CN112505297A - 一种路基环境监测平台制作方法及环境监测平台 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种路基环境监测平台制作方法及环境监测平台，方法包括如下步骤：将钢化玻璃与钢筋混凝土墙进行密封连接，并设置在压实后原地基上；压实后原地基上部铺设粘土封层，粘土封层上部铺设设定坡度的排水沟；排水沟连接设置有集水池，集水池内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端；在粘土封层上部，按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例，逐层设置与实际路基物理力学参数、材料、质量、荷载相同的多层填筑煤矸石层。本公开采用相似理论进行制作监控装置，按照实际路基，将本实施例的装置与现场实际路基各参数相似比均按照1:1设置，能够有效消除边界条件的影响，提高将煤矸石作为路基后的污染检测的准确度。

Description

一种路基环境监测平台制作方法及环境监测平台

技术领域

本公开涉及路基环境监测相关技术领域，具体的说，是涉及一种路基环境监测平台制作方法及环境监测平台,适用于煤矸石填筑路基，路基环境监测装置可以作为一种煤矸石填筑路基大型模型环境试验平台。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

采用煤矸石作为路基材料可以实现废物利用，同时能够解决煤矸石环境污染问题，但是在煤矸石作为路基的应用过程中，可能会对土壤及水质造成污染，用于路基建设的煤矸石在长期流水冲刷下会产生淋溶现象，淋溶出的重金属等对土壤、地表水以及地下水造成污染。因此如何解决其作为路基材料的污染问题是实现煤矸石废物利用的关键。因此有必要在废物利用的过程中进行环境监测，对路用煤矸石所可能造成的污染问题进行具体测算，减少二次污染的产生。

在路基用煤矸石对环境影响的实验及检测中，现在的研究主要集中在实验室静态浸泡模拟和降雨式动态柱状淋滤实验上，这些研究获得了实验室状态下本文煤矸石中重金属和一些相关离子的释放规律，在此基础上阐述了煤矸石淋滤过程中污染物的形成机理，为煤矸石的利用提供了一定的理论依据。

发明人发现,在实验室装置试验时，由于量小，多用玻璃容器在理想条件下进行，操作条件较易控制，操作环境较好；到煤矸石利用现场往往放大万倍不止，其对应的实验室装置的建立并不是只有几何学相似，还包括力学、热学及化学相似性，因为规模和原料数量的不同，所以煤矸石污染行为的规律和机理可能会有很大程度的偏差，现有的装置和方法对于淋溶作用下煤矸石填筑路基环境监测，存在系统性、完整性、监测准确性差等缺点。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种路基环境监测平台制作方法及环境监测平台，采用相似理论进行设计，能够有效提高将煤矸石作为路基后的污染检测的准确度。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种路基环境监测平台制作方法，包括如下步骤：

将钢化玻璃与钢筋混凝土墙进行密封连接，并设置在压实后原地基上；

压实后原地基上部铺设粘土封层，粘土封层上部铺设设定坡度的排水沟；

排水沟连接设置有集水池，集水池内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端；

在粘土封层上部，按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例，逐层设置与实际路基物理力学参数、材料、质量、荷载相同的多层填筑煤矸石层。

一个或多个实施例提供了一种路基环境监测平台，包括钢化玻璃和混凝土墙，所述钢化玻璃和混凝土墙密封连接形成围栏结构，所述围栏结构内从上到下依次设置有煤矸石填筑路基、排水沟和粘土封层，所述煤矸石填筑路基按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例设置。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开采用相似理论进行制作监控装置，按照实际路基，将本实施例的装置与现场实际路基的物理力学参数、材料、质量、载荷的相似比均按照1:1设置，能够有效消除边界条件的影响，提高将煤矸石作为路基后的污染检测的准确度。

(2)本公开路基环境监测平台采用钢化玻璃和混凝土墙形成的围栏结构，可以实现整个监测平台的半可视化监控，可以直观煤矸石填筑路基各分层结构型式。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例的制作方法流程图；

图2是本公开实施例的路基环境监测平台的平面图；

图3是本公开实施例的图2中A-A剖面图；

其中：1.钢化玻璃；2.混凝土墙；3.粘土包边；4.路基坡顶；5.路基坡底；6.原地基；7.粘土封层；8.排水沟；9.煤矸石层；10.集水池。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种路基环境监测平台制作方法，包括如下步骤：

步骤1、将钢化玻璃1与钢筋混凝土墙2进行密封连接，并设置在压实后原地基6上；

步骤2、压实后原地基6上部铺设粘土封层7，粘土封层7上部铺设设定坡度的排水沟；

步骤3、排水沟连接设置有集水池10，集水池内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端；

步骤4、在粘土封层7上部，按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例，逐层设置与实际路基物理力学参数、材料、质量、荷载相同的多层填筑煤矸石层9。

本实施例中采用相似理论进行制作监控装置，按照实际路基，将本实施例的装置与现场实际路基的物理力学参数、材料、质量、载荷的相似比均按照1:1设置，能够有效消除边界条件的影响，提高将煤矸石作为路基后的污染检测的准确度。

进一步的技术方案，还包括如下步骤：在填筑煤矸石层9设置喷淋装置，所述喷淋装置与监测终端电连接。

进一步的技术方案，还包括淋溶控制步骤，按照实际路基所处地区的降雨数据，控制喷淋装置开关及喷淋液体的PH值，具体的：获取实际路基所处区域的降雨历史数据，绘制该地区的降雨分布曲线；按照降雨分布曲线控制喷淋装置的启停及喷淋混合液的酸度。

可选的，所述降雨分布曲线包括该区域平均降雨量随时间的变化，以及降雨酸度随时间的变化；所述平均降雨量为往年同时期的降雨平均值的均值。

在淋溶之后，在渗滤液集水池里取淋溶液，测定相关的水质参数，进而评定路基用煤矸石经淋溶后的环境风险。

步骤1中，可实现的钢化玻璃可以设置至少一个侧面上，优选的，可以设置在两个相邻的侧面上，可以实现整个监测平台的半可视化监控，可以直观煤矸石填筑路基各分层结构型式；

步骤2中，粘土封层7上部设置的排水沟8的坡度可以设置为2％-4％，优选的，可以设置为2％。

步骤4中，将填筑煤矸石层9设置为坡面，该坡面包括路基坡顶4和路基坡底5，路基坡顶4和路基坡底5采用粘土包边3。

可选的，粘土包边3可根据试验需要设置为1.0m或1.5m或2.0m等不同工况型式。

采用上述制作方法，本实施例还提供一种路基环境监测平台，包括：钢化玻璃1、混凝土墙2，所述钢化玻璃1、混凝土墙2密封连接形成围栏结构，所述围栏结构内从上到下依次设置有煤矸石填筑路基9、排水沟8和粘土封层7，所述煤矸石填筑路基9按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例设置。

具体的，煤矸石填筑路基9与实际路基的物理力学参数、材料、质量、荷载相似比为1：1，可以消除边界条件的影响，提高煤矸石填筑路基造成二次污染检测的准确性。

可选的，所述钢化玻璃1、混凝土墙2形成的围栏结构包括开口侧面，所述开口侧面设置粘土包边3。

可选的，填筑煤矸石层9设置为坡面，该坡面设置有路基坡顶4和路基坡底5，路基坡顶4和路基坡底5均设置粘土包边3。

可选的，所述煤矸石层9为多层结构，包括多个不同厚度煤矸石层。

进一步的技术方案，该装置可以直接设置在实际路基的使用环境进行实地场景的实验，也可以实现在不同地域的实验。可设置的，还包括喷淋装置，所述喷淋装置设置在填筑煤矸石层9上方，用于模拟实际路基的使用环境的淋溶条件。

进一步的技术方案，排水沟8的末端连接设置集水池10用于收集渗滤液，所述集水池10内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端。

具体地，抗振钢化玻璃1采用刚度大的玻璃，玻璃具有抗振性。

具体地，钢筋混凝土墙2，墙体具有一定的强度和刚度，满足受力变形特征，消除路基环境监测平台的边界效应。

可选的，排水沟8和上层煤矸石层9之间设置密布开孔的支撑板和筛网，可以使得煤矸石层9的渗滤液顺利排出。

可选的，排水沟8和集水池10可以采用水泥衬砌，防止渗滤液沾染杂质。

可选的，集水池10为上封顶式结构，集水池上端面设置有可开启的上盖板，以防止外界雨水的流入。

可选的，集水池10连接外排水装置，所述外排水装置至少包括排水管和设置在排水管上的阀门。设置外排水装置可以将集水池10内的水排出通过排水管上的阀门装置，可以人为控制外排排水。

具体地，煤矸石层9上方为喷淋装置，连接喷淋装置包括储水桶，可以采用耐腐蚀材质，如塑料材质。通过储水桶可以方便调节所用喷淋水的pH，储水桶大小为1.5m³。

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

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种路基环境监测平台制作方法，其特征是，包括如下步骤：

将钢化玻璃与钢筋混凝土墙进行密封连接，并设置在压实后原地基上；

压实后原地基上部铺设粘土封层，粘土封层上部铺设设定坡度的排水沟；

排水沟连接设置有集水池，集水池内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端；

在粘土封层上部，按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例，逐层设置与实际路基物理力学参数、材料、质量、荷载相同的多层填筑煤矸石层。

2.如权利要求1所述的一种路基环境监测平台制作方法，其特征是：在填筑煤矸石层设置喷淋装置，所述喷淋装置与监测终端电连接。

3.如权利要求1所述的一种路基环境监测平台制作方法，其特征是：还包括淋溶控制步骤，按照实际路基所处地区的降雨数据，控制喷淋装置开关及喷淋液体的PH值。

4.如权利要求3所述的一种路基环境监测平台制作方法，其特征是：淋溶控制步骤，具体为：

获取实际路基所处区域的降雨历史数据，绘制该地区的降雨分布曲线；按照降雨分布曲线控制喷淋装置的启停及喷淋混合液的酸度。

5.如权利要求4所述的一种路基环境监测平台制作方法，其特征是：

所述降雨分布曲线包括该区域平均降雨量随时间的变化，以及降雨酸度随时间的变化；或者，所述平均降雨量为往年同时期的降雨平均值的均值。

6.如权利要求1所述的一种路基环境监测平台制作方法，其特征是：

钢化玻璃设置在路基环境监测平台至少一个侧面上；或排水沟的坡度设置为2％-4％；或者，将填筑煤矸石层设置为坡面，该坡面包括路基坡顶和路基坡底，路基坡顶和路基坡底采用粘土包边。

7.一种路基环境监测平台，其特征是：包括钢化玻璃和混凝土墙，所述钢化玻璃和混凝土墙密封连接形成围栏结构，所述围栏结构内从上到下依次设置有煤矸石填筑路基、排水沟和粘土封层，所述煤矸石填筑路基按照与实际路基尺寸的几何相似并保持设定的比例设置。

8.如权利要求7所述的一种路基环境监测平台，其特征是：所述钢化玻璃和混凝土墙形成的围栏结构包括开口侧面，所述开口侧面设置粘土包边。

9.如权利要求7所述的一种路基环境监测平台，其特征是：填筑煤矸石层设置为坡面，该坡面设置有路基坡顶和路基坡底，路基坡顶和路基坡底均设置粘土包边。

10.如权利要求7所述的一种路基环境监测平台，其特征是：还包括喷淋装置，所述喷淋装置设置在填筑煤矸石层上方；或者，排水沟和上层煤矸石层之间设置密布开孔的支撑板和筛网；

或者，排水沟的末端连接设置集水池，所述集水池内设置有检测传感器组，所述检测传感器组连接设置有监测终端；所述监测终端连接喷淋装置；

或者，集水池为上封顶式结构，集水池上端面设置有可开启的上盖板；

或者，集水池连接外排水装置，所述外排水装置至少包括排水管和设置在排水管上的阀门。

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