海风吹拂,广航局广东湛江东海岛产业用地软基处理项目总工程师莫志芳站在淘选而出的细砂堆上,俯下身子,抓起一把细砂笑着说道:“我们所选出的808万立方米砂料经检验全部合格。大浪淘‘砂’,我们笑到了最后。”
该项目是中国首个重化工领域外商独资一体化基地的前置项目,需吹填疏浚土造出350万平方米的新生陆地。按照设计方案,项目要从之前湛江港航道疏浚产生的近2000万立方米疏浚物中,淘选出500万立方米的粉细砂和300万立方米中粗砂,以满足回填施工的庞大需求。而这些疏浚物由淤泥、粘土球、粉细砂、中粗砂、砾砂、碎石、块石等混合形成,要从中挑出满足要求的细砂,在全球范围内都属于极高难度。
为了攻克这一难题,在前期的试验阶段,莫志芳带领技术团队确定了一套“分区堆放+筛分管+水力筛分”的组合分选工艺,把疏浚物的转运和分选环节合二为一,通过大型疏浚船舶统一调配和合理布置,将含砂量高和含砂量低的疏浚物初步分选,再通过控制水流速度,用“水浪”分选出砂与土。
但在实际试验中他们发现,相比于容易分筛的中粗砂,粒径在0.075毫米左右的粉细砂很难通过控制水流速度筛选出来,水流速度一快,粉细砂就会与中粗砂、砾砂、碎石等一起“随波逐流”,直接流失掉了;速度慢了,粉细砂又与黏土球等具有黏性的颗粒“紧紧相拥”,无法分离。
没有可参考的国内经验,莫志芳就从头学起,扑进泥沙沉淀原理基础知识的学习中。在结合大量的数理模拟进行反复实验论证后,莫志芳有了新点子:“从反复试验的数据来看,吹填积水区面积对不同粗细程度的砂料的沉淀速度有影响,我们能不能借鉴秋收扬谷的方法来筛分粉细呢?”
扬谷是以前秋收时农民筛分谷物的一种方法,将谷粒抛向空中,以便风将较轻的谷壳吹走,而较重的谷物落回地面进行回收。莫志芳兴奋地喊来技术团队:“筛分粉细砂好比扬谷,我们可以把水力当做风力,把疏浚土用水流抛向空中,粉细砂最轻,被冲得最远,这样细砂不就选出来了吗?”
经过科研小组的反复试验,团队形成了通过控制吹填积水区“最小面积”的粉细砂沉淀控制方法,成功筛分出了粉细砂。后期科研团队通过多次理论计算和实践摸索,终于确认了把积水区面积控制在6600平方米,积水体积控制在6万立方米以内,并保持合理坡降,可顺利用“大浪”淘选出“细砂”。而且通过这种方式产生的吹填区内无淤泥堆积,相较于外购海砂或传统吹填方式有明显的经济效益。“最小面积”配合“最大体积”“合理坡降”三项关键参数,“淘砂秘诀”终于被莫志芳团队找到了。
在团队的共同努力下,东海岛产业用地软基处理项目顺利通过竣工验收。项目的技术成果“航道疏浚物分选利用关键技术”经过中国水运建设行业协会的专家鉴定达到国际先进水平。
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来源:广航局