一种阻隔墙施工装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及土壤环境治理装备技术领域，更具体地说，是涉及一种阻隔墙施工装置及其施工方法。


背景技术：

2.地下水是水资源的重要组成部分，也是中国北方地区及许多城市的重要供水水源，地下水的合理开发利用对中国社会经济发展和生态环境建设具有十分重要的作用。近几十年来，随着中国经济社会的不断发展，地下水受到的污染越来越严重，据调查显示，地下水污染的面积在逐渐增大，污染程度在逐渐加深。土壤和地下水作为一个统一的整体，地面污染物或污染土壤随着大气降水下渗至地下进而污染地下水；同时，由于土壤的吸附作用，水中一部分污染物随着下渗和径流的过程会吸附在土壤表面而加深污染深度和扩大污染范围。
3.目前，现有技术中针对地下水和土壤的修复技术主要包括原位修复技术和异位修复技术。异位多相抽提技术作为一种国内修复行业中常用的修复手段，是将受污染的地下水抽提至地面，加入有效的修复试剂氧化或吸附后过滤处理来降低污染物的浓度，实现污染场地土壤和地下水修复目标。但在抽提过程中，若不采取有效的地下水阻隔手段，污染物会随地下水的流动而污染新的区域；地下水的连续特性同时也会增大需要修复处理水量和增加额外的建设成本。
4.传统阻隔施工技术是指施工装置通过铺设阻隔层阻断土壤介质中污染物迁移扩散的途径，使污染介质与周围环境隔离，切断暴露途径，限制污染物迁移，配合特定的修复技术可实现修复目标。传统的土壤阻隔施工方法需要对污染区域四周边界土壤进行开挖，再注入构筑材料如膨润土、粘土、混凝土和砂等，实施难度较大、安装成本较高。针对上述传统土壤阻隔方法的上述缺点，一些原位污染场地阻隔施工技术被开发出来，多是注入单一药剂或不发生反应的混合药剂来构筑阻隔层，然而在实践中，越来越多的污染场地的污染物情况具有多样性、复杂性，单一药剂或单一形态药剂构筑的阻隔层已越来越不能满足这类复杂污染场地了，其阻隔效率很难达到风险管控标准。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种阻隔墙施工装置及其施工方法，以解决现有技术中的阻隔施工技术无法解决多形态药剂构筑稳定、高效率的污染阻隔墙的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明的第一个目的在于提供一种阻隔墙施工装置，包括：
7.第一供料单元，所述第一供料单元包括第一储料罐、输送机及反应釜，所述第一储料罐通过所述输送机与所述反应釜连接；
8.所述反应釜包括进料室、传送室及喷射室，所述进料室、所述传送室及所述喷射室通过管路依次贯通连接；所述传送室通过管路连接有除尘装置，所述喷射室一方面连接有第一送料管连接，另一方面通过管路连接的空气压缩机。
9.在一些实施例中，还包括钻机，所述喷射室通过所述第一送料管与所述钻机的第一进料孔连接。
10.在一些实施例中，还包括第二供料单元，所述第二供料单元包括第二储料罐和泵机，所述第二储料罐通过所述泵机连接有第二送料管，所述第二送料管与所述钻机的第二进料孔连接，所述第一储料罐存储有粉体药剂，所述粉体药剂包括铁粉、活性炭、膨润土，粒径为40～600um，所述第二储料罐存储有液体药剂，所述液体药剂为流塑态膨润土泥浆，所述膨润土掺量为9～12％。
11.在一些实施例中，所述第一进料孔和所述第二进料孔设置在所述钻机的转动轴上，在所述转动轴上设置有与所述第一进料孔贯通的第一出料孔以及与所述第二进料孔贯通的第二出料孔。
12.在一些实施例中，所述转动轴上固定安装有钻头和至少一个搅拌叶片，所述钻头可拆卸的安装在所述转动轴的底部，所述第一出料孔和所述第二出料孔处于所述搅拌叶片的下部，所述搅拌叶片上安装有多个刀片。
13.在一些实施例中，所述除尘装置为布袋除尘装置、旋风除尘装置、湿式除尘装置、静电除尘装置、脱硫除尘装置中的任一种。
14.在一些实施例中，所述进料室、所述传送室及所述喷射室内分别安装有计量传感器；所述进料室和所述传送室之间的管路上安装有第一阀门，所述传送室和所述喷射室之间的管路上安装有第二阀门；所述传送室与所述除尘装置之间连接的管路上安装有第三阀门。
15.在一些实施例中，所述输送机为u型螺旋输送机或管式螺旋输送机。
16.在一些实施例中，所述转动轴可转动的套装在所述钻机的钻杆内，所述钻杆固定安装在所述钻机的立柱上。
17.本发明的第二个目的在于提供一种阻隔墙施工方法，包括：
18.利用施工车将钻机移动到待构筑阻隔墙区域，并将第一供料单元的第一送料管与所述钻机的第一进料孔连接，将第二供料单元的第二送料管与所述钻机的第二进料孔连接；
19.所述第一供料单元和所述第二供料单元接入电源，所述第一供料单元的第一储料罐加入粉体药剂，所述第二供料单元的第二储料罐加入液体药剂；
20.控制所述钻机的钻头在待构筑阻隔墙区域钻入至预设深度，控制所述钻头上的搅拌叶片按预设时间对土壤进行初步切割搅拌，同时，从上至下按照预设深度进行粉体药剂和/或液体药剂同时喷射；其中，所述钻头下沉过程中，所述第二供料单元的泵机启动控制置于所述第二储料罐内的液体药剂通过所述第二送料管进入所述第二进料孔内并通过所述第二出料孔排出，所述钻头下沉过程中，所述第一供料单元的第一储料罐内的粉体药剂通过输送机输送到所述反应釜内并依次通过进料室、传送室和喷射室进入第一送料管后并通过所述第一出料孔排出；
21.所述搅拌叶片完成预设搅拌时间后停止搅拌，控制所述钻机的钻杆上提，完成待构筑区域的阻隔墙构筑施工。
22.与现有技术相比本发明提供的阻隔墙施工装置及其施工方法的优点在于：该阻隔墙施工装置能够同时将液体药剂和粉体药剂等多形态药剂按照设计要求输送到污染场地
阻隔墙待构筑区域，从而大幅度减少返浆现象的发生，通过调整第一供料单元和第二供料单元可灵活设定阻隔墙的构筑强度，节约材料，绿色环保，并通过搅拌实现高效稳定阻隔墙的快速构筑。此外，该阻隔墙施工装置移动方便，可自动化施工，能降低人工成本，推广使用。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的阻隔墙施工装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供的阻隔墙施工装置图1所示实施例中钻杆a处的局部放大图。
26.其中，图中各附图标记：
27.28.具体实施方式
29.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用
以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.如图1-2所示，一种阻隔墙施工装置，包括第一供料单元10、钻机20和第二供料单元30。第一供料单元10包括第一储料罐11、输送机12及反应釜13。第一储料罐11通过输送机12与反应釜13连接。在一些实施例中，输送机12为u型螺旋输送机或管式螺旋输送机。根据第一储料罐11内的存储的药剂形态或种类的不同，输送机12可以为其他形式的输送机，再此不作限定。
32.在本实施例中，第一储料罐11内存储有粉体药剂，所述粉体药剂包括铁粉、活性炭、膨润土。粉体药剂的粒径为40～600um。反应釜13包括进料室131、传送室132及喷射室133。进料室131、传送室132及喷射室133通过管路依次贯通连接。反应釜13竖直设置于地面上。在本实施例中，进料室131处于反应釜13的顶部，喷射室133处于反应釜13的底部，传送室132处于在反应釜13的中部位置并且处于进料室131和喷射室133之间。在一些实施例中，在进料室131、传送室132及喷射室133内分别安装有计量传感器136。计量传感器136用于检测相对应的腔室的药剂储量。
33.在进料室131和传送室132之间的管路上安装有第一阀门137。传送室132和喷射室133之间的管路上安装有第二阀门138。在传送室132与除尘装置14之间连接的管路上安装有第三阀门139。第一阀门137和第二阀门138用于调节传送室132和喷射室133之间的产生的压力，第三阀门139用于调节除尘装置14和传送室132之间产生的压力，防止中对进料产生影响。
34.在一些实施例中，传送室132通过管路连接有除尘装置14。除尘装置14为布袋除尘装置、旋风除尘装置、湿式除尘装置、静电除尘装置、脱硫除尘装置中的任一种。喷射室133一方面连接有第一送料管134，另一方面通过管路连接的空气压缩机135。喷射室133通过第一送料管134与钻机20的第一进料孔21连接。
35.第二供料单元30包括第二储料罐31和泵机32。第二储料罐31通过泵机32连接有第二送料管311。第二送料管311与钻机20的第二进料孔22连接。第二储料罐31存储有液体药剂，所述液体药剂为流塑态膨润土泥浆，所述膨润土掺量为9～12％。
36.本实施例中的阻隔墙施工装置的有益效果至少在于，阻隔墙施工装置该可通过第一供料单元10为工作中的钻机20连续供给粉体药剂，通过第二供料单元30为工作中的钻机20连续供给液体药剂。进一步的，第一供料单元10和第二供料单元30可实现同步或不同步的为钻机20实现供料。第一供料单元10和第二供料单元30中的药剂可以根据施工工况、施工方案进行调整并通过钻机20输送到污染场地阻隔墙待构筑区域，从而大幅度减少返浆现象的发生，通过调整第一供料单元10和第二供料单元30可灵活设定阻隔墙的构筑强度，节约材料。
37.在一些实施例中，第一进料孔21和第二进料孔22设置在钻机20的转动轴23上。进一步的，第一进料孔21和第二进料孔22设置在转动轴23的顶部位置上。在转动轴23上设置有与第一进料孔21贯通的第一出料孔24以及与第二进料孔22贯通的第二出料孔25。在本实施例中，转动轴23上固定安装有钻头26。钻头26可拆卸的安装在转动轴23的底部。钻头26上设置有多个搅拌叶片27。搅拌叶片27上安装有多个刀片271。在一些实施例中，刀片271可拆卸的安装在搅拌叶片27上，在另一些实施例中，搅拌叶片27和刀片271为一体式结构。进一步的，第一出料孔24和第二出料孔25处于搅拌叶片27的下部。
38.在一些实施例中，钻机20还包括钻杆40和立柱50。在一些实施例中，立柱50为可伸缩式结构转动轴23可转动的套装在钻机20的钻杆40内。钻杆40固定安装在钻机20的立柱50上。该钻机20可通过施工车60进行驱动。
39.本实施例中的阻隔墙施工装置的工作原理是，第一供料单元10中的第一阀门137打开，置于第一储料罐11内的粉体药剂通过输送机12输送到反应釜13的进料室131内，当粉体药剂达到预设的一定高度后，关闭第一阀门137后打开第二阀门138，粉体药剂通过传送室132后进入喷射室133。由于喷射室133内的空气压力较大，当打开第一阀门137后，传送室132内的空气压力上升。当传送室132内的粉体药剂减少到一定高度后，关闭第二阀门138后打开第三阀门139，利用除尘装置14进行压力调节后，关闭第三阀门139并且打开第二阀门138使粉体药剂从传送室132后进入喷射室133并从第一送料管134喷出实现供料。第二供料单元30的第二储料罐31内的液态药剂在泵机32的作用下依次通过第二送料管311、第二进料孔22输送到钻机20内并通过第二出料孔25排出实现液体药剂的供料。
40.在一些实施例中，提供一种阻隔墙施工方法，包括：
41.利用施工车60将钻机20移动到待构筑阻隔墙区域，并将第一供料单元10的第一送料管134与钻机20的第一进料孔21连接，将第二供料单元30的第二送料管311与钻机20的第二进料孔22连接；
42.第一供料单元10和第二供料单元30接入电源，第一供料单元10的第一储料罐11加入粉体药剂，第二供料单元30的第二储料罐31加入液体药剂；
43.控制钻机20的钻头26在待构筑阻隔墙区域钻入至预设深度，控制钻头26上的搅拌叶片27按预设时间对土壤进行初步切割搅拌，同时，从上至下按照预设深度进行粉体药剂和/或液体药剂同时喷射；其中，钻头26下沉过程中，第二供料单元30的泵机32启动控制置于第二储料罐内31的液体药剂通过第二送料管311进入第二进料孔22内并通过第二出料孔25排出，钻头26下沉过程中，第一供料单元10的第一储料罐11内的粉体药剂通过输送机12输送到反应釜13内并依次通过进料室131、传送室132和喷射室133进入第一送料管134后并通过所述第一出料孔24排出；
44.搅拌叶片27完成预设搅拌时间后停止搅拌，控制钻机20的钻杆40上提，完成待构筑区域的阻隔墙构筑施工。
45.以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。