CN108951712A - 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造 - Google Patents

垃圾填埋场防渗膜应力调节构造 Download PDF

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李明飞
孙海霞
刘钧玉
方瑞东
宁宝宽
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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/06—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against corrosion by soil or water

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Abstract

本发明涉及一种垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，属于环保技术领域。在垃圾填埋场的边坡上设置有衬垫；所述衬垫具体为中间的防渗膜和防渗膜两侧的土工织物；所述边坡顶端及各分段边坡的上部设置有用于固定衬垫的锚固区，所述锚固区包括锚固沟槽及沟槽外侧平台；所述衬垫翻折在锚固沟槽内，锚固沟槽内衬垫上方浇筑混凝土锚块；填埋场边坡顶端锚固沟槽外侧平台与衬垫层之间或混凝土锚块与衬垫层之间设置圆柱形压缩弹簧，弹簧上下焊接于钢板，钢板之间设置有活塞式导向杆。压缩弹簧随防渗膜内拉应力变化产生长度变化。

Description

垃圾填埋场防渗膜应力调节构造
技术领域
本发明涉及一种垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，属于环保技术领域。
背景技术
随着国民经济的发展，城市化水平的提高，城市生活垃圾的产生量在急剧地增加。上世纪80年代，我国一些经济发达的城市开始建立首批垃圾卫生填埋场。近年来，许多大中城市都相继在建大型生活垃圾卫生填埋场。为防止填埋垃圾产生的渗沥液渗入地下造成环境污染，在卫生填埋场中必须设置防渗膜。
为防止紫外线，这种防渗膜一般为黑色，由橡胶、树脂等高分子材料做成，热膨胀系数较大。如果在夏季施工，由于阳光辐射防渗膜表面温度可高达70℃，此高温条件下铺设的防渗膜在使用期的冬季，温度将降到零下，特别是在北方温度将降到-20℃以下，巨大温差会导致防渗膜收缩，产生很大的拉应力。由于这一问题，一般垃圾填埋场防渗膜的铺设施工需安排在温度较低季节或温度比较稳定的早晚进行，结果导致垃圾填埋场的施工受到时间限制，工程经济成本增大。
除温度应力之外，垃圾填埋体自重压缩沉降、局部塌陷，地基的不均匀沉降，以及地震荷载等的作用都会引起防渗膜产生拉应力。如果防渗膜承受的拉应力超过材料抗拉强度，引起撕裂破坏，失去阻隔渗滤液功能，将造成环境污染。防渗膜拉应力过大也可能导致防渗膜的锚固区被拉起、形成移位，失去固定功能，导致防渗膜失效。
发明内容
发明目的：本发明提供一种垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，其目的是减小防渗膜由于温差，垃圾填埋体自重压缩沉降、局部塌陷，地基的不均匀沉降，以及地震荷载等引起的张拉应力，防止发生撕裂破坏以及防渗衬垫系统的失稳，并能改善防渗膜铺设施工受气温时间制约的状况。
技术方案：
垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：
在垃圾填埋场的边坡上设置有衬垫层；
所述衬垫层具体为中间的防渗膜和防渗膜两侧的土工织物；
所述边坡顶端及各分段边坡的上部设置有用于固定衬垫层的锚固区，所述锚固区包括锚固沟槽及沟槽外侧平台；所述衬垫层翻折在锚固沟槽内，锚固沟槽内衬垫层上方浇筑混凝土锚块；
所述填埋场边坡顶端锚固沟槽外侧平台与衬垫层之间或混凝土锚块与衬垫层之间设置圆柱形压缩弹簧，弹簧上下焊接于钢板，平面钢板通过膨胀螺栓固定在硬化后的沟槽外侧平台，曲面钢板支撑衬垫层。上下钢板之间设置有活塞式导向杆。所述压缩弹簧随防渗膜内拉应力变化产生长度变化。
所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：圆柱形压缩弹簧自由长度40cm，外径15cm,弹簧钢丝直径8mm。
所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：圆柱形压缩弹簧上下钢板厚度为12mm,表面进行防腐处理。
所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：沿锚固沟槽方向压缩弹簧间距可根据边坡长度、弹簧劲度系数调整。
优点及效果：
本发明的垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，能够通过自身的受力变形，调节防渗膜内张拉应力。本发明能够防止防渗膜因拉应力过大发生撕裂破坏以及锚固端被拉动引起的防渗衬垫系统失稳，减小填埋场周边环境污染的风险。本发明还能使防渗膜的铺设施工不受气温、时段的限制，缩短工期，具有一定的经济效益。
本发明的应力调节手段不影响防渗膜的完整性、密闭性，保证其发挥隔绝渗滤液的功能。调节过程中能保持衬垫层的平顺性，以免出现褶皱在上部压力作用下形成破损。
附图说明：
图1 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造布置图；
图2 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造局部放大图—初始状态；
图3 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造局部放大图—压缩状态；
图4 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造沿锚固沟槽方向布置图（I-I断面）；
图5 垃圾填埋场防渗膜应力调节构造局部放大图—设置在锚固体底部；
图中标注：1边坡；2防渗膜；3土工织物；4沟槽外侧平台；5锚块；6压缩弹簧；7平面钢板；8膨胀螺栓；9曲面钢板；10活塞式导向杆。
具体实施方式：
根据附图具体说明本发明的实施方式。如图1～5所示，垃圾填埋场边坡设置有衬垫系统，其中的防渗膜保证渗滤液不渗漏到周围环境中，防渗膜上面和下面设置的土工织物层起到保护防渗膜的作用。衬垫层在边坡的顶端以及分段边坡上部设置锚固区。锚固区为沟槽锚固体系，防渗膜与土工织物边缘被翻折在沟槽内用水泥混凝土浇灌固定。
为调节防渗膜内应力，在填埋场边坡顶部锚固沟槽外侧平台处的衬垫层下面设置圆柱形压缩弹簧装置，弹簧自由长度40cm，外径15cm,弹簧钢丝直径8mm。弹簧上下焊接于钢板，平面钢板通过膨胀螺栓固定在硬化后的平台表面，曲面钢板支撑衬垫层。上下钢板之间设置有活塞式导向杆。钢板厚度为12mm,表面进行防腐处理。沿锚固沟槽方向压缩弹簧间距D（图4）可根据边坡长度、弹簧劲度系数调整。
随着填埋作业进展，垃圾填埋体产生自重压缩沉降，防渗膜内拉力增加，弹簧受到一定程度压缩，长度缩短为L1，当发生温度降低、垃圾填埋体局部塌陷、地基不均匀沉降，以及地震时，防渗膜内拉力增加，弹簧受压长度缩短为L2，使防渗膜内拉应力得到一定程度的缓和，防止拉应力过大引起撕裂等一系列破坏。温度上升时，防渗膜伸长，拉应力降低，弹簧伸长，可以使防渗膜保持一定的拉力，维持平顺状态。
前述压缩弹簧装置也可设置在锚固沟槽底部的锚块下方衬垫层上面（图5），同理可以起到调节应力的作用。由此，压缩弹簧装置通过自身的长度变化调节防渗膜内部张拉应力，张拉应力的减小避免了防渗膜发生撕裂破坏以及被下部突起物刺破，也避免将锚固沟槽拉起，造成衬垫系统的整体位移破坏。这一问题的解决也使防渗膜的铺设作业不再受气温、时段的制约。
本发明的应力调节手段不影响防渗膜的完整性、密闭性，保证其发挥隔绝渗滤液的功能。调节过程中能保持衬垫层的平顺性，以免出现褶皱在上部压力作用下形成破损。
另外，本发明不限于上述的实施例，可以根据具体情况进行各种应用。

Claims (4)

1.垃圾填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：
在垃圾填埋场的边坡（1）上设置有衬垫层；
所述衬垫层具体为中间的防渗膜（2）和防渗膜（2）两侧的土工织物（3）；
所述边坡（1）顶端及各分段边坡（1）的上部设置有用于固定衬垫层的锚固区，所述锚固区包括锚固沟槽及沟槽外侧平台（4）；所述衬垫层翻折在锚固沟槽内，锚固沟槽内衬垫层上方浇筑混凝土锚块（5）；
所述填埋场边坡顶端锚固沟槽外侧平台（4）与衬垫层之间或混凝土锚块（5）与衬垫层之间设置圆柱形压缩弹簧（6），弹簧上下焊接于钢板，平面钢板（7）通过膨胀螺栓（8）固定在硬化后的沟槽外侧平台（4），曲面钢板（9）支撑衬垫层；上下钢板之间设置有活塞式导向杆（10）；所述压缩弹簧（6）随防渗膜内拉应力变化产生长度变化。
2.根据权利要求1所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：圆柱形压缩弹簧（6）自由长度40cm，外径15cm,弹簧钢丝直径8mm。
3.根据权利要求1所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：圆柱形压缩弹簧（6）上下钢板厚度为12mm,表面进行防腐处理。
4.根据权利要求1所述垃圾卫生填埋场防渗膜应力调节构造，其特征在于：沿锚固沟槽方向压缩弹簧间距可根据边坡长度、弹簧劲度系数调整。
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