水下人工冻结板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种土建技术，尤其是一种水下人工冻结板。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的飞速发展，污水排放量大幅增加，因污水的处理相对滞后，导致大量污水直接排入河湖，再加上雨污不分流，致使河湖严重淤积和污染。水环境的进一步恶化，严重影响了城市人居环境，并制约了我国经济社会的可持续发展。清除河湖、海洋等水体污染源、改善水体水质、修复水生态是摆在推动国民经济建设和推进城市化建设道路上不可回避的现实问题。由于河湖、海洋等清淤会产生大量的高含水、高有机质，甚至是有毒、有害的清淤泥浆，如何快速、有效地对体量庞大的污染泥浆进行“减量化、无害化、稳定化、资源化”处理处置，成为河湖、海洋等环保清淤工作能否顺利实施的关键。
[0003]目前，各级政府都把河道等清淤洁水作为整治城乡水环境、提高水资源综合利用效益、建设社会主义新农村和现代化城市的民心工程。传统的断水清淤等清淤技术存在施工效率低、成本高、施工安全系数小、易造成河道二次污染等缺点。为了保证河道等清淤期间做到不停航、不停排、不停灌、不影响养殖、不影响交通、不影响旅游、不影响正常供水，亟待研发出一种新型的水下清淤技术来取代断水清淤技术而应用于河道等的清淤疏浚实践中。
[0004]另外，由于近年来我国很多重要的江河、湖泊、海洋出现了程度不同的污染，许多大中城市环境恶化、水源水质污染等问题已经引起各级政府的高度重视，将花大力和巨资开展现代(近几百至几十年)环境变化方面的研究。研究现代环境变化最直接、有效的对象是浅水域易扰动沉积物(记录着环境变化的过程)。目前国内还没能设计生产出这类浅层易扰动沉积物的非扰动取样装置，而国外的如活塞取样器等也都不能解决这类取样问题。
[0005]对于江河、湖泊、海洋的水底浅层沉积物的取样工作在进行沉积物物质分析和水质分析时是非常重要的一个环节，从而确定江河、湖泊、海洋被污染的情况。取样的目的不只是对江河、湖泊、海洋中的水进行分析化验，而且应当对江河、湖泊、海洋中的水底浅层沉积物进行分析化验，从而更全面地对污染情况进行评价。目前，在现有的江河、湖泊、海洋中的水底浅层沉积物进行取样的装置，由于使用卷扬设备直接把取样头从水面上靠其重力进入到水底浅层沉积物中，由于水的阻力作用，使取样头进入的部位面积小，不利于取样。因此，亟待研发出一种新型的水下沉积物取样装置来进行沉积物的物质分析和水质分析。
[0006]同时，随着我国的改革开放及经济发展，未来我国水路运输将持续增长，港口、海峡、水道和内河干线的船舶交通流量和交通密度将进一步增加，水上交通安全事故的风险增大，交通安全的压力巨大。根据国家水上交通安全监管和救助系统规划，到2020年，以我国沿海和长江干线水域为重点，基本建立全方位覆盖、全天候运行、具备快速反应能力的现代化水上交通安全监管和救助体系。人命救助有效率大于93%，重点水域一次溢油综合清除控制能力达到1000吨，沉船整体打捞吨位达到8万吨，水下救援打捞深度达到300m，重大抢险打捞的水下作业深度、沉船整体打捞吨位和打捞周期都将达到世界先进水平。为了适应我国国民经济和航运事业发展的需要，接近和赶上国际先进水平，我国的救助打捞事业必须要有一个大的发展。在加强沿海救助站点建设和船舶装备配备的同时，快速深水搜寻、打捞和水下作业技术及装备的引进、研发和开发，能实施300m饱和潜水作业、具有动力定位系统的多功能潜水工作母船的配置，以及潜水、打捞和水下工程的管理、学术、技术和作业高级人才的培养，都是必不可少的。
[0007]在进行水下打捞作业时，主要采用封舱压水抽水、抬吊、浮筒抬举、泡沫粒子抬举及充气气囊抬举等方法，但当采用封舱压水抽水和浮筒抬举时，很多情况下很难进行封舱或者将浮筒放入打捞物中；当采用泡沫粒子抬举法时，泡沫粒子很难在打捞物中布置和回收；当采用充气气囊抬举法时，充气气囊有爆炸的危险。另外，当打捞物装有污染物或有放射性的物体时，亟待研发出一种新型的水下打捞物体的装置。
[0008]中国专利CN 103696415 A公布了一种用于水下冻结的节能型冻结管，它包括冻结管、供液管和回液管;冻结管顶端固定有封闭盖板，冻结管局部冻结标高处设隔板;在封闭盖板和隔板之间填充有保温材料;供液管穿过封闭盖板和隔板伸至冻结管底部；回液管穿过封闭盖板和隔板并与供液管形成管内回路;冻结管外设有外套管;外套管上端高于水面，下端压入河底土中；外套管与冻结管之间设有保温板。用能阻止冻结过程中未冻结区冷量的损失，避免浪费并确保了冻结效果。该专利主要突出水下冻结管的节能作用，即在江、河底至水面这段区域，通过设置外套管、外套管与冻结管之间的保温板、封闭盖板和隔板之间的保温材料这3部分来起到节能作用，而在江、河底以下的冻结管与常规的地层冻结管一样。该技术的主要特点是能阻止冻结过程中未冻结区域冷量的损失，避免浪费并确保冻结效果。但是其并不能实用用于水下清淤、取样和打捞工作。该技术对于水下清淤工作而言，所形成的冻土帷幕厚度小，清淤效率极低，并且起拔过程容易出现断管现象;该技术对于水下取样工作而言，在江、河底冻结管的成孔施工时，极易扰动浅层沉积物;该技术对于水下打捞工作而言，与被打捞物接触面积小，极易发生在起吊过程中打捞物与冻结管脱离的事故，并且也极易出现断管现象。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种水下人工冻结板，该冻结板结构简单，使用方便，能够应用于清淤、取样和打捞工作。
[0010]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0011]—种水下人工冻结板，包括钢板外壳，在钢板外壳内底部设置有冻结管，冻结管上部至钢板外壳内顶部填充有保温绝热材料，所述冻结管在钢板外壳内呈对称的迂回曲折状，其一端为进液口，进液口伸出钢板外壳与外部进液管连通，另一端为出液口，出液口伸出钢板外壳与外部出液管连通。
[0012]所述冻结管在钢板外壳内呈对称的连续的U型，该形状能够增大冻结管在钢板外壳中的面积，提高冷冻效果。
[0013]—种水下人工冻结板，包括钢板外壳，钢板外壳内腔体由横隔板分隔为上下相互密封独立的两部分，在钢板外壳上部分腔体中设置有保温绝热材料，下部分腔体中由若干平行设置的竖隔板分隔形成对称的迂回曲折状低温冷媒介质循环回路，钢板外壳上设置有分别与所述循环回路两端连通的进液口和出液口。
[0014]所述竖隔板的其中一端与钢板外壳内壁之间有间隙，其余边缘分别与钢板外壳内壁和横隔板密封连接。
[0015]相邻的两个竖隔板一端与钢板外壳内壁之间的间隙交错设置，多个竖隔板之间形成的空腔及竖隔板一端与钢板外壳内壁之间的间隙整体形成迂回曲折的对称连续U型回路。
[0016]所述进、出液口分别与钢板外壳外部的进液管和出液管连通。
[0017]—种水下人工冻结板，包括钢板外壳，钢板外壳内腔体由横隔板分隔为上下相互密封独立的两部分，在钢板外壳上部分腔体中设置有保温绝热材料，下部分腔体中的相对侧钢板外壳上对角处分别设置有与下部分腔体相通的进液口和出液口，所述进、出液口分别与钢板外壳外部的进液管和出液管连通。
[0018]所述钢板外壳外部上端设置有多个起吊点，用于通过起吊设备挂住起吊点将钢板外壳吊起。
[0019]所述保温绝热材料可以为珍珠岩粒状保温材料，该材料价格低，保温效果好，易于填充;也可以为PEF聚乙烯保温板，该材料泡沫为闭孔结构，具有隔热、保温、防结露、抗老化等特性，能有效阻止冻结过程中钢板外壳顶部的冷量损失。
[0020]所述钢板外壳成扁平的长方体状，该结构与水下清淤、取样及打捞时的物体接触面积大，扁平结构更有利于冻结管对钢板外壳底部的降温，提供工作效率。
[0021]本实用新型是一种新型的水下清淤、取样和打捞装置。低温介质从进液口流入钢板外壳中，从出液口流出，不断地循环低温冷媒介质，从而将靠近人工冻结板底板的物质冻结起来，形成冻土帷幕；当冻土帷幕厚度达到要求时，通过人工冻结板顶板上的4个起吊点，将人工冻结板连同其底板下方的冻土帷幕一起吊出水面，从而完成清淤、取样或打捞工作。本实用新型对于水下清淤工作而言，可做到不停航、不停排、不停灌、不影响养殖、不影响交通、不影响旅游、不影响正常供水;对水下取样工作而言，可很好地对水下沉积物进行物质和水质取样;对于水下打捞工作而言，可以很有效的将具有污染物或有放射性的物体打捞上来而不会影响环境。
【附图说明】
[0022I图1是实施例1纵剖面结构示意图；
[0023]图2是实施例1横剖面结构示意图；
[0024]图3是实施例1俯视图；
[°°25]图4是实施例2纵剖面结构示意图；
[0026]图5是实施例2横剖面结构示意图；
[0027]图6是实施例2俯视图；
[0028]图7是实施例3纵剖面结构示意图；
[0029]图8是实施例3横剖面结构示意图；
[0030]图9是实施例3俯视图；
[0031 ]图10是采用本实用新型进行清淤、取样或打捞施工工艺流程图；
[0032]其中，1、钢板外壳2、冻结管3、保温绝热材料4、起吊点5、进液口 6、出液口，7.横隔板，8.竖隔板。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0034]实施例1:
[0035]如图1-图3、图10所示，水下人工冻结板，包括钢板外壳I，在钢板外壳I内底部设置有冻结管2，冻结管2上部