CN111139873A - 自愈型水平阻隔结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自愈型水平阻隔结构，用于工业污染场地的污染风险管控，其包括自下而上依次覆盖于污染场地上的压实土垫层、膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层、膜上保护层、清洁土层。本发明提供的阻隔结构具有多层防护，阻断污染向上扩散，阻隔效果好。应用了添加阻根剂成分的液体喷涂膜层，使阻隔结构能够耐根穿刺且具有自愈性，受到外力刺破后结构表层能够自动恢复成密闭状态，减少破损、漏洞，避免阻隔失效。

Description

自愈型水平阻隔结构
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种自愈型水平阻隔结构。
背景技术
由于产业结构与城市布局的变化与调整，近年来产生一批搬迁、关闭的工业企业，根据相关法律法规，其工业用地原址若存在污染情况，在改变原土地使用性质、进行二次开发利用前，需要进行污染场地的治理。对于这些工业污染地块，以往通常采用源处理技术进行修复。但是对于一些重污染地块，经过源处理措施后仍残余少量污染物，另外一些地块污染物埋藏深度大、污染浓度低，这些地块对周边暴露风险不大，无需采用化学或物理方法处理，可采取风险管控措施阻断污染路径，实现污染治理的目的。
阻隔技术包括水平阻隔和垂直阻隔两大类，现阶段我国采用水平阻隔技术的案例不多，一般采用抗渗混凝土、粘土、GCL、HDPE膜等材料单独或组合构成水平阻隔结构。采用混凝土这类刚性材料时抗变形能力低，易产生应力出现裂缝，且可能影响后期开发建设。而采用粘土、HDPE膜等柔性材料时由于自身硬度小，建成的污染阻隔结构极容易受到植被根系、外来异物穿破、产生破损处，若没有及时发现进行修补就可能带来污染扩散风险，对受体造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自愈型水平阻隔结构，使其能够耐根穿刺并具有自愈性，受到外力刺破后结构表层能够自动恢复成密闭状态，减少破损、漏洞，避免阻隔失效。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种自愈型水平阻隔结构，其特征在于，包括自下而上依次覆盖于污染场地上的压实土垫层、膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层；所述膜下保护层与膜上保护层是非织造土工布，所述人工膜防渗层是高密度聚乙烯膜，所述液体喷涂膜层喷涂于所述人工膜防渗层的表面。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述污染场地表面压实而构成压实污染土基础层，所述压实污染土基础层的平整度为每立方米误差小于2cm。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述压实土垫层采用压实的天然粘土构成，厚度为75-91.4cm，压实系数为0.9，平整度为每平方米误差小于2cm。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述膜下保护层与膜上保护层各自采用多幅非织造土工布热粘连接构成，规格不小于600g/m2，相接的非织造土工布之间的搭接宽度为200±20mm。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述人工膜防渗层采用多幅高密度聚乙烯膜热熔连接构成，相接的高密度聚乙烯膜之间的搭接宽度为100±20mm，幅宽大于6.5m，厚度为1.5mm-2.0mm，渗透系数小于10-7m/s。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述液体喷涂膜层采用双组分阻根橡胶沥青喷涂材料，由A组分与B组分配比构成，所述A组分按重量份数具有：乳化沥青10-90份，水性胶乳10-90份，水性增粘树脂5-50份，极性胶乳10-50份以及阻根剂0.1-15份；所述B组分是由掺和物溶于水构成的溶液，所述掺和物按质量百分比计具有：氯化钙92-99.9％以及复合铝铁聚合物0.1-8％，掺和物占溶液重量的1-20％；A组分和B组分的质量比为5-10:1。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述液体喷涂膜层采用高压喷涂设备进行喷涂，A组分与B组分在空中交汇混合并析水成膜。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：在膜上保护层上还铺设有厚度不低于45cm的清洁土层。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层的边缘通过螺栓固定在垂直阻隔墙立面上并预留出的一部分膜，预留出的一部分膜在螺栓上反向包裹并与立面上的膜通过挤压焊接固定连接。
所述的自愈型水平阻隔结构，其中：所述膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层的边缘向下嵌入锚固沟中并填土夯实，在填土区域上部覆盖有护砌。
本发明具有如下优点：采用多层防护措施并应用了添加阻根剂成分的液体喷涂膜层，使结构能够耐根穿刺，且具有自愈性，受到外力刺破后表层能够恢复成密闭状态，减少破损、漏洞，避免受外界环境扰动造成阻隔失效。而且，本发明施工简单，能够在短时间内完成阻隔系统的构建，并能对污染实现良好阻隔效果。
附图说明
图1为本发明的一种自愈型水平阻隔结构剖面示意图。
图2为本发明中水平阻隔结构膜层通过螺栓与垂直阻隔结构无缝连接的结构示意图。
图3为本发明中水平阻隔结构膜层通过锚固沟夯土固定的结构示意图。
附图标记：压实基础层1；压实土垫层2；膜下保护层3；人工膜防渗层4；液体喷涂膜层5；膜上保护层6；清洁土层7；垂直阻隔墙8；膨胀螺栓9；挤压焊接10；锚固沟11；锚固沟转折12；填土13；护砌14。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种自愈型水平阻隔结构，包括自下而上覆盖于污染场地上的压实土垫层2、膜下保护层3、人工膜防渗层4、液体喷涂膜层5、膜上保护层6以及清洁土层7；
所述污染场地的表面经压实而构成压实污染土基础层1，压实污染土基础层1的平整度为每立方米误差小于2cm；
所述压实土垫层2采用压实的天然粘土构成，厚度为75-91.4cm，压实系数为0.9，平整度为每平方米误差小于2cm；所述压实土垫层2作为第一污染阻隔层阻止污染物向上迁移；
所述膜下保护层3采用多幅非织造土工布热粘连接构成，具有耐老化耐腐蚀的特点，对人工膜防渗层4起到保护作用，规格不小于600g/m2，相接的非织造土工布之间的搭接宽度为200±20mm；所述膜下保护层3的边缘与垂直阻隔结构无缝连接或固定连接，优选的，可与垂直阻隔墙通过螺栓连接或通过锚固沟夯土固定连接；
所述人工膜防渗层4采用多幅高密度聚乙烯膜(HDPE膜)热熔连接构成，相接的高密度聚乙烯膜之间的搭接宽度为100±20mm，为减少接缝数，幅宽需大于6.5m，厚度为1.5mm-2.0mm，渗透系数小于10-7m/s；所述人工膜防渗层4的边缘与垂直阻隔结构无缝连接或固定连接，优选的，可与垂直阻隔墙通过螺栓连接或通过锚固沟夯土固定；所述人工膜防渗层4作为第二污染阻隔层阻止污染物向上迁移；
所述液体喷涂膜层5采用双组分阻根橡胶沥青喷涂材料，作为第三污染阻隔层，加强污染阻隔效果，并形成具有耐根性和自愈性的表层结构；
所述双组分阻根橡胶沥青喷涂材料，由A组分与B组分配比构成，所述A组分按重量份数具有：乳化沥青10-90份，水性胶乳10-90份，水性增粘树脂5-50份，极性胶乳10-50份以及阻根剂0.1-15份；所述B组分是由掺和物溶于水构成的溶液，所述掺和物按质量百分比计具有：氯化钙92-99.9％以及复合铝铁聚合物0.1-8％，掺和物占溶液重量的1-20％；A组分和B组分的质量比为5-10:1；
所述液体喷涂膜层5采用高压喷涂设备进行喷涂，A组分与B组分在空中交汇混合并析水成膜，成为液体喷涂膜层5；喷涂作业时喷枪垂直于喷涂基层，一次多遍，喷涂至厚度1.5-3mm，要求喷涂均匀，不产生空隙；在容易发生破损的部位施工时需进行刷涂、刮涂加固；
所述膜上保护层6采用多幅非织造土工布热粘连接构成，相连的非织造土工布的搭接宽度为200±20mm，其具有耐老化耐腐蚀的特点，保护人工膜防渗层4及液体喷涂膜层5，规格不小于600g/m2；所述膜上保护层6的边缘与垂直阻隔结构无缝连接或固定连接，优选的，可与垂直阻隔墙通过螺栓连接或通过锚固沟夯土固定；
所述清洁土层7的覆土厚度可结合场地未来规划方案，根据相关需求确定，最低不得低于45cm。
所述阻隔结构建成后需进行阻隔工程性能检测，并对地块开展后期环境监管，包括长期环境监测与制度控制。
其中，上述各膜层通过螺栓连接垂直阻隔结构的步骤如下，如图2所示：
1)采用膨胀螺栓9将膜在垂直阻隔墙8立面上进行固定，并预留一部分膜；
2)将预留出的膜在膨胀螺栓9上反向包裹并与立面上的延伸部分进行挤压焊接10，起到固定和防渗效果。
上述各膜层利用锚固沟夯土固定的步骤如下，如图3所示：
1)采取工程措施挖出锚固沟11，锚固沟11在向下转折12处做成弧形结构；
2)将膜边缘在锚固沟11内填土13夯实固定；
3)在填土13区域上部覆盖护砌14。
相对应地，本发明提供一种基于防渗系统构建的污染阻隔方法，包括以下步骤：
(1)测量放线，确定污染范围。
(2)推平压实污染土基础层1。
(3)在污染土基础层1上铺设压实土垫层2。
(4)在压实土垫层2上铺设膜下保护层3。
(5)在膜下保护层3上铺设人工膜防渗层4。
(6)在人工膜防渗层4上喷涂液体膜。
(7)待液体喷涂膜层5凝固后铺设膜上保护层6。
(8)在膜上保护层6上铺设清洁土层7。
由上述可知，本发明具有如下优点：采用多层防护措施并应用了添加阻根剂成分的液体喷涂膜层5，使结构能够耐根穿刺，且具有自愈性，受到外力刺破后表层能够恢复成密闭状态，减少破损、漏洞，避免受外界环境扰动造成阻隔失效。而且，本发明施工简单，能够在短时间内完成阻隔系统的构建，并能对污染实现良好阻隔效果。
以下以数个实施例对本发明的施工方法进行描述。
第一实施例
测量放线，确定污染范围。
推平压实污染场地，压实后的压实基础层平整度每立方米误差最大为2cm。
在压实基础层上铺设压实土垫层2，是将粘土层推平压实，压实系数0.9，厚度75cm，平整度每平方米误差最大为2cm。
压实土垫层2上铺设膜下保护层3，膜下保护层3采用非织造土工布，规格为600g/m2，每幅之间热粘连接，搭接宽度200mm。
在膜下保护层3上铺设人工膜防渗层4，人工膜防渗层4采用高密度聚乙烯膜，厚度1.5mm，幅宽6.5m，人工膜防渗层4渗透系数小于10-7m/s，每幅之间热熔焊接，搭接宽度100mm。
液体喷涂膜层5采用高压喷涂设备进行喷涂，A组分与B组分在空中交汇混合并析水成膜，成为液体喷涂膜层5。喷涂作业时喷枪垂直于喷涂基层，一次多遍，喷涂至厚度2mm，喷涂均匀，不产生空隙。在容易发生破损的部位施工时，进行刷涂、刮涂加固。A组分与B组分的质量比为5:1，其中所述A组分按重量份计由以下原料制成；阴离子型乳化沥青50份，阴离子型水性羧基氯丁胶乳15份，阴离子型水性聚萜烯树脂15份，阴离子型水性羧基聚丁苯胶乳10份，阻根剂1份。所述B组分按质量百分比计配方比例为氯化钙99％，复合铝铁聚合物1％，溶于水中，配制重量浓度为10％。
待液体喷涂膜层5凝固后铺设膜上保护层6，膜上保护层6采用非织造土工布，规格为600g/m2，每幅之间热粘连接，搭接宽度200mm。
膜下保护层3、人工膜防渗层4、液体喷涂膜层5、膜上保护层6膜结构边缘与垂直阻隔墙8(水泥-膨润土隔离墙)通过螺栓连接和焊点焊接。
铺设清洁土层7，厚度45cm。
第二实施例
测量放线，确定污染范围。
推平压实污染场地，压实后压实基础层平整度每立方米误差最大为1cm。
在压实基础层上铺设压实土垫层2，将粘土层推平压实，压实系数0.9，厚度90cm，平整度每平方米误差最大为1cm。
压实土垫层2上铺设膜下保护层3，膜下保护层3采用非织造土工布，规格为650g/m2，每幅之间热粘连接，搭接宽度210mm。
在膜下保护层3上铺设人工膜防渗层4，人工膜防渗层4采用高密度聚乙烯膜，厚度2mm，幅宽8m，渗透系数小于10-7m/s，每幅之间热熔焊接，搭接宽度100mm。
液体喷涂膜层5采用高压喷涂设备进行喷涂，A组分与B组分在空中交汇混合并析水成膜，成为液体喷涂膜层5。喷涂作业时喷枪垂直于喷涂基层，一次多遍，喷涂至厚度3mm，要求喷涂均匀，不产生空隙。在容易发生破损的部位施工时，进行刷涂、刮涂加固。A组分与B组分的质量比为5:1，其中所述A组分按重量份计由以下原料制成；阴离子型乳化沥青10份，阴离子型水性羧基氯丁胶乳10份，阴离子型水性聚萜烯树脂20份，阴离子型水性羧基聚丁苯胶乳45份，阻根剂1份。所述B组分是由掺和物溶于水构成的溶液，所述掺和物按质量百分比计配方比例为氯化钙99％，复合铝铁聚合物1％，掺和物占溶液重量的10％。
待液体喷涂膜层5凝固后铺设膜上保护层6，膜上保护层6采用非织造土工布，规格为600g/m2，每幅之间热粘连接，搭接宽度210mm。
膜下保护层3、人工膜防渗层4、液体喷涂膜层5、膜上保护层6膜结构边缘通过锚固沟填土夯实固定并覆盖护砌，锚固沟转折处做成弧形结构。
铺设清洁土层7，厚度100cm。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自愈型水平阻隔结构，其特征在于，包括自下而上依次覆盖于污染场地上的压实土垫层、膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层；所述膜下保护层与膜上保护层是非织造土工布，所述人工膜防渗层是高密度聚乙烯膜，所述液体喷涂膜层喷涂于所述人工膜防渗层的表面。
2.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述污染场地的上表面压实而构成压实污染土基础层，所述压实污染土基础层的平整度为每立方米误差小于2cm。
3.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述压实土垫层采用压实的天然粘土构成，厚度为75-91.4cm，压实系数为0.9，平整度为每平方米误差小于2cm。
4.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述膜下保护层与膜上保护层各自采用多幅非织造土工布热粘连接构成，规格不小于600g/m2，相接的非织造土工布之间的搭接宽度为200±20mm。
5.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述人工膜防渗层采用多幅高密度聚乙烯膜热熔连接构成，相接的高密度聚乙烯膜之间的搭接宽度为100±20mm，幅宽大于6.5m，厚度为1.5mm-2.0mm，渗透系数小于10-7m/s。
6.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述液体喷涂膜层采用双组分阻根橡胶沥青喷涂材料，由A组分与B组分配比构成，所述A组分按重量份数具有：乳化沥青10-90份，水性胶乳10-90份，水性增粘树脂5-50份，极性胶乳10-50份以及阻根剂0.1-15份；所述B组分是由掺和物溶于水构成的溶液，所述掺和物按质量百分比计具有：氯化钙92-99.9％以及复合铝铁聚合物0.1-8％，掺和物占溶液重量的1-20％；A组分和B组分的质量比为5-10:1。
7.根据权利要求6所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述液体喷涂膜层采用高压喷涂设备进行喷涂，A组分与B组分在空中交汇混合并析水成膜。
8.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：在膜上保护层上还铺设有厚度不低于45cm的清洁土层。
9.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层的边缘通过螺栓固定在垂直阻隔墙立面上并预留出的一部分膜，预留出的一部分膜在螺栓上反向包裹并与立面上的膜通过挤压焊接固定连接。
10.根据权利要求1所述的自愈型水平阻隔结构，其特征在于：所述膜下保护层、人工膜防渗层、液体喷涂膜层以及膜上保护层的边缘向下嵌入锚固沟中并填土夯实，在填土区域上部覆盖有护砌。
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