CN103174173B - 浅部增强型土-膨润土竖向防污隔离墙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅部强化处理的土-膨润土竖向隔离墙的方法。首先平整场地，沟槽开挖至不透水层，沿沟槽中心线两边增大浅部沟槽宽度，浅部沟槽宽度加宽部分的底部位于最低污染源上游水位线之下，再在沟槽内进行膨润土泥浆护壁，从沟槽底部开始回填土-膨润土墙体材料替换泥浆，在浅部沟槽加宽部分的中心插入防渗板，在沟槽顶部及周边场地表面进行堆载或真空预压，土-膨润土回填料在自重和堆载或真空预压共同作用下开始固结，形成浅部防污染扩散性能增强的土-膨润土隔离墙。本发明针对防污屏障浅部污染负荷大，易受天气、温度等不利因素影响，强化薄弱环节的防渗性和耐久性；具有针对性强、施工方便、工程造价低，环境友好，满足污染防控要求。
Description
技术领域
本发明涉及地下水污染防控方法，具体涉及一种浅部增强型土-膨润土竖向防污隔离墙的方法。
背景技术
上个世纪80年代开始，竖向隔离墙开始广泛应用于地下污染控制，如废弃物填埋场、工业污染场地等集中污染源围封或阻隔。土-膨润土墙是一种常用的竖向隔离墙类型，其主要回填材料通常由场地开挖土及膨润土泥浆混合而成。相比于其他竖向隔离墙，土-膨润土墙的防渗和防污性能好，施工简便，造价低，成墙后墙体连续性好。
大量室内试验表明，土-膨润土的防渗性能随固结压力减小而显著降低。实际工程中土-膨润土浅部墙体因固结应力水平低导致渗透性较高，难以达到规范规定的防渗标准（1×10-7cm/s）。同时，浅部场地污染物浓度通常较大，与深部相比其污染负荷较大。因此，浅部墙体是污染防控的薄弱部位。现有的设计施工方法均未考虑浅部墙体易被污染物击穿，这是一些土-膨润土墙实际工程污染防控效果不理想的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅部增强型土-膨润土竖向防污隔离墙的方法，对浅部墙体进行强化处理，从而提高土-膨润土墙整体防渗和防污性能。
本发明采用的技术方案的步骤如下：
首先平整场地，沟槽开挖至不透水层，沿沟槽中心线两边增大浅部沟槽宽度，浅部沟槽宽度加宽部分的底部位于最低污染源上游水位线之下，在沟槽内进行膨润土泥浆护壁，从沟槽底部开始回填土-膨润土墙体材料替换泥浆，在沟槽顶部及周边场地表面进行堆载或真空预压，增大墙体浅部应力，减小浅部墙体渗透系数，土-膨润土回填料在自重和堆载或真空预压共同作用下开始固结，形成浅部加厚的土-膨润土隔离墙。
所述的浅部沟槽加宽部分的中心插入防渗板，防渗板沿沟槽全长布置。
所述的防渗板由多个结构相同的防渗板单元组成，每个防渗板单元包括防渗板主板、带翼缘的小套管和带翼缘的大套管，带翼缘的大套管沿翼缘方向在大套管上开有狭缝，小套管翼缘插入大套管的狭缝中，防渗板主板一端与小套管的翼缘焊接，防渗板主板另一端与大套管的翼缘焊接，现场施工时在土-膨润土泥浆中插入防渗板单元，每个防渗板单元的小套管依次插入相邻板的大套管中连接形成防渗板，在两个套管连接处灌注胶结材料。
所述的浅部加厚的土-膨润土竖向隔离墙，施工过程中应进行质量检验，防渗板在焊接拼接后，须取试样进行材料破坏试验，质量合格后该批次防渗板方能使用，开槽和插防渗板过程中，须不断用探杆测量沟槽开挖深度和防渗板插入深度，保证达到设计要求。
本发明具有的有益效果为：
1、针对防渗性能难以达标的浅部墙体，插入防渗板，形成复合帷幕。利用防渗板卓越的防渗性能、抗化学腐蚀性能和使用寿命长的特点，与膨润土高吸附性能和自愈合性能结合，形成一种很好的竖向隔离墙屏障。防渗板具有一定柔性，配合灌浆的连接套管，避免了衔接处的缝隙产生。
2、沟槽顶部及其周边地表堆载或真空预压，解决了墙体浅部应力低的问题，防止裂隙产生，能够明显降低浅部墙体渗透系数。结合增加浅部墙体厚度的措施，有效提高浅部墙体抗渗性，防止隔离墙在污染物浓度较大的浅部率先被击穿，延长隔离墙服役寿命。
3、防渗板只用于浅部，显著降低造价，而且施工质量易于保证。膨润土材料价格较低，且只要满足颗粒集配要求及污染物指标的开挖土便可与膨润土混和后回填到沟槽中，降低了墙体材料成本。由于避免大量使用水泥，降低了环境负荷。
附图说明
图1是复合土-膨润土隔离墙结构形式示意图。
图2是防渗板结构示意图。
图3是防渗板连接方式示意图。
图4是防渗板连接方式立体示意图。
图中：1、污染源下游场地，2、不透水层，3、土-膨润土墙，4、防渗板，5、堆载或真空预压，6、污染源上游高水位线，7、污染源上游低水位线，8、防渗板主板，9、大套管，10、小套管，11、焊缝，12、狭缝，13、污染源下游水位线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，该方法的步骤如下：首先平整场地，沟槽开挖至不透水层2，沿沟槽中心线两边增大浅部沟槽宽度（如宽度整体加大1倍，具体可根据实际情况调整），提高浅部墙体的防渗和防污性能，防止浅部墙体率先被污染物击穿。浅部沟槽宽度加宽部分的底部位于污染源上游低水位线7之下，6为污染源上游高水位线，在沟槽内进行膨润土泥浆护壁，从沟槽底部开始回填土-膨润土墙体材料替换泥浆，在沟槽顶部及周边场地表面进行堆载或真空预压5，增大墙体浅部应力，减小浅部墙体渗透系数，土-膨润土回填料在自重和堆载或真空预压5共同作用下开始固结，形成浅部加厚的土-膨润土隔离墙3。
所述的浅部沟槽加宽部分的中心插入防渗板4，防渗板沿沟槽全长布置。
如图2、图3、图4所示，所述的防渗板4由多个结构相同的防渗板单元组成，每个防渗板单元包括防渗板主板8、带翼缘的小套管10和带翼缘的大套管9，带翼缘的大套管9沿翼缘方向在大套管上开有狭缝12，小套管10的翼缘插入大套管9的狭缝12中，防渗板主板8一端与小套管10的翼缘焊接，防渗板主板8另一端与大套管9的翼缘焊接，11为焊缝，现场施工时在土-膨润土中插入防渗板单元，每个防渗板单元的小套管10依次插入相邻板的大套管9中连接形成防渗板4，在两个套管连接处灌注胶结材料。图1中，1为污染源下游场地，13为污染源下游水位线。
所述的浅部加厚的土-膨润土竖向隔离墙，施工过程中应进行质量检验，防渗板4在焊接拼接后，须取试样进行材料破坏试验，质量合格后该批次防渗板4方能使用，开槽和插防渗板过程中，须不断用探杆测量沟槽开挖深度和防渗板插入深度，保证达到设计要求。
沟槽顶部及其周边地表堆载或真空预压5，来解决墙体浅部应力较低的问题，减小浅部墙体渗透系数。可根据施工现场具体情况进行堆载或真空预压两种方案比选。
灌注胶结材料为水泥、石灰等。
防渗板4为高密度聚乙烯或聚丙烯塑料板，抗腐蚀性强，使用寿命长。防渗板材料与土体分子具有亲和性，可与土-膨润土墙3很好结合，由此防渗板4与两侧的土-膨润土墙3结合成为一个整体的复合竖向隔离墙结构体系。
干膨润土与土的质量比2%-5% ，水的掺量要使土-膨润土泥浆满足坍落度要求（100-200mm）。
本发明的工作原理如下：
本发明的复合土-膨润土竖向隔离墙施工时首先平整场地，准备膨润土泥浆。机具就位后开挖沟槽，沟槽开挖深度应根据地质资料确定，一般应深入不透水层。墙体厚度增加位置通过开槽机械将沟槽往外扩，直至达到设计厚度。沟槽开挖同时进行泥浆护壁，泥浆液面高度和泥浆重度均需根据地质资料进行设计计算，以保证槽壁稳定性。现场开挖土如果满足颗粒集配要求及污染物指标即可与膨润土混合作为回填料，干膨润土与土的质量比2%-5%，水的掺量要使土-膨润土泥浆满足坍落度要求（100-200mm），从沟槽底部开始回填土-膨润土墙体材料替换泥浆。回填完的槽段开始依次插入焊接连接套管的防渗板4，一块板的小套管10插入另一块板的大套管9中。往两套管连接处灌注胶结材料，密封接头。回填完在沟槽位置及周边场地表面进行堆载或真空预压5，土-膨润土回填料在自重和堆载或真空预压5共同作用下开始固结。防渗板4与两侧的土-膨润土墙3结合成为一个整体的复合竖向隔离墙体系。隔离墙施工完成投入使用时，配套采取水位调控措施，在隔离墙上游采用降水措施，使隔离墙下游水位高于上游，根据监测的地下水位高度确定水泵抽水功率。
本发明还可将防渗板4围成圆环形，防渗板4与两侧的土-膨润土墙3墙体结合成为一个整体的复合竖向圆环形隔离墙体系。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种浅部强化处理的土-膨润土竖向隔离墙的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：首先平整场地，沟槽开挖至不透水层，沿沟槽中心线两边增大浅部沟槽宽度，浅部沟槽宽度加宽部分的底部位于最低污染源上游水位线之下，在沟槽内进行膨润土泥浆护壁，从沟槽底部开始回填土-膨润土墙体材料替换泥浆，在沟槽顶部及周边场地表面进行堆载或真空预压，增大墙体浅部应力，减小浅部墙体渗透系数，土-膨润土回填料在自重和堆载或真空预压共同作用下开始固结，形成浅部加厚的土-膨润土隔离墙。
2.根据权利要求1所述的一种浅部强化处理的土-膨润土竖向隔离墙的方法，其特征在于：所述的浅部沟槽宽度加宽部分的中心插入防渗板，防渗板沿沟槽全长布置。
3.根据权利要求2所述的一种浅部强化处理的土-膨润土竖向隔离墙的方法，其特征在于：所述的防渗板由多个结构相同的防渗板单元组成，每个防渗板单元包括防渗板主板、带翼缘的小套管和带翼缘的大套管，带翼缘的大套管沿翼缘方向在大套管上开有狭缝，小套管翼缘插入大套管的狭缝中，防渗板主板一端与小套管的翼缘焊接，防渗板主板另一端与大套管的翼缘焊接，现场施工时在土-膨润土泥浆中插入防渗板单元，每个防渗板单元的小套管依次插入相邻板的大套管中连接形成防渗板，在两个套管连接处灌注胶结材料。
4.根据权利要求1所述的一种浅部强化处理的土-膨润土竖向隔离墙的方法，其特征在于：所述的浅部加厚的土-膨润土竖向隔离墙，施工过程中应进行质量检验，防渗板在焊接拼接后，须取试样进行材料破坏试验，质量合格后该批次防渗板方能使用，开槽和插防渗板过程中，须不断用探杆测量沟槽开挖深度和防渗板插入深度，保证达到设计要求。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |