CN109183772A - 非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤治理领域，特别是污染场地修复领域，更为具体的说是涉及非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，以土壤中淤泥质黏土层为底部阻隔层，通过搭建深度至淤泥质黏土层内的垂直阻隔墙，形成具有水平阻隔层和垂直阻隔层的污染场地阻隔空间。通过利用淤泥质黏土层作为水平阻隔层，通过在淤泥质黏土层的四周设立垂直阻隔墙，在不开挖的前提条件下，以建设工程止水帷幕工艺为基础，利用天然低渗透性的淤泥质黏土层，能够经济有效的实现污染区域的四周与底部阻隔，有效将污染物截留，防止污染物随地下水垂直下渗和水平扩散。

Description

非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法

技术领域

本发明属于土壤治理领域，特别是污染场地修复领域，更为具体的说是涉及非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，也是我国北方地区及许多城市的重要供水水源，地下水的合理开发利用对我国社会经济发展和生态环境建设具有十分重要的作用。近几十年来，随着我国经济社会的不断发展，地下水受到的污染越来越严重，据调查显示，地下水污染的面积在逐渐增大，污染程度在逐渐加深。土壤和地下水作为一个统一的整体，地面污染物或污染土壤随着大气降水下渗至地下进而污染地下水；同时，由于土壤的吸附作用，水中一部分污染物随着下渗和径流的过程会吸附在土壤表面而加深污染深度和扩大污染范围。

目前，现有技术中针对地下水和土壤的修复技术主要包括原位修复技术和异位修复技术。异位多相抽提技术作为一种国内修复行业中常用的修复手段，是将受污染的地下水抽提至地面，加入有效的修复试剂氧化或吸附后过滤处理来降低污染物的浓度，实现污染场地土壤和地下水修复目标。但在抽提过程中，若不采取有效的地下水阻隔手段，污染物会随地下水的流动而污染新的区域；地下水的连续特性同时也会增大需要修复处理水量和增加额外的投资成本。

阻隔技术是指通过铺设阻隔层阻断土壤介质中污染物迁移扩散的途径，使污染介质与周围环境隔离，切断暴露途径，限制污染羽迁移，配合特定的修复技术可实现修复目标。阻隔技术包括水平阻隔和垂直阻隔，其应用是基于污染地块风险三要素的分析。水平阻隔阻隔层采用水平敷设布置的形式，阻断污染介质向周边环境的迁移输送的阻隔技术；垂直阻隔的阻隔层采用竖向布置的形式，阻断污染介质向周边环境的迁移输送的阻隔技术。

目前，阻隔技术在修复治理研究中已有工程实践。传统的土壤阻隔方法需要对污染区域四周边界土壤进行开挖，再注入构筑材料如膨润土、粘土、混凝土和砂等，实施难度较大、安装成本较高。污染区域底部建立水平阻隔层施工繁琐，污染物垂直迁移的阻隔、防渗效果难以保证，基坑开挖和运输过程也可能会引起二次污染问题。垂直阻隔的桩基置于地下不透水地层，受限于灌浆材料，很难注入不透水地层的岩石裂隙，也常常面临着某些土质桩基底部无法凝固的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何能够克服因为开挖所带来的施工繁琐，垂直迁移阻隔、防渗效果难以保证以及开挖过程中二次污染的问题。

为了解决上述技术问题，本发明创造性的公开一种非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，从而避免由于开挖形式所产生的各种问题。

所述污染场地修复的方法，是以土壤中淤泥质黏土层为底部阻隔层，通过搭建深度至淤泥质黏土层内的垂直阻隔墙，形成具有水平阻隔层和垂直阻隔层的污染场地阻隔空间。

所述的淤泥质黏土层指天然孔隙比在1.0~1.5、渗透系数在10-5~10-8cm/s之间的粘性土层。

所述垂直阻隔墙的搭建方法是：采用高压喷射三重管止水帷幕桩施工工艺，在污染区域四周设立止水帷幕。

所述止水帷幕的设立方法包括喷射高压水流、压缩空气与低压灌浆三个步骤。

具体来说，垂直阻隔墙的搭建方法是：首先钻孔至淤泥质黏土层，然后插入注浆管，注浆管在钻孔内旋转、提升的过程中，混合浆与土体固结成桩；重复钻孔、注浆过程，形成多排相互重叠、相互咬合的结构，即为垂直阻隔墙。

所述的混合浆主要是由水泥浆、膨润土和氯化钙组成。所述的水泥浆、膨润土、氯化钙的质量比为80-89:10-19:1。

在一个优选的技术方案中，还包括有地下水污染监测系统的搭建，所述地下水污染监测系统包括阻隔空间内监测点和阻隔空间外监测点。

优选地，阻隔空间内监测点为4个。

更为优选的方案是，阻隔空间外监测点为4个。

在一个优选的技术方案中，所述阻隔空间内监测点和阻隔空间外监测点均设置地下水监测井，所述地下水监测井的深度在地皮表面以下，淤泥质黏土层以上。

本发明通过利用淤泥质黏土层作为水平阻隔层，通过在淤泥质黏土层的四周设立垂直阻隔墙，在不开挖的前提条件下，以建设工程止水帷幕工艺为基础，利用天然低渗透性的淤泥质黏土层，能够经济有效的实现污染区域的四周与底部阻隔，有效将污染物截留，防止污染物随地下水垂直下渗和水平扩散。

附图说明

图1为相互咬合形成垂直阻隔墙的示意图。

图2为垂直阻隔墙拐角处示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1

首先按照水泥浆：膨润土：氯化钙质量比80~89:10~19:1配制混合浆。然后利用钻井机在污染场地的边界或者边界外围钻孔，钻孔深度应控制在淤泥质黏土层当中。这里所说的淤泥质指天然孔隙比在1.0~1.5、渗透系数在10-5~10-8cm/s之间的粘性土层。钻井深度即要钻入淤泥质黏土层，同时又不能钻通淤泥质黏土层，钻井的深度应控制恰当，恰好处于淤泥质黏土层中。

然后，利用高压喷射三重管止水帷幕桩施工工艺，在污染区域四周设立止水帷幕。将注浆管插入井孔内，在旋转和提升的过程中喷射高压水流、压缩空气与低压灌混合浆，混合浆（水泥浆：膨润土：氯化钙质量比80~89:10~19:1）与土体固结成桩；重复钻孔、注浆过程，形成多排相互重叠、相互咬合的结构，即为垂直阻隔墙。其结构示意图可以参考图1和图2。

在地下水等位线上钻井布设地下水监测井，钻孔采用一般的钻井工艺，在污染区域内部设立4个监测井，在污染区域阻隔墙外部设立4个对照井。钻孔深度自上而下至淤泥质黏土层上方透水层，不钻入淤泥质黏土层。

对实施阻隔后的污染场地进行地下水污染变化监测，结果如下：

表1 某化工企业退役场地1年内地下水监测数据

注：某化工企业退役场地，原化工企业主要生产苯胺、硝基苯类产品，场地内土壤和地下水受挥发性和半挥发性有机物的污染，地质勘探显示场地土壤类型为黄色粉土和黄色砂土，地层结构：第④层为淤泥质粉质黏土，厚度2.50～11.20m，平均6.66m；层底埋深5.60～14.50m,平均10.34m。地块暂不开发利用，实现风险管控，采用修复阻隔技术，修复完成后，为评估治理与修复效果，场内地下水设置5口监测井、场外设置4口对照井，场地每季度完成1次取样监测。

以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：该方法是以土壤中淤泥质黏土层为底部阻隔层，通过搭建深度至淤泥质黏土层内的垂直阻隔墙，形成具有水平阻隔层和垂直阻隔层的污染场地阻隔空间。

2.根据权利要求1所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：淤泥质黏土层指天然孔隙比在1.0~1.5、渗透系数在10-5~10-8cm/s之间的粘性土层。

3.根据权利要求1所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于，所述垂直阻隔墙的搭建方法是：采用高压喷射三重管止水帷幕桩施工工艺，在污染区域四周设立止水帷幕。

4.根据权利要求3所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：所述止水帷幕的设立方法包括喷射高压水流、压缩空气与低压灌浆三个步骤。

5.根据权利要求1所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于，垂直阻隔墙的搭建方法是：首先钻孔至淤泥质黏土层，然后插入注浆管，注浆管在钻孔内旋转、提升的过程中，混合浆与土体固结成桩；重复钻孔、注浆过程，形成多排相互重叠、相互咬合的结构，即为垂直阻隔墙。

6.根据权利要求5所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：所述的混合浆主要是由水泥浆、膨润土和氯化钙组成。

7.根据权利要求6所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：所述的水泥浆、膨润土、氯化钙的质量比为80-89:10-19:1。

8.根据权利要求1所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：还包括有地下水污染监测系统的搭建，所述地下水污染监测系统包括阻隔空间内监测点和阻隔空间外监测点。

9.根据权利要求8所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：阻隔空间内监测点为4个，和/或，阻隔空间外监测点为4个。

10.根据权利要求8或9所述的所述的非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，其特征在于：所述阻隔空间内监测点和阻隔空间外监测点均设置地下水监测井，所述地下水监测井的深度在地皮表面以下，淤泥质黏土层以上。