基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统及方法

1.基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，包括一体化可移动载台、取砂系统、供水系统、料浆制备系统、料浆混合系统、料浆输送管路系统和吹填作业系统，所述一体化可移动载台一端分别设置取砂系统和供水系统，一体化可移动载台另一端设置料浆混合系统，一体化可移动载台中部设置料浆制备系统，供水系统连接料浆制备系统输入端，料浆混合系统输出端连接吹填作业系统，料浆制备系统的输出端与取砂系统通过料浆输送管路系统连接，料浆输送管路系统与料浆混合系统输入端连接；料浆制备系统分为甲、乙两套系统组成，甲、乙制浆系统设备完全相同；料浆制备系统主要用以制备高水材料的甲、乙两种浆液；高水材料，是一种胶凝材料，由A、AA、B、BB四种固体粉料分别与水混合制成A、AA、B、BB四种浆液，A的矿物成分主要为无水硫铝酸钙3CaO·3Al 2 O 3 ·CaSO 4 和硅酸二钙2CaO·SiO 2 ；B料中主要含量为硬石膏CaSO 4 ，达到65%，其次为白云石Ca Mg(CO 3 ) 2 ，另外还含有熟石膏CaSO 4 ·0.5H 2 O和CaCO 3 、Ca(OH) 2 矿物成分；AA的主要化学成分为Na 2 CO 3 ，其含量高达97%；其次为BaBiO 3 ，含量仅为3%，AA的主要作用是缓凝、悬浮、分散；BB的主要化学成分为SiO 2 占54%、CaSO 4 占31%和Rb 2 FeZr(PO 4 ) 3 占15%，其主要作用在于速凝、悬浮、分散、活化；而后A、AA浆液混合制成甲浆液，B、BB浆液混合制成乙浆液，甲、乙浆液单独放置 24h以上不凝固、不结底，适合进行机械化泵送施工，甲、乙浆液两料浆混合后迅速凝固成高水材料结石体；泥浆处理装置是指将泥浆含砂量、泥砂材料特性、砂粒粒径级配特性进行处理使其达到后续使用要求的装置，泥浆处理装置包括过滤筛、旋流器、固液混合装置、泥浆混合池、输浆泵、进液出液装置，以及电机、搅拌装置辅助设备；所述取砂系统包括挖泥船、输泥泵、输泥管线、加压泵、泥浆处理装置、泥浆储存装置，输泥泵设置在挖泥船上，输泥泵一端与挖泥船连接，输泥泵另一端与将挖泥船挖取的泥浆通过输泥管压送至泥浆处理装置的输泥管线一端连接，输泥管线中部设置以便在输泥管线过长管内液压不足时增加管内液压的加压泵，输泥管线另一端与泥浆处理装置连接，泥浆处理装置通过管道与泥浆储存装置连接；泥浆处理装置的工作原理为通过若干粗细孔径筛网组合而成的过滤筛控制泥浆中粒径级配分布，而后通过旋流器对不同粒径组合的泥浆进行固液分离，而后通过固液混合装置将旋流器分离出的固相物和液相物重新进行混合以便配置成预定含砂量、预定粒径级配、材质均匀稳定的泥浆，而后将固液混合装置处理得到的泥浆临时储放在泥浆混合池并通过搅拌装置对泥浆液进行进一步混合，得到预定含砂量、预定粒径级配、材质均匀稳定的泥浆；所述料浆混合系统包括混合器、混合管和混合浆液流量控制器，料浆制备系统出口连接混合器，混合器出口连接混合管，混合管上设置混合浆液流量控制器；所述料浆混合系统是指将甲浆液、乙浆液和泥浆充分混合制成高水材料-泥浆复合体的装置；流量控制计安装在甲浆液、乙浆液和泥浆三种浆液的料浆输送管路系统的末端，用以严格控制甲、乙两种浆液的体积比为1:1，并通过控制泥浆控制最终的含泥量以及水灰比。 2.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，所述一体化可移动载台是指用于安装固定吹填系统仪器设备的可移动一体化集成平台。 3.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，所述供水系统包括抽水泵、输水管、净水器和储水装置，抽水泵出水口通过输水管连接净水器，净水器出水口连接储水装置，储水装置出水口通过出水口管道连接料浆制备系统。 4.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，甲、乙制浆系统设备均由料仓、称料装置、输料装置、搅拌装置、储液装置、混合装置、储浆装置组成，甲、乙制浆系统设备上设置控制固体材料称取重量的重量控制器、控制水、浆液、料浆流量控制器和提供泵送压力的输送泵；料仓、称料装置、输料装置、储液装置、混合装置、储浆装置通过管道连接，料仓通过管道与称料装置的一端连接，称料装置的另一端通过管道与输料装置的一端连接，输料装置的另一端通过管道与储液装置的一端连接，储液装置的另一端通过管道与混合装置的一端连接，混合装置的另一端通过管道与储浆装置的一端连接，储浆装置的另一端通过管道与料浆输送系统相连接，储液装置和储浆装置内置搅拌装置。 5.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，所述料浆输送管路系统包括料浆输送泵、料浆流量控制器、泥浆输送泵、泥浆流量控制器和加压泵，料浆储存器出料口连接料浆输送泵，料浆输送泵的输出端连接料浆混合系统，料浆输送泵与料浆混合系统之间的管道上设置料浆流量控制器，料浆混合系统输入端连接泥浆输送泵，泥浆输送泵靠近料浆混合系统一端的管道上设置泥浆流量控制器，泥浆输送泵与料浆混合系统之间的管道上设置为泥浆加压以使泥浆顺利通过输泥管线输送至后续流程的加压泵。 6.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，所述混合管采用内壁光滑的高强度无缝钢管，混合管内设置增强混合效果的叶片。 7.如权利要求1所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，其特征在于，所述吹填作业系统包括管道转接器、流量控制器、吹填管、吹填袋、吹填泵、围埝，所述料浆混合系统混合器出口通过混合管连接管道转接器，管道转接器出口连接吹填管，管道转接器上设置混合浆液流量控制器，吹填管上设置吹填泵，吹填管出料口设置在吹填区域的围埝内，围埝内设置吹填袋。 8.基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的基于高水材料-泥浆复合体的填海造陆吹填系统，步骤包括：步骤一，根据实际工况对吹填施工工艺进行吹填造陆作业设计和施工前各项准备工作；步骤二，挖泥船进场开赴预定挖泥取砂区域，而后开始挖泥作业，并在输泥泵作用下通过输泥管将泥浆输送至泥水处理器进行处理得到浓度均匀、泥沙粒径级配统一的泥浆并储存在泥浆储存器中备用；步骤三，在甲、乙料浆制备系统中分别称取A料和AA料，B料和BB料,并将其与水进行混合制得相应浆液，而后将A浆液和AA浆液、B浆液和BB浆液分别混合制得甲料浆和乙料浆，并将其分别储存在相应储存器中备用；高水材料主料配料的质量比为A：AA：B：BB=1：0.1：1：0.04；根据添加水量的不同，引起高水材料水灰比的不同；常见的水灰比主要在2:1到超高水材料的11:1之间，对应的抗压强度介于6 MPa和0.5 MPa之间；步骤四，将预定流量的甲料浆、乙料浆和泥浆三种浆液在混合器中进行充分搅拌混合，而后经过混合管中进一步混合制成高水材料-泥浆混合浆液和压送，并最终经过管道转接器从混合管进入吹填作业系统；步骤五，将预定流速液压预定流量的高水材料-泥浆混合浆液输送至吹填作业系统中，并注入充填袋内形成高水材料-泥浆硬化体，而后进行养护并最终完成吹填作业。