CN105672469B - 大面积不规则淤泥塘覆盖结构和施工方法 - Google Patents

Abstract

一种能够有效隔绝雨水、逐步固化淤泥且处理成本较低的大面积不规则淤泥塘覆盖结构和施工方法。其是在不规则淤泥塘之上依次设有浮力支撑层、三夹板层、HDPE膜防渗漏层和防风压载加固层，与现有技术相比，本发明采用构建HDPE膜覆盖系统的方式，克服了因淤泥黏度大、承载力低而不易在其上设置HDPE膜隔离层的困难，通过依次在淤泥塘上设置浮力支撑层、三夹板层、HDPE膜防渗漏层和防风压载加固层，使得在淤泥塘表面形成防止雨水不能进入淤泥塘的雨水隔离层，其能有效的隔绝雨水，杜绝塘中的淤泥含水率升高，将淤泥塘中的淤泥含水率控制在一定程度，保持整体垃圾堆体的稳定性。本发明施工速度快、结构简单、造价低廉。

Description

大面积不规则淤泥塘覆盖结构和施工方法

技术领域

本发明涉及一种淤泥塘的覆盖结构，特别涉及一种大面积不规则淤泥塘覆盖结构和施工方法。

背景技术

通常，淤泥塘存在于垃圾填埋场和矿渣余泥堆场，淤泥来源多为城市污水处理厂产生的剩余污泥或矿渣浆液等。塘内淤泥具有含水率高、强度低、压缩性差、黏性高、渗透性低等物理特性，其类似沼泽地。

淤泥塘主要存在以下两大问题：

一、恶臭问题：淤泥塘散发的恶臭严重污染周边的环境，时常会因此产生尖锐的社会矛盾，严重时会发生激烈的群体性事件。

二、安全隐患：由于淤泥含水率高、强度低、压缩性差、黏性高、渗透性低的物理特性，使得其非常难以干化，即使在晴天长时间暴晒，表面龟裂的情况下，淤泥内部依然稀烂。淤泥塘是一个不稳定的区域，而目前填埋场的垃圾堆体往往与淤泥塘混堆、紧邻而堆，如图1所示。当淤泥塘由于雨水的进入而致其强度不断降低时，紧邻的垃圾堆体将失稳，而发生堆体滑移崩塌，甚至出现淤泥冒浆喷浆等严重后果。

为消除淤泥塘的安全隐患，传统采用的方法主要有挖除转移法和就地固化法。

1、挖除转移法：此法的优点是可以彻底将淤泥全部挖除移出填埋场，以绝后患。但此法的缺点也非常突出且难以解决：由于淤泥黏性大，采用机械施工难度极大，效率很低。另外，开挖卸载将导致邻近垃圾堆体的侧向压力无法抵消，而影响垃圾堆体的整体稳定性，存在侧向坍塌的安全风险。并且，转移出去的淤泥如何消化处置也是一个难题。

2、就地固化法：此法的优点是能够在不影响垃圾堆体整体性的情况下进行施工。但由于淤泥塘内的物质极为复杂，现有技术的固化效果并不理想，而且固化后的淤泥受雨水浇淋浸泡后容易再次软化而失去固化效果。并且，采用就地固化法所用的费用非常昂贵。

因此，寻找既能使淤泥塘内的淤泥稳定且逐步固化，又无需将塘内淤泥转移，还能降低处理成本的新方法，一直为业界追求的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效隔绝雨水、逐步固化淤泥且处理成本较低的大面积不规则淤泥塘覆盖结构和施工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，在不规则淤泥塘之上依次设有浮力支撑层、三夹板层、HDPE膜防渗漏层和防风压载加固层，其中，

浮力支撑层，由若干根毛竹以纵横交错方式连接成网状结构，该网状结构中同列中的相邻两根毛竹之间采用首尾相连，同样，同行中的相邻两根毛竹之间也采用首尾相连；

三夹板层，由不小于800mm宽的三夹板以HDPE膜幅宽的间距间隔并列铺设于浮力支撑层上；

HDPE膜防渗漏层，将若干幅单糙面HDPE膜通过热熔或挤压连接方式铺设于所述三夹板层之上，其中，相邻单糙面HDPE膜之间的焊缝位置设置于所述三夹板的宽度范围内；

防风压载加固层，由渔网、若干袋可防紫外线且内装有土石的黑色土工布袋构成，其中，渔网覆盖于HDPE膜防渗漏层之上，土工布袋以相邻土工布袋间距不小于1.5m的距离固定在渔网之上。

所述单糙面HDPE膜为采用平板挤压二次加糙工艺制作的产品，其糙面朝上、光面向下。

所述三夹板的长×宽×厚为2440mm×1200mm×12mm，同列的三夹板中，先后两条三夹板间搭接的长度在100mm以上，其间采用扒钉固定连接，在所述扒钉之上还设有通过射钉固定在三夹板上且由无纺布制作的护膜层。

在淤泥塘的周边设有可将渔网和防渗膜边缘固定其中的锚固沟，该锚固沟的沟垒高度高于所述防风压载加固层中渔网的水平高度，其间差值不小于800mm。

在整个淤泥塘内设置若干根可将淤泥塘内的气体导出淤泥塘的引出管。

本发明的大面积不规则淤泥塘覆盖结构的施工方法，其步骤如下：

1)在淤泥塘之上搭建浮力支撑层

a.搭建由该淤泥塘的小弯角部位的岸边开始逐渐向淤泥塘的纵深展开；

b.选择根部端头直径为80mm－120mm、长度为10m以上的毛竹以先后相邻两根毛竹的根部与稍部相搭接的方式固定连接，在整个淤泥塘之上形成由若干根毛竹以纵横交错方式构建的网状结构的浮力支撑层；

c.该浮力支撑层里，同列和同行毛竹中，先后两根毛竹之间的搭接长度不小于800mm，相邻两列毛竹之间的距离不大于400mm；

2)在浮力支撑层之上铺设三夹板层

a.选择长×宽×厚为2440mm×1200mm×12mm的三夹板，按板长方向首尾相接，在整个所述浮力支撑层上铺设多列；

b.相邻两列三夹板之间的距离为待铺设的单糙面HDPE膜的幅宽；

c.同列先后两条三夹板间的搭接长度在100mm以上，其间采用扒钉固定连接，在所述扒钉之上还设有通过射钉固定在三夹板上且由无纺布制作的护膜层；

3)安装HDPE膜防渗漏层

a.将若干幅采用由平板挤压二次加糙工艺制作的单糙面HDPE膜，通过热熔或挤压连接方式铺设于所述三夹板层之上，其中，相邻单糙面HDPE膜之间的焊缝位置设置于所述三夹板宽度方向的中线位置，单糙面膜的厚度为1.0mm-2.0mm；

b.该HDPE膜防渗漏层安装完成后，采用气压法进行焊缝严密性的检测；

4)安装防风压载加固层a.HDPE膜防渗漏层安装并检测完成后，开始铺设渔网；

b.将若干袋可防紫外线且内装有土石的黑色土工布袋放置于渔网之上；

c.相邻两个土工布袋之间的距离不小于1.5m，其间由Φ10锦纶材质的绳子进行串连。

本发明的方法中，所述渔网由若干幅单网构成，所述渔网的网格规格为120mm×120mm，网绳直径为8mm。

本发明的方法中，所述热熔或挤压连接方式是以热熔焊机为主焊，以挤压焊机为修补。

本发明的方法中，所述单糙面HDPE膜的安装方向为光面朝下、糙面朝上。

本发明的方法中，沿淤泥塘岸边设置沟深×沟宽为800mm×800mm的锚固沟,将渔网和HDPE膜防渗漏层的周边锚定在该沟内并用粘土回填于沟内压实。

与现有技术相比，本发明采用构建HDPE膜覆盖系统的方式，克服了因淤泥黏度大、承载力低而不易在其上设置HDPE膜隔离层的困难，通过依次在淤泥塘上设置浮力支撑层、三夹板层、HDPE膜防渗漏层和防风压载加固层，使得在淤泥塘表面形成防止雨水不能进入淤泥塘的雨水隔离层，其能有效的隔绝雨水，杜绝塘中的淤泥含水率升高，将淤泥塘中的淤泥含水率控制在一定程度，保持整体垃圾堆体的稳定性。本发明施工速度快、结构简单、造价低廉。

附图说明

图1为淤泥塘的示意图。

图2为采用本发明的覆盖结构后的淤泥塘剖视图。

图3为浮力支撑层中的相邻毛竹间的搭接示意图。

图4为三夹板层中三夹板的铺设平面示意图。

图5为气体引出管的安装示意图。

图6为浮力支撑层中的毛竹铺设示意图。

图7为浮力支撑层铺设完毕时的示意图。

图8为三夹板层中的相邻两块三夹板的连接示意图。

图9为淤泥塘上铺设有部分HDPE膜防渗漏层的示意图。

图10为淤泥塘上铺设防风压载加固层后的示意图。

图11为淤泥塘周边锚固沟的纵剖示意图。

附图标记如下：

淤泥塘1、浮力支撑层2、毛竹21、三夹板层3、三夹板31、扒钉32、护膜层33、射钉34、HDPE膜防渗漏层4、引出管41、通气孔42、防风压载加固层5、渔网51、土工布袋52、锚固沟6。

具体实施方式

如图2所示，本发明的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，是在不规则淤泥塘1(见图1所示)之上依次设置浮力支撑层2、三夹板层3、HDPE膜防渗漏层4和防风压载加固层5。

其中：

浮力支撑层2，由若干根毛竹21以纵横交错方式连接成网状结构，该网状结构中同列中的相邻两根毛竹21之间采用首尾相连，同样，同行中的相邻两根毛竹21之间也采用首尾相连。

三夹板层3，由不小于800mm宽的三夹板31以HDPE膜幅宽的间距间隔并列铺设于浮力支撑层2上。

HDPE膜防渗漏层4，将若干幅单糙面HDPE膜通过热熔或挤压连接方式铺设于所述三夹板层3之上，其中，相邻单糙面HDPE膜之间的焊缝位置设置于所述三夹板31的宽度范围内。

防风压载加固层5，由渔网51、若干袋可防紫外线且内装有土石的黑色土工布袋52构成，其中，渔网51覆盖于HDPE膜防渗漏层4之上，土工布袋52以相邻土工布袋52间距不小于1.5m的距离固定在渔网51之上。

以下结合附图对本发明作进一步说明。

1、搭建浮力支撑层2中的竹排：

竹排搭建宜选择在淤泥塘1的弯角部位作为起始点，从岸边缘逐步向内搭建，毛竹21的根部端头搭在岸边，搭撑长度约0.5m，如图6所示。竹排采用上下两层纵横搭接成网状结构(即多列多行毛竹21交错搭接)，相邻两列毛竹21的间距优选为400mm，采用柔性绑丝扎紧。同列毛竹21之间采取首尾相连，搭接长度0.8m，采用柔性绑丝分二道绑扎连接，如图3所示。

该浮力支撑层2的功能及构造要求如下：

为整体覆盖系统提供稳固的浮力支撑，使其能够稳定的漂浮于淤泥之上，为后续施工提供稳固的基础操作平台。竹排选用端头直径为Φ80～120mm，长度10m以上，无裂痕的毛竹21，竹排采用“井”字型搭接。

2、铺设三夹板层3：

在浮力支撑层2上按板长方向首尾相接铺设多列三夹板31，相邻两列三夹板31之间距为待铺设的HDPE膜的幅宽宽度，如图7所示。同列三夹板31先后两段间首尾搭接，搭接长度为优选150mm，搭接连接方式采用扒钉32(扒钉32规格长×高为280mm×16mm)进行连接固定。扒钉32位置用长×宽为500mm×200mm的重量是600g/m²的无纺土工布进行覆盖保护，以防损伤待铺设的HDPE膜防渗漏层4，无纺布采用射钉34枪固定在三夹板31上，如图8所示。

该三夹板层3的功能及构造要求如下：

三夹板层3主要为待铺设的HDPE膜防渗漏层4的焊接平台和所耗材料(耗材如HDPE膜、渔网、土袋、绳子等)的转运通道。

所用三夹板31的长×宽×厚的规格优选为2440mm×1200mm×12mm，以HDPE膜的宽度为相邻两列三夹板31之间的间距。三夹板层3与浮力支撑层2共同为后续施工提供稳固的施工平台，如图4所示。

3、安装HDPE膜防渗漏层4：

浮力支撑层2与三夹板层3铺设完成后，开始安装HDPE膜防渗漏层4。防渗漏层4采用若干幅厚度为1.0～2.0mm的单糙面HDPE膜拼接成大幅膜层，每两块单糙面HDPE膜间经焊接密封连接。为保证单糙面HDPE膜的断裂伸长率指标性能优良，单糙面HDPE膜的生产工艺应选用“平板挤压二次加糙”工艺产品；采用此工艺生产的糙面膜的“断裂伸长率(纵、横向)”性能指标可达700％，显著优于其他工艺生产的糙面膜的相应指标，而“断裂伸长率(纵、横向)”是材料抗破坏能力的主要评价指标之一，应用于本发明使用的场合是至关重要的指标。

单糙面HDPE膜通过热熔连接和挤压连接的方式进行安装，采用热熔焊机进行主焊，采用挤压焊机进行修补，焊缝位于三夹板层3上。安装时光面朝下糙面朝上，糙面朝上是为了使单糙面HDPE膜与置于其上的防风压载加固层5之间有一定的摩擦力而使得土工布袋52不会滑移跑位，确保膜上压载均匀。而光面朝下是利用膜的光滑性，使得膜在内力或外力作用下发生移动时，即使膜下有杂物挂住膜也会轻易滑开而不会出现被杂物撕裂现象的发生，从而，确保单糙面HDPE膜的完整性和严密性。单糙面HDPE膜安装完成后采用气压法进行焊缝检测，确保焊缝的严密性，如图9所示。

本发明的进一步改进是在淤泥塘1中地势较高的位置，根据淤泥气体产生情况设置若干根管径为Φ160mm气体引出管41，如图5所示，在该气体引出管41的下部设有若干个孔径为Φ15mm的通气孔42，该气体引出管41的下端悬空在淤泥塘之上，其中部或上部通过焊接连接在HDPE膜防渗漏层上。该设置方式既可使淤泥塘1内的废气排出，又可将塘中的湿气排出使其逐渐固化。由于塘内的废气和湿气向高处散发，因此，将气体引出管41设置于淤泥塘1中地势较高处更有利于将废气和湿气排出。

当然，气体引出管41也可采用将下端直接插入淤泥塘1中，该方式方便气体引出管41的固定，但在此方式中需要在气体引出管41上裸露于淤泥塘1之上的部分多设置一些通气孔42。

HDPE防渗漏层4(也称覆盖层)是整个覆盖结构的核心功能层，具备良好的防渗能力，隔绝雨水等外部水源进入，保持淤泥含水率稳定。由于覆盖层铺设于淤泥之上，HDPE膜良好的抗拉伸性能能够保证在淤泥表面发生较小变化情况下，依然能够保持良好的防渗性能。

4、安装防风压载加固层5：

防渗膜安装并检测完成后，开始铺设渔网51(又称尼龙网)，之后在渔网51上再安放若干个内装有土石的土工布袋52(又称土袋)。土袋按2米间距布设，为避免土袋的滑移，土袋之间采用Φ10锦纶材质的绳子进行串连，如图10所示。

尼龙网+土袋，可为整个覆盖结构提供重力压载，保证覆盖结构与淤泥的贴合性。同时，合理的压载布局，能够有效防止强风对覆盖结构的损害，保证了整个覆盖结构的安全性。

尼龙网规格采用120mm×120mm×8mm。

土袋采用重量为400g/m²的防紫外线黑色无纺布缝制。土袋装土20kg左右。

5、锚固处理

沿淤泥塘1岸边设置沟深×沟宽为800mm×800mm的锚固沟6,将渔网51和HDPE膜防渗漏层4的周边锚定在该沟内并用粘土回填于沟内压实。具体做法如图11所示。

Claims (10)

1.一种大面积不规则淤泥塘覆盖结构，其特征在于：在不规则淤泥塘(1)之上依次设有浮力支撑层(2)、三夹板层(3)、HDPE膜防渗漏层(4)和防风压载加固层(5)，其中，

浮力支撑层(2)，由若干根毛竹(21)以纵横交错方式连接成网状结构，该网状结构中同列中的相邻两根毛竹(21)之间采用首尾相连，同样，同行中的相邻两根毛竹(21)之间也采用首尾相连；

三夹板层(3)，由不小于800mm宽的三夹板(31)以HDPE膜幅宽的间距间隔并列铺设于浮力支撑层(2)上；

HDPE膜防渗漏层(4)，将若干幅单糙面HDPE膜通过热熔或挤压连接方式铺设于所述三夹板层(3)之上，其中，相邻单糙面HDPE膜之间的焊缝位置设置于所述三夹板(31)的宽度范围内；

防风压载加固层(5)，由渔网(51)、若干袋可防紫外线且内装有土石的黑色土工布袋(52)构成，其中，渔网(51)覆盖于HDPE膜防渗漏层(4)之上，土工布袋(52)以相邻土工布袋(52)间距不小于1.5m的距离固定在渔网(51)之上。

2.根据权利要求1所述的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，其特征在于：所述单糙面HDPE膜为采用平板挤压二次加糙工艺制作的产品，其糙面朝上、光面向下。

3.根据权利要求1所述的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，其特征在于：所述三夹板(31)的长×宽×厚为2440mm×1200mm×12mm，同列的三夹板(31)中，先后两条三夹板(31)间搭接的长度在100mm以上，其间采用扒钉(32)固定连接，在所述扒钉(32)之上还设有通过射钉(34)固定在三夹板(31)上且由无纺布制作的护膜层(33)。

4.根据权利要求1－3中任一项所述的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，其特征在于：在淤泥塘(1)的周边设有可将渔网(51)和防渗膜边缘固定其中的锚固沟(6)，该锚固沟(6)的沟垒高度高于所述防风压载加固层(5)中渔网(51)的水平高度，其间差值不小于800mm。

5.根据权利要求4所述的大面积不规则淤泥塘覆盖结构，其特征在于：在整个淤泥塘(1)内设置若干根可将淤泥塘(1)内的气体导出淤泥塘(1)的引出管(41)。

6.一种大面积不规则淤泥塘覆盖结构的施工方法，其特征在于：其步骤如下：

1)在淤泥塘(1)之上搭建浮力支撑层(2)

a.搭建由该淤泥塘(1)的小弯角部位的岸边开始逐渐向淤泥塘(1)的纵深展开；

b.选择根部端头直径为80mm－120mm、长度为10m以上的毛竹(21)以先后相邻两根毛竹(21)的根部与稍部相搭接的方式固定连接，在整个淤泥塘(1)之上形成由若干根毛竹(21)以纵横交错方式构建的网状结构的浮力支撑层(2)；

c.该浮力支撑层(2)里，同列和同行毛竹(21)中，先后两根毛竹(21)之间的搭接长度不小于800mm，相邻两列毛竹(21)之间的距离不大于400mm；

2)在浮力支撑层(2)之上铺设三夹板层(3)

a.选择长×宽×厚为2440mm×1200mm×12mm的三夹板(31)，按板长方向首尾相接，在整个所述浮力支撑层(2)上铺设多列；

b.相邻两列三夹板(31)之间的距离为待铺设的单糙面HDPE膜的幅宽；

c.同列先后两条三夹板(31)间的搭接长度在100mm以上，其间采用扒钉(32)固定连接，在所述扒钉(32)之上还设有通过射钉(34)固定在三夹板(31)上且由无纺布制作的护膜层(33)；

3)安装HDPE膜防渗漏层(4)

a.将若干幅采用由平板挤压二次加糙工艺制作的单糙面HDPE膜，通过热熔或挤压连接方式铺设于所述三夹板层(3)之上，其中，相邻单糙面HDPE膜之间的焊缝位置设置于所述三夹板(31)宽度方向的中线位置，单糙面膜的厚度为1.0mm-2.0mm；

b.该HDPE膜防渗漏层(4)安装完成后，采用气压法进行焊缝严密性的检测；

4)安装防风压载加固层(5)

a.HDPE膜防渗漏层(4)安装并检测完成后，开始铺设渔网(51)；

b.将若干袋可防紫外线且内装有土石的黑色土工布袋(52)放置于渔网(51)之上；

c.相邻两个土工布袋(52)之间的距离不小于1.5m，其间由Φ10锦纶材质的绳子进行串连。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述渔网(51)由若干幅单网构成，所述渔网(51)的网格规格为120mm×120mm，网绳直径为8mm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述热熔或挤压连接方式是以热熔焊机为主焊，以挤压焊机为修补。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述单糙面HDPE膜的安装方向为光面朝下、糙面朝上。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：沿淤泥塘(1)岸边设置沟深×沟宽为800mm×800mm的锚固沟(6),将渔网(51)和HDPE膜防渗漏层(4)的周边锚定在该沟内并用粘土回填于沟内压实。