一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610949195.3

申请日:

2016.11.02

公开号:

CN106592673A

公开日:

2017.04.26

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):E02F 5/28申请日:20161102|||公开

IPC分类号:

E02F5/28; E02F3/88; E02F3/90; E02F9/26; E02B3/02

主分类号:

E02F5/28

申请人:

浙江水利水电学院

发明人:

刘学应; 张晓波; 汪翔; 段伟俊; 郑汉

地址:

310018 浙江省杭州市下沙高教东区学府街508号

优先权:

专利代理机构:

杭州慧亮知识产权代理有限公司 33259

代理人:

施少锋

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内容摘要

本发明公开了一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法,包括底泥监测箱、底泥处理池和底泥回收池,底泥处理池通过淤泥输出管连接底泥回收池,淤泥输出管上设置有抽泥泵,底泥处理池的顶面上设置有进水管,进水管连通至河道的水体中,底泥处理池内设置有搅拌机构,底泥监测箱通过输送管连接底泥处理池,相邻两个底泥监测箱之间通过输送管连接。其施工方法包括:测量放样、基坑开挖、底泥处理池施工、底泥回收池施工、底泥监测箱布设和底泥监测试运行。本发明结构简单,对河道施工断面的底泥监测与清理效果显著,不仅提高了河道施工断面的强度,而且便于将污染物含量较高的底泥进行处理,防止因底泥中的污染物释放形成二次污染。

权利要求书

1.一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:包括底泥监测箱、底泥处理池和
底泥回收池,所述底泥处理池通过淤泥输出管连接所述底泥回收池,所述淤泥输出管上设
置有抽泥泵,所述底泥处理池的顶面上设置有进水管,所述进水管连通至河道的水体中,所
述进水管上设置有抽水泵,所述底泥处理池内设置有搅拌机构,所述底泥监测箱位于淤泥
层中,且通过支撑架固定连接在所述淤泥层中,所述底泥监测箱通过输送管连接所述底泥
处理池,相邻两个所述底泥监测箱之间通过所述输送管连接。
2.根据权利要求1所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述搅拌
机构包括第一电机和搅拌桨,所述第一电机固定连接在所述底泥处理池的顶端,所述搅拌
桨转动连接在所述第一电机的下方。
3.根据权利要求1所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述底泥
监测箱包括箱体、盖板和监测装置,所述箱体上设置有衔接通孔,所述衔接通孔的两端内侧
面上均设置有内螺纹,所述衔接通孔螺纹连接所述输送管,所述盖板位于所述箱体的上方,
所述盖板与所述箱体之间设置有增压吸泥腔,所述增压吸泥腔内设置有增压吸泥机构,所
述增压吸泥腔与所述衔接通孔之间设置有出泥孔,所述监测装置固定连接在所述盖板的顶
面上,所述盖板上设置有过泥孔,所述箱体位于所述衔接通孔两端的侧面上均设置有管道
定位板。
4.根据权利要求3所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述增压
吸泥机构包括第二电机、转轴和吸泥芯体,所述盖板的底面上设置有隔板,所述第二电机固
定连接在所述隔板的上方,所述吸泥芯体通过所述转轴连接所述第二电机。
5.根据权利要求3所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述监测
装置内设置有芯片、信号发射器、信号接收器和检验仪,所述信号发射器和所述信号接收器
对称设置在所述芯片的两侧,且通过导线连接所述芯片,所述检验仪位于所述芯片的下方,
所述检验仪通过导线连接所述芯片,所述过泥孔内设置有检测针,所述检测针连接所述检
验仪。
6.根据权利要求3所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述管道
定位板包括两个对称设置的夹紧板,所述夹紧板上设置有定位孔,通过螺杆穿过所述定位
孔,实现所述管道定位板与所述箱体的固定连接,两个所述夹紧板之间形成限位孔,所述限
位孔内对称设置有挤压片,所述夹紧板的端面上设置有沉孔,所述沉孔内设置有调节螺钉,
所述调节螺钉连接所述挤压片。
7.根据权利要求6所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:所述挤压
片上设置有刻度。
8.如权利要求1所述的一种河道施工断面底泥监测处理装置的施工方法,其特征在于
包括如下步骤:
1)测量放样
a、首先根据勘测河道施工断面的实际情况,通过测量数据制定施工方案,并按施工方
案确定机具设备及工作人员,然后在距离河道断面200~300m的位置设立设备存放区,并在
周围做好警示标志,接着将机具设备运送至设备存放区,对机具设备做好调试工作;
b、接着将挖掘机开至河道施工断面的边缘,对施工断面的坡面进行清理,并拍打严实,
然后根据底泥处理池和底泥回收池的设计大小,在坡面上用白色石灰粉划定加强区域,接
着根据加强区域的大小铺设防护板,从上边缘沿着坡面往下铺设,并将每个防护板用栓钉
与坡面进行固定连接,直至整个加强区域铺设完毕;
2)基坑开挖
a、待防护板铺设完毕后,根据图纸的设计要求确定底泥处理池的安装位置,然后将挖
掘机开至距离施工断面10~20m的位置,挖掘长度为10~15m,宽度为8~12m,设计深度为施
工断面顶端至河床底部距离的1/2,分5次进行挖掘,且每次挖掘的深度均为设计深度的1/
5,直至最终基坑挖掘完毕;
b、接着根据图纸的设计要求在基坑的侧壁上安装支撑板,并在相对的两个支撑板之间
安装横向定位架,用固定件进行固定,横向定位架的安装在抵住支撑板的同时,使基坑的中
心位置形成一个长方体腔体,该长方体腔体的大小与底泥处理池的大小相匹配,然后在基
坑底部靠近侧壁的位置安装竖直测量仪,连续24小时观察支撑板的形变情况,直至支撑板
的形变在设计范围内,再进行底泥处理池的施工;
3)底泥处理池施工
a、首先在吊机上安装抓泥斗,使抓泥斗沿着基坑下放至底部,对基坑底部进行安装坑
的挖掘,安装坑的长宽与基坑的长宽相匹配,安装坑的深度为基坑底部至河床的距离,直至
完成安装坑的挖掘;
b、然后对安装坑的底面和侧面进行清理,并用混凝土进行浇筑,混凝土的浇注厚度为
10~20cm,同时在靠近施工断面的侧面上开设直径为60~90cm的圆孔,并在圆孔中插入木
棍,使木棍贯穿至淤泥层中,用圆木板对圆孔的端面进行封堵,使其形成底泥处理池;
c、待混凝土的强度达到设计要求,在侧壁上的混凝土与支撑板之间确定密封板的安装
位置,然后在密封板的顶面上安装第一电机,在密封板的底面上安装搅拌桨,接着将密封板
水平安装在底泥处理池的顶面上;
d、接着在密封板上安装带有抽水泵的进水管,使进水管的出水端与底泥处理池连通,
将进水管的进水端与河道水体连通,再将带有抽泥泵的淤泥输出管安装在密封板上,使淤
泥输出管的进口端距离底泥处理池底面的距离小于30~40cm,而淤泥输出管的出口端用密
封盖进行密封,并对第一电机进行密封处理;
e、待底泥处理池安装结束后,拆除基坑内的支撑板和横向定位架,并将粘土回填至基
坑内,直至回填后的泥土的顶面距离施工断面的顶面6~8m,将回填后的粘土用夯实机进行
夯实处理,并将淤泥输出管的出口端进行固定,做上标记;
4)底泥回收池施工
首先将底泥回收池的底面和侧壁进行整平清理,然后用混凝土进行浇注,浇注的厚度
为30~40cm,待混泥土的强度达到设计要求后,在底泥回收池的上方安装网盖;
5)底泥监测箱布设
a、根据河道施工断面的大小及淤泥堆积的位置,在河床底部的淤泥层中确定底泥监测
箱的安装位置,并在相应的安装位置插上白色塑料袋,使每个安装位置之间的间距保持在1
~2m,安装位置按矩形状分布;
b、然后将每个安装位置开设与底泥监测箱大小相匹配的凹槽,再将带有支撑架的底泥
监测箱安放至凹槽内进行固定,直至每个安装位置的底泥监测箱安装完毕;
c、接着在相邻的两个底泥监测箱之间开设通槽,并在通槽内安装支板,然后在支板内
安装输送管,使输送管的两端分别与底泥监测箱的衔接通孔进行连接,直至设计的输送管
安装完毕,再将支板拆除;
d、再用钻孔机沿着木棍的位置钻取直径为60~90cm的孔,使其与底泥处理池上的圆孔
相匹配,然后在孔内安装输送管,使输送管的一端连接底泥处理池上的圆孔,另一端与靠近
木棍的底泥监测箱进行连接;
e、最后将施工端面的坡面上的防护板拆除;
6)底泥监测试运行
首先启动底泥监测箱上的监测装置,通过监测装置对河道施工断面底部淤泥中的污染
物进行检测,当污染物的含量超过监测装置的设定值时,增压吸泥腔内的增压吸泥机构开
始工作,并将底泥监测箱周围的淤泥吸入,经出泥孔进入衔接通孔内,再汇聚到输送管中,
最终进入底泥处理池中,抽水泵将河道内的水吸入底泥处理池中,经搅拌桨搅拌后进行稀
释,并在抽泥泵的作用下经淤泥输出管统一进入底泥回收池。

说明书

一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法。

背景技术

随着社会经济的发展和生活水平的提高,人们对环境质量的要求也越来越高。河
道、湖泊在人们的生活中扮演着一个重要的角色。在早期,由于人们对环境污染问题认识的
不足及污水管网和处理设施建设力度的不够,河道在很大程度上是排污的主要受体,大量
未经处理的生活污水及工业废水都直接排入河道,造成水体污染,进而污染物质进入底泥
形成不同程度的污染淤泥。污染物质在底泥与水体间交换,当水体中污染物的量多时,污染
物会被底泥吸附;当水体中污染物的量少时,底泥中吸附的污染物又会释放到水中。因此,
当河道长期作为纳污受体时,底泥必将受到污染。

现有技术中的水质处理一般都是针对水体进行净化处理,并没有对河床底部的淤
泥进行处理,而底部淤泥不仅可以吸收污染物,同时可以将吸收的污染物重新释放到水体
中形成二次污染,因此在做好污染物截留的同时,仍需对淤泥进行清理才能更好的保护河
道水体的质量。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种河道施工断面底泥监测
处理装置及其施工方法的技术方案,本发明结构简单,可操作性强,对河道施工断面的底泥
监测与清理效果显著,不仅提高了河道施工断面的强度,防止在进行底泥处理池与底泥回
收池施工时发生坍塌,而且便于将污染物含量较高的底泥进行处理,提高河道水体的水质,
防止因底泥中的污染物释放形成二次污染,同时降低了人工操作的劳动强度,减小了施工
和维护成本。

为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

一种河道施工断面底泥监测处理装置,其特征在于:包括底泥监测箱、底泥处理池
和底泥回收池,底泥处理池通过淤泥输出管连接底泥回收池,淤泥输出管上设置有抽泥泵,
底泥处理池的顶面上设置有进水管,进水管连通至河道的水体中,进水管上设置有抽水泵,
底泥处理池内设置有搅拌机构,底泥监测箱位于淤泥层中,且通过支撑架固定连接在淤泥
层中,底泥监测箱通过输送管连接底泥处理池,相邻两个底泥监测箱之间通过输送管连接;
通过将底泥监测箱安装在淤泥层中可以实时对河道施工断面淤泥层中的污染物进行监测,
当底泥中的污染物含量达到设定值时,底泥监测箱内的增压吸泥机构开始工作,将底泥吸
入增压吸泥腔内,经输送管运送至底泥处理池中,抽水泵将河道中的水引入底泥处理池,与
底泥混合搅拌后在抽泥泵的作用下经淤泥输出管进入底泥回收池,便于统一处理,不仅有
效减少了河床底部的淤泥,而且降低了污染物的含量,有利于提高河道的水质,底泥监测处
理装置的设计,不仅可以降低人工清理监测的难度,而且降低了清理和维护成本,只需定期
对底泥回收池进行清理即可,降低了劳动强度。

进一步,搅拌机构包括第一电机和搅拌桨,第一电机固定连接在底泥处理池的顶
端,搅拌桨转动连接在第一电机的下方,通过第一电机带动搅拌桨转动,进而将吸收的淤泥
和水搅拌混合,便于淤泥的输出,同时可以有效防止因淤泥中水分过少而造成管道的堵塞,
影响淤泥的正常输送,延长了底泥监测处理装置的使用寿命。

进一步,底泥监测箱包括箱体、盖板和监测装置,箱体上设置有衔接通孔,衔接通
孔的两端内侧面上均设置有内螺纹,衔接通孔螺纹连接输送管,盖板位于箱体的上方,盖板
与箱体之间设置有增压吸泥腔,增压吸泥腔内设置有增压吸泥机构,增压吸泥腔与衔接通
孔之间设置有出泥孔,监测装置固定连接在盖板的顶面上,盖板上设置有过泥孔,箱体位于
衔接通孔两端的侧面上均设置有管道定位板,通过内螺纹的设计,可以有效提高箱体与输
送管的连接强度,提高密封程度,防止出现漏气而影响淤泥的正常输送,增压吸泥腔不仅可
以将淤泥层的底泥进行吸入,而且具有增压输送的作用,使底泥的输送更稳定高效,同时可
以有效防止淤泥层中较大颗粒的石块进入增压吸泥腔中而造成堵塞,底泥经增压吸泥腔和
出泥孔进入衔接通孔,防止底泥出现逆流而影响输送管中的输送压力。

进一步,增压吸泥机构包括第二电机、转轴和吸泥芯体,盖板的底面上设置有隔
板,第二电机固定连接在隔板的上方,吸泥芯体通过转轴连接第二电机,通过第二电机带动
转轴转动,进而带动吸泥芯体转动,实现对底泥的吸入,隔板可以减小因第二电机产生的振
动,提高了底泥监测箱的稳定性。

进一步,监测装置内设置有芯片、信号发射器、信号接收器和检验仪,信号发射器
和信号接收器对称设置在芯片的两侧,且通过导线连接芯片,检验仪位于芯片的下方,检验
仪通过导线连接芯片,过泥孔内设置有检测针,检测针连接检验仪,淤泥层中的底泥进入过
泥孔,并附着在检测针上,检验仪通过对检测针上的底泥进行污染物种类和含量的分析,将
信息传递至芯片,通过与芯片内设定的数据对比后控制第二电机工作,同时芯片通过信号
发射器将底泥中污染物的种类和含量信息实时传递至远程控制终端,便于操作人员及时了
解情况。

进一步,管道定位板包括两个对称设置的夹紧板,夹紧板上设置有定位孔,通过螺
杆穿过定位孔,实现管道定位板与箱体的固定连接,两个夹紧板之间形成限位孔,限位孔内
对称设置有挤压片,夹紧板的端面上设置有沉孔,沉孔内设置有调节螺钉,调节螺钉连接挤
压片,夹紧板的设计不仅方便安装与拆卸,而且可提高输送管的夹紧程度,防止因松动而发
生泄漏,通过转动调节螺钉即可对挤压片的伸出量进行调节,提高了输送管连接的稳定性。

进一步,挤压片上设置有刻度,刻度的设计可以提高输送管在安装时的定位精确
和安装精度,使两个挤压片的受力均匀,提高安装与拆卸的速度。

如上述的一种河道施工断面底泥监测处理装置的施工方法,其特征在于包括如下
步骤:

1)测量放样

a、首先根据勘测河道施工断面的实际情况,通过测量数据制定施工方案,并按施
工方案确定机具设备及工作人员,然后在距离河道断面200~300m的位置设立设备存放区,
并在周围做好警示标志,接着将机具设备运送至设备存放区,对机具设备做好调试工作;

b、接着将挖掘机开至河道施工断面的边缘,对施工断面的坡面进行清理,并拍打
严实,然后根据底泥处理池和底泥回收池的设计大小,在坡面上用白色石灰粉划定加强区
域,接着根据加强区域的大小铺设防护板,从上边缘沿着坡面往下铺设,并将每个防护板用
栓钉与坡面进行固定连接,直至整个加强区域铺设完毕;

2)基坑开挖

a、待防护板铺设完毕后,根据图纸的设计要求确定底泥处理池的安装位置,然后
将挖掘机开至距离施工断面10~20m的位置,挖掘长度为10~15m,宽度为8~12m,设计深度
为施工断面顶端至河床底部距离的1/2,分5次进行挖掘,且每次挖掘的深度均为设计深度
的1/5,直至最终基坑挖掘完毕;

b、接着根据图纸的设计要求在基坑的侧壁上安装支撑板,并在相对的两个支撑板
之间安装横向定位架,用固定件进行固定,防止基坑侧壁由于受外部挤压力的作用而造成
塌陷,影响最终基坑的成型,横向定位架的安装在抵住支撑板的同时,使基坑的中心位置形
成一个长方体腔体,该长方体腔体的大小与底泥处理池的大小相匹配,然后在基坑底部靠
近侧壁的位置安装竖直测量仪,连续24小时观察支撑板的形变情况,直至支撑板的形变在
设计范围内,再进行底泥处理池的施工;

3)底泥处理池施工

a、首先在吊机上安装抓泥斗,使抓泥斗沿着基坑下放至底部,对基坑底部进行安
装坑的挖掘,安装坑的长宽与基坑的长宽相匹配,安装坑的深度为基坑底部至河床的距离,
直至完成安装坑的挖掘;

b、然后对安装坑的底面和侧面进行清理,并用混凝土进行浇筑,混凝土的浇注厚
度为10~20cm,同时在靠近施工断面的侧面上开设直径为60~90cm的圆孔,并在圆孔中插
入木棍,使木棍贯穿至淤泥层中,用圆木板对圆孔的端面进行封堵,使其形成底泥处理池;

c、待混凝土的强度达到设计要求,在侧壁上的混凝土与支撑板之间确定密封板的
安装位置,然后在密封板的顶面上安装第一电机,在密封板的底面上安装搅拌桨,接着将密
封板水平安装在底泥处理池的顶面上;

d、接着在密封板上安装带有抽水泵的进水管,使进水管的出水端与底泥处理池连
通,将进水管的进水端与河道水体连通,再将带有抽泥泵的淤泥输出管安装在密封板上,使
淤泥输出管的进口端距离底泥处理池底面的距离小于30~40cm,而淤泥输出管的出口端用
密封盖进行密封,并对第一电机进行密封处理;

e、待底泥处理池安装结束后,拆除基坑内的支撑板和横向定位架,并将粘土回填
至基坑内,直至回填后的泥土的顶面距离施工断面的顶面6~8m,在回填至抽泥泵和抽水泵
的位置时,需先对抽泥泵和抽水泵进行固定,然后再进行回填,防止抽泥泵和抽水泵的连接
处发生泄漏,影响最终的淤泥输送效果,将回填后的粘土用夯实机进行夯实处理,并将淤泥
输出管的出口端进行固定,做上标记;

4)底泥回收池施工

首先将底泥回收池的底面和侧壁进行整平清理,然后用混凝土进行浇注,浇注的
厚度为30~40cm,待混泥土的强度达到设计要求后,在底泥回收池的上方安装网盖;

5)底泥监测箱布设

a、根据河道施工断面的大小及淤泥堆积的位置,在河床底部的淤泥层中确定底泥
监测箱的安装位置,并在相应的安装位置插上白色塑料袋,使每个安装位置之间的间距保
持在1~2m,安装位置按矩形状分布;

b、然后将每个安装位置开设与底泥监测箱大小相匹配的凹槽,再将带有支撑架的
底泥监测箱安放至凹槽内进行固定,直至每个安装位置的底泥监测箱安装完毕;

c、接着在相邻的两个底泥监测箱之间开设通槽,并在通槽内安装支板,然后在支
板内安装输送管,使输送管的两端分别与底泥监测箱的衔接通孔进行连接,直至设计的输
送管安装完毕,再将支板拆除;

d、再用钻孔机沿着木棍的位置钻取直径为60~90cm的孔,使其与底泥处理池上的
圆孔相匹配,然后在孔内安装输送管,使输送管的一端连接底泥处理池上的圆孔,另一端与
靠近木棍的底泥监测箱进行连接;

e、最后将施工端面的坡面上的防护板拆除;

6)底泥监测试运行

首先启动底泥监测箱上的监测装置,通过监测装置对河道施工断面底部淤泥中的
污染物进行检测,当污染物的含量超过监测装置的设定值时,增压吸泥腔内的增压吸泥机
构开始工作,并将底泥监测箱周围的淤泥吸入,经出泥孔进入衔接通孔内,再汇聚到输送管
中,最终进入底泥处理池中,抽水泵将河道内的水吸入底泥处理池中,经搅拌桨搅拌后进行
稀释,并在抽泥泵的作用下经淤泥输出管统一进入底泥回收池。

本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:

1、通过将底泥监测箱安装在淤泥层中可以实时对河道施工断面淤泥层中的污染
物进行监测,当底泥中的污染物含量达到设定值时,底泥监测箱内的增压吸泥机构开始工
作,将底泥吸入增压吸泥腔内,经输送管运送至底泥处理池中,抽水泵将河道中的水引入底
泥处理池,与底泥混合搅拌后在抽泥泵的作用下经淤泥输出管进入底泥回收池,便于统一
处理,不仅有效减少了河床底部的淤泥,而且降低了污染物的含量,有利于提高河道的水
质;

2、底泥监测处理装置的设计,不仅可以降低人工清理监测的难度,而且降低了清
理和维护成本,只需定期对底泥回收池进行清理即可,降低了劳动强度;

3、箱体上内螺纹的设计,可以有效提高箱体与输送管的连接强度,提高密封程度,
防止出现漏气而影响淤泥的正常输送,增压吸泥腔不仅可以将淤泥层的底泥进行吸入,而
且具有增压输送的作用,使底泥的输送更稳定高效,同时可以有效防止淤泥层中较大颗粒
的石块进入增压吸泥腔中而造成堵塞;

4、检验仪通过对检测针上的底泥进行污染物种类和含量的分析,将信息传递至芯
片,通过与芯片内设定的数据对比后控制第二电机工作,同时芯片通过信号发射器将底泥
中污染物的种类和含量信息实时传递至远程控制终端,便于操作人员及时了解情况;

5、夹紧板的设计不仅方便安装与拆卸,而且可提高输送管的夹紧程度,防止因松
动而发生泄漏,通过转动调节螺钉即可对挤压片的伸出量进行调节,提高了输送管连接的
稳定性;

6、本发明的施工方法步骤简单,不仅提高了河道施工断面的强度,防止在进行底
泥处理池与底泥回收池施工时发生坍塌,而且便于将污染物含量较高的底泥进行处理,提
高河道水体的水质,防止因底泥中的污染物释放形成二次污染,同时降低了人工操作的劳
动强度,减小了施工和维护成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明:

图1为本发明一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法中施工的效果
图;

图2为本发明中底泥监测箱的结构示意图;

图3为本发明中管道定位板的结构示意图;

图4为本发明中监测装置的结构示意图。

图中:1-施工断面;2-底泥处理池;3-底泥回收池;4-第一电机;5-淤泥输出管;6-
抽泥泵;7-进水管;8-抽水泵;9-输送管;10-底泥监测箱;11-支撑架;12-箱体;13-衔接通
孔;14-盖板;15-监测装置;16-过泥孔;17-检测针;18-第二电机;19-增压吸泥腔;20-转轴;
21-吸泥芯体;22-出泥孔;23-管道定位板;24-螺杆;25-夹紧板;26-定位孔;27-限位孔;28-
挤压片;29-沉孔;30-调节螺钉;31-芯片;32-信号发射器;33-信号接收器;34-检验仪;35-
淤泥层;36-搅拌桨。

具体实施方式

如图1至图4所示,为本发明一种河道施工断面底泥监测处理装置,包括底泥监测
箱10、底泥处理池2和底泥回收池3,底泥处理池2通过淤泥输出管5连接底泥回收池3,淤泥
输出管5上设置有抽泥泵6,底泥处理池2的顶面上设置有进水管7,进水管7连通至河道的水
体中,进水管7上设置有抽水泵8,底泥处理池2内设置有搅拌机构,搅拌机构包括第一电机4
和搅拌桨36,第一电机4固定连接在底泥处理池2的顶端,搅拌桨36转动连接在第一电机4的
下方,通过第一电机4带动搅拌桨36转动,进而将吸收的淤泥和水搅拌混合,便于淤泥的输
出,同时可以有效防止因淤泥中水分过少而造成管道的堵塞,影响淤泥的正常输送,延长了
底泥监测处理装置的使用寿命。

底泥监测箱10位于淤泥层35中,且通过支撑架11固定连接在淤泥层35中,底泥监
测箱10通过输送管9连接底泥处理池2,相邻两个底泥监测箱10之间通过输送管9连接,通过
将底泥监测箱10安装在淤泥层35中可以实时对河道施工断面1淤泥层35中的污染物进行监
测,当底泥中的污染物含量达到设定值时,底泥监测箱10内的增压吸泥机构开始工作,将底
泥吸入增压吸泥腔19内,经输送管9运送至底泥处理池2中,抽水泵8将河道中的水引入底泥
处理池2,与底泥混合搅拌后在抽泥泵6的作用下经淤泥输出管5进入底泥回收池3,便于统
一处理,不仅有效减少了河床底部的淤泥,而且降低了污染物的含量,有利于提高河道的水
质,底泥监测处理装置的设计,不仅可以降低人工清理监测的难度,而且降低了清理和维护
成本,只需定期对底泥回收池3进行清理即可,降低了劳动强度,底泥监测箱10包括箱体12、
盖板14和监测装置15,箱体12上设置有衔接通孔13,衔接通孔13的两端内侧面上均设置有
内螺纹,衔接通孔13螺纹连接输送管9,盖板14位于箱体12的上方,盖板14与箱体12之间设
置有增压吸泥腔19,增压吸泥腔19内设置有增压吸泥机构,增压吸泥腔19与衔接通孔13之
间设置有出泥孔22,监测装置15固定连接在盖板14的顶面上,盖板14上设置有过泥孔16,箱
体12位于衔接通孔13两端的侧面上均设置有管道定位板23,通过内螺纹的设计,可以有效
提高箱体12与输送管9的连接强度,提高密封程度,防止出现漏气而影响淤泥的正常输送,
增压吸泥腔19不仅可以将淤泥层35的底泥进行吸入,而且具有增压输送的作用,使底泥的
输送更稳定高效,同时可以有效防止淤泥层35中较大颗粒的石块进入增压吸泥腔19中而造
成堵塞,底泥经增压吸泥腔19和出泥孔22进入衔接通孔13,防止底泥出现逆流而影响输送
管9中的输送压力。

增压吸泥机构包括第二电机18、转轴20和吸泥芯体21,盖板14的底面上设置有隔
板(图中未标出),第二电机18固定连接在隔板的上方,吸泥芯体21通过转轴20连接第二电
机18,通过第二电机18带动转轴20转动,进而带动吸泥芯体21转动,实现对底泥的吸入,隔
板可以减小因第二电机18产生的振动,提高了底泥监测箱10的稳定性。

监测装置15内设置有芯片31、信号发射器32、信号接收器33和检验仪34,信号发射
器32和信号接收器33对称设置在芯片31的两侧,且通过导线连接芯片31,检验仪34位于芯
片31的下方,检验仪34通过导线连接芯片31,过泥孔16内设置有检测针17,检测针17连接检
验仪34,淤泥层35中的底泥进入过泥孔16,并附着在检测针17上,检验仪34通过对检测针17
上的底泥进行污染物种类和含量的分析,将信息传递至芯片31,通过与芯片31内设定的数
据对比后控制第二电机18工作,同时芯片31通过信号发射器32将底泥中污染物的种类和含
量信息实时传递至远程控制终端,便于操作人员及时了解情况,污染物的监测结果如表1所
示。

元素名称
标准底泥(mg/kg)

30±3

53±4

168±15

0.55±0.12

354±25

72±5

表1污染物的监测结果

管道定位板23包括两个对称设置的夹紧板25,夹紧板25上设置有定位孔26,通过
螺杆24穿过定位孔26,实现管道定位板23与箱体12的固定连接,两个夹紧板25之间形成限
位孔27,限位孔27内对称设置有挤压片28,夹紧板25的端面上设置有沉孔29,沉孔29内设置
有调节螺钉30,调节螺钉30连接挤压片28,夹紧板25的设计不仅方便安装与拆卸,而且可提
高输送管9的夹紧程度,防止因松动而发生泄漏,通过转动调节螺钉30即可对挤压片28的伸
出量进行调节,提高了输送管9连接的稳定性,挤压片28上设置有刻度,刻度的设计可以提
高输送管9在安装时的定位精确和安装精度,使两个挤压片28的受力均匀,提高安装与拆卸
的速度。

如上述的一种河道施工断面1底泥监测处理装置的施工方法,包括如下步骤:

1)测量放样

a、首先根据勘测河道施工断面1的实际情况,通过测量数据制定施工方案,并按施
工方案确定机具设备及工作人员,然后在距离河道断面200~300m的位置设立设备存放区,
并在周围做好警示标志,接着将机具设备运送至设备存放区,对机具设备做好调试工作;

b、接着将挖掘机开至河道施工断面1的边缘,对施工断面1的坡面进行清理,并拍
打严实,然后根据底泥处理池2和底泥回收池3的设计大小,在坡面上用白色石灰粉划定加
强区域,接着根据加强区域的大小铺设防护板,从上边缘沿着坡面往下铺设,并将每个防护
板用栓钉与坡面进行固定连接,直至整个加强区域铺设完毕;

2)基坑开挖

a、待防护板铺设完毕后,根据图纸的设计要求确定底泥处理池2的安装位置,然后
将挖掘机开至距离施工断面110~20m的位置,挖掘长度为10~15m,宽度为8~12m,设计深
度为施工断面1顶端至河床底部距离的1/2,分5次进行挖掘,且每次挖掘的深度均为设计深
度的1/5,直至最终基坑挖掘完毕;

b、接着根据图纸的设计要求在基坑的侧壁上安装支撑板,并在相对的两个支撑板
之间安装横向定位架,用固定件进行固定,防止基坑侧壁由于受外部挤压力的作用而造成
塌陷,影响最终基坑的成型,横向定位架的安装在抵住支撑板的同时,使基坑的中心位置形
成一个长方体腔体,该长方体腔体的大小与底泥处理池2的大小相匹配,然后在基坑底部靠
近侧壁的位置安装竖直测量仪,连续24小时观察支撑板的形变情况,直至支撑板的形变在
设计范围内,再进行底泥处理池2的施工;

3)底泥处理池施工

a、首先在吊机上安装抓泥斗,使抓泥斗沿着基坑下放至底部,对基坑底部进行安
装坑的挖掘,安装坑的长宽与基坑的长宽相匹配,安装坑的深度为基坑底部至河床的距离,
直至完成安装坑的挖掘;

b、然后对安装坑的底面和侧面进行清理,并用混凝土进行浇筑,混凝土的浇注厚
度为10~20cm,同时在靠近施工断面1的侧面上开设直径为60~90cm的圆孔,并在圆孔中插
入木棍,使木棍贯穿至淤泥层35中,用圆木板对圆孔的端面进行封堵,使其形成底泥处理池
2;

c、待混凝土的强度达到设计要求,在侧壁上的混凝土与支撑板之间确定密封板
(图中未标出)的安装位置,然后在密封板的顶面上安装第一电机4,在密封板的底面上安装
搅拌桨36,接着将密封板水平安装在底泥处理池2的顶面上;

d、接着在密封板上安装带有抽水泵8的进水管7,使进水管7的出水端与底泥处理
池2连通,将进水管7的进水端与河道水体连通,再将带有抽泥泵6的淤泥输出管5安装在密
封板上,使淤泥输出管5的进口端距离底泥处理池2底面的距离小于30~40cm,而淤泥输出
管5的出口端用密封盖进行密封,并对第一电机4进行密封处理,同时在第一电机4的上方安
装电路管线(图中未标出);

e、待底泥处理池2安装结束后,拆除基坑内的支撑板和横向定位架,并将粘土回填
至基坑内,直至回填后的泥土的顶面距离施工断面1的顶面6~8m,在回填至抽泥泵6和抽水
泵8的位置时,需先对抽泥泵6和抽水泵8进行固定,然后再进行回填,防止抽泥泵6和抽水泵
8的连接处发生泄漏,影响最终的淤泥输送效果,将回填后的粘土用夯实机进行夯实处理,
并将淤泥输出管5的出口端进行固定,做上标记;

4)底泥回收池施工

首先将底泥回收池3的底面和侧壁进行整平清理,然后用混凝土进行浇注,浇注的
厚度为30~40cm,浇注的时候用木板进行浇注区域的定位,防止混凝土浇注不均匀,待混泥
土的强度达到设计要求后,在底泥回收池3的上方安装网盖(图中未标出),提高安全性;

接着在距离底泥回收池3~4m的位置安装蓄电池箱,将蓄电池箱与电路管线接通;

5)底泥监测箱布设

a、根据河道施工断面1的大小及淤泥堆积的位置,在河床底部的淤泥层35中确定
底泥监测箱10的安装位置,并在相应的安装位置插上白色塑料袋,使每个安装位置之间的
间距保持在1~2m,安装位置按矩形状分布;

b、然后将每个安装位置开设与底泥监测箱10大小相匹配的凹槽,再将带有支撑架
11的底泥监测箱10安放至凹槽内进行固定,直至每个安装位置的底泥监测箱10安装完毕;

c、接着在相邻的两个底泥监测箱10之间开设通槽,并在通槽内安装支板,然后在
支板内安装输送管9,使输送管9的两端分别与底泥监测箱10的衔接通孔13进行连接,直至
设计的输送管9安装完毕,再将支板拆除;

d、再用钻孔机沿着木棍的位置钻取直径为60~90cm的孔,使其与底泥处理池2上
的圆孔相匹配,然后在孔内安装输送管9,使输送管9的一端连接底泥处理池2上的圆孔,另
一端与靠近木棍的底泥监测箱10进行连接;

e、最后将施工端面的坡面上的防护板拆除,将箱体上方的监测装置通过输送管与
电路管线进行连接;

6)底泥监测试运行

首先启动底泥监测箱10上的监测装置15,通过监测装置15对河道施工断面1底部
淤泥中的污染物进行检测,当污染物的含量超过监测装置15的设定值时,增压吸泥腔19内
的增压吸泥机构开始工作,并将底泥监测箱10周围的淤泥吸入,经出泥孔22进入衔接通孔
13内,再汇聚到输送管9中,最终进入底泥处理池2中,抽水泵8将河道内的水吸入底泥处理
池2中,经搅拌桨36搅拌后进行稀释,并在抽泥泵6的作用下经淤泥输出管5统一进入底泥回
收池3,工作人员定期对底泥回收池3中的底泥进行清理,而底泥监测处理装置也会定期对
淤泥层的底泥进行监测与清理。

以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发
明为基础,为实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖
于本发明的保护范围之中。

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本发明公开了一种河道施工断面底泥监测处理装置及其施工方法,包括底泥监测箱、底泥处理池和底泥回收池,底泥处理池通过淤泥输出管连接底泥回收池,淤泥输出管上设置有抽泥泵,底泥处理池的顶面上设置有进水管,进水管连通至河道的水体中,底泥处理池内设置有搅拌机构,底泥监测箱通过输送管连接底泥处理池,相邻两个底泥监测箱之间通过输送管连接。其施工方法包括:测量放样、基坑开挖、底泥处理池施工、底泥回收池施工、底泥监测。

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