CN109709614B - 三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，属于垃圾填埋场土工膜渗漏孔洞探测领域。三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法,其特征在于,包括以下步骤：S1、根据垃圾填埋场施工图纸和相关管理方面的相关人员沟通分析后，找到垃圾填埋场管网分布图纸，确定测量区域；S2、根据施工图纸、测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图。它可以实现三极法不仅可以测量M、N之间的电位差Vp，而且还能测量计算出M、N之间的电阻率Ps、电流Ip等参数，在分析判断的时候可以通过多参数互相验证测量结果，综合来判断寻找渗漏点，这样的成功几率大大提高。

Description

三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法
技术领域
本发明涉及垃圾填埋场土工膜渗漏孔洞探测领域，尤其涉及三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法。
背景技术
白毛尖垃圾卫生填埋场承担着接纳和处理城市生活垃圾的重任，库区面积8.1万平方米，库容量109万立方米，至今已有20年运行史；诸暨市农村生活垃圾集中处理工程建设工作启动后，填埋场作为全市垃圾处置应急场所，又承担了处置镇乡部分生活垃圾的重任，统计数据显示，垃圾填埋场平均日处理垃圾量达到240吨。
由于土工膜的破损，造成垃圾渗沥液渗透到地下，垃圾渗沥液为垃圾填埋过程中产生的二次污染，它不同于一般废水，还可能含有有毒有害物质，可使地面水体缺氧、水质恶化、威胁饮用水和工农业用水水源；所以当务之急是找到渗漏点，目前通过两极法测量渗漏点，双电极法渗漏破损探测技术是在防渗土工膜上施加电场，通过移动探测设备探测到形成电流回路的位置，从而找到渗漏点；在没有孔洞的情况下，覆盖防渗膜的泥土等物质的电势相对均匀防渗膜为一种极其有效的绝缘体，在存在孔洞时电场导通，通过移动探测仪探测导通点位置可以找到相应的渗漏点位置，双极法操作简单，效果显著，但也有致命的弱点，测量两极离开发射电极较远的距离的时候就会本身形成衰减，这样影响到漏洞异常数据的判断，渗漏孔洞探测成功几率低。
发明内容
针对现有技术中存在的渗漏孔洞探测成功几率问题，本发明的目的在于提供三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，它可以实现有效的提高渗漏孔洞探测成功几率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法,包括以下步骤：
S1、根据垃圾填埋场管网分布图纸，确定测量区域，并根据施工图纸、测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，其中两个相邻X横线距离J＝5米，两个相邻Y纵线距离K＝5米，确定X横线数量为E，Y纵线数量为F；
S2、在垃圾填埋场外围设立“无穷远”发射电极B，在垃圾填埋场内设立了移动测量电极M、N，和移动发射电极A，所述移动测量电极M、N之间的距离为5米，所述移动发射电极A与移动测量电极M、N的距离分别为10米和5米；
S3、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场X横线起点处，移动测量方向延X横线直线按照5米的点距移动测量，共测量E条X横线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S4、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场Y纵线起点处，移动测量方向延Y纵线直线按照5米的点距移动测量，共测量F条Y纵线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S5、根据S3和S4测量的各个测量值，分别绘制出电流IP等值线X横Y纵坐标图、电位差Vp等值线X横Y纵坐标图、电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图；
S6、根据S5中的测量结果图分析研究电流IP等值线、电位差Vp等值线和电阻率Ps等直线，分别在电流IP等值线剖面X横Y纵坐标图上标识出高电流异常点、在电位差Vp等值线X横Y纵坐标图标出低电压异常点和电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图低电阻率异常点；
S7、根据在X横Y纵坐标图上的异常点，并结合垃圾填埋场管网分布图纸开挖各个异常点，确定出渗漏孔洞。
优选地，所述步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时对各个异常点进行复测。
优选地，所述S3、S4中填埋场土工膜进行移动测量，利用抽水管将填埋场土工膜上的雨水富集区域的雨水抽出。
优选地，所述步骤S2中布设“无穷远”发射电极B时，当“无穷远”发射电极B垂直测线方向布设，保证最近测线的距离应超过80米，当只能斜交测线方向布设无穷远极时，最近测线的距离应超过的150米。
优选地，所述步骤S2中布设移动测量电极M、N时，测量点土工膜上表面干燥碎石导排层,检测前应对膜上500mm厚的碎石层进行现场洒水。
优选地，所述步骤S7中开挖异常点的开挖面积为异常点周围50cm区域，剪开土工布，确定出渗漏坑洞，查看破损情况，仔细测量判断。
优选地，所述步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时，将各测量结果带入下列公式；
Figure GDA0002501540950000041
其中，x为测量点距渗漏点在地表投影点的距离；h为渗漏点距地表的深度。从上式可以得出沿X方向的电场强度Ex和电流密度为Jx；
Figure GDA0002501540950000042
Figure GDA0002501540950000043
在点位曲线的拐点处，电场强度出现极值，在x＝0和
Figure GDA0002501540950000044
的地方，Ex有三个拐点，通过对电位电势的分析，可以判断出渗漏位置点，由于孔洞处有电流传过，越靠近孔洞，电势场增加，在孔洞处达到最大，通过等电势曲线可以判断准确的孔洞位置。
与现有技术相比，本发明提供了三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，具备以下有益效果：
1.本方案可以根据施工图纸，测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，根据三极法不仅可以测量M、N之间的电位差Vp，而且还能测量计算出M、N之间的电阻率Ps、电流Ip等参数，可以测量相应的参数，并将参数填写在绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，从而便于快速分析，在分析判断的时候可以通过多参数互相验证测量结果，综合来判断寻找渗漏点，这样的成功几率大大提高。
附图说明
图1为本发明的垃圾填埋场X横Y纵坐标图结构示意图；
图2为本发明的电极测量结构示意图；
图3为本发明的电流IP等值线图；
图4为本发明的电位差Vp等值线图；
图5为本发明的电阻率Ps等值线图；
图6为本发明的复测的异常图。
图中标号说明：
1 渗漏孔洞、2 土壤、3 土工膜。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。
实施例1：
请参阅图1-6，三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法,其特征在于,包括以下步骤：
S1、白毛尖垃圾卫生库区面积8.1万平方米，库容量109万立方米，至今已有20年运行史,填埋场承担着接纳和处理城市生活垃圾的重任，本实施例选择白毛尖垃圾卫生填埋场进行测量，根据垃圾填埋场施工图纸和相关管理方面的相关人员沟通分析后，找到垃圾填埋场管网分布图纸，确定测量区域,白毛尖垃圾卫生填埋场,在测量施工现场为已经填埋的垃圾区域，面积超过8000平方米，根据白毛尖垃圾卫生填埋场施工图纸和跟相关管理方的相关人员沟通后，判断在施工过的5000平方中存在的漏点的可能性较大，在现场施工的时候我们就重点测量这5000平方米的区域；
S2、如图1所示根据施工图纸、测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，其中两个相邻X横线距离J＝5米，两个相邻Y纵线距离K＝5米，确定X横线数量为E＝12，Y纵线数量为F＝18,该测区测量面积一共为5400平方米,满足步骤S1中的重点测量5000平方米的区域；
S3、在垃圾填埋场外围300米处设立了“无穷远”发射电极B，在垃圾填埋场内设立了移动测量电极M、N，和移动发射电极A，移动测量电极M、N之间的距离为5米，移动发射电极A与移动测量电极M、N的距离分别为10米和5米；
S4、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场X横线起点处，移动测量方向延X横线直线按照5米的点距移动测量，共测量E条X横线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值，即沿着直线按照5米的点距移动测量，一共测量了12条线；
S5、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场Y纵线起点处，移动测量方向延Y纵线直线按照5米的点距移动测量，共测量F条Y纵线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值，即沿着直线按照5米的点距移动测量，一共测量了18条线；
S6、如图3-5所示根据S4和S5测量的各个测量值，分别绘制出电流IP等值线X横Y纵坐标图、电位差Vp等值线X横Y纵坐标图、电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图；
S7、根据S6中的测量结果图分析研究电流IP等值线、电位差Vp等值线和电阻率Ps等直线，分别在电流IP等值线剖面X横Y纵坐标图上标识出高电流异常点、在电位差Vp等值线X横Y纵坐标图标出低电压异常点和电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图低电阻率异常点；在仔细研究了电流IP等值线图3、电位差Vp等值线图4、电阻率Ps等值线图5后，我们发现电流IP等值线图4号线的4号点、3号线的17号点表现为高电流异常，图3中深红色区域我们标记为1号异常点与3号异常点，这两点有明显的大电流异常情况，很有可能存在漏点导致电流增大，在电位差Vp等值线图4、电阻率Ps等值线图5除了在1号异常点与3号异常点之间及附件有出现低电压和低阻异常，没有明确的具体位置，不能完全这两个异常点，我们进行该重点区域的详细复测，复测的异常图图6；
从复测结果来看，电阻率、电压都没有明显的异常，而电流在3号线的12号点为高电流异常。
推断分析，土工膜因为破损渗透应该在电流通过区域形成低电压、大电流和较小电阻的异常区，结合两次测量结果来看电阻率、电压都在2至6号测线的7至18号测点出现大面积的低值低压异常区域，再结合电流异常图，根据第一次测量的结果，我们初步判断为4号线的4号点、3号线的17号点表现为高电流异常，再次复测的分析显示3号线的12号点为高电流异常。
判断结果为：4号线的4号点附件为1号渗漏点；3号线的12号点为2号渗漏点；3号线的17号点为3号渗漏点。
S8、根据在X横Y纵坐标图上的异常点，并结合垃圾填埋场管网分布图纸开挖各个异常点，确定出渗漏孔洞；由于考虑到3号渗漏点附近有铁板、车辆较多，在测量过程中有跳测量点、铁板为良性导体，可会给测试带来误差等原因，所有首先开挖1号渗漏点，开挖结果无渗漏情况，土工膜破开，发现并无渗透痕迹；第二次开挖2号渗漏点，也没有发现渗透，土工膜破开，下面无渗透痕迹；结合填埋场管道设计图，管道处为最低处，可以推测部分区域无渗漏点既1号测线至4号测线的1至12号测点。
结合管道走向，再次确认地下肯定有渗漏的情况，施工准备工作为继续开挖2号渗漏点往3号渗漏点方向，一是方便找出地下水排水管道位置，二是为了接近3号渗漏点，同时准备移开3号渗漏点上面的铁板，继续复测铁板区域。
将2号洞沿着导排管方向开挖，在距离2号洞16米处发现地下导排管，距离2号洞21米处发现了渗透洞既3号洞；将3号洞的位置投影到异常图上，可以看出，3号洞的位置与未开挖的第三个渗漏点有3米的偏差。
三极法不仅可以测量M、N之间的电位差Vp，而且还能测量计算出M、N之间的电阻率Ps、电流Ip等参数，在分析判断的时候可以通过多参数互相验证测量结果，综合来判断寻找渗漏点，这样的成功几率大大提高，多次实践证明三极法要比两极法探测的成功几率提高60％以上。
步骤S7中对电流IP、点位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时对各个异常点进行复测，进一步分析，增高检测成功率。
S4、S5中填埋场土工膜进行移动测量，利用抽水管将填埋场土工膜上的雨水富集区域的雨水抽出，有效的防止过多的雨水对探测造成影响。
步骤S3中布设“无穷远”发射电极B时，当“无穷远”发射电极B垂直测线方向布设，保证最近测线的距离应超过80米，当只能斜交测线方向布设无穷远极时，最近测线的距离应超过的150米，确保了电极检测准确度。
步骤S3中布设移动测量电极M、N时，测量点土工膜上表面干燥碎石导排层,检测前应对膜上500mm厚的碎石层进行现场洒水，确保碎石层的湿润导电性。
步骤S8中开挖异常点的开挖面积为异常点周围50cm区域，剪开土工布，确定出渗漏坑洞，查看破损情况，仔细测量判断，缩小开挖面积，提高检测效率，便于寻找渗漏点。
实施例2：基于实施例1，但有所不同的是：
三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法,包括以下步骤：
S1、根据垃圾填埋场管网分布图纸，确定测量区域，并根据施工图纸、测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，其中两个相邻X横线距离J＝5米，两个相邻Y纵线距离K＝5米，确定X横线数量为E，Y纵线数量为F；
S2、在垃圾填埋场外围设立“无穷远”发射电极B，在垃圾填埋场内设立了移动测量电极M、N，和移动发射电极A，移动测量电极M、N之间的距离为5米，移动发射电极A与移动测量电极M、N的距离分别为10米和5米；
S3、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场X横线起点处，移动测量方向延X横线直线按照5米的点距移动测量，共测量E条X横线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S4、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场Y纵线起点处，移动测量方向延Y纵线直线按照5米的点距移动测量，共测量F条Y纵线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S5、根据S3和S4测量的各个测量值，分别绘制出电流IP等值线X横Y纵坐标图、电位差Vp等值线X横Y纵坐标图、电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图；
S6、根据S5中的测量结果图分析研究电流IP等值线、电位差Vp等值线和电阻率Ps等直线，分别在电流IP等值线剖面X横Y纵坐标图上标识出高电流异常点、在电位差Vp等值线X横Y纵坐标图标出低电压异常点和电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图低电阻率异常点；
S7、根据在X横Y纵坐标图上的异常点，并结合垃圾填埋场管网分布图纸开挖各个异常点，确定出渗漏孔洞。
进一步，步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时，将各测量结果带入下列公式；
Figure GDA0002501540950000111
其中，x为测量点距渗漏点在地表投影点的距离；h为渗漏点距地表的深度。从上式可以得出沿X方向的电场强度Ex和电流密度为Jx；
Figure GDA0002501540950000112
Figure GDA0002501540950000113
在点位曲线的拐点处，电场强度出现极值，在x＝0和
Figure GDA0002501540950000114
的地方，Ex有三个拐点，通过对电位电势的分析，可以判断出渗漏位置点，由于孔洞处有电流传过，越靠近孔洞，电势场增加，在孔洞处达到最大，通过等电势曲线可以判断准确的孔洞位置。
进一步，步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时对各个异常点进行复测。
进一步，S3、S4中填埋场土工膜进行移动测量，利用抽水管将填埋场土工膜上的雨水富集区域的雨水抽出。
进一步，步骤S2中布设“无穷远”发射电极B时，当“无穷远”发射电极B垂直测线方向布设，保证最近测线的距离应超过80米，当只能斜交测线方向布设无穷远极时，最近测线的距离应超过的150米。
进一步，步骤S2中布设移动测量电极M、N时，测量点土工膜上表面干燥碎石导排层,检测前应对膜上500mm厚的碎石层进行现场洒水。
进一步，步骤S2位置探测区域外部泥土存在电接触，则需要进行必要的绝缘处理；如果碰到下雨天，不宜进行渗漏勘查。
进一步，步骤S7中开挖异常点的开挖面积为异常点周围50cm区域，剪开土工布，确定出渗漏坑洞，查看破损情况，仔细测量判断。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法,其特征在于,包括以下步骤：
S1、根据垃圾填埋场管网分布图纸，确定测量区域，并根据施工图纸、测量区域和垃圾填埋场管网分布图纸，绘制垃圾填埋场X横Y纵坐标图，其中两个相邻X横线距离J＝5米，两个相邻Y纵线距离K＝5米，确定X横线数量为E，Y纵线数量为F；
S2、在垃圾填埋场外围设立“无穷远”发射电极B，在垃圾填埋场内设立了移动测量电极M、N，和移动发射电极A，所述移动测量电极M、N之间的距离为5米，所述移动发射电极A与移动测量电极M、N的距离分别为10米和5米；
S3、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场X横线起点处，移动测量方向延X横线直线按照5米的点距移动测量，共测量E条X横线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S4、根据垃圾填埋场X横Y纵坐标图，将移动测量电极M、N，和移动发射电极A置于垃圾填埋场Y纵线起点处，移动测量方向延Y纵线直线按照5米的点距移动测量，共测量F条Y纵线，并记录相应位置电流IP、电位差Vp和电阻率Ps值；
S5、根据S3和S4测量的各个测量值，分别绘制出电流IP等值线X横Y纵坐标图、电位差Vp等值线X横Y纵坐标图、电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图；
S6、根据S5中的测量结果图分析研究电流IP等值线、电位差Vp等值线和电阻率Ps等直线，分别在电流IP等值线剖面X横Y纵坐标图上标识出高电流异常点、在电位差Vp等值线X横Y纵坐标图标出低电压异常点和电阻率Ps等值线X横Y纵坐标图低电阻率异常点；
S7、根据在X横Y纵坐标图上的异常点，并结合垃圾填埋场管网分布图纸开挖各个异常点，确定出渗漏孔洞。
2.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时，将各测量结果带入下列公式；
Figure FDA0002501540940000021
其中，x为测量点距渗漏点在地表投影点的距离；h为渗漏点距地表的深度；从上式可以得出沿X方向的电场强度Ex和电流密度为Jx；
Figure FDA0002501540940000022
Figure FDA0002501540940000023
在点位曲线的拐点处，电场强度出现极值，在x＝0和
Figure FDA0002501540940000024
的地方，Ex有三个拐点，通过对电位电势的分析，可以判断出渗漏位置点，由于孔洞处有电流传过，越靠近孔洞，电势场增加，在孔洞处达到最大，通过等电势曲线可以判断准确的孔洞位置。
3.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S6中对电流IP、电位差Vp和电阻率Ps的异常点分析时对各个异常点进行复测。
4.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述S3、S4中填埋场土工膜进行移动测量，利用抽水管将填埋场土工膜上的雨水富集区域的雨水抽出。
5.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S2中布设“无穷远”发射电极B时，当“无穷远”发射电极B垂直测线方向布设，保证最近测线的距离应超过80米，当只能斜交测线方向布设无穷远极时，最近测线的距离应超过的150米。
6.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S2中布设移动测量电极M、N时，测量点土工膜上表面干燥碎石导排层,检测前应对膜上500mm厚的碎石层进行现场洒水。
7.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S2位置探测区域外部泥土存在电接触，则需要进行必要的绝缘处理；如果碰到下雨天，不宜进行渗漏勘查。
8.根据权利要求1所述的三极精确测量垃圾填埋场土工膜渗透孔洞的方法，其特征在于：所述步骤S7中开挖异常点的开挖面积为异常点周围50cm区域，剪开土工布，确定出渗漏坑洞，查看破损情况，仔细测量判断。
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