CN111842451A - 模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法，方法包括：挖掘反应桩桩孔；在反应桩桩孔之中安装预制的反应桩外框体，反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；将预制的介质装载模块安置在框体单元中，介质装载模块内装有反应介质；在介质装载模块内安置地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块处理，形成模块化地下水可渗透反应桩。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

模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法

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，尤其涉及一种模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法。

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。

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，提供一种模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法，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桩的构建，且各构件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地下水可渗透反应桩的方法，包括：

挖掘深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；

在反应桩桩孔之中安装预制的反应桩外框体，所述反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

将预制的介质装载模块安置在框体单元中，所述介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

在介质装载模块内安置地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块进行处理，以形成模块化地下水可渗透反应桩。

其中，形成模块化地下水可渗透反应桩后，还包括对反应介质进行有效性检测的步骤，以便反应介质失效时及时对介质装载模块及其内反应介质进行修复或更换。

其中，对反应介质进行有效性检测包括检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息的步骤。

其中，检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息包括：

检测经反应桩外框体的预设渗流孔流出的水的水质信息，并将检测到的水质信息发送给控制系统；

控制系统将接收到的水质信息与标准水质信息进行比对，根据比对结果判断反应桩外框体装载的反应介质是否失效。

进一步的，在对反应介质进行有效性检测的过程中，还包括对反应介质在反应桩外框体中所处地址信息检测的步骤。

其中，检测反应介质在反应桩外框体中所处地址信息包括：

检测装填反应介质的介质装载模块的地址信息，并根据介质装载模块的地址信息获取对应框体单元的地址信息。

获取框体单元的地址信息后，更换该框体单元内介质装载模块所装填的反应介质。

其中，所述框体单元为至少侧面封闭的单元，所述介质装载模块安置在单元内部中空的框格内。

其中，所述介质装载模块为预制的金属箱体或者预制的吨袋。

优选的，所述吨袋包括呈袋状的袋体和设置在袋体外部的横向加固带，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，以阻断框体单元与吨袋之间的过水通道，使水通过预设渗流孔流动。

其中，将预制的介质装载模块安置在框体单元中包括利用专用吊装组件将预制的金属箱体安置在框体单元中，或者，利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中。

此外，本发明还提供一种由上述方法形成的模块化地下水可渗透反应桩，包括：深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；安装在反应桩桩孔之中的预制的反应桩外框体，所述反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；安置在框体单元内的预制的介质装载模块，所述介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；安置在介质装载模块内的地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块进行处理，以形成模块化地下水可渗透反应桩。

与现有技术相比，本发明的模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法的有益效果体现在以下方面：

(1)本发明模块化地下水渗透反应桩，包括反应桩外框体、外框体内装载的装有渗透反应介质的介质装载模块、布置在介质装载模块中间空间的地下水循环装置，各构件工厂标准化制作，具有互换性，可重复实用，降低成本，且外框体和介质装载模块上均布置有预设渗流孔，可以让反应介质与受污染的地下水充分接触，从而可对地下水进行污染物去除处理，防止受污染地下水对下游造成的环境污染。

(2)本发明的框体单元为工厂预制的中空框体，可两两对接，且最底部的框体单元为底部封闭结构，各框体单元根据渗流设计要求而预留有需要的渗流孔、取样监测孔，此外还布置了专门的框体吊环和框体标准节连接螺栓孔和操作空腔等，便于框体单元对接时的组装，也利于对地下水的水质情况进行监测以及时更换介质装载模块及反应介质。

(3)本发明由多个框体单元形成外框体，可以满足非常复杂的地质和地下水条件。

(4)本发明反应桩用的介质装载模块，可采用特别的聚合物吨袋结构或金属箱体加工处理而成，满足耐腐蚀、长寿命的要求；介质装载模块横向有防渗止水胶带，用于阻断地下水渗流通道，底面和顶面预设有渗流孔，实现地下水经介质装载模块内反应介质流动，实现最佳的处理效果；上述介质装载模块顶部有特制的吊装套件，配合专用吊具，实现在转运起吊和水下安装和吊出。

(5)本发明由安装在介质装载模块中间部位且深入到介质装载模块中空部位的井泵或真空泵抽取从介质装载模块内渗出的水，向周边外排出或回灌循坏，人为制造反应桩内外水力梯度，实现反应桩周围的地下水经反应桩内的反应介质孔隙而进行流动，实现地下水中污染物的治理。

(6)本发明装载反应介质的介质装载模块在工厂加工并完成反应介质的装填，使用时，装运到现场直接吊入反应桩外框体内即可，且可分层放置不同反应介质，实现对不同污染物进行处理的多重修复功能；经过过程监测可以了解反应介质变化，若有需要即可将介质装载模块吊出更换新的反应介质及模块；吊出的失效介质装载模块，运回工厂封闭处理，避免了二次污染。

(7)本发明反应桩还具有收集提取地下挥发性气体的功能；反应桩在处理周期结束后，可以采用千斤顶或振动起拔装置取出，简单修复后可重复使用，减少工程投入。

以下，结合各附图对本发明实施例进行描述。

附图说明

图1a是本发明模块化地下水可渗透反应桩一种结构示意图；

图1b是本发明模块化地下水可渗透反应桩一种结构的局部放大图；

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是本发明相邻框体单元间采用第一种止水装置时的结构示意图(框体单元具有一个框格)；

图11是本发明相邻框体单元间采用第三种止水装置时的结构示意图(框体单元具有一个框格)；

图12是本发明相邻框体单元间采用第五种止水装置时的结构示意图(框体单元具有一个框格)；

图13是本发明相邻框体单元间采用第八种止水装置时的结构示意图(框体单元具有一个框格)；

图14是本发明反应桩外框体一种结构的横剖视图；

图15是本发明反应桩外框体一种结构的竖剖视图；

图16是本发明反应桩外框体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是本发明吨袋的第一种结构示意图；

图19是本发明吨袋的第二种结构示意图；

图20是本发明吊装吨袋吊具的结构示意图；

图21是本发明金属箱体的结构示意图；

图22是本发明专用吊装组件的一种结构示意图；

图23是图22吊装组件的部分放大图；

图24是由多个框体单元连接形成连续型模块化反应墙外框体的横剖视图；

图25是多个框体单元连接形成导门式模块化反应墙外框体的横剖视图；

图26是多个框体单元连接形成大流量导门式模块化反应墙外框体的横剖视图。

具体实施方式

本发明模块化地下水可渗透反应桩是采用模块化设计，首先需要在地下构建装载渗透反应箱体模块的框体结构，采用特定的聚合物泥浆护壁，旋挖钻机垂直开挖，下设安装本圆形钢管或混凝土预制筒体，以框体结构能支撑周围土体，且不堵碍地下水的流动的渗流通道，在上述反应桩外框体内装载圆形反应介质模块吨袋或箱体单元，然后通过特定水泵制造水力梯度，实现地下水流动或循环，实现受污染的地下水通过反应介质孔隙，而对其中污染物进行修复治理，从而实现对特定的复杂地层条件或较深部位的局部区域的修复治理，可以单独使用，也可以是模块化渗透反应墙的一种补充。

本发明提供一种实现模块化地下水可渗透反应桩的方法，该方法包括：

挖掘深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；

在反应桩桩孔之中安装预制的反应桩外框体，反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

将预制的介质装载模块安置在框体单元中，介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

在介质装载模块内安置地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块进行处理，以形成模块化地下水可渗透反应桩。

可渗透反应桩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，可渗透反应桩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。本发明采用预制介质装载模块装填可去除地下水中的污染物组分的反应介质材料，将其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，实现反应桩发挥地下水修复功能，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地下水可渗透反应桩的方法进行详细描述。

S01、挖掘深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；

本发明反应桩桩孔开挖前，进行现场平台、安装护筒等准备，准备工作完成后，采用专用聚合物泥浆护壁或下设跟管护筒护壁，采用旋挖钻等设备等垂直水下钻挖桩孔，开挖深度达到相对不透水层以下,并清除底部淤积，直至验收合格。具体的，挖掘时，如图1a所示，沿竖直方向由上至下挖掘，且使反应桩桩孔由上至下依次穿过地块表土层1130、地下水位线1140、地下水污染层(图中示出该污染层包括存在两种污染物组分的两个污染层，即地下水第一污染层1120、地下水第二污染层1110)，达到相对不透水层1100一定深度。S02、在反应桩桩孔之中安装预制的反应桩外框体，反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

反应桩桩孔开挖完成后，在反应桩桩孔中下设安装提前预制好的反应桩外框体，该反应桩外框体可以为由钢筋混凝土预制形成的混凝土筒体，也可以为由金属如钢制成的钢结构筒体。反应桩外框体包括由上至下依次安置的多层框体单元，每层框体单元都包括具有中空框格且带有供水流入和供水流出的多个预设渗流孔的单元，且各层框体单元的结构相同。设计时，供水流入的预设渗流孔设置在框体单元的迎水面一侧，供水流出的预设渗流孔设置在框体单元的背水面一侧。反应桩外框体可以是经过防腐处理的圆形厚壁钢管(钢管框体监测用孔为细钢管孔，可以由细钢管焊接固定在钢管外侧并与钢管一起下设形成)，也可以是工厂预制的钢筋混凝土圆形标准管节对接起来的中空圆形框体结构(如图1a所示)，底部封口呈现封闭结构。反应桩外框体根据渗流设计要求预留有需要的渗流孔，以及取样监测孔，预制标准框节顶端和底端设有凹凸对接结构，标准框节连接螺栓孔和操作空腔，框节预设有专用吊环用于吊装或孔口固定。

具体的，当反应桩外框体采用混凝土筒体时，各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，而当反应桩外框体采用钢结构筒体时，各框体单元均由钢板焊接或钢管裁切形成至少侧面封闭的单元。

无论采用哪种方式形成反应桩外框体，各框体单元内部都具有用于安置介质装载模块的中空的框格，设计时，框体单元的外轮廓可呈方形(如图10-图16所示)，也可呈圆形(如图1a所示)，框体单元内部的中空框格可呈方形(如图10-图14所示)，也可呈圆形(如图1a所示)。

其中，由于反应桩外框体包括沿反应桩桩孔深度方向安置的多层框体单元，因此，反应桩外框体包括用于与反应桩桩孔底部接触的封底框体单元400a，即沿反应桩桩孔深度方向位于最下方的一层框体单元，该封底框体单元400a可采用由混凝土、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)，或者，采用钢板焊接而成的侧面与底部封闭的框节，或者，采用由钢管裁切形成底部封闭的框节，即，框节上部开口、框节底部封底411。

此外，反应桩外框体还包括多个标准框体单元400b，即，沿反应桩桩孔深度方向由下至上的第二层以上的框体单元均为标准框体单元400b，且最下方第二层的标准框体单元400b用于与封底框体单元的上部固定连接，制造时，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仅侧面封闭的框节，或者，为由钢板焊接或钢管裁切形成的仅侧面封闭的框节，即，框节的上、下两面开口。下面，以反应桩外框体采用混凝土框体单元为例，详细描述本发明框体单元的结构及利用其形成反应桩外框体的过程。

本发明反应桩用框体单元包括具有中空框格的多节标准框体单元和一节封底框体单元，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(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、相邻标准框节之间分别设置有对位结构，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(可参见图1a、图1b、图15、图16)，设置在相邻标准框节中位于下方的标准框节顶端的凹槽409、设置在位于上方的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。

相邻框节叠放后的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(即沿反应桩桩孔的深度方向)在框节的侧壁上预埋多个PVC管以形成检测孔407、沿框节的宽度方向(即反应桩桩孔的沿着地下水流动方向所延伸的宽度方向)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(即迎水面一侧)和下游侧(即背水面一侧)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与用于作为预留渗流孔的管子连接成一体，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。在组装时，各框节的检测孔应上下连通。

框节相对渗流上下游侧的上、下部分可根据需要预留用于止水装置安装固定的预埋件403、404(封底框节下部不用设置)，预埋件可为铁板，贴合设置在框节顶端和/或底端的侧壁内或外并浇注形成一体，以用于框节下设时在框节内或外安装布置专用止水装置，实现相邻框节之间的组合可将两者之间的过水通道完全封闭的目的。相应的，设计时，可根据需要在框节内部安装止水装置的上游侧预留止水操作孔，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。

当采用相邻框节单元之间安置止水装置的方案时，利用止水装置实现相邻框体单元间的止水是通过如下方法：

在相邻框体单元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。

本发明在上下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、对地下水反应桩的下游造成污染。

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示意图(为便于理解，附图中将止水装置充分放大后安置在相邻框体单元之间，但应理解，实际上止水装置的尺寸相对框体单元的尺寸远远小于附图中所示的比例关系，以下同)，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，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，可以用于预制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，就不会影响止水效果。

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。

完成反应桩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、将预制的介质装载模块安置在框体单元中，介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

在各框体单元上下依次连接形成反应桩外框体后，将预制的多个介质装载模块依次安置在外框体的各框体单元中，以通过介质装载模块内装有的反应介质对地下水中污染物组分进行处理。本发明的介质装载模块可采用预制的金属箱体，或者采用预制的吨袋。

其中，本发明用于装载反应介质的吨袋700可以采用如图18、图19所示的结构，即，吨袋可采用呈方形的吨袋(如图18所示)，或者，吨袋可采用呈圆形的吨袋(如图22所示)，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，即，框格内部横截面呈方形时，配用方形吨袋；框格内部横截面呈圆形时，配用圆形吨袋。该吨袋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，安置在上述反应桩外框体框体单元的框格内，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18所示)，也可为圆柱形(如图19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20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对应框体单元中。

其中，利用专用吊具将吨袋安置在对应框体单元中前，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桩的目的，利于对受污染地下水进行净化，且利于可渗透反应桩后期的修复与再利用。

其中，本发明用于装载反应介质的金属箱体800可以采用如图21所示的结构，即，金属箱体为呈方形的箱体，该金属箱体800包括：箱体，具有上面板、下面板和连接上面板、下面板的四个侧面板，各面板803均可采用长方形的面板；设置在箱体的上面板上的进料口809，用于通过进料口809向箱体内填入反应介质；设置在箱体的上面板上的便于利用专用吊装组件吊装与定位该箱体的多个吊孔806；设置在箱体的下面板上的便于在箱体与另一箱体连接时定位该箱体的导向托808。

具体的，制作时，采用合适尺寸的角钢如上部角钢架802、下部角钢架801、角支撑804形成箱体的各支撑框架，侧面板连接的四角处设加固型钢，中间采用金属板内贴合焊接以作为箱体的竖向加固撑805。加工时，型钢外接触面、纵向加固撑805与框架外接触面均整齐对接，焊接处打磨平滑，以便于安装设置专用防渗止水装置。

箱体上面板对称布置可开合的进料口809，箱体的侧面和顶面或底面可以根据渗流方向预设需要的预设渗流孔。顶部的上面板四个角处设有经过加固的圆孔作为吊孔806，即，在上面板的四角处分别设置与框架固定连接的吊孔加固横撑807,以利用专用吊装组件实现箱体的吊装。在箱体的底部四个角，设计布置锥状导向托808，起上下箱体叠放时的导向功能，且对正的上箱体的锥状导向托808正好可以插入下方的箱体的吊孔806内。安置时，将多个金属箱体上下叠放安置在反应桩桩孔内。

进一步的，本发明还在至少位于反应桩桩孔最上层的金属箱体上面板中心开设中空的圆孔结构(图中未示出，类似于图18、图19中的进料口)，以通过圆孔结构安置地下水抽排泵系统等构件。

而用于吊装金属箱体800的专用吊装组件可以采用如下结构，包括：吊架；对称设置在吊架底部的至少一对导向吊钩；与导向吊钩连接且用于控制导向吊钩动作的吊钩控制绳。

其中，本发明的吊架可以采用三角形的吊架，在吊架底部两侧分别设有一个导向吊钩814(如图22所示)。在吊装金属箱体时，将两个三角形的吊架分别安置在金属箱体上且位于其两侧，使两个吊架底部的四个导向吊钩分别插入箱体对应的一个吊孔806内，再利用起吊设备将两个吊架同时吊起，完成金属箱体的起吊、下放。

或者，本发明的吊架还可以采用四棱锥形的吊架(图中未示出)，在吊架的四个底角处分别设有一个导向吊钩。在吊装金属箱体时，将四棱锥形的吊架安置在金属箱体上方，使吊架底部的四个导向吊钩分别插入箱体对应的一个吊孔806内，再利用起吊设备将吊架吊起，完成金属箱体的起吊、下放。

当采用三角形的吊架时，吊架包括：吊架横撑812；其一端与吊架横撑812中部垂直连接的吊架中柱811；对称安置在吊架横撑812两侧的一对吊架斜撑813，每个吊架斜撑813的一端与吊架横撑812固定连接，另一端与吊架中柱811的另一端固定连接。通过吊架横撑812、吊架中柱811与一对吊架斜撑813可以形成稳定的用于起吊金属箱体的吊架。

在吊架顶部设有便于起吊的吊具连接环815，该吊具连接环815可焊接在吊架中柱811的顶部，在吊具连接环815上固定有吊具悬索816，通过吊具悬索816将吊装组件与起吊设备连接在一起。另外，吊架斜撑813可采用中空的管材，且在吊架斜撑813的靠近其与吊架中柱811的连接处附近开设穿设孔818(参见图23)，在吊架斜撑813的内部穿设钢丝绳作为控制对应导向吊钩814动作的吊钩控制绳817，吊钩控制绳817上端从穿设孔818穿出、下端与导向吊钩814固定连接，这样，从拉动吊钩控制绳817上端时，可以带动导向吊钩814相应动作。导向吊钩814与吊架横撑812对应一侧底部铰接，如，在吊架横撑812的两侧底部分别设置沿垂直吊架横撑812的方向延伸的连接座，每个连接座底部与一个导向吊钩铰接，导向吊钩814在吊钩控制绳817的带动下可绕其与连接座的铰接处旋转，从而连接箱体。

为便于导向吊钩814插入到箱体上的角吊孔806内并可与箱体连接在一起，导向吊钩814可采用正三角板形的吊钩，其与连接座偏心安置，即，导向吊钩814的用于与连接座铰接的位置处于导向吊钩814对称中心的一侧(即靠近其第一个锐角)。第二个锐角沿着垂直于吊架横撑812的延伸方向朝下安置(即，第二个锐角远离吊架)，第三个锐角沿吊架横撑812的延伸方向外露于连接座，这样，在待起吊箱体时，导向吊钩814的第三个锐角稍稍外露于连接座，可以插置在箱体对应的吊孔内(此时导向吊钩可认为处于回缩状态)，当起吊箱体时，通过吊钩控制绳817控制导向吊钩814旋转，使导向吊钩814绕铰接处逆向旋转，从而使外露于连接座的部分紧贴在箱体吊孔处的上面板内壁，使导向吊钩814与箱体牢牢锁定在一起(此时导向吊钩可认为处于外张状态)，这样，移动吊装组件，即可完成箱体的移动，进而实现箱体在框体单元的框格内的水下吊运安装和吊出动作。

当采用四棱锥形的吊架时，可采用多个吊架横撑围成田字形底框，再采用四个吊架斜撑分别与底框的四个角固定连接，围成四棱锥形框架。且四个吊架斜撑上端与吊架中柱上端连接，吊架中柱下端与底框中心的吊架横撑固定连接，同样，在吊架中柱上端安置吊具连接环、吊具悬索，而四个导向吊钩可分别安置在底框的四角处，且导向吊钩与底框的连接及控制导向吊钩锁紧箱体的结构均可采用上述结构，在此不再重述。在设计四个吊钩的形式时，要确保可通过吊钩控制绳控制导向吊钩的内缩或外张，且在外张时可与箱体固定在一起。

此外，本发明还包括用于使专用吊装组件快速定位以便连接金属箱体的组件，该组件包括：安置在专用吊装组件下部的位置检测元件、安装在金属箱体上部的用于与位置检测元件配用的信号发射元件。在专用吊装组件下放过程中，当其上的位置检测元件碰到或接收到金属箱体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装组件与金属箱体连接在一起。

实施时，可在专用吊装组件的吊架横撑或连接座上设置接近传感器，在箱体上面板的设置吊孔806处附近安装接近传感器定位块(图中未示出)，接近传感器与接近传感器定位块配合使用，在接近传感器靠近接近传感器定位块时触发并向控制系统发送信号，以确保导向吊钩可以定位在吊孔处。

更进一步的，本发明还包括用于使金属箱体与框体单元的框格快速定位的组件，该组件包括：安置在金属箱体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。在金属箱体下放过程中，金属箱体上的位置检测元件碰到或接收到金属箱体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金属箱体下放到对应框体单元的框格内。

实施时，可在金属箱体的侧面板靠近底端处设置一个或多个接近传感器，在框体单元的框格内壁的上部设置接近传感器定位块，从而使接近传感器与接近传感器定位块配合使用，在接近传感器靠近接近传感器定位块时触发并向控制系统发送信号，以确保金属箱体可以快速安置在对应框格内。

为了使上述加工后的金属箱体和专用吊具组件具备耐腐蚀和长期耐久性，直接采用抗腐蚀的锌质板材或不锈钢材质加工，或是采用通用钢材加工，并进行热镀锌或重防腐处理，以适应水下长期使用。

利用专用吊装组件将金属箱体安置在框体单元中时，可以利用上述组件使专用吊装组件连接金属箱体，以及使金属箱体快速对准框体单元。

其中，利用上述组件使专用吊装组件连接金属箱体包括：

将专用吊装组件吊至金属箱体上方并逐渐下放，以便专用吊装组件底部接近金属箱体上部；

在专用吊装组件底部接近金属箱体上部的过程中，利用安装在专用吊装组件下部的接近传感器检测导向吊钩相对金属箱体的吊孔的位置信息，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，若处理结果表明导向吊钩相对吊孔的位置符合预设位置要求时，将导向吊钩插入到吊孔内，然后通过外力旋转导向吊钩，使导向吊钩连接箱体。

而使金属箱体快速对准框体单元包括：

将金属箱体吊至框体单元上方并逐渐下放，以便金属箱体底部接近框体单元上部；

在金属箱体底部接近框体单元上部的过程中，利用安装在金属箱体下部的接近传感器检测金属箱体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，若处理结果表明金属箱体相对框体单元的位置符合预设位置要求时，将金属箱体下放到框体单元中。

本发明通过在专用吊装组件与金属箱体之间、金属箱体与框体单元之间分别设置快速定位的组件，可以实现专用吊装组件与金属箱体之间的快速定位以将两者连接、金属箱体与框体单元之间的快速定位以将金属箱体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。

其中，在将金属箱体安置到框体单元的框格内时，还在金属箱体与框体单元之间安置止水装置，以利用止水装置阻断框体单元与金属箱体之间的过水通道。而本发明的止水装置可采用上述框体单元之间安置的止水装置，即，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，并将止水固定部与框格的内表面固定连接，使凸体部末端与金属箱体的外表面紧密接触，或者，将止水固定部与金属箱体的外表面固定连接，使凸体部末端与框格的内表面紧密接触。

止水装置安置在框格与金属箱体之间的方式与上述安置在相邻框体单元之间的方式相同，安置位置是在金属箱体与框体单元之间形成的与地下水水流方向垂直的两侧间隙内，以防止地下水从框体单元迎水面一侧的预设渗流孔流入框体单元内之后，不经金属箱体的预设渗流孔流入到金属箱体内，而直接经由上述两侧间隙流向框体单元背水面一侧的预设渗流孔、再经该渗流孔流出到框体单元外，并流向下游污染下游环境。制作时，金属箱体的尺寸与框体单元的框格尺寸要适配，且止水装置的长度、高度符合两者之间的间隙要求。

无论介质装载模块是采用吨袋还是采用金属箱体，在将介质装载模块安置在框体单元中以形成可渗透反应桩后，为了可以在介质装载模块内装有的反应介质失效时可以及时对介质装载模块及其内反应介质进行修复或更换，本发明还包括可以对反应介质进行有效性检测的装置，通过该装置检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息。

其中，检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息的装置可以包括一个或多个水质传感器，各传感器根据水质检测的参数需要选择，且传感器可采用现有技术传感器。安置时，可将用于检测水质信息的一个或多个传感器安置在每个框体单元的用于供水流出的预设渗流孔处或附近，安置时需对传感器进行防水设计。而地面控制系统具有接收与处理各传感器发送信号的处理器。

进一步的，为了在获取到一个或多个框体单元内装载的反应介质失效的情况下，能及时对该框体单元内装载的反应介质进行修复或更换，本发明还包括对反应介质在反应桩外框体中所处地址信息进行检测的装置，通过该装置检测用于安置反应介质的框体单元在反应桩外框体中的地址信息。

其中，检测装有反应介质的框体单元在反应桩外框体中的具体位置信息的装置可以包括一个或多个位置传感器，安置时，将位置传感器安置在对应框体单元上，且将传感器信号与对应框体单元的序号一一配对，则通过位置传感器即可将框体单元的地址信息发送给地面控制系统，控制系统的处理器可根据接收到的地址信息判断出框体单元的具体位置，从而可将对应框体单元内的介质装填模块吊出，以便后续可以及时更换该框体单元内介质装载模块所装填的反应介质。

其中，处于不同地下水污染层的框体单元内可装填不同反应介质，以对不同污染组分进行处理，相应的，在处于不同地下水污染层的框体单元内安置的水质传感器也可采用几种不同的传感器。另外，有时地下污染是石化类污染物时，会有挥发性有害的气体溢出，因此，本发明还可通过外框体上的渗流孔、与渗流孔连通的检测孔将外框体周边附近土壤裂隙内的气体收集并沿检测孔传送到外框体上部，然后通过在外框体顶部设置的气体收集罩(图中未示出，可为罩设在外框体顶部的罩子)或者与检测孔的检测管顶部相连通的其它收集器进行收集，再对收集到的气体进行检测，从而实现外框体周围此类气体污染物收集与检测的功能。

S04、在介质装载模块内安置地下水循环装置，以便介质装载模块渗出的水通过预设渗流孔排出到反应桩外框体外，或者反应桩外框体内的水回灌循环到介质装载模块内，并形成地下水可通过预设渗流孔流出的模块化地下水可渗透反应桩

在将多个介质装载模块由下至上安置在反应桩外框体内之后，还通过至少位于最上层的介质装载模块的圆孔结构或进料口安置地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行人为渗流压差的循环处理，使污染地层的地下水经过反应桩外框体的预设供水流入的渗流孔进入到外框体内并通过介质装载模块进行处理，处理后指标合格的地下水经介质装载模块中心的泵的作用向外框体外部送出，而处理后仍不合格的地下水回灌到外框体内部或外框体外侧上游地层中，然后再经过循环处理直至地下水合格，构成具有模块化地下水可渗透反应桩

其中，由于介质装载模块中间是管状中空结构(如金属箱体的圆孔结构或吨袋的进料口)，因此，可以在中空结构放置地下水循环装置，其包括合适流量的水泵或向外抽排或循环管路系统(如井泵或真空泵)，安装接电后，抽取从介质装载模块单元内渗出的水，向周边外围(即介质装载模块与外框体之间的间隙)排出或回灌形成内循坏，人为制造反应桩框体内、外水力梯度，实现反应桩内的地下水经反应桩内的反应介质孔隙和各预设渗流孔进行流动，从而实现对地下水中污染组分的治理，并将经过处理的地下水经外框体背水面侧的预设渗流孔排出。

本发明的模块化地下水反应桩是采用模块化设计，首先需要在地下构建装载有渗透反应介质模块(如金属箱体或吨袋)的外框体，因此采用特定的聚合物泥浆护壁，旋挖钻机垂直开挖桩孔，在桩孔内下设安装本发明由钢管或混凝土预制的框体单元形成反应桩外框体，以外框体支撑周围土体，且不堵碍地下水流动的渗流通道，在上述反应桩外框体内装载呈圆形或方形的多个反应介质装载模块(吨袋或金属箱体)，然后通过特定水泵制造水力梯度，实现地下水流动或循环，实现受污染的地下水通过外框体内装载的反应介质孔隙，而对地下水中污染物进行修复治理，从而实现对特定的复杂地层条件或较深部位的局部区域的修复治理。

下面，对本发明反应桩的形成过程进行描述。

(1)反应桩外框体的加工

根据埋设深度进行受力、渗流计算，设计出反应桩外框体用桩筒体(即框体单元)的规格和渗流孔的布局；①若采用钢结构的筒体，则在工厂加工钢筒体，长度以深度或运输方便考虑，外侧焊接布置取样检测钢管和起吊环等设施、以及相应的镀锌或其他防腐处理，现场下设时焊接对接机防腐处理；②若采用预制混凝土筒体，则根据设计加工定型模板，在预制场模板定位，钢筋网片加工，和预留管路和预埋件的固定安装，模板的固定，混凝土浇筑，筒体节养护，妥善堆放待用。

(2)反应桩外框体安装流程

a.桩孔垂直开挖：现场平台、安装护筒等准备，采用专用聚合物泥浆护壁或下设跟管护筒护壁，采用旋挖钻等设备等垂直水下钻挖桩孔，开挖深度达到相对不透水层以下,并清除底部淤积，直至验收合格；

b.桩筒体安装准备：①若采用钢结构筒体，运至现场吊起底节，对准桩中，下设孔内固定在桩孔口，再吊装第二节在桩孔口采用焊接、防腐处理后下设，直至安装就位；②若采用预制混凝土筒体，位反应桩单元的底筒节，吊运固定在桩孔平台，顶部凹台铺设橡胶止水带或涂抹密封胶，铺设反滤土工布覆盖渗透区，准备高强度螺栓连接螺栓；

c.桩筒体筒节对接：然后将第二节吊装叠放到上一节上，确保预埋管对接无堵塞，紧固高强度螺栓，实现前后两节的对接，根据需要在相邻两筒节间安装止水装置；

d.桩筒体筒体下设：对接完成后，开始起吊筒体少许，移开孔口固定上一筒体节的装置，下设筒体到合适的位置，在槽孔口固定住筒体节，继续对接下一筒体节，如此循环直到安装下设完成整个反应桩筒体；

e.回填并裂解泥浆：对桩筒与桩孔壁之间的空间，回填颗粒状碎石或粗砂充满，然后利用预埋的取样管路，桩筒内部空间，进行压力水循环，添加合适外加剂，调整框体内聚合物泥浆PH值，实现聚合物的分解，确保地层渗透性能恢复；

(3)装载介质模块

现场安装完毕反应桩筒体，在工厂装载的介质装载模块、运到工地现场，使用专用吊具，直接吊运下放到桩筒体结构内，从下到上叠放；同一桩孔、不同地下水污染层可以装载不同反应介质，对地下水进行多重处理；

(4)安装抽排泵系统

现场从桩中间的吊运钢管中控位置，安装合适流量的水泵或向外抽排或循环管路系统，接电后实现地下水按设计的渗流通道流动，试验运行直至模块化渗透反应桩具备正常运行；可以通过控制水梯度，加快或放慢地下水流动速度，实现最优化治理；

(5)日常运行监测

投入运行后，通过反应桩进水侧和出水侧地下水的取样检测对比，了解反应介质的反应情况和原位处理效果，便于采取排放或循环等优化运行措施；可结合太阳能供电和附加远程监测控制进行无人值守。

(6)介质更换处理

根据水质检测情况，反应介质失活钝化可根据实际需要更换介质装载模块，并根据介质装载模块所在地址信息，吊出相应的反应介质装载模块，更换新的反应介质模块即可；更换下来模块直接运回工厂，进行钝化反应介质的特别处理和存放，避免二次污染；

(7)反应桩装置复用

使用过的介质装载模块，如采用吨袋则单位成本不高，可以直接换新的装载袋体，吊装套件可重复使用；若是采用金属箱体，可以修复后重复使用，而专用吊具只需要较少数量，有备用即可。地下水或污染物治理周期结束，达到治理验收标准，本发明外框体可以通过千斤顶或振动取拔设备取出，重复用于其他污染项目。

通过上述方法，本发明形成了模块化可渗透反应桩，其包括：深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；安装在反应桩桩孔之中的预制的反应桩外框体，所述反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；安置在框体单元内的预制的介质装载模块，所述介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；安置在介质装载模块内的地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块进行处理，以形成模块化地下水可渗透反应桩。

需要说明的是，在实施时，本发明的反应桩既可以单独使用，也可以是模块化渗透反应墙的一种补充。当反应桩作为模块化渗透反应墙的一种补充时，模块化渗透反应墙的形成过程可采用与本发明反应桩的形成过程基本相同的方法形成，即，模块化渗透反应墙包括外框体、安置在外框体内的介质装载模块、装填在介质装载模块内的反应介质、安装在介质装载模块上的地下水循环装置以及各检测装置，且上述各构件均可采用本发明反应桩中各构件的结构，不同之处在于，由于反应墙的地下槽孔的尺寸要大于反应桩桩孔的尺寸，因此，构成外框体的框体单元的数量远大于本发明反应桩内框体单元的数量，且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反应墙外框体(如图24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反应墙外框体(如图25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反应墙外框体(如图26所示)。并且，在制作时，框体单元内可设置一个框格(如本发明反应桩所示)，也可设置多个框格(如图24-图26所示)。而介质装载模块安置在各框格内。

综上所述，本发明模块化地下水可渗透反应桩及其实现方法在国内外尚未见先例，具有以下特点：

(1)模块化地下水渗透反应桩，包括安装于地下、并嵌入相对不透水层的反应桩外框体、外框体内装载的装有渗透反应介质的介质装载模块、布置在介质装载模块中间空间的地下水循环装置，外框体和介质装载模块上均布置有预设渗流孔，可以让反应介质与受污染的地下水充分接触，从而对地下水进行污染物去除处理，各构件工厂标准化制作，具有互换性，可重复实用，降低成本。

(2)形成反应桩外框体的框体单元，可以是经过防腐处理的厚壁管桩，也可以是工厂预制的钢筋混凝土标准管节对接起来的中空框体，且最底部的框体单元为底部封闭结构，各框体单元根据渗流设计要求而预留有需要的渗流孔、取样监测孔(钢管框体可以固定在管体外侧，与钢管一起下设)，此外还布置了专门的框体吊环和框体标准节连接螺栓孔和操作空腔等，便于框体单元的组装，也利于对地下水的水质情况进行监测以及时更换介质装载模块及反应介质。

(3)反应桩外框体安装时，采用不挤密地层的旋挖钻机等设备垂直开孔，聚合物泥浆护壁或护筒护壁，避免对地层的渗流通道的堵塞，深入到相对不透水层(本发明垂直开挖可超过100米深，直径超过三米)，然后进行反应桩外框体的安装下设，框体单元的一次下设深度可以超过30米以上，仅取决于现场的起吊能力，可以满足非常复杂的地质和地下水条件。

(4)反应桩用的介质装载模块，可采用特别的聚合物吨袋结构或金属箱体加工处理而成，满足耐腐蚀、长寿命的要求；介质装载模块横向有防渗止水胶带(可采用橡胶带与加固带缝合或粘接叠合而成)，用于阻断地下水渗流通道，底面和顶面预设有渗流孔，实现地下水经介质装载模块内反应介质流动，实现最佳的处理效果；上述介质装载模块顶部有特制的吊装套件，配合专用吊具，实现在转运起吊和水下安装和吊出。

(5)地下水循环装置，由安装在介质装载模块中间部位且深入到介质装载模块中空部位的井泵或真空泵抽取从介质装载模块内渗出的水，向周边外排出或回灌循坏，人为制造反应桩内外水力梯度，实现反应桩周围的地下水经反应桩内的反应介质孔隙而进行流动，实现地下水中污染物的治理。

(6)装载反应介质的介质装载模块在工厂加工并完成反应介质的装填，使用时，装运到现场直接吊入反应桩外框体内即可，且可分层放置不同反应介质，实现对不同污染物进行处理的多重修复功能；经过过程监测可以了解反应介质变化，若有需要即可将介质装载模块吊出更换新的反应介质及模块；吊出的失效介质装载模块，运回工厂封闭处理，避免了二次污染。

(7)本发明反应桩还具有收集提取地下挥发性气体的功能；反应桩在处理周期结束后，可以采用千斤顶或振动起拔装置取出，简单修复后可重复使用，减少工程投入。

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)

1.一种实现模块化地下水可渗透反应桩的方法，包括：

挖掘深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；

在反应桩桩孔之中安装预制的反应桩外框体，所述反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

将预制的介质装载模块安置在框体单元中，所述介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

在介质装载模块内安置地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块处理，形成模块化地下水可渗透反应桩。

2.根据权利要求1所述的方法，形成模块化地下水可渗透反应桩后，还包括对反应介质进行有效性检测的步骤，以便反应介质失效时及时对介质装载模块及其内反应介质进行修复或更换。

3.根据权利要求2所述的方法，对反应介质进行有效性检测包括检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，检测经反应桩外框体的预设渗流孔处流出的水的水质信息包括：

检测经反应桩外框体的预设渗流孔流出的水的水质信息，并将检测到的水质信息发送给控制系统；

控制系统将接收到的水质信息与标准水质信息进行比对，根据比对结果判断反应桩外框体装载的反应介质是否失效。

5.根据权利要求4所述的方法，在对反应介质进行有效性检测的过程中，还包括对反应介质在反应桩外框体中所处地址信息检测的步骤。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，所述框体单元为至少侧面封闭的单元，所述介质装载模块安置在单元内部中空的框格内。

7.根据权利要求6所述的方法，所述介质装载模块为预制的金属箱体或者预制的吨袋。

8.根据权利要求7所述的方法，所述吨袋包括呈袋状的袋体和设置在袋体外部的横向加固带，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，以阻断框体单元与吨袋之间的过水通道，使水通过预设渗流孔流动。

9.根据权利要求7所述的方法，将预制的介质装载模块安置在框体单元中包括利用专用吊装组件将预制的金属箱体安置在框体单元中，或者，利用专用吊具将吨袋安置在框体单元中。

10.一种由权利要求1-9任一项所述方法形成的模块化地下水可渗透反应桩，包括：

深度达到不透水层以下的反应桩桩孔；

安装在反应桩桩孔之中的预制的反应桩外框体，所述反应桩外框体包括由下至上依次安置且带有供水流出的预设渗流孔的多个框体单元；

安置在框体单元内的预制的介质装载模块，所述介质装载模块内装有用于去除地下水中污染物组分的反应介质；

安置在介质装载模块内的地下水循环装置，以通过地下水循环装置对污染地层的地下水进行循环处理，使经介质装载模块处理的合格的地下水经预设渗流孔排出到反应桩外框体外，并使处理后不合格的地下水再次通过介质装载模块进行处理，以形成模块化地下水可渗透反应桩。

Images