CN113529691B - 一种就地固化河道淤泥装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种就地固化河道淤泥装置，包括：隔断导电外筒，所述隔断导电外筒由水面插入并延伸至淤泥内，所述隔断导电外筒位于淤泥内的部分设有水平布设的导电网，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞；导电排水管，所述导电排水管从隔断导电外筒内部由水面插入并延伸至淤泥内，所述导电排水管插于导电网上，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞，所述导电排水管内设有泥浆过滤棉；直流电源，所述直流电源正负极分别连接隔断导电外筒和导电排水管；抽水系统，所述抽水系统与导电排水管伸出水面的一端连接；还公开了该装置的施工方法。本发明装置和施工方法可针对河道淤泥进行就地固化处理，避免了清理淤泥过程中的运输和存放等问题，较为环保。

Description

一种就地固化河道淤泥装置及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种就地固化河道淤泥装置及施工方法。

背景技术

在现代城市工业发展的同时，大量的建筑垃圾、生活垃圾以及工业废水等排入河道，尤其体现在中小河道的淤积现象，在一定程度上减弱了河道调蓄洪水及防灾减灾的能力，同时影响河道水流的通畅以及船舶的正常航行，需要对河道进行清淤处理。

现有的河道清淤方法主要包括排干清淤、水下清淤以及环保清淤这三种。排干清淤是指针对没有防洪、排涝、通航功能的小型河道，在其施工段构筑临时围堰，将河水排干之后进行干挖或水力冲挖清淤，该方法存在很大的局限性，且施工量大，成本较高。水下清淤通常是使用抓斗或者泥浆泵等机械设备，将沉积河底的淤泥吹搅从而形成混浊的水状，随河水流走，从而起到疏通的作用，该方法清淤效果不理想，且对于夹杂其他垃圾等复杂的河道环境而言，清淤施工难度大，成本较高。环保清淤是指以改善水质为目标，在清淤的同时尽可能避免对水体产生二次污染，因此生产使用了一些特殊的设备精准控制清淤的深度及位置，将淤泥清出进行再处理，对于小型河道而言该方法没有非常合适的清淤施工设备，且清出的淤泥存在运输和存放等问题，需防止其中有害物质造成二次污染，施工工序复杂。综上，有必要针对这一问题提供一种经济环保、施工简便、适用性广的装置及其施工方法对河道淤泥进行处理。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明第一目的是公开一种就地固化河道淤泥装置；第二目的是公开了一种利用该装置进行就地固化河道淤泥的施工方法。

技术方案：本发明公开的就地固化河道淤泥装置，包括：

隔断导电外筒，所述隔断导电外筒由水面插入并延伸至淤泥内，所述隔断导电外筒位于淤泥内的部分设有水平布设的导电网，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞；

导电排水管，所述导电排水管从隔断导电外筒内部由水面插入并延伸至淤泥内，所述导电排水管插于导电网上，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞，所述导电排水管内设有泥浆过滤棉；

直流电源，所述直流电源正负极分别连接隔断导电外筒和导电排水管；

抽水系统，所述抽水系统与导电排水管伸出水面的一端连接。

进一步的，所述隔断导电外筒包括转承架和导电筒，所述转承架底部设有圆环形卡槽，所述导电筒顶部设有弧形卡环，通过弧形卡环与圆环形卡槽卡接实现转承架和导电筒上下拼接；

所述转承架位于淤泥上方，导电筒位于淤泥内部。

进一步的，所述导电网在导电筒内间隔布设多个，将导电筒分成多层结构，每层筒体侧壁均开设孔洞。

进一步的，所述转承架包括上下拼接的封闭圆筒和带孔圆筒，所述圆环形卡槽设于带孔圆筒底部；所述封闭圆筒为塑料材质，带孔圆筒为金属导电材质，所述直流电源通过导线连接带孔圆筒和导电排水管。

进一步的，所述转承架位于封闭圆筒与带孔圆筒的拼接处设有固定层，所述导电排水管穿过固定层在插入导电网上，所述导电排水管位于固定层的部位向外凸起，所述固定层对应导电排水管凸起处形成凹陷，凹凸结构形成卡合限位。

进一步的，所述导电排水管包括位于淤泥上方的主管道以及由主管道延伸至淤泥内的多根分管道，所述分管道为尖底结构，内设泥浆过滤棉，同时管壁设有多个孔洞。

进一步的，所述导电排水管上端通过抽水管依次连接抽水泵和集水缸。

所述的就地固化河道淤泥装置的施工方法，包括以下步骤：

S1、将导电排水管插于隔断导电外筒，形成整体；

S2、将导电排水管连接直流电源负极作为阴极排水通道，将隔断导电外筒连接直流电源正极作为阳极，将整体由水面下沉至淤泥内，将导电排水管上端接抽水系统；

S3、接通直流电源进行电渗处理，同时打开抽水系统进行抽水；

S4、电渗固结完成，抽水结束关闭抽水系统，回收装置并清洗。

其中，本装置在所需处理淤泥的范围内设置多个，按梅花形排布，以提高电渗固结效率。

进一步的，当抽水系统抽出的水量在一个时间段内的变化量小于一个阈值，则视为电渗固结完成，关闭直流电源，继续抽水一段时间后结束。

工作原理：在电场作用下，河道淤泥中的孔隙水和水化阳离子往阴极聚集，表面带负电的土体颗粒向阳极聚集，随着时间的推移河底淤泥中孔隙水不断向阴极排水通道聚集并由抽水泵排出至集水缸，土体颗粒向阳极聚集的同时其有效强度得以提高，最终完成河底淤泥的就地固化处理。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：

1、可针对河道淤泥进行就地固化处理，避免了清理淤泥过程中的运输和存放等问题，较为环保；

2、装置及其施工方法具有较强的适用性，且整体性强，可用于各种复杂环境下的河道淤泥处理，根据不同的情况可选用不同大小型号的装置，施工简便快捷；

3、装置上部设计为塑料材质可以在减轻自重的同时降低电渗所需的能耗，高效完成淤泥的电渗固化处理；

4、导电筒内的层状网格式排布可增大其与土体的接触面积，使淤泥固结效果更为均匀；

5、导电排水管设计为尖底有利于下沉定位，同时增设分管道和开设小孔来提高排水速率；

6、固结完成后，隔断导电外筒和导电排水管可重复回收利用，较为经济。

附图说明

图1为本发明整体剖视结构图；

图2为本发明转承架剖视图；

图3为本发明转承架俯视图；

图4为本发明导电筒剖视图；

图5为本发明导电筒俯视图；

图6为本发明导电排水管俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示的就地固化河道淤泥装置，包括：

隔断导电外筒1，所述隔断导电外筒1由水面插入并延伸至淤泥内，所述隔断导电外筒1位于淤泥内的部分设有水平布设的导电网101，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞。

导电排水管2，所述导电排水管2从隔断导电外筒1内部由水面插入并延伸至淤泥内，所述导电排水管2插于导电网101上，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞，所述导电排水管2内设有泥浆过滤棉201。

直流电源3，所述直流电源3正负极通过导线分别连接隔断导电外筒1和导电排水管2。

抽水系统4，所述抽水系统4与导电排水管2伸出水面的一端连接，将导线排水管2内的水往外抽。

其中，如图2-5所示，所述隔断导电外筒1包括转承架和导电筒，所述转承架底部设有圆环形卡槽102，所述导电筒顶部设有弧形卡环103，通过弧形卡环103与圆环形卡槽102卡接实现转承架和导电筒上下拼接；所述转承架位于淤泥上方，导电筒位于淤泥内部。

如图4所示，所述导电网101在导电筒内间隔布设多个，将导电筒分成多层结构，每层筒体侧壁均开设孔洞。

如图2所示，所述转承架包括上下拼接的封闭圆筒104和带孔圆筒105，所述圆环形卡槽102设于带孔圆筒105底部；所述封闭圆筒104为塑料材质，带孔圆筒105为金属导电材质，所述直流电源3通过导线连接带孔圆筒105和导电排水管2。

如图1和2所示，所述转承架位于封闭圆筒104与带孔圆筒105的拼接处设有固定层106，所述导电排水管2穿过固定层106在插入导电网101上，所述导电排水管2位于固定层106的部位向外凸起，所述固定层106对应导电排水管2凸起处形成凹陷，凹凸结构形成卡合限位。

如图1和6所示，所述导电排水管2包括位于淤泥上方的主管道202以及由主管道202延伸至淤泥内的多根分管道203，所述分管道203为尖底结构，内设泥浆过滤棉201，同时管壁设有多个孔洞。

如图1所示，所述导电排水管2上端通过抽水管401依次连接抽水泵402和集水缸403，通过抽水泵402将导电排水管2内的水抽至集水缸403。

本发明的就地固化河道淤泥装置，在使用时：

(1)确定好所需处理河道淤泥的面积和深度，设计所需装置的数量以及梅花形定位排布；

(2)按照图1所示将拼装好的装置下沉定位平稳，连接好抽水系统4；

(3)同时打开直流电源3和抽水泵402，就地进行电渗固结处理；

(4)待集水缸403内水量超过一小时几乎无变化时视为电渗固结完成，此时关闭直流电源3继续抽水一小时后停止抽水泵402；

(5)断开直流电源3导线以及抽水管401，将河内的装置起吊回收，检查破损情况，筛选较为完备的装置可重复利用；

其中，主要操作机械为起吊设备，为现有技术中常用的工程装置。

采用本方法的施工注意事项如下：

a、每次使用装置前应检查各部件锈蚀和连接情况，保证电路的完整性和有效性；

b、严格按照设计要求加工和拼装结构，不可偷工减料；

c、定位下沉装置时应缓慢进行，同时尽量将装置底部插入持力层固定后进行平稳调整；

d、施工完毕后应断开抽水管401和导线等连接部位后再起吊回收。

Claims (7)

1.一种就地固化河道淤泥装置，其特征在于，包括：

隔断导电外筒(1)，所述隔断导电外筒(1)由水面插入并延伸至淤泥内，所述隔断导电外筒(1)位于淤泥内的部分设有水平布设的导电网(101)，且位于淤泥内的筒壁开设多个孔洞；

导电排水管(2)，所述导电排水管(2)从隔断导电外筒(1)内部由水面插入并延伸至淤泥内，所述导电排水管(2)插于导电网(101)上，且位于淤泥内的管壁开设多个孔洞，所述导电排水管(2)内设有泥浆过滤棉(201)；

直流电源(3)，所述直流电源(3)正极、负极分别连接隔断导电外筒(1)和导电排水管(2)；

抽水系统(4)，所述抽水系统(4)与导电排水管(2)伸出水面的一端连接；

所述隔断导电外筒(1)包括转承架和导电筒，所述转承架底部设有圆环形卡槽(102)，所述导电筒顶部设有弧形卡环(103)，通过弧形卡环(103)与圆环形卡槽(102)卡接实现转承架和导电筒上下拼接；

所述转承架位于淤泥上方，导电筒位于淤泥内部；

所述导电网(101)在导电筒内间隔布设多个，将导电筒分成多层结构，每层筒体侧壁均开设孔洞；

所述转承架包括上下拼接的封闭圆筒(104)和带孔圆筒(105)，所述圆环形卡槽(102)设于带孔圆筒(105)底部；所述封闭圆筒(104)为塑料材质，带孔圆筒(105)为金属导电材质，所述直流电源(3)通过导线连接带孔圆筒(105)和导电排水管(2)。

2.根据权利要求1所述的就地固化河道淤泥装置，其特征在于：所述转承架位于封闭圆筒(104)与带孔圆筒(105)的拼接处设有固定层(106)，所述导电排水管(2)穿过固定层(106)再插入导电网(101)，所述导电排水管(2)位于固定层(106)的部位向外凸起，所述固定层(106)对应导电排水管(2)凸起处形成凹陷，凹凸结构形成卡合限位。

3.根据权利要求1所述的就地固化河道淤泥装置，其特征在于：所述导电排水管(2)包括位于淤泥上方的主管道(202)以及由主管道(202)延伸至淤泥内的多根分管道(203)，所述分管道(203)为尖底结构，内设泥浆过滤棉(201)，同时管壁设有多个孔洞。

4.根据权利要求1所述的就地固化河道淤泥装置，其特征在于：所述导电排水管(2)上端通过抽水管(401)依次连接抽水泵(402)和集水缸(403)。

5.基于权利要求1所述的就地固化河道淤泥装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将导电排水管(2)插入隔断导电外筒(1)，形成整体；

S2、将导电排水管(2)连接直流电源(3)负极作为阴极排水通道，将隔断导电外筒(1)连接直流电源(3)正极作为阳极，将整体由水面下沉至淤泥内，将导电排水管(2)上端接抽水系统(4)；

S3、接通直流电源(3)进行电渗处理，同时打开抽水系统(4)进行抽水；

S4、电渗固结完成，抽水结束关闭抽水系统(4)，回收装置并清洗。

6.根据权利要求5所述的就地固化河道淤泥装置的施工方法，其特征在于：本装置在所需处理淤泥的范围内设置多个，按梅花形排布。

7.根据权利要求5所述的就地固化河道淤泥装置的施工方法，其特征在于：当抽水系统(4)抽出的水量在一个时间段内的变化量小于一个阈值，则视为电渗固结完成，关闭直流电源(3)，继续抽水一段时间后结束。

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