CN111842450B - 实现模块化可渗透反应墙的方法及吨袋 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现模块化可渗透反应墙的方法及吨袋，方法包括：挖掘深度达到不透水层以下的地下槽孔；在地下槽孔中安置由混凝土预制而成的外框装置，外框装置包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带的多个吨袋分别安置在外框装置的多个框体单元中，吨袋内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；其中，利用吨袋的自变形作用，使吨袋的横向加固带与框体单元的内表面紧密接触，以便阻断框体单元与吨袋之间的过水通道，形成地下水通过预设渗流孔流动的模块化可渗透反应墙。本发明方法，可实现在复杂地层条件或较深部位地下水可渗透反应墙的构建，各装置可重复使用，处理环保，成本低。

Description

实现模块化可渗透反应墙的方法及吨袋

技术领域

本发明涉及环境治理的地下水和土壤污染修复治理领域，尤其涉及一种实现模块化可渗透反应墙的方法及其吨袋。

背景技术

地下水可渗透反应墙是一种实现地下水和土壤污染修复治理的原位处理系统，具体来说土壤中地下水经过可渗透反应墙后，地下水中的重金属或有机物与反应墙内修复介质产生降解、沉淀和吸附等一系列的物理或化学或生物作用，实现对地下水的修复，以达到一定排放指标，是一种利用自然或人工制造的地下水水力梯度来实现的原位修复方法。

目前公开可见的关于地下水可渗透反应墙的做法都是集中在地表浅层地下水的处理，无法实现复杂地质条件、受污染地下水或土壤较深的修复情况；而且，通用的地下水渗透反应墙，都会出现地下水反应墙的修复功能钝化，修复效率变差的实际问题，这种情况下，必然存在污染治理不彻底的问题；此外，渗透反应墙更换反应介质基本上需要重新安装反应墙系统，常用大开挖方式，很难对修复介质进行规范处理，这就存在二次污染的问题，且这一缺点很大程度制约了地下水可渗透反应墙的推广和使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种实现模块化可渗透反应墙的方法及其吨袋，该方法可实现在复杂地层条件或较深部位地下水渗透反应墙的构建，且采用的吨袋能实现水下叠放，可重复使用且容易更换，处理更环保，成本低。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种实现模块化可渗透反应墙的方法，包括：

在水下挖掘深度达到不透水层以下的地下槽孔；

在地下槽孔中安置由混凝土预制而成的外框装置，所述外框装置包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带的多个吨袋分别安置在外框装置的多个框体单元中，所述吨袋内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

其中，利用吨袋的自变形作用，使吨袋的横向加固带与框体单元的内表面紧密接触，以便阻断框体单元与吨袋之间的过水通道，形成地下水通过预设渗流孔流动的模块化可渗透反应墙。

其中，利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中时，包括使专用吊具快速定位与连接吨袋的方法。

其中，使专用吊具快速定位与连接吨袋包括：

将专用吊具吊至吨袋上方并逐渐下放，以便专用吊具底部接近吨袋上部；

在专用吊具底部接近吨袋上部的过程中，利用安装在专用吊具下部的位置检测元件检测专用吊具相对吨袋的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统；

控制系统接收所述位置信息后对其进行处理，若处理结果表明专用吊具相对吨袋的位置符合预设位置要求时，将专用吊具与吨袋连接。

其中，将专用吊具与吨袋连接包括：

将专用吊具底部的底靴插入在吨袋上部的中心吊孔中；

旋转专用吊具，以便底靴上的导引锁口旋入到吨袋中心吊孔周边的卡柱上，将专用吊具与吨袋连接在一起；

移动专用吊具，以利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中。

其中，专用吊具与吨袋连接后，还包括使吨袋快速定位框体单元的方法，以将吨袋快速安置在框体单元中。

其中，所述吨袋快速定位框体单元包括：

将吨袋吊至框体单元上方并逐渐下放，以便吨袋底部接近框体单元上部；

在吨袋底部接近框体单元上部的过程中，利用安装在吨袋下部的位置检测元件检测吨袋相对框体单元的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统；

控制系统接收所述位置信息后对其进行处理，若处理结果表明吨袋相对框体单元的位置符合预设位置要求时，将吨袋下放到框体单元中。

优选的，所述吨袋包括：由纺织布或无纺布制作而成的袋体；设置在袋体上且沿袋体纵向延伸的纵向加固带；设置在袋体上部的进料口，通过进料口朝袋体内装填所述反应介质；设置在袋体上部中心处以便于专用吊具吊装吨袋的吊装套件；其中，所述横向加固带设置在袋体上且沿袋体横向环绕袋体。

优选的，所述吊装套件包括：安置在袋体上且由其上部中心处插入到袋体内部的中空钢管；与钢管顶部平齐且与钢管外壁固定连接的环状板；固定安装在环状板四周的用于固定连接吨袋的多个吊带卸扣；设置在钢管内壁且位于其上部的卡柱。

其中，所述框体单元为由混凝土、多个横向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的至少侧面封闭的单元，单元内部具有沿水平方向平行布置的多个框格，所述吨袋安置在框格内。

其中，所述多个框体单元沿地下槽孔的长度延伸方向依次安置，通过在左右相邻的两框体单元之间安置的止水装置，将多个框体单元连接形成连续型模块化可渗透反应墙。

或者，所述多个框体单元沿地下槽孔的宽度方向前后安置，通过在前后相邻的两框体单元之间安置的止水装置，将多个框体单元连接形成导门式模块化可渗透反应墙。

或者，所述多个框体单元沿地下槽孔的长度、宽度方向依次安置，通过在相邻的两框体单元之间安置的止水装置，将多个框体单元连接形成大流量导门式模块化可渗透反应墙。

其中，所述外框装置包括用于与所述地下槽孔底部接触的封底框体单元，其为由混凝土、多个横向钢筋、多个纵向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的侧面与底部封闭的框节。

进一步的，所述外框装置还包括用于与所述封底框体单元的上部固定连接的标准框体单元，其为由混凝土、多个横向钢筋、多个纵向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的侧面封闭的框节。

优选的，所述封底框体单元与所述标准框体单元间设有便于两者对接的对位结构。

其中，所述止水装置具有止水固定部和从止水固定部朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部，所述弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面，且止水固定部与两相邻框体单元的第一框体单元的表面固定连接，凸体部末端与两相邻框体单元的第二框体单元的表面紧密接触。

其中，所述止水装置包括由弹性材料制成的一个或多个止水单元。

其中，所述凸体部由其与所述止水固定部的连接处相对止水固定部朝外呈弧形延伸。

其中，所述凸体部包括相对止水固定部朝外呈弧形延伸的第一弧形面和第二弧形面。

优选的，第二弧形面的曲率半径大于第一弧形面的曲率半径。

其中，所述止水装置包括一个止水单元，或者包括同向组合的两个或多于两个的止水单元，或者，包括对向组合的一组或多组止水单元，每组止水单元包括两个止水单元。

其中，所述止水单元凸体部的第一弧形面作为所述迎水面，或者，所述止水单元凸体部的第二弧形面作为所述迎水面。

其中，所述凸体部第一弧形面的靠近止水固定部处设置有止水变形孔。

进一步的，止水变形孔内安置可变形的第一变形元件，以便第一变形元件变形后挤压止水单元，使止水单元过盈安置在相邻两个框体单元之间以阻断过水通道。

其中，所述凸体部第二弧形面的靠近末端处设置有沿其径向朝外突出的尾脊。

其中，对向组合的两个止水单元的第一弧形面之间围成容纳腔。

进一步的，容纳腔内安置可变形的第二变形元件，以便第二变形元件变形后挤压止水单元，使止水单元过盈安置在相邻两个框体单元之间以阻断过水通道。

此外，本发明还提供一种模块化可渗透反应墙的吨袋，其包括：呈袋状且可自变形的袋体，用于安置在模块化可渗透反应墙预制的外框装置的框体单元内，其内部用于盛装可去除地下水中污染物组分的反应介质；设置在袋体外部的横向加固带，用于在袋体安置于框体单元内之后，与框体单元的内表面紧密接触，以便阻断框体单元与袋体之间的过水通道。

与现有技术相比，本发明的实现模块化可渗透反应墙的方法及吨袋有益效果体现在以下方面：

1、本发明方法，利于在透水层较深的地层形成模块化可渗透反应墙，且各装置在水下安置方便、快速，均可反复利用，有效对受污染的地下水进行净化处理。

2、本发明采用预制混凝土制成的外框装置，每一个框体单元为单框格或多框格结构，分为标准框节和底部的封底框节，封底框节采用钢筋混凝土封底；每个框节采用标准设计，均为钢筋混凝土预制结构，在工厂批量预制，可以实现很高的预制质量；框体单元有足够强度，有很强的互换性，能重复使用，成本相对较低；

3、本发明框体单元间通过使用止水装置，可以实现串列、并列和混合排列结构的组合安装，能实现可渗透反应墙的连续式结构和导门式结构，并具有人工制造和控制水力梯度、加快地下水流动的预埋管系统，还可以与抽排和回灌系统相结合，极大提升地下水的处理效率；另外，框体单元可同时装载多种反应介质(可在不同框格内安置不同反应介质)，从而可以对多种污染物进行同时处理。

4、本发明吨袋装载在透水层较深的地层的模块化可渗透反应墙的框体单元内，吨袋容易更换，处理更环保的特点，拓展可渗透反应墙的应用空间，可重复使用，总体使用成本较低，其可以满足根据反应墙渗流特点制作，避免自由渗流通道，可以满足反应墙的特定的渗流需要。

以下，结合各附图对本发明实施例进行描述。

附图说明

图1是本发明实现模块化可渗透反应墙的方法的流程图；

图2是本发明止水装置的第一种结构示意图；

图3是本发明止水装置的第二种结构示意图；

图4是本发明止水装置的第三种结构示意图；

图5是本发明止水装置的第四种结构示意图；

图6是本发明止水装置的第五种结构示意图；

图7是本发明止水装置的第六种结构示意图；

图8是本发明止水装置的第七种结构示意图；

图9是本发明止水装置的第八种结构示意图；

图10是本发明模块化可渗透反应墙实现止水方法采用第一种止水装置时的结构示意图；

图11是本发明模块化可渗透反应墙实现止水方法采用第三种止水装置时的结构示意图；

图12是本发明模块化可渗透反应墙实现止水方法采用第五种止水装置时的结构示意图；

图13是本发明模块化可渗透反应墙实现止水方法采用第八种止水装置时的结构示意图；

图14是本发明外框装置一种结构的横剖视图；

图15是本发明外框装置一种结构的竖剖视图；

图16是本发明外框装置一种结构的纵剖视图；

图17是图16所示结构的局部放大图；

图18是本发明多个框体单元连接形成连续型模块化可渗透反应墙的横剖视图；

图19是本发明多个框体单元连接形成导门式模块化可渗透反应墙的横剖视图；

图20是本发明多个框体单元连接形成大流量导门式模块化可渗透反应墙的横剖视图；

图21是本发明吨袋的第一种结构示意图；

图22是本发明吨袋的第二种结构示意图；

图23是本发明吊具的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明提供的实现模块化可渗透反应墙的方法的流程图，由图可知，该方法包括：

在水下挖掘深度达到不透水层以下的地下槽孔；

在地下槽孔中安置由混凝土预制而成的外框装置，外框装置包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带的多个吨袋分别安置在外框装置的多个框体单元中，吨袋内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

其中，利用吨袋的自变形作用，使吨袋的横向加固带与框体单元的内表面紧密接触，以便阻断框体单元与吨袋之间的过水通道，形成地下水通过预设渗流孔流动的模块化可渗透反应墙。

可渗透反应墙技术是一种利用特定反应介质通过物理、化学及生物降解等方法去除地下水中污染物组份的原位修复处理技术，可渗透反应墙使用的反应介质包括零价铁、沸石和微生物等反应介质材料，通常以散体状回填使用，本发明采用吨袋装填可去除地下水中的污染物组分的介质材料，吊运安装在已经在地下安装好的框体装置内，使受污染的地下水按预设渗流途径(即预设渗流孔)通过，实现反应墙地下水修复功能的发挥，也便于反应介质的充分利用和快速无害化介质处理和更换。

下面，对本发明实现模块化可渗透反应墙的方法进行详细描述。

S01、在水下挖掘深度达到不透水层以下的地下槽孔；

本发明地下槽孔采用特定的聚合物泥浆护壁，应用垂直开挖成槽设备在水下进行开挖，并深入到水下的相对不透水层。

S02、在地下槽孔中安置由混凝土预制而成的外框装置，外框装置包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

地下槽孔开挖完成后，在地下槽孔中下设安装由钢筋混凝土预制形成的外框装置，该外框装置可以包括一层或多层框体单元，每层框体单元都包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元，且各框体单元的结构相同。

其中，框体单元为由混凝土、多个横向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的至少侧面封闭的单元，单元内部具有一个或沿水平方向间隔布置的多个框格，吨袋安置在框格内，设计时，框格可呈方形，也可呈圆形。

安置时，本发明的多个框体单元可沿地下槽孔的长度延伸方向依次安置，并通过在左右相邻的两框体单元之间安置的止水装置100，将多个框体单元连接形成连续型模块化渗透反应墙(如图18所示)；或者，多个框体单元沿地下槽孔的宽度方向前后安置，通过在前后相邻的两框体单元之间安置的止水装置，将多个框体单元连接形成导门式模块化渗透反应墙(如图19所示)；或者，多个框体单元沿地下槽孔的长度、宽度方向依次安置，通过在左右相邻和前后相邻的两框体单元之间安置的止水装置，将多个框体单元连接形成大流量导门式模块化渗透反应墙(如图20所示)。

其中，无论外框装置包括沿地下槽孔深度方向安置的一层还是多层框体单元，外框装置都包括用于与地下槽孔底部接触的封底框体单元400a(数量可为一个或多个)，即沿地下槽孔深度方向位于最下方的一层框体单元均为封底框体单元，该层框体单元中的每个封底框体单元400a为由混凝土、多个横向钢筋、多个纵向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的侧面与底部封闭的框节(参见图14-图16)。

若外框装置包括两层框体单元，则外框装置还包括用于与对应封底框体单元的上部固定连接的标准框体单元400b，即沿地下槽孔深度方向由下至上的第二层框体单元均为标准框体单元400b，且标准框体单元400b为由混凝土、多个横向钢筋、多个纵向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的侧面封闭的框节。

若外框装置包括三层或三层以上的框体单元，则沿地下槽孔深度方向由下至上的第三层及以上的框体单元均采用上述标准框体单元400b。

由于每层框体单元的多个框体单元均在水下安置，在水下操作无法对每层框体单元进行精准定位，因此，在安装这些框体单元时，相邻的框体单元之间会存在较大间隙，这就需要对相邻框体单元进行处理以防止污染水体从两者之间的间隙流出，为了实现上述目的，本发明在每层框体单元相邻框体单元间安置一种特殊结构的止水装置，从而实现地下水反应墙相邻框体单元间的止水。

其中，本发明止水装置具有止水固定部和从止水固定部朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部，弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面，且止水固定部与两相邻框体单元的第一框体单元的表面固定连接，凸体部末端与两相邻框体单元的第二框体单元的表面紧密接触。设计时，根据框体单元的长度和宽度情况，止水装置可以包括一个或多个止水单元，且止水单元均由弹性材料制成。

每层框体单元和该层框体单元之间的止水装置形成模块化可滲透反应墙的一层反应墙框体，通过这种方法形成反应墙框体，可实现复杂地层条件或较深部位地下水渗透反应墙的构建，且避免现有技术难以在上述情况下安装渗透反应墙的缺点。

下面，以外框装置包括两层框体单元为例，详细描述本发明外框装置的结构及利用其形成反应墙框体的方法。

本发明反应墙用外框装置的框体单元主要包括单框格或多框格结构的标准框体单元和封底框体单元，这些框体单元是考虑受力状态按标准设计的钢筋混凝土结构，即，封底框体单元400a为由混凝土、多个横向钢筋402、多个纵向钢筋401、多个竖向钢筋和钢筋网浇注形成的侧面与底部封闭的框节(即，框节底部封底411，以下简称封底框节)，标准框体单元400b为由混凝土、多个横向钢筋、多个纵向钢筋、多个竖向钢筋和钢筋网浇注形成的侧面封闭的框节(以下简称标准框节)。为便于标准框节和封底框节上下对接时快速定位，在标准框节和封底框节之间设置有对位结构，该对位结构可以采用设置在相邻两个框节之间的凸凹对位结构，如设置在封底框节顶端的凹槽409、设置在标准框节底端的凸台410，或者，将上述凸台设置在相邻框节中位于下方的框节的顶端，将上述凹槽设置在相邻框节中位于上方的框节底端。

标准框节和封底框节的叠放连接，采用高强螺栓连接，因此，浇注框节时，在标准框节和封底框节的对应转角或交叉部位外侧设有便于高强螺栓连接操作的操作空腔406和预留螺栓孔405(参见图16、图17)，操作空腔406和预留螺栓孔405的开口分别设置在两对接框节的对接面上，且预留螺栓孔405位于操作空腔406内，以便于通过高强螺栓将标准框节和封底框节上下对接。设计时，预留螺栓孔的孔径不小于25mm,位置在标准框节和封底框节对应处外侧钢筋的内侧，框节上设置预留螺栓孔405部位可以增加布设加固筋，操作空腔406的厚度不超过框节厚度的三分之二，宽度和厚度要满足高强螺栓紧固的目的。

各框节顶部四周或中部外侧可布置吊装框节和槽孔口固定框节用的多个吊环412，吊环412与框节的竖向受力筋焊接在一起。设计时，吊环412的尺寸和结构需考虑不影响后期框节的安装，吊环412需要满足同时吊装和侧向固定框节的需要。

此外，在各框节上还可沿框节的高度方向在框节的侧壁上预埋多个PVC管以形成检测孔407、沿框节的宽度和/或长度方向在框节的各侧壁上预埋多个PVC管以形成供地下水流入框节内和流出框节外的预留渗流孔408。预制各框节时，各框节的渗流上游侧(即迎水一侧)和下游侧(即背水一侧)均设有水平向的渗流孔408和竖向的检测孔407，通过在钢筋绑扎时固定PVC管路，其中的用于形成检测孔的检测管可以通过变径和四通连接成一体，检测管内径32mm-65mm，渗流孔用的管材的内径不大于32mm；检测孔在框节顶部的预埋管需要比布设标准管径大一级以上的变径管，便于上下框节叠放对接时平衡误差，使检测管内部对接顺畅。

框节相对渗流上下游侧的左、右、内、外侧可根据需要预留用于止水装置安装固定的预埋件403、404，预埋件可为铁板，贴合在框节的内侧壁和外侧壁并浇注形成一体，以用于框节下设时在框节内或外安装布置专用止水装置，实现反应墙渗流导向和相邻框体之间的组合封闭渗流通道目的。设计时，在框节内部安装止水装置的上游侧，需要预留止水操作孔，便于安装下设时铺设、粘接固定止水装置。

制造时，封底框节与标准框节，需有相同的外形结构，唯一不同的是，封底框节底部采用钢筋混凝土进行了封底，钢筋网跟框节的侧向钢筋网连接，浇筑成一个整体，厚度不超过框节侧向厚度。

其中，本发明采用止水装置实现相邻框体单元间的止水包括：

在用于对地下的污染水体进行处理的模块化可渗透反应墙中相邻的第一框体单元与第二框体单元之间安置止水装置，止水装置具有止水固定部和从止水固定部朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部；

安置止水装置时，以止水装置的弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面(即水位较高的一面)，并将止水装置的止水固定部与第一框体单元的表面固定连接，使止水装置的凸体部末端与第二框体单元的表面紧密接触；

其中，当污染水体朝着两个框体单元之间的间隙流动时，污染水体施加作用力于止水装置的弧形面，使止水装置的凸体部末端紧贴第二框体单元的表面，以通过止水装置阻断相邻两个框体单元之间的过水通道，避免污染水体经由过水通道流出。

根据外框装置可形成的如图18-图20所示的模块化反应墙的结构，本发明在左右和/或前后相邻的两个框体单元之间的间隙(该间隙为两个框体单元之间的可供地下水自由流过的通道，即，过水通道)内都安置有止水装置，这些止水装置具有相同的结构，具有止水固定部和起始端与止水固定部连接且末端相对止水固定部朝外倾斜延伸的凸体部，且止水固定部与相邻框体单元中的第一框体单元固定连接，凸体部与相邻框体单元中的第二框体单元紧密接触，凸体部的弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面，这样，当污染水体流向两个框体单元之间间隙时，会首先与弧形面接触，污染水体会对弧形面施加一定的推动作用力，在该作用力的作用下，止水装置的凸体部末端会紧贴在第二框体单元的表面，从而通过止水装置将相邻两个框体单元之间的过水通道完全阻断，进而避免污染水体经由过水通道流出、对地下水反应墙的下游造成污染。

其中，本发明止水装置可以包括一个或多个止水单元，所述止水单元包括：其一表面用于与第一框体单元的表面固定连接的止水固定部；与止水固定部另一表面连接的从止水固定部朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部，其末端与所述相邻两个框体单元中的第二框体单元的表面紧密接触。其中，将止水单元安置在相邻的两个框体单元之间时，以止水单元的弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面；其中，当污染水体朝着两个框体单元之间的间隙流动时，污染水体施加作用力于止水单元的弧形面，使止水单元的凸体部末端紧贴第二框体单元的表面，以通过止水单元阻断相邻两个框体单元之间的过水通道，避免污染水体经由过水通道流出。需要说明的是，上述的第一框体单元和第二框体单元的位置可以互换。

制作时，采用弹性材料制成止水单元，止水单元的凸体部由其与止水固定部的连接处相对止水固定部朝外呈弧形延伸。凸体部包括相对止水固定部朝外呈弧形延伸的第一弧形面和第二弧形面，且第二弧形面的曲率半径大于第一弧形面的曲率半径，两个弧形面在凸体部的末端通过连接面连接在一起，即，凸体部的宽度由其与止水固定部的连接处朝其末端逐渐缩窄。

设置时，止水装置可以包括一个止水单元；或者，包括同向组合的两个或多于两个的止水单元；或者，包括对向组合的一组或多组止水单元，每组止水单元包括两个止水单元。并且，在将止水单元安置在相邻两个框体单元间时，止水单元凸体部的第一弧形面可以作为迎水面，或者，止水单元凸体部的第二弧形面也可以作为迎水面。

进一步的，凸体部第一弧形面的靠近起始端处可以设置止水变形孔，止水变形孔内安置可变形的第一变形元件，以便第一变形元件变形后挤压止水单元，使止水单元过盈安置在相邻两个框体单元之间以阻断过水通道。更进一步的，在凸体部第二弧形面的靠近末端处设置有沿其径向朝外突出的尾脊。

当采用对向组合的两个止水单元形成止水装置时，两个止水单元的第一弧形面相对并在两者之间围成容纳腔，优选的，在容纳腔内安置可变形的第二变形元件，以便第二变形元件变形后挤压止水单元，使止水单元过盈安置在相邻两个框体单元之间以阻断过水通道。

其中，本发明采用的止水装置的结构可分别如下所述。

如图10所示，为将第一种结构的止水装置100安装在相邻框体单元之间后的俯视图，由图可知，该结构止水装置100包括一个止水单元10，该止水单元10安置在两个相邻的框体单元之间(图10中仅示出两个框体单元，实际应用时，可包括多个框体单元，而每两个相邻框体单元之间均安置本实施例的止水单元10)，其中，框体单元可预制的混凝土结构。

其中，止水单元10采用弹性材料制成，如三元乙丙橡胶制作而成，使得止水单元10具有良好的弹性，在一定范围内可以自适应地下水反应墙相邻框体单元之间的间隙，起到良好的堵断污染水体流动的作用，另外，三元乙丙橡胶具有良好的耐油污，耐腐蚀和化学稳定性，应用在框体单元之间，可以确保不受污染水体的浸蚀而失效。

本发明止水单元10可以采用如图2所示的结构，包括：其一表面用于与地下水反应墙中相邻两个框体单元中的第一框体单元200的表面固定连接的止水固定部3；与止水固定部3另一表面连接的相对止水固定部3朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部，其末端与相邻两个框体单元中的第二框体单元300的表面紧密接触。

具体的，如图2所示，止水单元10的止水固定部3呈长条形，其一表面为平面、与第一框体单元200的表面固定连接，连接时，可通过螺栓、固定压板(可参见图6中固定压板8和螺栓9，图6中仅示出两个止水单元连接处的固定压板，应理解，固定压板长度应与本实施例止水固定部两端尺寸相适配)将止水固定部3固定在第一框体单元200的表面(该表面通过预埋浇注有上述外侧止水固定件)，相应的，在止水固定部3的两端分别设置贯穿厚度的通孔作为固定孔4，并在第一框体单元200表面的对应位置处设置匹配的沉孔或通孔(图中未示出)。或者，连接时，可以采用在止水固定部3的所述一表面上涂覆粘胶层(可参见图5中粘胶层6)以将止水固定部3粘在第一框体单元200的光滑表面上，从而使两者粘在一起，应用时，可采用现有技术的可防水且耐腐蚀的专用粘胶。或者，还可以将上述粘胶和钻孔压板固定的方式结合的方式，从而将两者牢牢固定在一起。将止水固定部3固定在第一框体单元200的表面时，要确保止水固定部3与第一框体单元200的表面固定牢固，而且固定的表面间没有渗透通道。

而止水固定部3的另一表面也为平面，与凸体部的起始端固定连接为一体，该凸体部由其与止水固定部3的连接处相对止水固定部3朝外倾斜并呈弧形延伸，也就是说，该凸体部包括相对止水固定部3朝外呈弧形延伸的第一弧形面a和第二弧形面b，且第二弧形面b的曲率半径大于第一弧形面a的曲率半径，第一弧形面a、第二弧形面b的末端(末端是指远离止水固定部的一端)通过连接面1连接在一起，即，凸体部的宽度由其与止水固定部的连接处朝其末端逐渐缩窄(参见图2)，且第二弧形面b与连接面1的连接处为凸体部的末端，即，第二弧形面b的末端即可看作凸体部的末端。

制作时，连接面1可与止水固定部3的所述另一表面垂直，也可相对另一表面倾斜设置，而第一弧形面a的起始端与止水固定部3所述另一表面的靠近一端处连接在一起，使第二弧形面b的起始端与止水固定部3所述另一表面的靠近另一端处连接在一起，且第一弧形面a的圆心Oa、第二弧形面b的圆心Ob位于第一弧形面a的一侧，从而使凸体部与止水固定部形成内弧形的结构。并且，止水单元10的长度与尺寸等于或略小于两相邻框体单元之间的间隙(间隙即为过水通道的长度尺寸)，也就是说，止水单元止水固定部的用于连接第一框体单元的表面与凸体部末端之间的长度尺寸可以等于或略小于过水通道的长度尺寸。此外，在制作时，止水单元10的高度应与相邻框体单元的高度相当，以在高度上完全阻挡两相邻框体单元间的污染水体。

在将止水单元10安置在相邻的两个框体单元之间时，以止水单元的第一弧形面a作为迎接污染水体来流的迎水面(参见图10所示)，当污染水体朝着两个框体单元之间的间隙流动时，由于凸体部与止水固定部形成内弧形的结构，且止水单元10具有弹性，使得污染水体施加作用力于第一弧形面a时，可使止水单元10产生变形，让凸体部末端紧贴第二框体单元300的表面，从而通过该止水单元即可阻断相邻两个框体单元之间的过水通道，避免污染水体经由过水通道流出，进而避免对下游地下水的污染。

本发明止水装置用的止水单元采用三元乙丙橡胶制作，具有止水固定部和向一侧倾斜呈弧形延伸的凸体部，这一特殊的形状和结构使得止水装置具很好的弹性变形能力，适应相邻框体单元间的较大孔隙，凸体部的尾尖(末端及靠近末端处)在受压状态下，可自适应地成为框体单元的止水点，提高止水效果。

或者，本发明止水装置100采用的止水单元还可以采用如图3所示的结构，其在上述止水单元结构的基础上，还包括第三弧形面c和尾脊2，凸体部的第一弧形面和第三弧形面作为迎水面，将其安置在相邻两框体单元间时，与上述止水装置的安置方式相同。下面，对图3所示结构的止水单元与图2所示结构不同之处进行详细说明。

由于止水单元凸体部的第一弧形面a作为迎水面时，流来的污染水体会对止水单元形成较大的冲击力，为了防止第一弧形面a与止水固定部3之间的连接处因产生应力集中而损坏，本结构止水单元在第一弧形面a与止水固定部3之间还设置第三弧形面c，通过第三弧形面可以增加凸体部与止水固定部3之间的连接强度，并使得两者之间形成顺滑连接。

具体的，第三弧形面c的起始端与在止水固定部3所述另一表面的靠近一端处连接在一起，第三弧形面c的末端与第一弧形面a的起始端连接在一起，第二弧形面b的起始端与止水固定部3所述另一表面的靠近另一端处连接在一起，且第二弧形面b的曲率半径大于第一弧形面a的曲率半径，第三弧形面c的曲率半径小于第一弧形面a的曲率半径，第三弧形面c的圆心Oc、第一弧形面a的圆心Oa、第二弧形面b的圆心Ob位于第一弧形面a的一侧。这样，凸体部与止水固定部连接处的宽度大于由第一弧形面直接与止水固定部连接时连接处的宽度，污染水体冲击凸体部时，第一弧形面和第三弧形面共同作为迎水面，对污染水体起到一定缓冲作用，且止水效果更好。

而为了进一步提高止水单元的止水效果，本结构止水单元还在凸体部第二弧形面b的靠近末端处设置有沿第二弧形面b径向朝外(朝外指背离第一弧形面方向)突出的尾脊2。该尾脊2可采用如图3所示的弧形，设计时，可根据情况确定尾脊2的半径。采用在凸体部靠近末端处设置尾脊2的结构，在止水装置适应结框体单元间较大间隙的情况下，凸体部尾脊2和尾尖在受污染水体压力的状态下，能够自适应地成为各自的止水点，即，在污染水体的冲击作用下，止水单元变形，使得凸体部的尾尖紧贴住第二框体单元，形成止水单元对相邻框体单元间的第一重止水作用点，而尾脊2的外边缘也可紧贴住第二框体单元，形成止水单元对相邻框体单元间的第二重止水作用点，双重止水作用可有效防止污染水体从相邻框体单元间渗漏出去。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图4所示的结构，其结构与图3的结构基本相同，而不同之处在于，该结构的止水单元还具有止水变形孔5。

如图4所示，在止水单元凸体部第一弧形面a的靠近止水固定部3处设置有止水变形孔5，优选的，该止水变形孔5设置在第一弧形面a和第三弧形面c的交接处，为开口设置在上述两个弧形面上且朝着第二弧形面方向凹进的圆孔。

在将止水单元安置在相邻框体单元之间时(参见图11)，设置止水变形孔5的第一弧形面a和第三弧形面c作为迎水面，当污染水体冲击这两个弧形面时，止水变形孔可以适当变形，使弧形面具有一定的自适应能力，即，使止水单元具有一定的自适应能力，使得止水单元可以更好适应两个相邻框体单元之间的间隙，防止两相邻框体单元间存在渗透通道。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图5所示的结构，其结构与图4的结构基本相同，不同之处在于，止水单元在止水变形孔5内安置有可以变形的第一变形元件7。

如图5所示，第一变形元件7采用呈圆形的元件，制作时，元件的外径等于或略小于止水变形孔5的直径。其中，元件由可在一定程度内膨胀变形的材料制成，如橡胶制成，可为吸水后缓膨胀的膨胀条，也可为压水膨胀小胶管。当采用压水膨胀小胶管时，在相邻框体单元如混凝土结构之间安装完成压水膨胀小胶管后，通过压力泵向一端开口的胶管内压水，使胶管膨胀至大于止水变形孔5的尺寸而压紧止水单元，到膨胀至预设程度后封闭胶管的开口，使膨胀后的胶管始终对止水单元施加压力，从而可以使止水单元实现更高水头或稳定性的止水功能。

其中，在将图5的止水单元安装到相邻框体单元如相邻的混凝土结构之间后，安装到止水单元的止水变形孔内的第一变形元件7并不会影响止水单元的止水功能，但在止水后期，即，污染水体冲击止水单元一定时间后，第一变形元件7能对止水单元提供额外的膨胀扩张和挤压力，可以提供止水单元更好的止水功能，杜绝两相邻框体单元间存在渗透通道。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图6所示的结构，其包括两个止水单元，且两个止水单元同向组合在一起。实施时，可采用上述图4止水单元的结构。

具体的，将图4中的带有止水变形孔的两个结构完全相同的止水单元的止水固定部首尾相接(首，是指止水固定部靠近第三弧形面的一端；尾，是指止水固定部靠近第二弧形面的一端)，即，第一个止水固定部的尾端与第二个止水固定部的首端相抵，且两个止水固定部的所述一表面在同一平面，且两个止水单元凸体部第一弧形面、第三弧形面相互平行安置，使得第一个止水单元的第一弧形面、第三弧形面可以作为主要迎水面，第二个止水单元的第一弧形面、第三弧形面作为辅助迎水面。这样，通过两个止水单元的双重止水作用，可以更加有效地防止两个相邻框体单元间存在渗透通道。

组装时，两个止水单元的首尾连接面可以采用45度斜切口，即第一个止水单元的尾端和第二个止水单元的首端分别采用45度斜切口，并采用专用强力胶水粘接压合连接，保持连接口平顺对接，使得连接面之间接触面积增大，连接更可靠。当然，连接面间也可以采用平齐切口。

在将组装好的止水装置100安置在相邻框体单元之间时，如图12所示，将两个止水单元的止水固定部的所述一表面与第一框体单元200的光滑表面相接触，且两个止水单元的凸体部朝着第二框体单元300的方向延伸。然后，根据需要等级，利用固定压板等材料，把组装好的止水装置在现场的相邻框体单元如混凝土结构面上采用粘胶或/和钻孔压板固定。相比实施3的固定压板，本实施例两个止水单元相抵处使用的固定压板可以为长度稍长的压板，即，该压板可以同时盖在两个止水单元连接的位置，再通过一对螺栓将两个止水单元分别固定在第一框体单元200上。

当有污染水体流向相邻框体单元的间隙时，会先与止水装置中的第一个止水单元的迎水面接触，使得止水单元自适应变形，通过尾尖和尾脊与第二框体单元紧密接触以起到止水作用。而当污染水体流速很大或者其它原因而越过第一个止水单元后，第二个止水单元在水体的冲击下会产生自适应变形，通过尾尖和尾脊与第二框体单元紧密接触，从而起到第二重的止水作用。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图7所示的结构，其与图6相同，也采用两个止水单元，且两个止水单元同向组合在一起。而其与图6不同的是，其在每个止水单元的止水变形孔5内均安置有第一变形元件7，即，可以理解为，采用图5中的两个止水单元，再利用图6的组合方式将两个止水单元组装在一起形成止水装置。该结构止水装置的止水原理可参见上述的原理，且第一变形元件7采用上述图6中的元件，在此不对上述内容再进行描述。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图8所示的结构，由图可知，其由两个止水单元对向组合在一起，实施时，可采用图4中止水单元的结构。

具体的，将图4中的带有止水变形孔的两个结构完全相同的止水单元的止水固定部尾尾相接(尾，是指止水单元止水固定部靠近第二弧形面的一端)，即，第一个止水固定部的尾端与第二个止水固定部的尾端相抵，且两个止水固定部的所述一表面在同一平面，两个止水单元凸体部第一弧形面、第三弧形面相对安置，使得第一个止水单元的第二弧形面可以作为主要迎水面，第二个止水单元的第一弧形面、第三弧形面作为辅助迎水面。

将该结构的止水装置安置在相邻两框体单元之间时，使两个止水单元的所述一表面通过上述方式固定在第一框体单元的光滑表面，使两个止水单元的凸体部朝着第二框体单元的方向延伸且尾尖与第二框体单元的光滑表面接触，且第一个止水单元的第二弧形面迎着水流的方向。并且，在对向组合的两个止水单元形成止水装置时，两个止水单元第一弧形面、第三弧形面相对并在两对弧形面之间可围成容纳腔。

而组装两个止水单元时，两个止水单元的尾尾连接面可以采用45度斜切口，即第一个止水单元的尾端和第二个止水单元的尾端分别采用45度斜切口，并采用专用强力胶水粘接压合连接，保持连接口平顺对接，使得连接面之间接触面积增大，连接更可靠。当然，连接面间也可以采用平齐切口。

当污染水体作用于第一个止水单元的第二弧形面时，第一止水单元尾尖会在水体作用力下下移并紧贴第二框体单元的表面，并使尾脊紧贴第二框体单元表面。当污染水体流速很大或者其它原因而越过第一个止水单元后，会进入到第一个止水单元与第二个止水单元围成的容纳腔内，则在水体的作用力下两个止水单元的两个凸体部相对朝外膨胀，尾尖、尾脊均会紧贴在第二框体单元表面。这样，通过对向安置的两个止水单元，可以更好适应相邻框体单元间的间隙，起到双重止水作用，能够实现更高水压或稳定性的止水功能，更加有效地防止两个相邻框体单元间存在渗透通道。

或者，本发明止水装置100用止水单元还可以采用如图9所示的结构，由图可知，其结构与图8的基本相同，不同之处在于，本结构在两个止水单元围成的容纳腔内安置有可变形的第二变形元件9。

其中，两个止水单元围成的容纳腔近似半圆形，相应的，第二变形元件9也采用近半圆形，但第二变形元件9的外形尺寸等于或略小于容纳腔的尺寸。制作时，第二变形元件9由可在一定程度内吸水膨胀变形的材料制成，如橡胶制成的压水膨胀胶管，或吸水缓膨胀(如见水后4-8小时膨胀)的胶条。同样，采用压水膨胀胶管时，在相邻框体单元如混凝土结构之间安装完成第二变形元件9后，通过压力泵向一端开口的胶管内压水，使胶管膨胀至大于容纳腔的尺寸而压紧两个止水单元，到预设程度后封闭胶管的开口，使膨胀后的胶管始终对两个止水单元施加主动压力，从而可以使两个止水单元实现更高水头或稳定性的止水功能，进一步阻断过水通道，极大提升止水效果和长期稳定性。

将本实施例的止水装置安置在相邻框体单元间时，使两个止水单元的所述一表面通过上述方式固定在第一框体单元的光滑表面，使两个止水单元的凸体部朝着第二框体单元的方向延伸且尾尖与第二框体单元的光滑表面接触(可参见图13)，且第一个止水单元的第二弧形面迎着水流的方向。并且，在两个止水单元的两对弧形面之间所围成的容纳腔内安置第二变形元件9。

在实际应用时，可以本结构的具有两个止水单元的止水装置为一组，在相邻框体单元间安置多组止水装置。

本发明止水单元采用三元乙丙橡胶，在专门工厂采用三元乙丙橡胶(EPDM)采用硫化工艺一次成型，表面光洁美观，具有良好的弹性和抗压缩变形，耐气候老化、耐臭氧、耐化学稳定性等优异性能。

应用时，把工厂加工好的止水单元，运到施工现场，根据需要等级，准备固定压板、缓膨胀条、压力膨胀管等材料，把组合好的止水装置在现场相邻的两个混凝土结构面中一个上采用粘胶或/和钻孔压板固定；在固定止水装置的过程中，根据工况确定出止水装置的使用数量，在将多组止水装置依次连接填充在两混凝土结构之间后，需要连接相邻两组止水装置，则对接的止水单元的连接面采用45度斜切口，现场采用专用强力胶水粘接压合连接，保持连接口平顺对接。此外，采用多组止水装置的结构时，相邻止水装置的止水单元的连接缝可相互错开30公分以上为宜。相邻两个预制混凝土结构安装精度，必须满足本实施例止水装置的适用间隙范围，安装验收后，若变形元件采用压力膨胀胶管，则使压力膨胀管充满水以对止水单元进行加压并且稳定保持压力，使得止水装置满足需要的止水功能；若止水装置的变形元件带有压力膨胀胶管的情况，可以观测胶管内压力变化，验证止水装置工作状态，也可通过水下摄像等进行检测，通过调整相邻预制混凝土结构位置，确保止水装置处于正常的状态。

此外，本发明止水装置100还可以在图9的基础上，在每个止水单元的止水变形孔5内还安置上述的第一变形元件7(图中未示出)。

需要说明的是，本发明止水装置，可根据实际情况，对上述各结构的止水单元进行组合。

本发明止水装置国内外未见先例，可以用于地下预制混凝土制成的框体单元之间的止水，具有以下优点：

1、本发明止水装置的止水单元采用三元乙丙橡胶制作而成，结构上包括止水固定部和向一侧倾斜凸起的凸体部，凸体部断面的尾部有尾脊和尾尖，凸体部与止水固定部的内侧面呈内弧形结构，这一特殊的形状和结构使得本发明的止水装置具较好的弹性变形能力，适应相邻结框体单元间的较大孔隙，尾脊和尾尖在受压状态下，自适应地成为各自止水点。尤其在凸体部的靠近止水固定部处还设有一个带开口的圆孔，即，止水变形孔，可进一步使止水装置实现上述功能。

2、根据使用工况，可以采用一个止水单元，也可以采用两个止水单元组合的结构，还可以采用以两个止水单元为一个组合形成一组、而采用多组的结构，并且，也可以在止水单元上增加缓膨胀型止水条或压力膨胀胶管，从而可以实现多重组合形式，进而可以达到双重或三重以上的止水功能。

3、本发明止水装置止水单元中的缓膨胀型止水条或和压水膨胀胶管，在安装时不影响止水单元的功能，但后期能提供额外的膨胀扩张和挤压力，可以实现较高的止水能力和长期稳定性。

4、本发明止水装置中的各元件均为弹性结构，与预制混凝土形成的框体单元可以直线或曲线布置，只要框体单元是结构面接触，间隙小于止水单元的作用范围，就不能影响止水效果。

5、本发明止水装置中的止水单元，止水固定部可以通过专用胶粘贴或压条螺栓固定在相邻两混凝土框体单元中的一个框体单元的侧面上，而凸体部紧密接触另一个框体单元的表面，使得整个安装工序简单，可操作性强。

下面，对应用上述止水装置及框体单元形成反应墙框体的过程进行描述。

(1)各框体单元的预制加工：根据框体单元埋设深度进行受力计算，设计出所需框体单元，然后根据渗透反应墙的功能需要计算选择，渗流能力，框格数量和布局安排，进而确定框体单元规格数量和渗流孔的布局；根据框格要求设计定型模板，在预制场进行预制模板位置定位，钢筋网片加工，和预留各管路和预埋件的固定安装，模板的安装固定，混凝土浇筑，框体单元养护，堆放待用。

(2)框体单元安装流程：

框体单元安装准备：将用于反应墙的第一框节(即封底框节)，吊运固定在槽孔上，固定或粘接所需的内部止水装置和/或外部止水装置，在顶部铺设橡胶止水带或涂抹密封胶以实现上下两框节间的凸凹台密封，在渗流孔区域外侧铺设或粘贴反滤土工布或压条以覆盖渗透区，准备高强度连接螺栓；

框体安装对接：将第二节框节(即标准框节)吊装叠放到上一节(即封底框节)上，确保PVC预埋管形成的检测孔对接无堵塞；继续在第二节框节上铺设内、外止水装置，紧固高强度螺栓，实现上下两节的对接；

框体安装下设：对接完成后，开始起吊框节少许，移开孔口固定上一节的装置，下设两框节到合适的位置，在槽孔口固定位于上部的框节(即第二节框节)，继续对接下一框节，如此循环直到安装下设完成整个框体单元；

框体下设完成：根据反应墙的结构，将多个框体单元在槽孔内按上下和/或左右和/或前后的次序依次顺序安置，并在相邻框体单元间安置止水装置，直到框体单元全部安装完成，安装过程中，相邻框节间的止水装置需要保护措施确保其功能生效；

回填裂解泥浆：对位于外侧的框体单元(如图18中的框体单元200)与槽壁500之间的空间，回填颗粒状碎石或粗砂回填充满，进一步的，还可在两者之间使用现有技术的止水模块600，然后利用预埋的管路，对框格内部空间，进行压力水循环(即，从检测孔向渗流孔供水，利用循环泵抽出水，使框格内部实现水循环)，添加合适外加剂，调整框体内聚合物泥浆(泥浆为挖掘槽孔过程中形成的泥浆)的PH值，实现聚合物泥浆的分解，以确保框体单元所在地层的渗透性能得到恢复，即，水流可以正常流动。

完成上述反应墙框体单元的安装和周边地下水的封堵导流措施后，就可以在框体单元内安置带有用于对地下的污染水体进行处理的反应介质的吨袋。

S03、利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带的多个吨袋分别安置在外框装置的多个框体单元中，吨袋内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质。

在上述地下槽孔内通过外框装置和止水装置形成一层框体或多层框体的过程中，利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带、内部装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质的吨袋逐一安置在框体单元的框格中。

其中，本发明用于装载反应介质的吨袋700可以采用如图21、图22所示的结构，即，吨袋可采用呈方形的吨袋，或者，吨袋可采用呈圆形的吨袋，相应的，框体单元框格的内部形状与吨袋形状适配，且尺寸也适配。本发明的吨袋700包括：呈袋状且可自变形的袋体711，袋体呈方形或圆形，由纺织布或无纺布制作而成，安置在上述外框装置框体单元的框格内，其内部盛装可去除地下水中污染物组分的反应介质；设置在袋体711外部的横向加固带713，沿袋体711横向环绕袋体，用于在袋体711安置于框体单元内之后，与框体单元的内表面紧密接触，以便阻断框体单元与袋体之间的过水通道。

进一步的，本发明吨袋700还包括：设置在袋体711上且沿袋体711纵向延伸的纵向加固带712；设置在袋体711上部的进料口715，通过进料口715朝袋体内装填反应介质；设置在袋体上部中心处以便于专用吊具吊装吨袋的吊装套件。

而吊装套件包括：安置在袋体711上且由其上部中心处(即进料口715)插入到袋体711内部的中空厚壁的钢管702；与钢管702顶部平齐且与钢管702外壁固定连接的环状板701，可由钢板制成；固定安装在环状板701四周的用于固定连接吨袋的多个吊带卸扣705；设置在钢管702内壁且位于其上部的卡柱703。

进一步的，本发明还包括用于使专用吊具快速定位以便连接吨袋的组件，该组件包括：安置在专用吊具下部的位置检测元件、安装在吨袋上部的用于与位置检测元件配用的信号发射元件。在专用吊具下放过程中，当其上的位置检测元件碰到或接收到吨袋上的信号发射元件时，可将相关信号发送给控制系统，以通过控制系统判断是否可将专用吊具与吨袋连接在一起。

更进一步的，本发明还包括用于使吨袋与框体单元的框格快速定位的组件，该组件包括：安置在吨袋下部的位置检测元件、安装在框体单元对应框格上部的用于与位置检测元件配用的信号发射元件。在吨袋下放过程中，吨袋上的位置检测元件碰到或接收到吨袋上的信号发射元件时，可将相关信号发送给控制系统，以通过控制系统判断是否可将吨袋下放到对应框格内。

具体的，本发明吨袋包括袋体711、纵向加固带712、带橡胶层的横向加固带713、吨袋吊装带714、顶部的进料口715以及顶部的专用吊装套件构成。

其中，吨袋袋体711采用耐腐蚀、长寿命的高密度聚乙烯HDPE编织布或无纺布制作而成，可为长方形(如图21所示)，也可为圆柱形(如图22所示)也可采用现有合适的吨袋产品改装而成，袋体加工时考虑渗流要求，顶部和底部可以采用渗透特性不同编织布或无纺布制作。

袋体加固带分为纵向加固带712和横向加固带713两种，考虑强度可以在加固带内植入钢丝，其中横向加固带713外表面加工有防渗橡胶层，用于与光滑面(即框体单元框格的内表面)接触后，堵断自由渗流通道。即，应用时，袋体内装散粒的反应介质，使得袋体本身会根据空间形状、在自身重量下填满空间(即框格内部空间)，而横向加固带处于袋子的最外侧，因此，横向加固带会自然接触框格的内表面，堵断吨袋与框格间的自由渗流通道。设计时，可在袋体711外周上下布置两道或两道以上互相平行的横向加固带713，在袋体711上沿纵向(即袋体高度方向)布置多对纵向加固带712,每对纵向加固带712包括两个邻近的纵向加固带712。

在袋体711上表面还设置多个吨袋吊装带714，每个吨袋吊装带714两端与袋体711上的一对纵向加固带712连接成整体，且每个吨袋吊装带714的上部绕过吊装套件的一个吊带卸扣705以与吊装套件连接在一起，在吊带卸扣705连接部位，可设置增强防护护套保护，即，在吊带卸扣705安装位置的20cm长度范围内将多层纤维布与吊装带714重叠或围合缝制而成，吊装带714要有符合标准的安全系数。

在袋体711顶部中心设有进料口715，用于在工厂内装入反应介质，完整装料后，并便于安装固定专用吊装套件。

本发明专用吊装套件由环状板701、设置在吨袋中心的厚壁的钢管702、吊带卸扣705、吊装的卡柱703和接近传感器定位块704等构成。其中环状钢板与中心厚壁钢管顶部齐平焊接，四个吊带卸扣焊接固定在环状钢板四周，用于固定连接袋体的吊装带，在环状钢板靠近厚壁钢管附近，对称固定有两个接近传感器驻点即传感器定位块，用于辅助水下专用吊具快速定位。中心厚壁钢管的上部均布的四个卡柱，系专用吊具的吊点，卡柱可采用圆形的短圆钢柱(简称短柱)，四个短柱对称焊在厚壁钢管的内壁上，焊接时，四个短柱的轴线垂直于钢管，且四个轴线在一个平面上。在厚壁钢管上部预设渗流孔，置入袋体进料口，并可延伸到袋体的底部并与袋体连接固定在一起。连接时，可采用现有技术的方式，如粘贴。

本发明吨袋700采用水下专用吊具吊装，专用吊具可采用如图23所示的结构，包括：吊具主杆723，为圆柱体；设置在吊具主杆723底部的吊具底靴721,为与吊具主杆723底部固定连接在一起的圆柱体；开设在吊具底靴721外壁且沿其周向均布的多个导引锁口722,为由吊具底靴721底部朝上呈螺旋形延伸的开口；设置在吊具底靴721上的接近传感器725,用于与吨袋上的接近传感器定位块配合使用，在接近传感器725靠近接近传感器定位块时触发并向控制系统发送信号；设置在吊具主杆723顶部中心位置处的吊具连接环724，用于连接起吊备；以及设置在吊具主杆和/或吊具底靴721上的传感器电缆726。本发明的专用吊具，可以通过地上信号仪器在接近传感器的辅助下，快速定位水下吨袋的吊装卡柱位置，而特别设计的导引锁扣，方便导入吨袋上的卡柱，实现吨袋水下吊起。

本发明吊装套件与吨袋的袋体通过吊装带装配在一起，水下专用吊具通过吊装套件连接实现吨袋吊装，水下专用吊具通过其底部吊具底靴上的导引靴口和吨袋上的卡柱实现卡接，实现吨袋的吊入和吊出。而水下专用吊具上部可与吊车通过钢丝绳套实现连接。

本发明专用吊装套件和水下专用吊具均需要根据特定环境做镀锌或其他合适防腐处理。

其中，在利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中时，包括使专用吊具快速定位与连接吨袋的方法，该方法包括：

将专用吊具吊至吨袋上方并逐渐下放，以便专用吊具底部接近吨袋上部；

在专用吊具底部接近吨袋上部的过程中，利用安装在专用吊具下部的接近传感器检测专用吊具相对吨袋的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统；

控制系统接收位置信息后对其进行处理，若处理结果表明专用吊具相对吨袋的位置符合预设位置要求时，将专用吊具与吨袋连接。

而将专用吊具与吨袋连接包括：

将专用吊具底部的底靴插入在吨袋上部的中心吊孔(该中心吊孔即为厚壁钢管的内孔)；

旋转专用吊具，以便底靴上的导引锁口旋入到吨袋中心吊孔周边的卡柱上，将专用吊具与吨袋连接在一起；

移动专用吊具，以利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中。

其中，专用吊具与吨袋连接后，还包括使吨袋快速定位于框体单元上的方法，以将吨袋快速安置在框体单元中，该方法包括：

将吨袋吊至框体单元上方并逐渐下放，以便吨袋底部接近框体单元上部；

在吨袋底部接近框体单元上部的过程中，利用安装在吨袋下部的定位传感器检测吨袋相对框体单元的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统，相应的，在框体单元每个框格的上部内壁可安置上述的接近传感器定位块；

控制系统接收到上述位置信息后对其进行处理，若处理结果表明吨袋相对框体单元的位置符合预设位置要求时，则利用专用吊具将吨袋下放到框体单元中；或者，当处理结果表明吨袋相对框体单元的位置不符合预设位置要求时，则对吨袋的吊装位置进行调整，直至符合预设位置要求再下放至框体单元的对应框格内。

本发明通过在吊具与吨袋之间、吨袋与框体单元之间分别设置快速定位的组件，可以实现吊具与吨袋之间的快速定位以将两者连接、吨袋与框体单元之间的快速定位以将吨袋下放到框体单元内的目的，从而实现在水下尤其是深水下快速形成可渗透反应墙的目的，利于对受污染地下水进行净化，且利于可渗透反应墙后期的修复与再利用。

下面，对本发明吨袋施工及应用要点进行描述。

1)吨袋制作

根据设计要求，准备相应的材料，在工厂定型制作；定制加工吊装套件，并做防腐处理；批量生产前，根据需要的尺寸，进行试验，确保满足需要。

2)吨袋装料

将制作好的吨袋，在工厂车间装入反应介质，固定吊装套件，具备吊运条件，就近堆放待装运到现场。

3)现场装载

现场安装完毕可渗透反应墙的外框装置后，把装载好介质材料的吨袋运到现场，通过起重设备，使用专用吊具连接，直接吊运下放到框体单元的框格内并从下到上叠放；由于重力作用，吨袋结构变形适应框体单元的框格内空间，横向加固带与框格光滑内表面紧密接触以阻断过水通道，使得地下水只能通过预设渗流孔及反应介质孔隙流动，即可实现模块化渗透反应墙的运行条件；

4)运行检测

可渗透反应墙的反应墙，投入运行后，通过下游端的地下水的取样检测，了解反应介质的运行情况，便于采取进一步的优化调整措施；

5)介质更换

根据水质检测情况，若显示反应介质失活钝化、填料堵塞等问题会出现，需要根据实际需要清理或更新，只需依次吊出旧的吨袋，更换新的反应介质吨袋即可。

6)介质处理

吊运出的装有钝化介质的吨袋，吊出沥出其中的地下水，封闭运回处理工厂，进行钝化反应介质的特别处理和存放，避免二次污染；

7)装置复用

使用过的吨袋，袋体若有损坏，可更换新袋体，因为袋体成本不高；而成本较高的吨袋专用吊装套件可以重复使用，专用吊具只需要较少数量，确保有备用即可。

本发明由预制混凝土制成框体单元，再将多个框体单元依施工时的实际情况安置在地下槽孔内和/或附件区域，通过止水装置将多个框体单元连接在一起以避免地下污染水体通框体单元间的间隙流动而对下游进行污染，在每个框体单元的框格内安置吨袋，并在吨袋内填入可对地下水的污染组份进行处理的反应介质，从而可以对地下水进行有效净化，并使净化后的地下水沿着框体单元上的预设渗流孔流出(供净化后地下水流出的预设渗流孔位于框体单元的下游侧，即背水面一侧)。

综上所述，本发明通过上述装置实现模块化可渗透反应墙的方法在国内外尚未见先例，具有以下特点：

1、本发明采用的各装置，利于在透水层较深的地层形成模块化可渗透反应墙，且各装置在水下安置方便、快速，均可反复利用，有效对受污染的地下水进行净化处理。

2、本发明采用预制混凝土制成的外框装置，每一个框体单元为单框格或多框格结构，分为标准框节和底部的封底框节，封底框节采用钢筋混凝土封底；每个框节采用标准设计，均为钢筋混凝土预制结构，在工厂批量预制，可以实现很高的预制质量；框体单元有足够强度，有很强的互换性，能重复使用，成本相对较低；

3、预制混凝土外框装置，标准框节和封底框节顶部通过预设的对位结构(预设凹槽、凸台)对接，凸台与凹槽加工平整光滑，可在上下两框节对位结构外周铺设橡胶止水带或涂抹专用密封胶，从而实现相邻框节间对位结构处的密封；上下框节对应的转角部位，根据需要预设高强螺栓连接孔和操作空腔，多节框节可以通过上下叠放，采用高强度螺紧固对接，从而形成上下一体的预制方格腔体。

4、预制混凝土外框装置，根据地下水流动方向前后预设PVC管形成预设渗透孔，上下游侧竖向设立PVC检测管形成检测孔，且两者的PVC管可通过管件连通，PVC检测管的预制要求位置精确，便于框节叠放安装后能实现上下顺畅贯通，便于可以提供取样检测、在线监测或提供抽水或封堵渗透管等辅助功能。

5、预制混凝土外框装置，每一框节周边均设有不少于四个吊环，用于起吊框节或槽孔口安装固定之目的；此外框节内外均设有止水装置连接的预埋件，用于现场安装时布设可能需要的内外止水装置，对于需要内止水的框节，需要在止水装置的上游侧预留安装孔，便于安装铺设内部止水装置。

6、光滑平直的框体单元，使得装载模块化反应介质成为现实，并可以灵活更换反应介质，促进有污染的反应介质封闭处理，避免了二次污染，反应介质可以装载于下述吨袋中，从而可以重复使用。

7、本发明框体单元间通过使用止水装置，可以实现串列、并列和混合排列结构的组合安装，能实现可渗透反应墙的连续式结构和导门式结构，并具有人工制造和控制水力梯度、加快地下水流动的预埋管系统，还可以与抽排和回灌系统相结合，极大提升地下水的处理效率；另外，框体单元可同时装载多种反应介质(可在不同框格内安置不同反应介质)，从而可以对多种污染物进行同时处理。

8、本发明吨袋装载在透水层较深的地层的模块化可渗透反应墙的框体单元内，吨袋容易更换，处理更环保的特点，拓展可渗透反应墙的应用空间。

9、本发明吨袋，可以实现水下叠放，所有金属件防腐处理，可重复使用，而袋体价值不高，总体使用成本较低。

10、本发明吨袋，其吊装套件和专用吊具设计有接近传感器，地面仪器监测吊具位置，实现水下吊装时专用吊具快速定位，锁住吊装卡柱，实现快速吊装。

11、本发明吨袋可以满足根据反应墙渗流特点制作，避免自由渗流通道，可以满足反应墙的特定的渗流需要。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现模块化可渗透反应墙的方法，包括：

挖掘深度达到不透水层以下的地下槽孔；

在地下槽孔中安置由混凝土预制而成的至少一层框体单元，其中每层框体单元包括带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元，每个框体单元包括至少一个框格；

利用专用吊具将呈袋状且外部带有横向加固带的多个吨袋分别安置在每个框体单元中的每个框格内，所述吨袋内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

其中，利用吨袋的自变形作用，使吨袋的横向加固带与框格的内表面紧密接触，以便阻断框格与吨袋之间的过水通道；

其中，每层框体单元的相邻框体单元之间安置有止水装置，使每层框体单元形成防止污染水体从相邻框体单元之间的间隙流出的一层模块化可渗透反应墙的框体；

其中，所述止水装置具有止水固定部和从止水固定部朝外倾斜延伸且带有弧形面的凸体部，弧形面作为迎接污染水体来流的迎水面，且止水固定部与两相邻框体单元的第一框体单元的表面固定连接，凸体部末端与两相邻框体单元的第二框体单元的表面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的方法，利用专用吊具将吨袋安置在框体单元的框格中时，包括使专用吊具快速定位与连接吨袋的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，使专用吊具快速定位与连接吨袋包括：

将专用吊具吊至吨袋上方并逐渐下放，以便专用吊具底部接近吨袋上部；

在专用吊具底部接近吨袋上部的过程中，利用安装在专用吊具下部的位置检测元件检测专用吊具相对吨袋的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统；

控制系统接收所述位置信息后对其进行处理， 若处理结果表明专用吊具相对吨袋的位置符合预设位置要求时，将专用吊具与吨袋连接。

4.根据权利要求3所述的方法，将专用吊具与吨袋连接包括：

将专用吊具底部的底靴插入在吨袋上部的中心吊孔中；

旋转专用吊具，以便底靴上的导引锁口旋入到吨袋中心吊孔周边的卡柱上，将专用吊具与吨袋连接在一起；

移动专用吊具，以利用专用吊具将吨袋安置在框格中。

5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，专用吊具与吨袋连接后，还包括使吨袋快速定位框体单元的框格的步骤，以将吨袋快速安置在框格中。

6.根据权利要求5所述的方法，所述使吨袋快速定位框体单元的框格包括：

将吨袋吊至框格上方并逐渐下放，以便吨袋底部接近框格上部；

在吨袋底部接近框格上部的过程中，利用安装在吨袋下部的位置检测元件检测吨袋相对框格的位置信息，并将检测到的位置信息发送给控制系统；

控制系统接收所述位置信息后对其进行处理， 若处理结果表明吨袋相对框格的位置符合预设位置要求时，将吨袋下放到框格中。

7.根据权利要求1所述的方法，所述吨袋还包括由纺织布或无纺布制作而成的袋体和设置在袋体上部中心处以便于专用吊具吊装吨袋的吊装套件。

8.根据权利要求7所述的方法，所述吊装套件包括：

安置在袋体上且由其上部中心处插入到袋体内部的中空钢管；

与钢管顶部平齐且与钢管外壁固定连接的环状板；

固定安装在环状板四周的用于固定连接吨袋的多个吊带卸扣；

设置在钢管内壁且位于其上部的卡柱。

9.根据权利要求1所述的方法，所述框体单元为由混凝土、多个横向钢筋和多个竖向钢筋浇注形成的至少侧面封闭的单元，单元内部具有一个框格或沿水平方向平行布置的多个框格。

10.一种用于实现如权利要求1-9任一项所述模块化可渗透反应墙方法的吨袋，其特征在于，包括：

呈袋状且可自变形的袋体，用于安置在模块化可渗透反应墙预制的框体单元的框格内，其内部用于盛装可去除地下水中污染物组分的反应介质；

设置在袋体外部的横向加固带，用于在袋体安置于框格内之后，与框格的内表面紧密接触，以便阻断框格与袋体之间的过水通道。

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