CN109024644A - 一种用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙。复合防渗墙包括柔性芯墙、塑性墙体以及支撑墙。柔性芯墙从地表延伸嵌入到地下隔水层内。塑性墙包裹柔性芯墙并保护柔性芯墙。支撑墙位于塑性墙体两侧，且用于对填埋场周边土体加固、减少位移、提高复合防渗墙施工安全。复合防渗墙中的柔性芯墙、塑性墙体、支撑墙环绕填埋场一周，以阻止运营意外泄露的污染物在地下水平向扩散。通过本发明示例体用的复合防渗墙，可在保障填埋场围堤、基础稳定的前提下，有效隔离危废填埋场意外渗漏液，保护土壤和地下水。

Description

一种用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体而言，涉及一种防渗墙及填埋场。

背景技术

在全世界范围内，随着社会经济的快速发展，城市化和工业化发展加快是一种趋势。相应地，人口和产业聚集，也导致了城市垃圾、工业废弃物急剧增加，尤其是石油化工、矿山冶炼过程对环境产生的压力越来越大。

沿海软土地区，由于软土地质缺陷、地下水位高等因素，构建的危废填埋场，在运营过程中，一旦泄露，对土壤和地下水危害大，需要构建HDPE膜垂直防渗墙以加强环境保护。软土地区连续垂直开槽会影响槽边围堤、土体，产生位移，进而出现地面开裂等现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，通过本技术方案，在保障填埋场围堤、土体、防渗结构安全的前提下，有效控制位移，规避地面开裂，构建连续的地下复合防渗墙，用以控制受污染土壤或地下水中污染物的迁移扩散，并通过地下水抽排井，有效控制地下水水位，同时可以及时将拦截的渗漏液抽出治理。

本发明是这样实现的：

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙包括柔性芯墙，柔性芯墙被构造来从地表延伸嵌入到地下隔水层内，并环绕填埋场一周，以阻止运营意外泄露的污染物在地下水平向扩散。

复合防渗墙还包括：

塑性墙体，塑性墙体包裹柔性芯墙，塑性墙体被构造来保护柔性芯墙，以加速防渗墙稳定。

在其他的一个或多个示例中，柔性芯墙由至少包括高密度聚乙烯材质的土工膜构成，柔性芯墙的厚度为3.0mm、渗透系数≤10^-8cm/s。

在其他的一个或多个示例中，塑性墙体由塑性混凝土浇筑而成，且塑性墙体将柔性芯墙包裹在中间，塑性墙体环绕填埋场一周。

在其他的一个或多个示例中，塑性混凝土的防渗系数≤10^-6cm/s、28d无侧限抗压强度≥1.0MPa、厚度≥600mm。

在其他的一个或多个示例中，塑性混凝土由自来水、粘土、膨润土、水泥、骨料及改性剂按给定比例混合组成，且塑性混凝土采取水下灌注的方式，于柔性芯墙的两侧对称地浇注构成。

在其他的一个或多个示例中，复合防渗墙还包括支撑墙，支撑墙位于塑性墙体的两侧，支撑墙被构造来优先于柔性芯墙和塑性墙体施工，以为柔性芯墙和塑性墙体施工提供安全支撑。

在其他的一个或多个示例中，支撑墙由高压旋喷桩构建而成，且位于塑性墙体两侧，支撑墙被构造来环绕填埋场一周，以对填埋场周边土体加固、减少位移，同时提高柔性芯墙和塑性墙体施工安全。

在其他的一个或多个示例中，高压旋喷桩的单桩直径≥800mm，桩间咬合200mm，桩深与塑性墙体高度一致，桩中心线与塑性墙体边线水平距离≥单桩半径+300mm，单桩28d无侧限抗压强度≥1.5MPa。

在其他的一个或多个示例中，复合防渗墙还包括地下水抽排井，地下水抽排井位于支撑墙和填埋场之间。

在其他的一个或多个示例中，地下水抽排井匹配设置有深井泵，深井泵被构造来控制地下水抽排井内的地下水的水位始终低于填埋场底部防渗层3m，同时低于复合防渗墙外围地下水位不少于1m。

在其他的一个或多个示例中，填埋场具有围堤，填埋区由围堤圈围限定；优选地，在填埋区和防渗区之间具有过渡区，过渡区设置有地下水抽排井；更优选地，防渗墙定义有靠近填埋区的内侧、远离填埋区的外侧，内侧和外侧由防渗墙分隔开，地下水抽水井中的水位在填埋场底部防渗层以下至少3米，且至少低于外侧的水位1米。

采用上述技术方案后的有益效果是：

一种用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，通过技术方案，在保障填埋场围堤、土体、防渗结构安全的前提下，有效控制位移，规避地面开裂，构建连续的地下复合防渗墙，用以控制受污染土壤或地下水中污染物的迁移扩散。进一步地，并通过地下水抽排井，有效控制地下水水位，同时可以及时将拦截的渗漏液抽出治理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的复合防渗墙的剖面结构示意图；

图2示出了图1中的防渗墙的俯视示意图；

图3为现有填埋场的剖面结构示意图。

图标：1-柔性芯墙；2-塑性墙体；3-支撑墙；4-隔水层；5-填埋场；6-围堤；7-土体；8-地下水抽排井。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

由于填埋场(尤其是危险废物填埋场)中各种污染物容易污染地下水、土壤，因此，有必要对填埋场的土地进行保护。

参阅图1至图3。

有鉴于此，发明人经过研究提出了一种新的复合防渗墙。

复合防渗墙包括隔水层4、塑性墙体2以及柔性芯墙1。

其中，隔水层4起到阻隔水的作用。其既可以阻隔位于其上方的水(如填埋场的渗漏液)向下污染地下水。同时，隔水层4也能够阻隔其下的干净的地下水上涌进入到填埋区。隔水层通常作为填埋场底部防渗层来提供和使用。

塑性墙体2以及柔性芯墙1可以形成具有独立功能的一种组合式墙体，且其是复合防渗墙在水平方向的主要防渗结构体。本实施例中，组合式墙体是一种复合结构，其具有芯层和包裹层。芯层受到包裹层的保护，可以避免受到其他物质的侵害。组合式墙体相对于土壤的渗透系数显著地降低，以提供阻挡填埋场渗漏液向外扩散的性能。即柔性芯墙1主要起到防渗效果，而塑性墙体2则对柔性芯墙1进行防护，避免被外界硬物戳破。

支撑墙3则起到对土体7加固的作用，可以减少土体7的滑移和运动。并且，支撑墙3还对组合式墙体也起到了一定的保护作用，主要是通过使塑性墙体2被支撑来实现的。

以下结合附图对本发明实施例中的复合防渗墙进行详细阐述。

本实施例提供了一种复合防渗墙。

复合防渗墙用于软土地区危险废物填埋场环境保护，且构成在填埋场外围的地下建筑物。换言之，由复合防渗墙的限定的区域大于填埋场实际填埋垃圾的区域。复合防渗墙主要被用于将填埋场的填埋场所圈禁在其内部，从而将垃圾所携带的污染物限定在整个填埋场的所在地内部，而不外泄(主要指水平方向、竖直方向)。在竖直方向上，隔水层起到阻止渗漏液向土体7深层渗透的问题。

虽然上述说明了复合防渗墙是形成在填埋场外围，但是应当指出的是：复合防渗墙中的某一些或某一个结构体也可以根据需要被设置在其内部或其他的位置。例如，将在下文中被提及的隔水层4，其优选地是被形成在整个填埋场的以能够覆盖填埋区的地下为限，以便防止渗漏液的土体7下层渗透。

改进例中，复合防渗墙包括柔性芯墙1、塑性墙体2、支撑墙3、隔水层4。

其中，隔水层4埋设于地下，至少扩展到整个填埋场的所对应的地下区域。

柔性芯墙1和塑性墙体2结合形成的组合式墙体是一种复合结构。柔性芯墙1和塑性墙体2呈芯层、包裹层结构布置。其中，芯层(柔性芯墙1)完全被包裹层(塑性墙体2)包裹。组合式墙体提供了较好的防渗效果(如水平方向的渗水)。组合式墙体将填埋场的填埋区圈禁在内部。

在大致的竖直方向，柔性芯墙1和塑性墙体2从地表延伸并嵌入到隔水层4内，并分别与隔水层4结合以形成结合牢固和稳定的组合结构。前述结合方式可以通过以下结构来实现：隔水层4开设槽或孔，而柔性芯墙1和塑性墙体2的伸入至地下的末端能够嵌入到前述的槽或孔内。显然，为了使柔性芯墙1、塑性墙体2与隔水层4之间的结合的密闭性，其接缝可通过各种密封材料进行灌注、填补。

柔性芯墙1在结构强度上并不被特定的要求和限定，其主要被用于提供防渗性能，同时其防腐蚀性能应当被适当地考量(尤其是在地下环境)。较佳地，柔性芯墙1主要由防渗的膜状材料构成。例如，柔性芯墙1是塑料膜。在另一些实施例中，柔性芯墙1为土工膜。柔性芯墙1由高密度聚乙烯土工膜制作而成，且厚度为3.0mm、防渗系数小于10^-8cm/s。

塑性墙体2被用以对柔性芯墙1提供防护，使其免受外界的损害(如腐蚀、穿刺等)。塑性墙体2具有相当的强度，能够承受土体7的静压力而不发生明显的变形、破损(如裂缝、孔洞等)。同时，塑性墙体2还能在一定程度上起到一定的防渗效果。

较佳地，作为一种可替代的示例，塑性墙体2主要由塑性混凝土浇筑而成。更优选地，塑性混凝土由自来水、粘土、膨润土、水泥、骨料及改性剂混合制作而成。较佳地，基于以上柔性芯墙1相配合的是：塑性墙体2的防渗系数≤10^-6cm/s、28d无侧限抗压强度≥1.0MPa、厚度≥600mm。

在采用塑性混凝土制作塑性墙体2的方案中，塑性墙体2能够通过水下灌注的方式形成，且是通过在柔性芯墙1的两侧以水下灌注的方式制作塑性墙体2而构造的。塑性墙体2在柔性芯墙1的两侧形成以将柔性芯墙1包裹在内部，以使柔性芯墙1在水平方向的两侧都能够被保护而免于外界的侵害。改进示例中，塑性墙体2在柔性芯墙1的两侧的厚度是相同的，以便能够承受相同的作用力。

支撑墙3从地表延伸并嵌入到隔水层4内。支撑墙3具有水平方向抗滑移、运动的作用。因此，支撑墙3与隔水层4结合较牢固，且具有相当的结构强度和稳定性。支撑墙3对周边土体7加固，减少位移，提高柔性芯墙1和塑性墙体2施工安全。

在本实施例中，支撑墙3包括第一墙体和第二墙体，且第一墙体、第二墙体分别位于组合式墙体的两侧。支撑墙3从组合式墙体的两侧进行支撑，使组合式墙体能够被限定得更加稳固。在一些改进示例中，第一墙体与塑性墙体2之间、第二墙体与塑性墙体2之间还可以由土体7间隔。

在一种示例中，支撑墙3由高压旋喷桩构建而成。一种优选的示例中，单桩直径≥800mm，桩间咬合200mm，桩深与塑性墙体高度一致，桩中心线与塑性墙体边线水平距离≥单桩半径+300mm，单桩28天无侧限抗压强度≥1.5MPa。

进一步地，第一墙体、第二墙体对称地分布在组合式墙体的两侧。

作为改进，在填埋区和防渗区之间具有过渡区，过渡区设置有地下水抽排井。地下水抽排井被用来控制地下水水位，同时可以被用来及时将拦截的渗漏液抽出治理，以便有效隔离危废填埋场意外渗漏液，保护土壤和地下水。

作为一种控制填埋场的地下水位，以控制渗漏液的目的，地下水抽水井中的水位在填埋场5底部防渗层以下至少3米，且至少低于外侧的水位1米。其中，外侧可以通过以下限定被阐明。复合防渗墙定义有靠近填埋区的内侧、远离填埋区的外侧，内侧和外侧由复合防渗墙分隔开。

利用本发明实施例提供的复合防渗墙在填埋场，可以实现软土地区危险废物填埋场环境保护。通过构建连续的地下复合防渗墙，用以控制受污染土壤或地下水中污染物的迁移扩散，并通过地下水抽排井，有效控制地下水水位，同时可以及时将拦截的渗漏液抽出治理。在保障填埋场围堤6、土体7、防渗结构安全的前提下，有效控制位移、规避地面开裂，还有效地隔离危废填埋场意外渗漏液，保护土壤和地下水。

为了使本领域技术人员更容易实施本发明，以下对复合防渗墙进行详细阐述。

本发明涉及的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙包括：

柔性芯墙1，柔性芯墙1从地表延伸嵌入到地下隔水层4内。作为进一步的实施例，柔性芯墙1由3.0mm厚HDPE土工膜等构成，整体渗透系数≤10^-8cm/s。

还包括塑性墙体2，塑性墙体2包裹柔性芯墙1，保护柔性芯墙1。作为进一步的实施例，塑性墙体2由塑性混凝土浇筑而成，环绕填埋场5一周。塑性混凝土由自来水、粘土、膨润土、水泥、骨料及改性剂按一定比例混合组成。塑性墙体2采取水下灌注塑性混凝土的方式，于柔性芯墙1两侧对称浇注构成，并将柔性芯墙1包裹在中间。塑性混凝土防渗系数≤10^{- 6}cm/s、28d无侧限抗压强度≥1.0MPa、厚度≥600mm。

还包括支撑墙3，支撑墙3位于塑性墙体2两侧，对填埋场5周边土体7加固，减少位移，提高复合防渗墙施工安全。作为进一步的实施例，支撑墙3优先于柔性芯墙1和塑性墙体2施工，提高软土抗压性能，有效控制垂直开槽过程中的位移。作为进一步的实施例，支撑墙3由高压旋喷桩构建而成，位于塑性墙体2两侧，且环绕填埋场5一周，对填埋场5周边土体加固，减少位移，提高柔性芯墙1和塑性墙体2施工安全。作为进一步的实施例，高压旋喷桩单桩直径≥800mm，桩间咬合200mm，桩深与塑性墙体高度一致，桩中心线与塑性墙体边线水平距离≥单桩半径+300mm，单桩28d无侧限抗压强度≥1.5MPa。

柔性芯墙1、塑性墙体2、支撑墙3环绕填埋场5一周，阻止运营意外泄露的污染物在地下水平向扩散。

还包地下水抽排井8，地下水抽排井8位于支撑墙3和填埋场5之间，有效控制地下水水位，同时可以及时将拦截的渗漏液抽出治理。在保障填埋场5围堤6、基础稳定的前提下，构建复合防渗墙，有效隔离危废填埋场5意外渗漏液，保护土壤和地下水。作为进一步的实施例，地下水抽排井8，利用深井泵控制井内地下水水位始终低于填埋场5底部防渗层3m，同时低于复合防渗墙外围地下水水位不少于1m。

本发明的实施例中，柔性芯墙1需环绕填埋场5一周，连续完整，中间不能间断；塑性墙体2采取水下浇注的方式，构建于柔性芯墙1两侧；支撑墙3对称分布于柔性芯墙1和塑性墙体2两侧，且在柔性芯墙1和塑性墙体2施工前养护到位，强度可达1.5MPa，为垂直开槽构建柔性芯墙1和塑性墙体2，提供安全支撑。

本发明的实施例中，支撑墙3单桩28d无侧限抗压强度≥1.5MPa，咬合连续，加强填埋场5周边软土的稳定性，提高了垂直开槽施工的安全性；柔性芯墙1渗透系数小于10^-8cm/s，可以使填埋场5意外泄漏物与周边环境之间的迁移扩散系数降低到10^-8cm/s数量级，塑性墙体2渗透系数≤10^-6cm/s，28d无侧限抗压强度≥1.0MPa，构建了复合防渗墙，使墙体能够快速稳定，并具有一定抗压强度；地下水抽排井8有效控制复合防渗墙内侧地下水水位，一方面可以减少地下水对场地基础的影响，提高运营安全，另一方面可以及时将意外泄漏液收集处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，所述复合防渗墙包括柔性芯墙，所述柔性芯墙被构造来从地表延伸嵌入到地下隔水层内，并环绕填埋场一周，以阻止运营意外泄露的污染物在地下水平向扩散，其特征在于，所述复合防渗墙还包括：

塑性墙体，所述塑性墙体包裹所述柔性芯墙，所述塑性墙体被构造来保护柔性芯墙，以加速防渗墙稳定。

2.根据权利要求1所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述柔性芯墙由至少包括高密度聚乙烯材质的土工膜构成，所述柔性芯墙的厚度为3.0mm、渗透系数≤10^-8cm/s。

3.根据权利要求1所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述塑性墙体由塑性混凝土浇筑而成，且所述塑性墙体将所述柔性芯墙包裹在中间，所述塑性墙体环绕填埋场一周。

4.根据权利要求3所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述塑性混凝土的防渗系数≤10^-6cm/s、28d无侧限抗压强度≥1.0MPa、厚度≥600mm。

5.根据权利要求3或4所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述塑性混凝土由自来水、粘土、膨润土、水泥、骨料及改性剂按给定比例混合组成，且所述塑性混凝土采取水下灌注的方式，于所述柔性芯墙的两侧对称地浇注构成。

6.根据权利要求1所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述复合防渗墙还包括支撑墙，所述支撑墙位于所述塑性墙体的两侧，所述支撑墙被构造来优先于柔性芯墙和塑性墙体施工，以为柔性芯墙和塑性墙体施工提供安全支撑。

7.根据权利要求6所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述支撑墙由高压旋喷桩构建而成，且位于所述塑性墙体两侧，所述支撑墙被构造来环绕填埋场一周，以对填埋场周边土体加固、减少位移，同时提高所述柔性芯墙和所述塑性墙体施工安全。

8.根据权利要求7所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述高压旋喷桩的单桩直径≥800mm，桩间咬合200mm，桩深与塑性墙体高度一致，桩中心线与塑性墙体边线水平距离≥单桩半径+300mm，单桩28d无侧限抗压强度≥1.5MPa。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述复合防渗墙还包括地下水抽排井，所述地下水抽排井位于所述支撑墙和填埋场之间。

10.根据权利要求9所述的用于软土地区危险废物填埋场环境保护的复合防渗墙，其特征在于，所述地下水抽排井匹配设置有深井泵，所述深井泵被构造来控制所述地下水抽排井内的地下水的水位始终低于填埋场底部防渗层3m，同时低于复合防渗墙外围地下水位不少于1m。