土体先降水最后增压技术水气分离技术 新型防淤堵材料134环保节能式真空环保节能式真空预压预压环保节能式真空预压在四个方面进行了创新：21. 防淤堵排水板 普通排水板及美国杜邦的板和专有的防淤堵排水板1.1.连续梁结构，整体性、强度增强；连续梁结构，整体性、强度增强；2.2.滤膜薄，等效孔径大，降低淤堵。滤膜薄，等效孔径大，降低淤堵。1.1. 滤膜厚滤膜厚, ,等效孔径小等效孔径小, ,易淤堵；易淤堵；2.2. 抽真空芯板易倒伏，通水量小。抽真空芯板易倒伏，通水量小。1 1

6、. .杜邦排水板，杜邦排水板，渗透性，好强度高，但接点强渗透性，好强度高，但接点强度仅为度仅为10N10N。仿冒防淤堵板仿冒防淤堵板环保节能增压式真空环保节能增压式真空预压预压1.1. 防淤堵排水板防淤堵排水板 环保节能式真空环保节能式真空预压预压膜厚膜厚，轧点不透水，纤维丝细孔经小，轧点不透水，纤维丝细孔经小膜薄，无扎压痕迹，孔径大。抗撕拉强度膜薄，无扎压痕迹，孔径大。抗撕拉强度相对较低相对较低美国杜邦滤布美国杜邦滤布防淤堵滤布防淤堵滤布美国杜邦滤布美国杜邦滤布打破美国三十年的垄断打破美国三十年的垄断国产防淤堵滤布国产防淤堵滤布2.2.土土体降水增压体降水增压技术技术环保节能式真空环保节能式

7、真空预压预压（1）先降水增加土体内部压力，使土浮溶重变成湿溶重，上部土体对下部土体形成堆载；（2）在增压气体的作用下，土体产生微裂隙，缩短排水路径。2.2.土体增压技术土体增压技术环保节能式真空环保节能式真空预压预压增压管网3.3.无缝连接技术无缝连接技术环保节能式真空环保节能式真空预压预压（1）塑料排水板与真空管直连，无缝连接，缩短真空传递路径，减少真空度沿程损失；（2）采用钢丝软管代替真空滤管，避免了传统真空滤管在无砂垫层易抽瘪的不足。手型接头钢丝软管塑料排水板手型接头3.3.无缝连接技术无缝连接技术环保节能式真空环保节能式真空预压预压无缝连接3.3.无缝连接技术无缝连接技术环保节能式真空

8、环保节能式真空预压预压无缝连接示意图4.4.水气分离技术水气分离技术水环式真空泵和不倒翁集水井水环式真空泵和不倒翁集水井环保节能式真空环保节能式真空预压预压真空传递路径：水环式真空泵产生真空真空传递至不倒翁集水井集水井传递至真空主管 真空主管传递至真空支管 主管传递至排水板和膜下 传递至土体；集水井内积水由浮球式水泵自动排出，气体由水环式真空泵排出，实现水气分离。水气分离原理图集水井环保节能式真空环保节能式真空预压预压4.4.水气分离技术水气分离技术集水井埋设抽排水施工环保节能式真空环保节能式真空预压预压4.4.气液分离技术气液分离技术水环式真空泵机组抽真空主管普通真空预压射流泵缺点：安全性差

9、，损坏率普通真空预压射流泵缺点：安全性差，损坏率高，用电量大，抽气速率小高，用电量大，抽气速率小环保节能环保节能真空真空预压预压一般真空预压一般真空预压环保节能式真空预压环保节能式真空预压不需要砂垫层、能耗低：节能环保，造价相对较低不需要砂垫层、能耗低：节能环保，造价相对较低工程案例及业主的利益增压式真预压软基处理-工程应用沉降4m“临港工业区真空预压软基加固临港工业区真空预压软基加固新技术试验完善和应用工程新技术试验完善和应用工程”专家评审意见专家评审意见2012年12月23日，天津市海岸带工程有限公司召开了“临港工业区真空预压软基加固新技术试验完善和应用工程”（简称试验工程）专家评审会。特

10、邀11名专家，名单附后。试验工程位于临港工业区东护岸附近，加固面积499410m2。试验目的：应用新材料防淤堵排水板；应用新工艺手型接头直排式工艺；试验增压法,采用江苏鑫泰岩土有限公司专利技术,由天津市海岸带工程有限公司实施设计施工总承包。会上介绍了试验工程的设计施工情况。经专家们认真审阅有关文件、讨论、研究，形成评审意见如下：一、试验工程中采用已获得国家专利的防淤堵塑料排水板，并在现场和实验室做了与常规塑料排水板的对比试验,结果表明防淤堵板能达到防淤堵、排水通畅的要求，用在处理新吹填的欠固结土的效果是明显的。二、应用专利手型接头连接塑料排水板、管的直排式工艺是成功的，与传统的软基加固工艺相比

11、取消了砂垫层，使真空压力直接作用于排水板,保障了加固效果，节省了投资和原材料，有利于环保。该工艺达到了国内同行的先进水平。该工艺达到了国内同行的先进水平。三、增压法有助于加速土体中含水率降低,试验区加固效果明显。但在本试验工程中采得的数据较少 ,建议进一步试验验证。3.连云港期台化工铁路工程不倒翁集水井技术(连云港期台化工铁路)连云港化工专用铁路工程(填筑路基)4.新希望集团温州立体城工程新希望集团温州立体城工程连接手形接头新希望集团温州立体城工程检验强度达80kpa温州立体城工程5.宁波危废处置场地基处理十万平方开的淤泥危废处置场直接开挖八米筑四米的坝，节约投资5000万6.台州地基处理美国

12、土木工程师学会15名岩土专家台州工地考察6.美国15名岩土专家台州工地及同济大学交流加固后开挖加固后开挖5米米，筑，筑6米坝体米坝体7 7：连云港工程：连云港工程实例实例冻土病害的防治措施排水。 拦截和排除地表或地下水；降低地下水位，防止地下水向地基土中聚集。保温，使多年冻土上界保持相对稳定。改善土的性质。粗颗粒土置换地基中的细颗粒冻胀土。物理化学方法在在19m冻土淤泥上筑水库大坝冻土淤泥上筑水库大坝从工程性质来看，软土判别标准如下：天然含水量大于或等于液限；天然孔隙比大于或等于1.0；当天然孔隙比大于1.5时，称为淤泥；不排水抗剪强度小于30kPa，其变化范围约在530kPa。 。含水量小于

13、或等于液限；孔隙比小于或等于1.2；称为淤质粘土；不排水抗剪强度大于等于25kPa增压热敏气化固结工艺深层标准断面：增压热敏相变固结法方案初步设计双面渗滤排水体设计：增压热敏气化固结法方案初步设计蒸气发生器设计：蒸气发生器在沉降量小于5mm/天时开始运行，蒸气发生器按照6m6m的间距布置于淤泥层底部，将发热体的导线留在底泥池表面并做好相应的记号，发热器导线采用膜上穿孔，在膜表面架空设置，以备以后通电加热。蒸气发生器单个功率为2KW，采用发电机供电，本项目运行分为A、B、C、D四个区域，每个区域设置一台600KW发电机组，共计计划采用4台发电机。每个区域蒸气发生器分为9组，区域内分组运行，每组约

14、240个，单组加热10分钟，每个区域90分钟循环加热一次。增压热敏气化固结法方案初步设计岩土工程技术在环境治理中的应用原理图黑臭河道治理污染主要有食品污染污染主要有食品污染, ,空气空气污染污染, ,水体污染水体污染, ,土壤污染土壤污染, ,除空气污染除空气污染以外都与污泥有关以外都与污泥有关。淤泥淤泥- -影响黑臭水质影响黑臭水质- -影响土壤影响土壤- -水质影响农业植物水质影响农业植物- -影响食品安全影响食品安全黑臭淤泥（污泥）又是含有许多植物急需的营养成份黑臭淤泥（污泥）又是含有许多植物急需的营养成份, ,还有许多有害物质还有许多有害物质综合治理目标综合治理目标- -淤泥（污泥）淤

15、泥（污泥）直接利用恢生态复湿地直接利用恢生态复湿地核心问题核心问题: :湖河四周筑坝湖河四周筑坝, ,湿地消失湿地消失, ,以及以及河道两岸石墙化河道两岸石墙化: :河道变河道变成渠成渠, ,自身净化功能消失自身净化功能消失, ,生物多样性严重缺失生物多样性严重缺失如何建立黑臭河道自身净化系统?清淤是关键关键, ,湿地需要大量淤泥,使淤泥固结压缩形成床体是核心核心,在固结床体淤泥上种植香久草芦苇等植物吸收淤泥富营养成份是治理蓝藻及黑臭河道的根本根本把淤泥污泥变为有用的资源，湿地和绿化用土，以及抗洪应急把淤泥污泥变为有用的资源，湿地和绿化用土，以及抗洪应急土源土源1株洲河道治理工程案例2武汉纸坊港河道治理工程铺密封膜抽排水抽真空 12万立方减量仅3万立方污泥治理1成都污泥四万九千立方含水率87.72%联真空管污泥坑变成生态园2. 2#污泥坑3万立方活性酶加注90天真空排水沉降3.75m 减量二分之一3.污泥坑原状，30万立方污泥治理工程(现状)设置排水板专家考察,施工安全铺布铺密封膜深层打板深层施工,腾出15万库容填垃圾沉降减量近15万立方,强度达50KPa污泥增压式真空预后再建飞灰填埋场建成飞灰填埋场(节约投