一种赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法与流程

1.本发明涉及污染场地固化处理技术领域，特别是一种赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法。


背景技术：

2.近年来，随着人民对重金属污染物的重视以及环保意识的提高，对于污染物处理方式的研究更加深入，目前，污染物处理的方式主要包括萃取和固化两种，前者通过物理化学方法将土壤中的污染物萃取出来，使得土壤恢复其原有的价值；后者通过添加水泥等固化物的方式，使得土体和污染物形成一个整体，以减少污染物的扩散，萃取处理方式对生态环境的影响较小，但其实施成本较高，因而固化处理是污染土处理的一种常见手段。
3.污染场地固化处理常见的实施方式主要包括水泥土搅拌桩、高压旋喷桩以及电渗处理，其中，水泥土搅拌桩的实施效果较好，因为整个污染场地都被水泥土进行了固化，但其施工成本最高，对生态环境的影响也最大；高压旋喷桩的固化效果仅次于水泥土搅拌桩，电渗处理是一种化学固化方式，其实施成本相对较低，通过电极将水泥等固化浆液渗透至整个施工场地中，在电渗实施过程中，工程人员仅需给电极添加电流并不断注射浆液，即可完成对整个场地的注浆操作，但电渗注浆过程中存在以下问题：1)固化路径单一，相邻电极之间的通路单一，尤其是在赋水地层中，导致固化浆液无法均匀的扩散到整个污染场地；2)电极棒容易钝化，降低了电渗固化效率；3)强度形成时间较长，电渗是一个缓慢的过程，而在土体固化之前，污染物可能已经沿着地下水扩散。
4.因此，需要提出一种适用于赋水地层、固化路径丰富、电极持续时间长、固化时间较短的电渗施工装置及方法，以保证污染场地的固化效果。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述和/或现有的赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明所要解决的问题在于如何解决现有技术中存在的问题。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置，其包括，注浆组件，包括浆液箱、空气压缩机、连接管以及注浆件，所述空气压缩机固定于所述浆液箱上，所述连接管与所述浆液箱一侧连通，所述注浆件设置于所述连接管端部，污染场地上开设有均匀分布的注浆孔，所述注浆件位于所述注浆孔内；以及控制阀组件，设置于所述连接管上，包括阀体、阀座、阀杆、安装箱、调节件、触发件以及限位件，所述阀座固定于所述阀体内，所述阀杆设置于所述阀座上方，所述安装箱固定于所述阀体顶部，所述调节件设置于所述阀杆顶端，且位于所述安装箱内，所述触发件设置于所述调
节件上，所述限位件设置于所述安装箱内壁两侧，且与所述触发件配合。
9.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述注浆件包括注浆管以及气囊，所述注浆管与所述连接管端部连通，且位于所述注浆孔内，所述气囊固定于所述注浆管上，所述注浆管上开设有通孔，所述通孔位于两个所述气囊之间。
10.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述调节件包括螺纹杆、套管、活动盘、导向杆以及第一弹簧，所述螺纹杆转动连接于所述阀杆顶端，所述套管设置于所述螺纹杆外侧，且顶端延伸至所述安装箱上方，所述活动盘螺纹连接于所述螺纹杆上，且位于所述套管和所述阀杆之间，所述导向杆固定于所述套管底端，所述阀杆顶部开设有导向槽，所述导向杆底端贯穿所述活动盘并延伸至所述导向槽内，所述第一弹簧两端分别与所述活动盘和所述阀体固定。
11.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述调节件还包括限位块以及把手，所述限位块固定于所述套管内壁，所述螺纹杆上开设有环形槽，所述限位块滑动于所述环形槽内，所述把手固定于所述螺纹杆顶端。
12.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述触发件包括固定管、活动环、第二弹簧、挡板以及顶板，所述固定管固定于所述套管上，所述活动环滑动于所述套管上，且位于所述固定管上方，所述第二弹簧两端分别与所述固定管和所述活动环固定，所述挡板固定于所述活动环底部两侧，所述顶板固定于所述固定管顶部两侧。
13.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述触发件还包括固定条以及挡环，所述固定条固定于所述挡板内壁两侧，所述固定管上开设有限位槽，所述固定条滑动于所述限位槽内，所述挡环固定于所述套管上，且位于所述活动环顶部。
14.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述限位件包括承接板、铰接座、限位板以及第三弹簧，所述承接板固定于所述安装箱内壁两侧，所述铰接座固定于所述承接板顶部，所述限位板通过所述铰接座与所述承接板铰接，且其与所述活动环配合，所述第三弹簧两端分别与所述限位板和所述安装箱固定。
15.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述限位件还包括倒刺，其固定于所述限位板内侧，所述活动环上开设有斜槽，所述倒刺位于所述斜槽内。
16.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置的一种优选方案，其中：所述顶板上设有第一斜面，所述倒刺上设置有第二斜面，所述第二斜面与所述斜槽内壁接触，所述第一斜面与所述第二斜面接触。
17.作为本发明所述赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置施工方法的一种优选方案，其中：包括如下步骤：
18.施工前，对场地污染物进行评估以及设计；
19.利用水泥土搅拌桩在污染地外层施工；
20.在污染地上钻出均匀分布的注浆孔；
21.利用注浆件向注浆孔内加压注浆；
22.浆液凝固后将石墨电极棒一一插入注浆孔内；
23.通电并同时注入电渗液固化。
24.本发明有益效果为：本发明通过注浆组件和控制阀组件使得污染地的固化路径更加丰富，且更加适用于赋水地层，并通过该施工方法能够降低固化时间，且对于污染地的固化范围更加广。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
26.图1为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的注浆组件场景图。
27.图2为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的控制阀组件结构图。
28.图3为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的控制阀组件剖面图。
29.图4为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的图3内a部分放大图。
30.图5为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的图3内b部分放大图。
31.图6为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的触发件另一个视角图。
32.图7为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的调节件另一个视角图。
33.图8为赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置及施工方法的石墨电极棒分布图。
具体实施方式
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
36.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
37.实施例1
38.参照图1～3，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置，赋水污染场地冲压式网状电渗固化装置包括注浆组件100和控制阀组件200，通过注浆组件100对污染地进行注浆操作，提高电机与土壤接触的相对半径，在此过程中通过控制阀组件200可自动施加注浆，且无需任何电子控制设备，保证了固化效果和安全性。
39.具体的，注浆组件100，包括浆液箱101、空气压缩机102、连接管103以及注浆件104，空气压缩机102固定于浆液箱101上，连接管103与浆液箱101一侧连通，注浆件104设置
于连接管103端部，污染场地上开设有均匀分布的注浆孔s，注浆件104位于注浆孔s内。
40.浆液箱101内部放置有浆液，一部分浆液，一部分空气，其中浆液为发泡剂，铜粉，石墨等导电材料，在保证树根状形状的同时，不影响浆液的渗流，强度形成时间一般3～7d，且浆体硬化之后呈多孔介质，内部可透水，多孔流通的气泡，具有较高的强度，其是为了在电渗时向多方向扩散，提高电渗效率和范围，空气压缩机102持续向浆液箱101内加注空气，提高浆液箱101内部的压强，高压的浆液通过连接管103注入注浆件104内，再由注浆件104向注浆孔s内注入，每个注浆孔s在注入浆液时都分段施工，并通过高压浆液持续注入，使得浆液在高压的作用下呈树根状分布在污染地内，以此提高后续电极与土壤接触的相对半径，以提高电渗效果。
41.控制阀组件200，设置于连接管103上，包括阀体201、阀座202、阀杆203、安装箱204、调节件205、触发件206以及限位件207，阀座202固定于阀体201内，阀杆203设置于阀座202上方，安装箱204固定于阀体201顶部，调节件205设置于阀杆203顶端，且位于安装箱204内，触发件206设置于调节件205上，限位件207设置于安装箱204内壁两侧，且与触发件206配合。
42.阀体201两端均设有法兰，用来与连接管103固定，阀座202呈z字形，其中部开设有孔，用来流通浆液，阀杆203底端固定有橡胶垫，用来堵住该孔，安装箱204呈梯形，调节件205用来调节该控制阀开关的受力范围，然后通过触发件206和限位件207对阀杆203进行限位，使其受到一定的压力后自动开启，且阀座202的两侧均设置有导流板，能够引导浆体的流动，使其在流动过程中能够尽量少的减少动能的损失。
43.实施例2
44.参照图1～7，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
45.具体的，注浆件104包括注浆管104a以及气囊104b，注浆管104a与连接管103端部连通，且位于注浆孔s内，气囊104b固定于注浆管104a上，注浆管104a上开设有通孔m，通孔m位于两个气囊104b之间。
46.气囊104b设置有两个，一个位于注浆管104a底端，另一个固定在注浆管104a上，当两个气囊104b充满气后，能够将注浆孔s内的空间分隔开，使得通孔m内喷出的浆液不会向上喷发，而是会从两个气囊104b中间向四周扩散，从而能够呈树根状均匀分布在污染地内，固化后呈多孔介质，内部可透水，多孔流通的气泡，具有较高的强度，其是为了在电渗时向多方向扩散，提高电渗效率和范围，当注浆孔s内一部分压强过大无法注入浆液后，先将气囊104b放气，再人工将注浆管104a向上拉动部分距离，再次将气囊104b充满气，然后重复上述操作，直至整个污染地内均灌满浆液。
47.调节件205包括螺纹杆205a、套管205b、活动盘205c、导向杆205d以及第一弹簧205e，螺纹杆205a转动连接于阀杆203顶端，套管205b设置于螺纹杆205a外侧，且顶端延伸至安装箱204上方，活动盘205c螺纹连接于螺纹杆205a上，且位于套管205b和阀杆203之间，导向杆205d固定于套管205b底端，阀杆203顶部开设有导向槽k，导向杆205d底端贯穿活动盘205c并延伸至导向槽k内，第一弹簧205e两端分别与活动盘205c和阀体201固定。
48.螺纹杆205a与阀杆203之间通过轴承连接，套管205b的直径与阀杆203的直径相同，螺纹杆205a上只有位于套管205b和阀杆203之间的位置设置有螺纹，从而通过其转动即可调节活动盘205c的高度，活动盘205c高度的不同会改变阀杆203在初始状态下受到的压
力，从而改变其在复位时所需要的最低压强，且在此过程中，通过导向杆205d对活动盘205c进行导向，避免其再上下移动的过程中发生偏移，同时通过导向杆205d和导向槽k能够对阀杆203进行限位，防止其在使用过程中发生转动，套管205b的两侧均固定有限位长条，其滑动在安装箱204上开设的槽内，用来对套管205b进行限位，防止其在上下移动的过程中发生转动，第一弹簧205e给活动盘205c施加向下的拉力，该拉力与阀杆203底部受到的压力相配合，当压力变小并小于五兆帕时，通过第一弹簧205e将阀杆203向下拉动至将阀座202上的孔关闭，此时浆液无法从该阀流通。
49.调节件205还包括限位块205f以及把手205g，限位块205f固定于套管205b内壁，螺纹杆205a上开设有环形槽j，限位块205f滑动于环形槽j内，把手205g固定于螺纹杆205a顶端。
50.限位块205f呈矩形，其设置有至少两组，每组至少四个，且呈环形均布在套管205b内壁，通过限位块205f和环形槽j的设置使得阀杆203在上下移动时，整个构件都会跟随其上下移动，且避免螺纹杆205a在转动时带动套管205b转动，把手205g的设置方便工作人员转动螺纹杆205a。
51.触发件206包括固定管206a、活动环206b、第二弹簧206c、挡板206d以及顶板206e，固定管206a固定于套管205b上，活动环206b滑动于套管205b上，且位于固定管206a上方，第二弹簧206c两端分别与固定管206a和活动环206b固定，挡板206d固定于活动环206b底部两侧，顶板206e固定于固定管206a顶部两侧。
52.活动环206b能够上下移动，通过第二弹簧206c推动活动环206b，使其与固定管206a之间的距离在初始状态下能够承受至少十兆帕的压力，从而使得阀杆203在受到十兆帕以下的压力时都不会向上移动，顶板206e和挡板206d均用来与触发件206配合，方便其复位。
53.触发件206还包括固定条206f以及挡环206g，固定条206f固定于挡板206d内壁两侧，固定管206a上开设有限位槽n，固定条206f滑动于限位槽n内，挡环206g固定于套管205b上，且位于活动环206b顶部。
54.固定条206f和限位槽n用来对挡板206d和活动环206b进行限位，防止其在上下移动的过程中发生转动，影响其使用，挡环206g用来对活动环206b进行限位，指定其初始位置，且防止其被第二弹簧206c向上推动过多，影响该阀的使用。
55.限位件207包括承接板207a、铰接座207b、限位板207c以及第三弹簧207d，承接板207a固定于安装箱204内壁两侧，铰接座207b固定于承接板207a顶部，限位板207c通过铰接座207b与承接板207a铰接，且其与活动环206b配合，第三弹簧207d两端分别与限位板207c和安装箱204固定。
56.承接板207a呈矩形，其位于固定管206a的两侧，限位板207c的端部呈曲形，当其扣在活动环206b顶部时，限位板207c的内侧与活动环206b顶部平行，从而能够对活动环206b起到限位效果，同时通过第三弹簧207d给限位板207c施加向内侧转动的力，使其能够更加稳固的钩在活动环206b上，从而提高活动环206b的稳定性。
57.限位件207还包括倒刺207e，其固定于限位板207c内侧，活动环206b上开设有斜槽u，倒刺207e位于斜槽u内。
58.通过倒刺207e和斜槽u进一步提高活动环206b在初始状态下的稳定性，防止在压
力不达标时就向上移动，影响浆液的冲击力，且倒刺207e采用柔性较好的材质，其呈尖刺状，自上而下呈缩小的趋势，且越大硬度越强，即底部较为尖锐的部分能够轻易被拨动。
59.顶板206e上设有第一斜面h1，倒刺207e上设置有第二斜面h2，第二斜面h2与斜槽u内壁接触，第一斜面h1与第二斜面h2接触。
60.第二斜面h2呈向外倾斜状，倒扣在斜槽u内，当阀杆203受到较大的压力而向上移动时，固定管206a和顶板206e先向上移动，此时顶板206e上的第一斜面h1与第二斜面h2接触，并使其沿着第一斜面h1的斜面移动，使得倒刺207e上的第二斜面h2移动至斜槽u的洞口，此时倒刺207e失去限位作用，活动环206b就会在第二弹簧206c的推力作用下向上移动，并将限位板207c推开，此时限位板207c受到第三弹簧207d的推力具有向内侧聚拢的趋势，此时通过挡环206g对限位板207c进行支撑和限位，避免其转动角度过大，从而方便压力减小时复位。
61.在使用时，将位于注浆管104a和气囊104b放置在注浆孔s内，然后通过空气压缩机102持续向浆液箱101内加注空气，当浆液箱101内压力大于十兆帕时，高压强的浆液通过连接管103注入阀体201内，此时阀杆203底端受到压力，过大的压力将其向上顶起，当其向上移动时，固定管206a和顶板206e先向上移动，此时顶板206e上的第一斜面h1与第二斜面h2接触，并使其沿着第一斜面h1的斜面移动，使得倒刺207e上的第二斜面h2移动至斜槽u的洞口，此时倒刺207e失去限位作用，活动环206b就会在第二弹簧206c的推力作用下向上移动，并将限位板207c推开，此时限位板207c受到第三弹簧207d的推力具有向内侧聚拢的趋势，并贴在挡环206g上，防止向内侧转动的角度过大，高压强的浆液进入注浆管104a内，并通过多个通孔m向注浆孔s内喷出，此时由于两个气囊104b的阻挡作用使得高压强浆液只能从两个气囊104b中间向四周扩散，从而能够呈树根状均匀分布在污染地内，在持续的喷发中浆液箱101内的压强降低，此时阀杆203受到的压力也会降低，通过第一弹簧205e给活动盘205c施加向下的拉力，使得阀杆203缓慢下降，当压力小于五兆帕时，阀杆203底端会将阀座202上的流通孔堵住，同时第三弹簧207d推动限位板207c使其压在活动环206b上，其压力会将阀杆203再向下压动一定的距离，直至倒刺207e位于斜槽u外侧，然后通过浆液的压强将阀杆203向上慢慢顶起，此时倒刺207e会扣在斜槽u内，以此循环，直至浆液无法加注后，手动将空气压缩机102和该阀关闭，然后将气囊104b放气，手动将注浆管104a向上提起一段距离，再次进行注浆操作，直至整个污染地完成注浆。
62.实施例3
63.参照图1～8，为本发明第三个实施例，该实施例基于前两个实施例。
64.具体的，包括如下施工步骤：
65.施工前，对场地污染物进行评估以及设计，确定污染场地的污染物和污染范围；
66.然后利用水泥土搅拌桩在污染地外层施工，每两个相邻搅拌桩之间设有部分重叠，用来防止浆液在渗透过程中流出，且水泥内部分布电渗电极，水泥带电荷；
67.再在污染地上钻出均匀分布的注浆孔s，这些注浆孔s分布在水泥土搅拌桩内侧，且呈矩形均匀分布；
68.利用注浆件104向注浆孔s内加压注浆，使得污染地内的各个位置均匀分布有浆液；
69.浆液凝固后将石墨电极棒一一插入注浆孔s内，且呈正负电极交错分布，相邻的是
不同的，电流由正极向负极流动，形成更加稳定的，矩形排列，提高接触范围，提高电子的流通范围和流通效率，石墨电极棒管体是石墨成分，成本低，导电效果好，不会出现极化；
70.通电并同时注入电渗液固化，其中电渗液为超细水泥浆，同时里面还有一些化学药剂，可以强化导电，强度形成时间一般要30d～90d；
71.完成施工。
72.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。