CN102757104B - 一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利工程施工技术领域，特别公开了一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺。该在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，包括如下步骤：(1)沿地下水的流向建设两排呈漏斗状设置的高喷防渗墙；(2)在呈漏斗状设置的两排高喷防渗墙之间的宽端及窄端分别横向间隔建设一排防渗桩；(3)在宽端及窄端横向间隔建设的两排防渗桩中每相邻两个防渗桩之间建设有一PRB材料井，PRB材料井的两侧井壁分别与相邻的两防渗桩桩体相接或相切，在宽端及窄端建设的若干眼PRB材料井采用分序间隔施工建设。本发明的有益效果是：施工工艺难度较小，费用较低，能有效避免中粗砂地层中含水层坍塌、两个井间串孔坍塌现象发生。

Description

一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺

(一)技术领域

本发明涉及水利工程施工技术领域，特别涉及一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺。

(二)背景技术

由于农业种植区集约化、专业化、农场化、规模化模式的发展，生产过程中大量的集中使用化肥、有机肥等，以及工业生产过程中排放的含氮废水，长期渗入到地下水中，导致地下水中硝酸盐含量升高，尤其以浅层地下水为应用水源地的地区，地下水极易被污染，而且地下水一旦被污染，就很难进行修复治理，我国北方一些地区地下水中硝酸盐氮的含量超标，对饮水安全及生态环境构成威胁，严重影响了人民群众的供水安全和身体健康。

PRB原位修复技术(Permeable Reactive Barrier)是原位修复污染土壤及地下水的新型技术。该技术存在三个技术关键：充填介质的选择、工程布局和安装结构形式以及适用寿命延长的问题。PRB原位修复技术在这三个方面的研究是未来研究发展的重要趋势。

据目前国内外文献介绍，PRB原位修复工程设计技术主要包括连续沟槽施工技术、反铲(抓斗)开挖技术、生物降解泥浆灌注技术、沉箱开挖技术、深层土壤混合技术、水力压裂技术及振动柱(梁)技术等。现有的PRB原位修复工程，一种是连续墙体的施工工艺，这种连续墙结构一般只能深入到浅层非饱和带土层内施工，最大施工开挖深度不超过10m，且施工过程中很容易出现含水层坍塌现象，施工难度较大，在安装过程中，较难做到分层安装；另一种是PRB井的施工工艺，这种工艺是先进行防渗墙的建设，再进行PRB材料井的建设，最后在相邻的两PRB材料井之间进行防渗桩的建设，这种施工方式不适合在中粗砂地层进行原位修复系统的施工，由于中粗砂地层区域地质松软，又由于相邻两PRB材料井建设间距较小，这样就很容易造成地层中含水层坍塌现象，导致相邻两个井点出现串孔坍塌现象，最后导致施工失败。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种施工简单、易于操作、施工费用低廉、能有效避免中粗砂地层中含水层坍塌、两个井点间串孔坍塌现象发生的在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，包括如下步骤：

(1)、沿地下水的流向建设两排呈漏斗状设置的高喷防渗墙；

(2)、在呈漏斗状设置的两排高喷防渗墙之间的宽端及窄端分别横向间隔建设一排防渗桩；

(3)、在宽端及窄端横向间隔建设的两排防渗桩中每相邻两个防渗桩之间建设有一PRB材料井，PRB材料井的两侧井壁分别与相邻的两防渗桩桩体相切，在宽端及窄端建设的若干眼PRB材料井采用分序间隔施工建设，即从左到右先依次建设奇数位置的PRB材料井，再从左到右依次建设偶数位置的PRB材料井。

防渗桩和PRB材料井间隔设置，构成一道半封闭半开敞式的PRB可渗透反应墙，在两排高喷防渗墙及两排PRB可渗透反应墙围成的围井中开设有若干口监测井和抽水井。

所述防渗桩采用水泥桩施工工艺建设，再经过3-5天的凝固即成防渗桩。

本发明在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺的有益效果是：施工简单，易于操作，施工费用低廉，在宽端及窄端横向间隔建设的两排防渗桩中每相邻两个防渗桩之间建设有一PRB材料井，PRB材料井的两侧井壁分别与相邻的两防渗桩桩体相切，由于PRB材料井两侧水泥桩桩体凝固后强度较大，可有效避免中粗砂地层中含水层坍塌、两个井间串孔坍塌现象发生；利用易于施工的PRB材料井代替开挖墙体，将PRB材料投放至PRB材料井中进行地下水修复处理，防渗桩和PRB材料井间隔设置，构成一道半封闭半开敞式的PRB可渗透反应墙，在两排高喷防渗墙及两排PRB可渗透反应墙围成的围井中开设有若干口监测井和抽水井，在抽水状态下，能保证进入围井内部的水体全部经过PRB可渗透反应墙处理，达到降解、去除或固定污染物的目的，形成地下水原位处理系统，通过抽水井抽水来达到供水的目的，可广泛应用于处理面源污染区和点源污染区的地下水中的污染物。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的施工方案图。

图中，1高喷防渗墙，2监测井，3抽水井，4水泥桩，5PRB材料井。

(五)具体实施方式

本项目选择山东省青岛市浅层地下水源地污染区，根据区域地层以及现有施工水平，进行了野外工程试验。工程试验区域占地南北长18m，东西宽10m，永久性占地180m²。工程量主要包括：高喷防渗墙1、PRB材料井5、水泥桩4、监测井2和抽水井3。PRB材料井5开孔直径900mm，安装混凝土管，安装后直径700mm，监测井2直径为300mm，具体施工方案图见附图1。

该在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，采用如下步骤：

(1)、沿地下水的流向建设两排呈漏斗状设置的高喷防渗墙1；

(2)、在呈漏斗状设置的两排高喷防渗墙1之间的宽端及窄端分别横向间隔建设一排防渗桩，防渗桩采用水泥桩4施工工艺建设，再经过3-5天的凝固即成防渗桩。根据工程试验区附近钻孔资料，区域含水层岩性为中粗砂地层。PRB材料井5开孔直径900mm，安装混凝土管，安装后直径700mm，井距为1400mm；监测井2的内径为300mm。PRB材料井5与抽水井3、监测井2不同，井径与成井密度较大，相邻两井之间的距离较小，因此按照传统方案进行砂质地层施工，容易造成含水层坍塌现象，导致相邻两个井出现串孔坍塌现象，造成施工失败。由于水泥桩4井径较小，一般为50cm，相邻两个水泥桩4之间的距离较大，易于进行灌注施工，因此先进行水泥桩4的建设，在两排高喷防渗墙1之间较宽的一端及较窄的一端处分别横向间隔建设有若干根水泥桩4，水泥桩4建设后，需经过3-5天的凝固。凝固时间太短，桩体呈浆体状，强度较低，无法进行PRB材料井5施工；凝固时间过长，将造成水泥桩4硬化，强度过大，加大两侧PRB材料井5的施工难度。

(3)、在宽端及窄端横向间隔建设的两排防渗桩中每相邻两个防渗桩之间建设有一PRB材料井5，PRB材料井5的两侧井壁分别与相邻的两防渗桩桩体相切，在宽端及窄端建设的若干眼PRB材料井5采用分序间隔施工建设，即从左到右先依次建设奇数位置的PRB材料井5，再从左到右依次建设偶数位置的PRB材料井5，如：从左到右先依次建设第一PRB材料井、第三PRB材料井、第五PRB材料井、第七PRB材料井……，再从左到右依次建设第二PRB材料井、第四PRB材料井、第六PRB材料井……，以此类推。由于PRB材料井5两侧水泥桩4桩体凝固后强度较大，再加上PRB材料井5采用分序施工建设，这样既便于施工，又可有效避免中粗砂地层塌孔、串孔现象的发生。

高喷防渗墙1及单眼PRB材料井5的施工工艺均为现有技术，不再详述。

利用易于施工的PRB材料井5代替开挖墙体，将PRB材料投放至PRB材料井5中进行地下水修复处理，以去除面源污染区和点源污染区地下水中的污染物质。防渗桩和PRB材料井5间隔设置，构成一道半封闭半开敞式的PRB可渗透反应墙，在两排高喷防渗墙1及两排PRB可渗透反应墙围成的围井中开设有若干口监测井2和抽水井3，在抽水状态下，能保证进入围井内部的水体全部经过PRB可渗透反应墙处理，达到降解、去除或固定污染物的目的，形成地下水原位处理系统，通过抽水井3抽水来达到供水的目的，通过监测井2能随时监测地下水的水质情况。

Claims (3)

1.一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，其特征是：包括如下步骤：

(1)、沿地下水的流向建设两排呈漏斗状设置的高喷防渗墙；

(2)、在呈漏斗状设置的两排高喷防渗墙之间的宽端及窄端分别横向间隔建设一排防渗桩；

(3)、在宽端及窄端横向间隔建设的两排防渗桩中每相邻两个防渗桩之间建设有一PRB材料井，PRB材料井的两侧井壁分别与相邻的两防渗桩桩体相切，在宽端及窄端建设的若干眼PRB材料井采用分序间隔施工建设，即从左到右先依次建设奇数位置的PRB材料井，再从左到右依次建设偶数位置的PRB材料井。

2.根据权利要求1所述的一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，其特征是：防渗桩和PRB材料井间隔设置，构成一道半封闭半开敞式的PRB可渗透反应墙，在两排高喷防渗墙及两排PRB可渗透反应墙围成的围井中开设有若干口监测井和抽水井。

3.根据权利要求1所述的一种在中粗砂地层进行原位修复系统施工的工艺，其特征是：所述防渗桩采用水泥桩施工工艺建设，再经过3-5天的凝固即成防渗桩。