阅读说明：本技术 一种现场高精度泥浆混合系统及其施工方法 (On-site high-precision slurry mixing system and construction method thereof ) 是由 王军 杨啸 袁国辉 高世虎 章迪康 符洪涛 倪俊峰 高紫阳 按打日拉 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种现场高精度泥浆混合系统及其施工方法,其技术方案要点是包括泥浆池以及泥浆输入装置,泥浆池与泥浆输入装置之间采用管道连接,泥浆输入装置包括泥浆中转站、絮凝剂搅拌罐以及搅拌装置,搅拌装置上设置有第一接口和第二接口,第一接口与泥浆中转站连接,第二接口与絮凝剂搅拌罐连接,搅拌装置上还设置有输送道,输送道与泥浆池连接,该施工方法通过絮凝剂泵-泥浆泵-螺杆泵组合形成的新型设备使泥浆与絮凝剂的反应更加充分,且使絮凝剂的量与泥浆的量排入螺杆泵时的量实现高精准,并且使真空预压排出的含絮凝剂的水得到循环利用,从而在节省施工成本的同时提高絮凝反应效果,加快工程速度。(The invention discloses an on-site high-precision slurry mixing system and a construction method thereof, and the technical scheme is characterized by comprising a slurry tank and a slurry input device, wherein the slurry tank is connected with the slurry input device through a pipeline, the slurry input device comprises a slurry transfer station, a flocculating agent stirring tank and a stirring device, the stirring device is provided with a first interface and a second interface, the first interface is connected with the slurry transfer station, the second interface is connected with the flocculating agent stirring tank, the stirring device is also provided with a conveying passage, and the conveying passage is connected with the slurry tank, the construction method enables the reaction of slurry and flocculating agent to be more sufficient through novel equipment formed by combining a flocculating agent pump, a slurry pump and a screw pump, realizes high precision on the amount of the flocculating agent and the amount of the slurry discharged into the screw pump, and enables the water containing the flocculating agent discharged by vacuum preloading to be recycled, thereby saving the construction cost, improving the flocculation reaction effect and accelerating the engineering speed.)

一种现场高精度泥浆混合系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种现场高精度泥浆混合系统及其施工方法。

背景技术

近年来，围海造陆工程、清淤工程以及工地泥浆处理工程日益增多，涉及到软土的疏浚吹填和加固等过程，如何快速地实现软土的脱水加固对后续科学规划软土地基设计与施工具有重要意义，目前，饱和软土加固技术众多，真空预压方法是实际工程中常用的一种，国内外众多学者通过理论分析、模型试验以及现场试验等手段对真空预压加固方法进行了研究分析，该方法的有效性也得到了广泛的认可，但实际应用中依然存在一些缺陷，具体如下：

以往絮凝-真空预压采用竖直排水板，采用这种排水板要泥浆充满泥浆池后才可以运行设备进行抽真空，这造成前期耗费时间长，时间成本增加。且竖直排水板对于场地的要求大，不能广泛应用于各个工程，同时竖向排水板的淤堵现象非常多，真空度沿着土层加深不断损失，从而导致深层土体加固效果不理想，且整体排水量小；

对于传统的絮凝-真空预压加固方法，在施工现场存在絮凝剂与泥浆反应不均匀，导致实际工程效果降低，需增大絮凝剂用量，使泥浆尽可能的与絮凝剂反应，这大大增加了施工成本，尤其是对于工程大面积泥浆池的处理工程或大面积吹填工程。

在以往的工程中，絮凝剂与泥浆的配量没有达到非常精确，泥浆和絮凝剂只是粗略的混合在一起，这会导致效果不佳或者添加过多絮凝剂，造成浪费，因而成本增加。

随着真空加固的进行，有部分絮凝剂没有充分反应，溶解于水中随着真空管被抽走，而造成絮凝剂的浪费。上述缺陷导致传统真空预压加固方法在实际工程中的应用受到限制。因此，本领域需研发出一种更高效便捷的真空预压加固方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种现场高精度泥浆混合系统及其施工方法，其目的在于，通过絮凝剂泵-泥浆泵-螺杆泵组合形成的新型设备使泥浆与絮凝剂的反应更加充分，且使絮凝剂的量与泥浆的量排入螺杆泵时的量实现高精准，并且使真空预压排出的含絮凝剂的水得到循环利用，从而在节省施工成本的同时提高絮凝反应效果，加快工程速度。并且响应了国家的绿色施工理念，保证质量、安全等基本要求的前提下，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源与减少对环境负面影响的施工活动，实现四节一环保。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种现场高精度泥浆混合系统，包括泥浆池以及泥浆输入装置，所述泥浆池与泥浆输入装置之间采用管道连接，所述泥浆输入装置包括泥浆中转站、絮凝剂搅拌罐以及搅拌装置，所述搅拌装置上设置有第一接口和第二接口，所述第一接口与泥浆中转站连接，第二接口与絮凝剂搅拌罐连接，所述搅拌装置上还设置有输送道，所述输送道与泥浆池连接。

进一步，所述搅拌装置包括螺纹泵、絮凝剂泵、泥浆泵以及容纳腔，所述絮凝剂泵设置于第二接口上，所述泥浆泵设置于第一接口上，所述泥浆中转站与泥浆泵之间采用泥浆运输管连接，所述絮凝剂搅拌罐和絮凝剂泵之间采用絮凝剂运输管连接，当泥浆与絮凝剂输送至容纳腔内时，螺纹泵用于将泥浆以及絮凝剂搅拌均匀，再从输送道运输至泥浆池内。

进一步，所述泥浆池内设置有多根水平排水板，所述水平排水板上外接排水接管，所述排水接管与耙形连接器连接，所述耙形连接器远离排水接管的一端与真空泵连接，所述真空泵外接输送管，所述输送管与絮凝剂搅拌罐连接。

进一步，所述真空泵上设置有进水口以及出水口，所述进水口与排水接管连接，所述絮凝剂搅拌罐上设置有入口以及出口，所述进水口与入口连接，所述出水口与出口连接使絮凝剂搅拌罐内与真空泵内的水体完成闭环的水循环。

进一步，所述水平排水板包括多根内部中空的圆形柱，所述圆形柱外部围设有过滤板，所述过滤板上设置有多个供水体流过的圆孔，所述圆形柱侧面设置有多个排水孔，任意相邻的圆形柱之间设置有连接板，所述连接板与圆形柱以及过滤板三者围设形成容纳水体的空间。

一种现场高精度泥浆的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：开挖泥浆池，再根据开挖好的泥浆池尺寸确定水平排水板的平面布置，合理控制水平排水板之间的间距；

步骤二：在泥浆池的左侧壁和右侧壁上分别竖向设置排水接管；将水平排水板-土工布组合物连接好排水接管，同时将土工布四周绑扎土工布绳，用于与泥浆池周围的钢管连接，并将第一层水平排水板-土工布组合物铺设于泥浆池池底之后，将相应的管道分别与真空表和真空泵连接；

步骤三：确定适用于待加固泥浆的最佳絮凝剂类型，添加量以及絮凝剂与水的比例;

步骤四：在絮凝剂搅拌罐里加入絮凝剂与相应的水，打开机器进行预先搅拌，在絮凝剂罐侧面安装钢管并开孔接入压缩空气与搅拌桨共同搅拌，使絮凝剂与水充分混合并快速搅拌，絮凝剂充分溶解后，没有大颗粒絮凝剂存在，防止了絮凝剂溶液在运输工程中堵塞机器；

步骤五：开始设备之间的连接，将絮凝剂搅拌罐的絮凝剂运输管和絮凝剂泵与定制的螺杆泵连接，再将泥浆泵和泥浆运输管连接，容纳腔连接输送道到泥浆池内；

步骤六：开始启动絮凝剂泵，泥浆泵，螺杆泵，在各个定制的泵的流量控制表上调控流量，泥浆输送到螺杆泵内，絮凝剂输送进螺杆泵，泥浆和絮凝剂在螺杆泵中混合搅拌；

步骤七：将泥浆灌注到泥浆池中，大约达到公分后，开启真空泵进行排水，待抽排的水量接近枯竭后，继续铺设第二层水平排水板-土工布组合物，并与泥浆池周围的钢管绑扎，铺设好后，继续灌注泥浆；

步骤八：反复灌注泥浆，并铺设土工布-水平排水板直至注满整个泥浆池(1)。

本发明的有益效果：

1、整个工程的泥浆，絮凝剂配通过科技设备的混和系统比实现了各个剂量的精准配比。用高精度的配比代替以往粗略的，低精度的添加模式，因而提升了整体工程的质量。

2、提高了泥浆与絮凝反应效率，当现场工程出现与预计的絮凝排水效果有差距时，方便随时调控流量，从而快速改变絮凝剂与泥浆的混合比例，从而使整个工程持续期间，都能保持较好的絮凝排水效果；

3、絮凝剂溶液和泥浆通入定制的螺杆泵中，其中的搅拌螺桨高速旋转，加快物质的扩散，扩散速度增快后增加了溶解反应速度，提高了絮凝剂与泥浆的反应，提升了工程效果，减少了絮凝剂的使用量，减少了的施工成本；

4、泥浆池排出的水可以循环利用，抽出的水经过真空泵重新再输入到絮凝剂搅拌罐中，这样提高了絮凝剂的利用率。并且因为循环水中自带絮凝剂，按照原来水与絮凝剂的配比继续添加，这使絮凝剂在泥浆中的浓度一直维持在一个高于设定浓度的水平，提高了絮凝的效果，并可以减少处理成本，也减少了资源的浪费，促使资源得到合理配置；举个例子，将抽真空时排出来的水循环进入絮凝剂搅拌罐，这个水含有絮凝剂，那么我们本来每1kg水假设加入200g絮凝剂，那么抽真空的水循环利用后，水中假设1kg水内残余有30g絮凝剂，那么再次加入200g絮凝剂后，每1kg水内的絮凝剂含量就会一直高于设定的200g含量，我们在室内进行絮凝剂试验时，也要综合考虑经济，效果各方面，选出了一个最佳掺入量，在原先设定的量略高一些是可以提高整体的效果的，所以这样的循环利用方式，可以使絮凝效果更好，毕竟絮凝剂分子多了，与泥浆的碰撞概率增大了，那反应速度更快，反应也更彻底。

5、因为真空预压过程中，从排水板中排出了大量的含絮凝剂的水，循环通入絮凝剂搅拌罐，所以减少了用水资源这部分的开销，降低工程总体成本；

6、随着抽真空的进行，逐渐铺设水平排水板-土工布组合物并灌注泥浆，等于逐渐在上方增压，上层土体对下层土体有一个自重压力，促使下方土体压缩，并增强了下部土体的排水；循环通入抽真空的水，可以减少工程用水量，减少了成本支出。实现了政府提倡的绿色工程；

7、将传统的单一独立的泵组合在了一起，市面上一般只有泥浆泵，我们的泥浆泵，絮凝剂泵，螺杆泵都是定制的，3个泵虽然是组装在一起成为一体式的，但是又可以单独控制其流量，且十分精确，以往的絮凝剂搅拌好后，直接和泥浆一起泵入泥浆池，这样会造成混合不均匀，反应不够充分，这会造成实际上絮凝剂没有和泥浆比较充分的反应，那么就有很多絮凝剂添加进去白白浪费了，且整个絮凝效果也不好。通过定制的组装成一体的三泵合一的泵，让絮凝剂和泥浆在螺杆泵内进行充分搅拌，这意味着充分反应，那么就保证了工程的处理效果。

附图说明

图1为本发明提供的新型絮凝剂-水平排水板处理泥浆的布置图；

图2为螺杆泵与絮凝剂泵和泥浆泵连接方式示意图；

图3为真空泵和絮凝剂搅拌罐连接示意图；

图4为水平排水板的结构示意图；

图5为多个圆形柱之间的连接结构示意图；

图6为水平排水板的剖面结构示意图。

附图标记：1、泥浆池；11、输送道；2、泥浆输入装置；21、泥浆中转站；22、絮凝剂搅拌罐；221、入口；222、出口；23、搅拌装置；231、第一接口；232、第二接口；3、螺纹泵；31、絮凝剂泵；32、泥浆泵；33、容纳腔；4、泥浆运输管；5、絮凝剂运输管；6、水平排水板；61、圆形柱；62、过滤板；63、圆孔；64、排水孔；65、连接板；7、排水接管；8、耙形连接器；81、真空泵；811、进水口；812、出水口；82、输送管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至6所示，本实施例的一种现场高精度泥浆混合系统，包括泥浆池1以及泥浆输入装置2，所述泥浆池1与泥浆输入装置2之间采用管道连接，所述泥浆输入装置2包括泥浆中转站21、絮凝剂搅拌罐22以及搅拌装置23，所述搅拌装置23上设置有第一接口231和第二接口232，所述第一接口231与泥浆中转站21连接，第二接口232与絮凝剂搅拌罐22连接，所述搅拌装置23上还设置有输送道11，所述输送道11与泥浆池1连接。

上述具体改进为，如图1所示，泥浆输入装置2和泥浆池1连接，泥浆输入装置2包括泥浆中转站21、絮凝剂搅拌罐22以及搅拌装置23，泥浆中转站21内设置了泥浆，絮凝剂搅拌罐22内部设置了絮凝剂，泥浆和絮凝剂同时输入至搅拌装置23内，在搅拌装置23内将泥浆和絮凝剂充分搅拌，在通过输送道11输送至泥浆池1内进行真空预压，其中搅拌装置23上设置了第一接口231和第二接口232，第一接口231用来与泥浆中转站21链接，第二接口232用来与絮凝剂搅拌罐22来连接，第一接口231与第二接口232处均设置有紧固装置（此处所提到的紧固装置为现有技术，为所属领域技术人员能够自行实现的结构，因此在此处不再多加阐述）。

作为改进的一种具体实施方式，所述搅拌装置23包括螺纹泵3、絮凝剂泵31、泥浆泵32以及容纳腔33，所述絮凝剂泵31设置于第二接口232上，所述泥浆泵32设置于第一接口231上，所述泥浆中转站21与泥浆泵32之间采用泥浆运输管4连接，所述絮凝剂搅拌罐22和絮凝剂泵31之间采用絮凝剂运输管5连接，当泥浆与絮凝剂输送至容纳腔33内时，螺纹泵3用于将泥浆以及絮凝剂搅拌均匀，再从输送道11运输至泥浆池1内。

上述具体改进为，如图1和图2所示，搅拌装置23包括螺纹泵3、絮凝剂泵31泥浆泵32以及容纳腔33，絮凝剂泵31设置于第二接口232上，所述泥浆泵32设置于第一接口231上，当泥浆和絮凝剂打入容纳腔33内时，螺纹泵3开启进行旋转，从而将泥浆与絮凝剂进行充分搅拌，在此值得一提的是，在现有技术中，以往的单独的絮凝剂泵31与泥浆泵32只是单独的各自泵送进泥浆池1，因而絮凝剂和泥浆的反应不够均匀和充分，在此实施例中，实现絮凝剂与泥浆充分反应的关键在于，絮凝剂和泥浆均先传输至螺纹泵3内，因为泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速，在离心力和高速转动下使泥浆和絮凝剂液体在径向能够非常好的融合和反应，絮凝剂液体中的有效分子高速运动，与泥浆颗粒碰撞，大大增加了反应几率，提高了絮凝剂的利用率，在促进絮凝剂与泥浆充分搅拌均匀且反应的同时，也促使泥浆-絮凝剂形成大颗粒团块状，避免泥浆淤堵排水板，这使得排水板的使用寿命大大增加，而且离析的水分能够更加顺利且彻底地被排出。

作为改进的一种具体实施方式，所述泥浆池1内设置有多根水平排水板6，所述水平排水板6上外接排水接管7，所述排水接管7与耙形连接器8连接，所述耙形连接器8远离排水接管7的一端与真空泵81连接，所述真空泵81外接输送管82，所述输送管82与絮凝剂搅拌罐22连接。

上述具体改进为，如图3所示，在进行抽气排水过程中，泥浆中的水分通过水平排水板6沿着管道到达水环式真空泵81中，真空泵81进行抽排。

作为改进的一种具体实施方式，所述真空泵81上设置有进水口811以及出水口812，所述进水口811与排水接管7连接，所述絮凝剂搅拌罐22上设置有入口221以及出口222，所述进水口811与入口221连接，所述出水口812与出口222连接使絮凝剂搅拌罐22内与真空泵81内的水体完成闭环的水循环。

上述具体改进为，泥浆的水分通过水平排水板6沿着管道到达水环式真空泵81中之后，通过真空泵81的进水口811进入，对真空泵81进行持续不断的补充水量，这样才能够使它保持在一个良好的工作状态，同时多余的水分又从真空泵81出水口812出去，从真空泵81出水口812出来的水又通过输送管82将含有絮凝剂的水重新输送回絮凝剂搅拌罐22中，这样提高了絮凝剂的利用率，并使絮凝剂在泥浆中的浓度一直维持在一个高于设定浓度的水平，提高了絮凝的效果，使絮凝反应一直高于预期的标准。并使水也一直处于内循环，反复用于工程，在工程运行过程中，控制整个工程效能的关键在于泵的流量控制，如若工程整体的处理效果与预期相比不理想，可以拨动絮凝剂泵流量控制表上的向上箭头，将絮凝剂的输出量增大。如若感觉处理效果已经很好，经过计算和观察，认为可以适当降低絮凝剂用量来减少工程成本，可以通过絮凝剂泵流量控制表上的向下按钮减少絮凝剂的输出。同时，随着工程的持续运行，由于真空预压排出的水经过真空泵重新循环进入絮凝剂搅拌罐，排出的水含有絮凝剂，经过逐渐的累计，到后期，就无需再投入原先剂量的絮凝剂浓度，此时就需要使用泵上流量控制表调控流量。如若一段时间后，想要返回到之间的流量，可点击控制表上返回按键，回到原先设定的流量。高精度絮凝混合系统的出现，减少了大量的人力物力，并且提升了处理效率（该控制系统为现有技术）。

作为改进的一种具体实施方式，所述水平排水板6包括多根内部中空的圆形柱61，所述圆形柱61外部围设有过滤板62，所述过滤板62上设置有多个供水体流过的圆孔63，所述圆形柱61侧面设置有多个排水孔64，任意相邻的圆形柱61之间设置有连接板65，所述连接板65与圆形柱61以及过滤板62三者围设形成容纳水体的空间。

上述具体改进为，如图4、图5以及图6所示，水平排水板6包括多个圆形柱61，排水接管7与圆形柱61连接，圆形柱61外侧设置过滤板62，当真空泵81开启之后，泥浆内的水分会从圆孔63内进入，经过连接板65与圆形柱61以及过滤板62三者围设形成容纳水体的空间之后最终进入圆形柱61内，通过排水接管7将水分排出。

一种现场高精度泥浆的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：开挖泥浆池1，再根据开挖好的泥浆池1尺寸确定水平排水板6的平面布置，合理控制水平排水板6之间的间距；

步骤二：在泥浆池1的左侧壁和右侧壁上分别竖向设置排水接管7；将水平排水板6-土工布组合物连接好排水接管7，同时将土工布四周绑扎土工布绳，用于与泥浆池1周围的钢管连接，并将第一层水平排水板6-土工布组合物铺设于泥浆池1池底之后，将相应的管道分别与真空表和真空泵81连接；

步骤三：确定适用于待加固泥浆的最佳絮凝剂类型，添加量以及絮凝剂与水的比例;

步骤四：在絮凝剂搅拌罐22里加入絮凝剂与相应的水，打开机器进行预先搅拌，在絮凝剂罐侧面安装钢管并开孔接入压缩空气与搅拌桨共同搅拌，使絮凝剂与水充分混合并快速搅拌，絮凝剂充分溶解后，没有大颗粒絮凝剂存在，防止了絮凝剂溶液在运输工程中堵塞机器；

步骤五：开始设备之间的连接，将絮凝剂搅拌罐22的絮凝剂运输管5和絮凝剂泵31与定制的螺杆泵连接，再将泥浆泵32和泥浆运输管4连接，容纳腔33连接输送道11到泥浆池1内；

步骤六：开始启动絮凝剂泵31，泥浆泵32，螺杆泵，在各个定制的泵的流量控制表上调控流量，泥浆输送到螺杆泵内，絮凝剂输送进螺杆泵，泥浆和絮凝剂在螺杆泵中混合搅拌；

步骤七：将泥浆灌注到泥浆池1中，大约达到30公分后，开启真空泵81进行排水，待抽排的水量接近枯竭后，继续铺设第二层水平排水板6-土工布组合物，并与泥浆池1周围的钢管绑扎，铺设好后，继续灌注泥浆；

步骤八：反复灌注泥浆，并铺设土工布-水平排水板6直至注满整个泥浆池1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。