[发明专利]工程泥浆和渣土互层回填矿坑地基结构及再造地基方法

说明书

本发明公开了一种工程泥浆和渣土互层回填矿坑地基结构及再造地基方法。包括铺设在废弃矿坑内的真空滤管网、砂垫层和泥浆渣土结构单元；废弃矿坑底面上设有一层真空滤管网，由多根平行的横向真空滤管、多根平行的纵向真空滤管垂直交叉铺设构成；再真空滤管网上面铺设砂垫层，砂垫层上面再重复依次铺设多层泥浆渣土结构单元，每层泥浆渣土结构单元包括从下到上依次铺设布置土工布层、固结泥浆层、土工复合排水网、工程渣土层。本发明利用城市建设过程产生的工程泥浆和渣土回填废弃矿坑，可有效缓解城市巨量工程渣土和工程泥浆的处置压力，解决不规范处置以及废弃矿坑裸露引发的地质灾害及生态环境破坏问题，并能再造地基，实现土地资源再生。

技术领域

本发明涉及固体废物处置与再利用相关领域的一种矿坑地基结构和处理方法，具体为一种在废弃矿坑互层回填工程泥浆和渣土，并对泥浆层进行真空预压处理，实现工程泥浆排水固结；上部堆铺工程渣土预压处理使泥浆压密硬化再造地基的方法。

背景技术

城市建设和改造过程中产生了大量建筑垃圾，包括工程渣土、工程泥浆、拆除垃圾、装修垃圾等。工程泥浆产生于钻孔桩基施工、地下连续墙施工、泥水盾构施工、水平定向钻及泥水顶管等施工过程，是一种由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒以及化学添加剂组成的悬浊体。其主要特征为：含水率高，呈流体状态，强度极低；土颗粒粒径小，在0.1～100μm之间，自然沉淀分离耗时长；含有化学添加剂，处理不当会对环境造成污染。

城市地下工程建设产生的废弃工程泥浆量很大，其处置是各城市面临的难题。目前仅有少部分泥浆在施工现场利用机械压滤、絮凝沉淀、离心分离等方法进行脱水处理，大量废弃工程泥浆被运往城市周边洼地或废弃矿坑进行简易填埋，最终形成无法利用的沼泽地，不仅造成土地资源的浪费，而且易造成安全隐患和环境污染。另一方面，城市地下空间开挖也产生大量的工程渣土，仅有部分渣土用于土方回填平衡，大部分渣土需要外运到周边地区堆填处置。如能利用工程渣土和泥浆作为废弃矿坑的回填料，既能解决工程渣土和废弃泥浆出路难题，又能回填矿坑再生土地资源。考虑到工程渣土和工程泥浆的物理力学特点，两者混合回填废弃矿坑再生土地主要存在以下问题：

1)工程泥浆呈流态化，承载能力低，在未充分排水固结的情况下进行上部堆填极易造成堆体失稳和泥浆管涌；

2)高含水率、低含固率的工程泥浆在自重条件下排水固结缓慢，会影响回填施工进度，并造成显著工后沉降而影响复垦土地的地形坡度。因此，需要改变目前简易矿坑回填方式，在保证回填工程安全同时，实现工程泥浆排水固结减量和矿坑增容，与渣土互层回填再造稳定地基。真空预压法广泛应用于软土地基、吹填淤泥地基处理工程中，取得了较好的效果。通常是在软土中设置竖向塑料排水板或砂井，上铺砂层，再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水板、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基后期沉降。但泥浆呈流动状态，几乎没有承载力，利用常规真空预压法难以对泥浆层进行处理，需要一种改进的、便于现场施工的工程泥浆处理方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种真空预压联合堆载处理工程泥浆再造地基系统及其施工方法，以达到大规模处置工程泥浆和渣土，并修复废弃矿坑实现土地再利用的目的。

为实现上述发明目的，具体提供了如下所述的技术方案：

一、一种工程泥浆和渣土互层回填矿坑再造地基方法，至少包括如下依次步骤：

1)平整废弃矿坑场地底部，使得废弃矿坑底面为平整的平面；

2)在废弃矿坑底部先铺设一层真空滤管网，真空滤管网是由多根平行的横向真空滤管、多根平行的纵向真空滤管垂直交叉铺设构成的管网结构，即使得横向真空滤管和纵向真空滤管十字交叉布置，相邻真空滤管之间的间距5m；

3)真空滤管网上面铺设砂垫层，砂垫层覆盖横、纵真空滤管；

4)将真空滤管网与吸水管道通过可拆卸接头连接，吸水管道引出到地面和真空泵连接；