[發明專利]一種河道施工斷面底泥監測處理裝置及其施工方法

有效

• 申請號: 201610949195.3
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106592673B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 劉學應;張曉波;汪翔;段偉俊;鄭漢
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: E02F5/28
• 分類號: E02F5/28;E02F3/88;E02F3/90;E02F9/26;E02B3/02
• 代理公司: 33217 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 胡根良

1.一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：包括底泥監測箱、底泥處理池和底泥回收池，所述底泥處理池通過淤泥輸出管連接所述底泥回收池，所述淤泥輸出管上設置有抽泥泵，所述底泥處理池的頂面上設置有進水管，所述進水管連通至河道的水體中，所述進水管上設置有抽水泵，所述底泥處理池內設置有攪拌機構，所述底泥監測箱位于淤泥層中，且通過支撐架固定連接在所述淤泥層中，所述底泥監測箱通過輸送管連接所述底泥處理池，相鄰兩個所述底泥監測箱之間通過所述輸送管連接；

所述底泥監測箱包括箱體、蓋板和監測裝置，所述箱體上設置有銜接通孔，所述銜接通孔的兩端內側面上均設置有內螺紋，所述銜接通孔螺紋連接所述輸送管，所述蓋板位于所述箱體的上方，所述蓋板與所述箱體之間設置有增壓吸泥腔，所述增壓吸泥腔內設置有增壓吸泥機構，所述增壓吸泥腔與所述銜接通孔之間設置有出泥孔，所述監測裝置固定連接在所述蓋板的頂面上，所述蓋板上設置有過泥孔，所述箱體位于所述銜接通孔兩端的側面上均設置有管道定位板。

2.根據權利要求1所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：所述攪拌機構包括第一電機和攪拌槳，所述第一電機固定連接在所述底泥處理池的頂端，所述攪拌槳轉動連接在所述第一電機的下方。

3.根據權利要求1所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：所述增壓吸泥機構包括第二電機、轉軸和吸泥芯體，所述蓋板的底面上設置有隔板，所述第二電機固定連接在所述隔板的上方，所述吸泥芯體通過所述轉軸連接所述第二電機。

4.根據權利要求1所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：所述監測裝置內設置有芯片、信號發射器、信號接收器和檢驗儀，所述信號發射器和所述信號接收器對稱設置在所述芯片的兩側，且通過導線連接所述芯片，所述檢驗儀位于所述芯片的下方，所述檢驗儀通過導線連接所述芯片，所述過泥孔內設置有檢測針，所述檢測針連接所述檢驗儀。

5.根據權利要求1所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：所述管道定位板包括兩個對稱設置的夾緊板，所述夾緊板上設置有定位孔，

通過螺桿穿過所述定位孔，實現所述管道定位板與所述箱體的固定連接，兩個所述夾緊板之間形成限位孔，所述限位孔內對稱設置有擠壓片，所述夾緊板的端面上設置有沉孔，所述沉孔內設置有調節螺釘，所述調節螺釘連接所述擠壓片。

6.根據權利要求5所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置，其特征在于：所述擠壓片上設置有刻度。

7.如權利要求1所述的一種河道施工斷面底泥監測處理裝置的施工方法，其特征在于包括如下步驟：

1)測量放樣

a、首先根據勘測河道施工斷面的實際情況，通過測量數據制定施工方案，并按施工方案確定機具設備及工作人員，然后在距離河道斷面200～300m的位置設立設備存放區，并在周圍做好警示標志，接著將機具設備運送至設備存放區，對機具設備做好調試工作；

b、接著將挖掘機開至河道施工斷面的邊緣，對施工斷面的坡面進行清理，并拍打嚴實，然后根據底泥處理池和底泥回收池的設計大小，在坡面上用白色石灰粉劃定加強區域，接著根據加強區域的大小鋪設防護板，從上邊緣沿著坡面往下鋪設，并將每個防護板用栓釘與坡面進行固定連接，直至整個加強區域鋪設完畢；

2)基坑開挖

a、待防護板鋪設完畢后，根據圖紙的設計要求確定底泥處理池的安裝位置，然后將挖掘機開至距離施工斷面10～20m的位置，挖掘長度為10～15m，寬度為8～12m，設計深度為施工斷面頂端至河床底部距離的1/2，分5次進行挖掘，且每次挖掘的深度均為設計深度的1/5，直至最終基坑挖掘完畢；

b、接著根據圖紙的設計要求在基坑的側壁上安裝支撐板，并在相對的兩個支撐板之間安裝橫向定位架，用固定件進行固定，橫向定位架的安裝在抵住支撐板的同時，使基坑的中心位置形成一個長方體腔體，該長方體腔體的大小與底泥處理池的大小相匹配，然后在基坑底部靠近側壁的位置安裝豎直測量儀，連續24小時觀察支撐板的形變情況，直至支撐板的形變在設計范圍內，再進行底泥處理池的施工；

3)底泥處理池施工

a、首先在吊機上安裝抓泥斗，使抓泥斗沿著基坑下放至底部，對基坑底部進行安裝坑的挖掘，安裝坑的長寬與基坑的長寬相匹配，安裝坑的深度為基坑底部至河床的距離，直至完成安裝坑的挖掘；

b、然后對安裝坑的底面和側面進行清理，并用混凝土進行澆筑，混凝土的澆注厚度為10～20cm，同時在靠近施工斷面的側面上開設直徑為60～90cm的圓孔，并在圓孔中插入木棍，使木棍貫穿至淤泥層中，用圓木板對圓孔的端面進行封堵，使其形成底泥處理池；

c、待混凝土的強度達到設計要求，在側壁上的混凝土與支撐板之間確定密封板的安裝位置，然后在密封板的頂面上安裝第一電機，在密封板的底面上安裝攪拌槳，接著將密封板水平安裝在底泥處理池的頂面上；

d、接著在密封板上安裝帶有抽水泵的進水管，使進水管的出水端與底泥處理池連通，將進水管的進水端與河道水體連通，再將帶有抽泥泵的淤泥輸出管安裝在密封板上，使淤泥輸出管的進口端距離底泥處理池底面的距離小于30～40cm，而淤泥輸出管的出口端用密封蓋進行密封，并對第一電機進行密封處理；

e、待底泥處理池安裝結束后，拆除基坑內的支撐板和橫向定位架，并將粘土回填至基坑內，直至回填后的泥土的頂面距離施工斷面的頂面6～8m，將回填后的粘土用夯實機進行夯實處理，并將淤泥輸出管的出口端進行固定，做上標記；

4)底泥回收池施工

首先將底泥回收池的底面和側壁進行整平清理，然后用混凝土進行澆注，澆注的厚度為30～40cm，待混泥土的強度達到設計要求后，在底泥回收池的上方安裝網蓋；

5)底泥監測箱布設

a、根據河道施工斷面的大小及淤泥堆積的位置，在河床底部的淤泥層中確定底泥監測箱的安裝位置，并在相應的安裝位置插上白色塑料袋，使每個安裝位置之間的間距保持在1～2m，安裝位置按矩形狀分布；

b、然后將每個安裝位置開設與底泥監測箱大小相匹配的凹槽，再將帶有支撐架的底泥監測箱安放至凹槽內進行固定，直至每個安裝位置的底泥監測箱安裝完畢；

c、接著在相鄰的兩個底泥監測箱之間開設通槽，并在通槽內安裝支板，然后在支板內安裝輸送管，使輸送管的兩端分別與底泥監測箱的銜接通孔進行連接，直至設計的輸送管安裝完畢，再將支板拆除；

d、再用鉆孔機沿著木棍的位置鉆取直徑為60～90cm的孔，使其與底泥處理池上的圓孔相匹配，然后在孔內安裝輸送管，使輸送管的一端連接底泥處理池上的圓孔，另一端與靠近木棍的底泥監測箱進行連接；

e、最后將施工端面的坡面上的防護板拆除；

6)底泥監測試運行

首先啟動底泥監測箱上的監測裝置，通過監測裝置對河道施工斷面底部淤泥中的污染物進行檢測，當污染物的含量超過監測裝置的設定值時，增壓吸泥腔內的增壓吸泥機構開始工作，并將底泥監測箱周圍的淤泥吸入，經出泥孔進入銜接通孔內，再匯聚到輸送管中，最終進入底泥處理池中，抽水泵將河道內的水吸入底泥處理池中，經攪拌槳攪拌后進行稀釋，并在抽泥泵的作用下經淤泥輸出管統一進入底泥回收池。