CN111519685A - 一种河道清淤结构及其清淤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河道清淤结构及其清淤方法，属于河道治理技术领域。其技术方案要点是：其包括有若干间隔铺设于河道底部的沉积收集架、布置于河道两岸的地基固定架，所述沉积收集架的安装于若干地基固定架上，所述沉积收集架上设有多个沉积格，所述沉积收集架于每一沉积格内设有排淤口，且位于其自周侧均设有抽淤口，所述沉积收集架内部设有连通管道，多个所述排淤口通过连通管道均与抽淤口连通；通过所述抽淤口上外接的泥浆泵的作用下抽出沉积收集架内部的淤泥。本发明采用间隔式的清淤方法，在河道的上、中、下游的河道段进行清淤处理，利用清淤结构的预埋处理，对河道底部的黑臭淤泥进行清理，且施工简单，后期处理河底淤泥方式简单。
Description
技术领域
本发明涉及河道治理技术领域，特别是一种能够用于改善河道生态环境的河道清淤结构及其清淤方法。
背景技术
目前河道清淤已经从过去的提高河道防洪、排涝和灌溉能力的传统水利工程目标向生态水利目标拓展，在许多河道清淤工程中多采用大型清淤装备、清淤船只，大型清淤设备无法进入中小河流或者农村河道进行清淤工程，特别是受到污染的河道而言，清淤工程多是基于人工体力劳作的方式配合机械设备来完成，这样的处理方法虽然能够在短时间内能够实现治理，却不能较好改善河道的生态环境，达不到较好的治理效果。
发明内容
针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种河道清淤结构，以解决上述问题，其延长河道治理周期以及能够在后期持续性的进行清淤，降低后期污水治理成本，提高河道生态的自净能力，达到了改善河道水生态环境、提供良好的河道生态系统、利于环境的保护的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种河道清淤结构，包括有若干间隔铺设于河道底部的沉积收集架、布置于河道两岸的地基固定架，所述沉积收集架的安装于若干地基固定架上，所述沉积收集架上设有多个沉积格，所述沉积收集架于每一沉积格内设有排淤口，且位于其自周侧均设有抽淤口，所述沉积收集架内部设有连通管道，多个所述排淤口通过连通管道均与抽淤口连通；通过所述抽淤口上外接的泥浆泵的作用下抽出沉积收集架内部的淤泥；
所述地基固定架包括用于固定沉积收集架的定位端以及安装于河道两岸的固定端，所述定位端采用扣合式与沉积收集架固定连接，所述固定端通过固定桩固定。
作为优选，所述沉积收集架采用拼接结构，多个拼装式的所述沉积收集架的侧部均通过转动连接的方式连接。
作为优选，所述沉积格内部采用漏斗结构，所述排淤口设置在漏斗结构开口最小端的侧壁上。
作为优选，所述沉积收集架四周侧的抽淤口连接有抽淤管，所述抽淤管安装在地基固定架的中部。
作为优选，同一侧的两所述地基固定架之间设有阶梯式的植物种植区。
针对现有的技术问题，本发明的另一目的在于提供一种河道清淤方法，以解决上述问题，其能够逐步的对整段河道生态环境进行改善，延长河道治理周期以及能够在后期持续性的进行清淤，降低后期污水治理成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种河道清淤方法，包括以下步骤:
a.勘测河道两岸和河道底部地质结构以及河道长度，获得BIM模型进行分析，指导并制作拼装式清淤结构，根据河道污染程度设置清淤结构的布置间隔以及布置位置；
b.利用打桩机和固定桩将地基固定架固定在河岸两边，填充植物种植区；
c.在施工前的初次清淤后，安装沉积收集架，依次多个清淤结构间隔布置在河道；
d.在第一次对沉积收集架进行清淤处理后，在植物种植区种植生态植物；
e.定期清理沉积收集架，收集时，沉积收集架的抽淤管外接泥浆泵，使沉积收集架的淤泥沿着抽淤口排出；清理时，抽淤管外接低压水，通过低压水冲洗清理连通管道、抽淤管内的沉积物，以及通过低压水对沉积格内的淤泥搅成混浊状，再通过泥浆泵进行抽淤施工；
f.根据河道生态恢复的情况，设置下一河道段的清淤结构的布置间隔，循环上述步骤，对整段河道进行间隔式治理，完成河道的清淤工作；
其中，清淤结构采用上述所述的一种河道清淤结构。
作为优选，所述步骤d还包括有微生物填料包的绑扎，将微生物填料包绑扎在两相邻的清淤结构的地基固定架之间；所述微生物填料包能够净化水体，微生物填料为复合微生物净化剂。
作为优选，所述步骤d中的安装沉积收集架的安装步骤为:拼装清淤结构，采用打桩机和固定桩将其固定在地基固定架的定位端；当布置位置位于河道转弯处时，对应的将拼接式的沉积收集架的侧部连接处转动一定角度，使其适应河道结构；安装抽淤管，将抽淤管接通抽淤口，再将抽淤管固定在地基固定架的内中部。
作为优选，所述步骤b还包括有河道前处理步骤，所述河道前处理步骤为：在步骤a拟设计的布置位置的河道段的上游、下游设置围堰，排干围堰之间的河水，再安装地基固定架。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用间隔式的清淤方法，在河道的上、中、下游的河道段进行清淤处理，利用清淤结构的预埋处理，对河道底部的黑臭淤泥进行清理，且施工简单，后期处理河底淤泥方式简单，相较于清淤船的巡游式清淤方式，本方法不需投入大量的人力与物力；在处理效果上，根据改善的结果对整段河道进行划分清淤河道段，对于污染严重的河道段采用间隔距离短的方式布置清淤结构，并相应的根据清淤的结果改变清淤结构的布置间隔，逐步的对整段河道生态环境进行改善，延长河道治理周期以及能够在后期持续性的进行清淤，降低后期污水治理成本，提高河道生态的自净能力，达到了改善河道水生态的黑臭体系、提供良好的河道生态系统、利于环境的保护的目的。
2.本发明采用清淤结构配合施工方式在河道底部进行预安装，利用现场勘测以及基于BIM技术根据河道两岸的地质结构模拟和预制清淤结构，指导实地施工，提高施工的效率；安装地基固定架后填充植物种植区，在进行初步清淤时能够避免河岸失稳，河岸坍塌或者沉陷的情况，提高稳定性；其次，本方法在实施的后期阶段能够持续清理淤泥，当河道生态恢复后，沉积收集架作为河道水生植物的活动空间，兼具有景观效益。
3.本发明通过清淤结构的设置，拼接式的清淤结构利于运输以及能够根据河道的结构进行适应性调整，结合漏斗式的沉积格以及抽淤管的设置，利于淤泥的外排，进行沉积收集架的抽淤工序中，采用外接低压水对沉积格内的沉积的淤泥进行搅拌，使其与水混合形成混浊状，利于抽淤操作；再配合阶梯式的植物种植区，对河岸既有较好的防护作用，也能增加景观效益，利于改善河道生态环境。
4.本发明的河道中两相邻的清淤结构之间布置填充有复合微生物净化剂的微生物填料包，能够解决在初期治理阶段，净化河道水体，配合间隔式的抽淤实现分模块处理，相互有利于各自的治理。
附图说明
图1是本发明清淤结构的平面示意图。
图2是本发明清淤结构安装状态的结构示意图；
图3是图2中A区域的放大示意图；
图4是本发明沉积格的竖直截面示意图。
附图标记：1、沉积收集架；101、抽淤口；102、连通管道；103、抽淤管；104、腰形固定件；2、地基固定架；3、沉积格；301、排淤口；4、第一固定桩；5、第二固定桩；6、植物种植区。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
实施例1
在图1-图4所示，本申请的一种典型的实施例中，提供了一种能够填埋于河道底部的河道清淤结构，其结构简单，能够通过外接设备对清淤结构上沉积的黑臭淤泥进行抽淤外排，能够改善河道生态环境，具体的如图1所示，其包括有若干沉积收集架1、用于固定沉积收集架1的地基固定架2，若干沉积收集架1根据预设的间隔距离布置于河道底部，沉积收集架1内设有多个沉积格3，沉积格3主要采用漏斗结构，其开口较小的一端连通沉积收集架1的底部，每一沉积格3内侧壁上均设有排淤口301，沉积收集架1的四周侧分别设有一抽淤口101，沉积收集架1的底部内布设有连通管道102，排淤口301通过连通管道102连通抽淤口101，在本实施例中沉积收集架1相对的两侧各设有有两个抽淤口101，对应的，沉积收集架1上共有四个抽淤口101，四个抽淤口101对应连接的连通管道102均相互独立，即沉积收集架1内部具有四个独立的排淤区域。四个独立的抽淤口101能够外接的泥浆泵抽出沉积收集架1的淤泥。
地基固定架2为长条状的工字形结构，内部具有凹槽，地基固定架2的槽底设有安装孔，用于与固定桩配合安装在河岸两侧，固定桩设有两种结构，其包括用于固定沉积收集架1的第一固定桩4以及安装于河道两岸的第二固定桩5，沉积收集架1的角部也设有安装孔，第一固定桩4依次穿过地基固定架2的端部、沉积收集架1的角部，进而插设固定在河底结构，将沉积收集架1固定在河道底部。第二固定桩5穿过地基固定架2槽底的安装孔插设固定在河岸的土质结构中，进而将地基固定架2固定在河岸上。配合地基固定架2的凹槽结构，抽淤口101上设有抽淤管103，抽淤管103安装在地基固定架2的凹槽中并延伸至地基固定架2外，用于外接抽淤设备。
在一种优选的实施例中，沉积收集架1采用拼接结构，多个拼装式的沉积收集架1的侧部均通过腰形固定件104配合第一固定桩的方式连接，采用第一固定桩4穿过腰形固定件104的圆孔以及沉积收集架1角部的安装孔，继而插设固定在河道底部的结构中。其中，可根据河道情况适应性改变两拼接结构的角度进行连接，拼接式的清淤结构利于运输以及能够根据河道的结构进行适应性调整。同一清淤结构的同一侧的两地基固定架2之间设有阶梯式的植物种植区6，具体为，阶梯式的植物种植区6采用板材拼接固定成阶梯结构，内部具有种植植物的空间，阶梯结构的外壁均设有多个通孔。利用植物种植区6的阶梯结构配合地基固定架2，在使用时能够对河岸进行防护，避免抽淤时河岸结构不稳定发生塌陷的问题。
本发明通过清淤结构的设置，拼接式的清淤结构利于运输以及能够根据河道的结构进行适应性调整，沉积收集架1以及地基固定架2的结构简单，利于生产，且安装方法结合传统技术即能够实现，操作难度低。结合漏斗式的沉积格3以及抽淤管103的设置，利于淤泥的外排；再配合阶梯式的植物种植区6，对河岸既有较好的防护作用，也能增加景观效益，利于改善河道生态环境。
实施例2
如图2所示，本发明的另一目的在于提供一种河道清淤方法，在本申请的一种典型的实施例中，河道清淤方法包括以下步骤:
a.勘测河道两岸和河道底部地质结构以及河道长度，获得BIM模型进行分析，指导并制作拼装式清淤结构，根据河道污染程度设置清淤结构的布置间隔以及布置位置，这里所指的河道污染程度是水体污染程度以及河道内黑臭淤泥的程度进行综合，河道水体污染严重以及沉积淤泥较多的情况下，相应的将清淤结构的布置间隔距离设置短一些，使其具有强度较大的治理以及清淤能力，选择治理的河流段后，预先进行勘测，勘测的手段可以是无人机勘测或者现场测量，设计BIM模型进行并分析，得到最终的清淤结构的制作尺寸。
b.利用打桩机和固定桩将地基固定架2固定在河岸两边，其固定的方向可以是与河水流向垂直或者与河水流向具有一定的倾斜角，将地基固定架2定位在岸坡上后，将固定桩从河岸两侧打入岸坡的地质层，依此也能提高岸坡的抗滑稳定性，固定桩可以采用混凝土、仿木装或者塑钢板材等；固定好地基固定架2之后，填充植物种植区6，能够在清淤过程中防止坡体坍塌；
c.在施工前的初次清淤后，安装沉积收集架1，依次多个清淤结构间隔布置在河道；安安装沉积收集架1的步骤为，拼装清淤结构，采用打桩机和固定桩将其固定在地基固定架2的定位端；当布置位置位于河道转弯处时，对应的将拼接式的沉积收集架1的侧部连接处转动一定角度，使其适应河道结构；安装抽淤管103，将抽淤管103接通抽淤口101，再将抽淤管103固定在地基固定架2的内中部；
d.清除围堰，恢复水流，根据河底淤泥的沉积情况进行第一次清淤处理后，在植物种植区6种植生态植物；
e.定期清理沉积收集架1，清理时沉积收集架1的抽淤管103外接泥浆泵，沉积收集架1的淤泥分别沿着沉积格3的排淤口301进入各自的排淤区域，最后沿着抽淤口101排出；清理时，抽淤管103外接低压水，通过低压水冲洗清理连通管道101、抽淤管103内的沉积物，以及通过低压水对沉积格3内的淤泥搅成混浊状，再通过泥浆泵进行抽淤施工；
f.根据河道生态恢复的情况，设置下一河道段的清淤结构的布置间隔，循环上述步骤，对整段河道进行间隔式治理，完成河道的清淤工作；
其中，清淤结构采用实施例1所述的清淤结构。
在一种优选的实施例中，为了利于治理水体，在上述的步骤d中还包括有微生物填料包的绑扎，将微生物填料包绑扎在两相邻的清淤结构的地基固定架2之间，微生物填料包内填充有能够净化水体的微生物填料，微生物填料为复合微生物净化剂。多道由微生物填料包间隔组成的微生物处理线能够对没有布置有清淤结构的河道进行水体的净化，在维护后期，可以将微生物填料包拆除，恢复自然的河道生态环境。其中，采用间隔分布的清淤结构，在抽淤后河底底层的高度低于其两侧的河底底层高度，在水流作用下，与清淤结构临近的两侧的河底淤泥逐渐分散并流动至清淤结构，依次逐步的治理同一河道段的水生环境，配合微生物填料包的净化作用，能够改善河道生态环境。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，实施例2采用带水作业，具体而言，本实施例包括以下步骤：
a.勘测河道两岸和河道底部地质结构以及河道长度，获得BIM模型进行分析，指导并制作拼装式清淤结构，根据河道污染程度设置清淤结构的布置间隔以及布置位置，这里所指的河道污染程度是水体污染程度以及河道内黑臭淤泥的程度进行综合，河道水体污染严重以及沉积淤泥较多的情况下，相应的将清淤结构的布置间隔距离设置短一些，使其具有强度较大的治理以及清淤能力，选择治理的河流段后，预先进行勘测，勘测的手段可以是无人机勘测或者现场测量，设计BIM模型进行并分析，得到最终的清淤结构的制作尺寸；
b.进行河道前处理，在步骤a拟设计的布置位置的河道段的上游、下游设置围堰，排干围堰之间的河水，再安装地基固定架；
利用打桩机和固定桩将地基固定架2固定在河岸两边，其固定的方向可以是与河水流向垂直或者与河水流向具有一定的倾斜角，将地基固定架2定位在岸坡上后，将固定桩从河岸两侧打入岸坡的地质层，依此也能提高岸坡的抗滑稳定性，固定桩可以采用混凝土、仿木装或者塑钢板材等；固定好地基固定架2之后，填充植物种植区6，能够在清淤过程中防止坡体坍塌；
c.在施工前的初次清淤后，安装沉积收集架1，依次多个清淤结构间隔布置在河道；安安装沉积收集架1的步骤为，拼装清淤结构，采用打桩机和固定桩将其固定在地基固定架2的定位端；当布置位置位于河道转弯处时，对应的将拼接式的沉积收集架1的侧部连接处转动一定角度，使其适应河道结构；安装抽淤管103，将抽淤管103接通抽淤口101，再将抽淤管103固定在地基固定架2的内中部；
d.清除围堰，恢复水流，根据河底淤泥的沉积情况进行第一次清淤处理后，在植物种植区6种植生态植物；
e.定期清理沉积收集架1，清理时沉积收集架1的抽淤管103外接泥浆泵，沉积收集架1的淤泥分别沿着沉积格3的排淤口301进入各自的排淤区域，最后沿着抽淤口101排出；清理时，抽淤管103外接低压水，通过低压水冲洗清理连通管道101、抽淤管103内的沉积物，以及通过低压水对沉积格3内的淤泥搅成混浊状，再通过泥浆泵进行抽淤施工；
f.根据河道生态恢复的情况，设置下一河道段的清淤结构的布置间隔，循环上述步骤，对整段河道进行间隔式治理，完成河道的清淤工作；
采用围堰处理再进行安装清淤结构，能够达到更好的安装施工效果，增加清淤结构安装的稳定性。
其他未提及的特性与实施例2相同，在此不做赘述。
本发明采用间隔式的清淤方法，在河道的上、中、下游的河道段进行清淤处理，清淤结构配合施工方式在河道底部进行预安装，利用现场勘测以及基于BIM技术根据河道两岸的地质结构模拟和预制清淤结构，指导实地施工，提高施工的效率；将清淤结构结合至传统施工技术即能够实现施工安装，操作难度低，能够对河道底部的黑臭淤泥进行清理，施工简单，简化了后期处理河底淤泥的操作，相较于清淤船的巡游式清淤方式，本方法不需投入大量的人力与物力，安装地基固定架2后填充植物种植区6，在进行初步清淤时能够避免河岸失稳，河岸坍塌或者沉陷的情况，提高稳定性。
本方法在实施的后期阶段能够持续清理淤泥，当河道生态恢复后，沉积收集架1作为河道水生植物的活动空间，兼具有景观效益。逐步的对整段河道生态环境进行改善，延长河道治理周期以及能够在后期持续性的进行清淤，降低后期污水治理成本，提高河道生态的自净能力，达到了改善河道水生态的黑臭体系、提供良好的河道生态系统、利于环境的保护的目的。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (9)
1.一种河道清淤结构，其特征在于，包括有若干间隔铺设于河道底部的沉积收集架、布置于河道两岸的地基固定架，所述沉积收集架的安装于若干地基固定架上，所述沉积收集架上设有多个沉积格，所述沉积收集架于每一沉积格内设有排淤口，且位于其自周侧均设有抽淤口，所述沉积收集架内部设有连通管道，多个所述排淤口通过连通管道均与抽淤口连通；通过所述抽淤口上外接的泥浆泵的作用下抽出沉积收集架内部的淤泥；
所述地基固定架包括用于固定沉积收集架的定位端以及安装于河道两岸的固定端，所述定位端采用扣合式与沉积收集架固定连接，所述固定端通过固定桩固定。
2.根据权利要求1所述的一种河道清淤结构,其特征在于，所述沉积收集架采用拼接结构，多个拼装式的所述沉积收集架的侧部均通过转动连接的方式连接。
3.根据权利要求2所述的一种河道清淤结构,其特征在于，所述沉积格内部采用漏斗结构，所述排淤口设置在漏斗结构开口最小端的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的一种河道清淤结构,其特征在于，所述沉积收集架四周侧的抽淤口连接有抽淤管，所述抽淤管安装在地基固定架的中部。
5.根据权利要求4所述的一种河道清淤结构,其特征在于，同一侧的两所述地基固定架之间设有阶梯式的植物种植区。
6.根据权利要求4所述的一种河道清淤方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.勘测河道两岸和河道底部地质结构以及河道长度，获得BIM模型进行分析，指导并制作拼装式清淤结构，根据河道污染程度设置清淤结构的布置间隔以及布置位置；
b.利用打桩机和固定桩将地基固定架固定在河岸两边，填充植物种植区；
c.在施工前的初次清淤后，安装沉积收集架，依次多个清淤结构间隔布置在河道；
d.在第一次对沉积收集架进行清淤处理后，在植物种植区种植生态植物；
e.定期清理沉积收集架，收集时，沉积收集架的抽淤管外接泥浆泵，使沉积收集架的淤泥沿着抽淤口排出；清理时，抽淤管外接低压水，通过低压水冲洗清理连通管道、抽淤管内的沉积物，以及通过低压水对沉积格内的淤泥搅成混浊状，再通过泥浆泵进行抽淤施工；
f.根据河道生态恢复的情况，设置下一河道段的清淤结构的布置间隔，循环上述步骤，对整段河道进行间隔式治理，完成河道的清淤工作。
7.根据权利要求6所述的一种河道清淤方法,其特征在于,所述步骤d还包括有微生物填料包的绑扎，将微生物填料包绑扎在两相邻的清淤结构的地基固定架之间；所述微生物填料包能够净化水体，微生物填料为复合微生物净化剂。
8.根据权利要求6所述的一种河道清淤方法,其特征在于，所述步骤d中的安装沉积收集架的安装步骤为:
拼装清淤结构，采用打桩机和固定桩将其固定在地基固定架的定位端；
当布置位置位于河道转弯处时，对应的将拼接式的沉积收集架的侧部连接处转动一定角度，使其适应河道结构；
安装抽淤管，将抽淤管接通抽淤口，再将抽淤管固定在地基固定架的内中部。
9.根据权利要求6所述的一种河道清淤方法,其特征在于，所述步骤b还包括有河道前处理步骤，所述河道前处理步骤为：在步骤a拟设计的布置位置的河道段的上游、下游设置围堰，排干围堰之间的河水，再安装地基固定架。
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