CN112814042A - 一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕 - Google Patents

Abstract

一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，“U”型槽钢设置在基槽的底部，两个“工”型槽钢分别位于“U”型槽钢的左右两侧，橡胶气囊多单元组合体设置在“U”型槽钢和“工”型槽钢组成的腔体内，在所述“工”型槽钢与橡胶气囊多单元组合体接触的一端设置有“H”型密封挡水胶条，在所述“U”型槽钢和“工”型槽钢与橡胶气囊多单元组合体之间设置有聚氨酯发泡剂填充层；本发明使用橡胶气囊多单元组合体作为柔性止水帷幕，使用“U”型槽钢和“工”型槽钢将橡胶气囊多单元组合体固定，橡胶气囊多单元组合体的下放、充气以及放气回收过程快速简单，可靠性高，降低了传统的HDPE膜施工带来的技术风险。

Description

一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕

技术领域

本发明属于污染场地环境治理领域，具体涉及一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕。

背景技术

在污染场地的治理过程中，需要用垂直阻隔技术将污染介质进行阻隔，防止因污染物质随着降水或地下水迁移而造成污染半径进一步扩大。垂直阻隔技术多采用止水帷幕施工工艺，止水帷幕的使用可以阻隔污染场地地下水的迁移，将场地内的污染控制在一定范围，从而为土壤修复和地下水治理提供一定的保证。

止水帷幕技术按照施工材料的不同分为刚性止水帷幕和柔性止水帷幕。刚性止水帷幕是将水泥或混凝土以及钢筋通过不同的施工方式形成垂直防渗墙，以阻隔污染场地地下水的迁移，但水泥和混凝土形成的防渗墙抗腐蚀性能差，并且会对场地造成一定程度的破坏。例如公布号为CN 109183772A的发明专利，名称为非开挖方式下的污染场地修复的阻隔方法，在不开挖的前提条件下，以土壤中淤泥质黏土层为底部阻隔层，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，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。钻井布设地下水监测井进行地下水污染变化监测。此止水帷幕注入的水泥浆液对原有场地造成破坏，使得场地难以复原，并且高压旋喷桩有一定的适用范围，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。

柔性止水帷幕不同于刚性止水帷幕所采用的钢筋混凝土等施工材料，现有的柔性止水帷幕多采用HDPE膜，HDPE膜的使用增大了止水帷幕的抗腐蚀性能，但是HDPE膜施工过程繁琐，有一定技术风险，在回填成墙过程中，容易使膜本体单元有破损。例如公布号为CN110541436A的发明专利，名称为含渗漏检测层的双层HDPE膜垂直防污阻隔结构及方法，开设沟槽延伸入隔水层中，沟槽的内壁面均布置HDPE土工膜而形成双层HDPE土工膜，双层HDPE土工膜垂直阻隔墙体下部嵌入隔水层中；沟槽中央布置渗漏监测井，渗漏监测井的周围沟槽内布置有高渗透性材料。此柔性止水帷幕HDPE膜之间的搭接工艺繁琐，膜本身完整性及膜幅间密封性难以保证。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，包括“U”型槽钢、“工”型槽钢和橡胶气囊多单元组合体，所述“U”型槽钢设置在基槽的底部，且所述“U”型槽钢的长度和宽度分别与基槽的长度和宽度相同，所述“工”型槽钢有两个，均无缝隙嵌入“U”型槽钢的内侧，两个“工”型槽钢分别位于“U”型槽钢的左右两侧，且两个“工”型槽的外侧端分别与基槽的左右侧壁相接触，所述“工”型槽钢的高度与基槽的深度相同，所述橡胶气囊多单元组合体设置在“U”型槽钢和“工”型槽钢组成的腔体内，在所述“工”型槽钢与橡胶气囊多单元组合体接触的一端设置有“H”型密封挡水胶条，所述橡胶气囊多单元组合体由多个橡胶气囊单体上下叠放粘接组成，在最下层的橡胶气囊单体的一侧设置有充气嘴，所述充气嘴通过充气管路与鼓风机连接，上下相邻的两个橡胶气囊单体之间通过单向阀连通，保证气体只能向上流动，在最上层的橡胶气囊单体的上表面设置有气囊排气阀，在所述“U”型槽钢和“工”型槽钢与橡胶气囊多单元组合体之间设置有聚氨酯发泡剂填充层。

进一步，在上下相邻的两个所述橡胶气囊单体之间的缝隙处均设置有地下水采样头，多个所述地下水采样头分别通过对应的地下水取样管与抽吸装置抽水端的总管连接，在每个地下水取样管上均设置有阀门，所述抽吸装置的出水端通过管路与采样瓶连接。

再进一步，上下相邻的所述地下水采样头交错设置在橡胶气囊多单元组合体的前后两侧。

更进一步，所述气囊排气阀通过抽气管路连接有真空泵，以在需要排气时，加快橡胶气囊多单元组合体的排气。

更进一步，在所述“U”型槽钢和“工”型槽钢的内外表面均涂覆有减摩剂层。

更进一步，所述橡胶气囊单体为椭圆形，自外而内由同轴且紧密结合的耐磨层、磨损警告层、外骨架增强层、气密层和内骨架层构成。

更进一步，所述磨损警告层的颜色为红色，且所述耐磨层的颜色与磨损警告层的颜色不相同。

更进一步，所述“H”型密封挡水胶条为聚氨酯橡胶挡水胶条。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

1、本发明使用橡胶气囊多单元组合体作为柔性止水帷幕，使用“U”型槽钢和“工”型槽钢将橡胶气囊多单元组合体固定，橡胶气囊多单元组合体的下放、充气以及放气回收过程快速简单，可靠性高，降低了传统的HDPE膜施工带来的技术风险；

2、本发明结构简单、设计合理、安装高效，可靠性高，可以实现自动伸展并且绿色环保，止水帷幕使用的橡胶气囊能防止刺穿、撕裂和磨损，气囊的使用寿命长，具有节省投资、工期短、安全灵活等优点；

3、本发明设置了地下水采样装置，在阻隔场地地下水迁移的同时，还能够实时监测止水帷幕两侧不同深度的地下水质情况，以监测该止水帷幕的阻隔地下水效果；

4、本发明在完成污染场地的修复后，将橡胶气囊多单元组合体、“U”型槽钢和“工”型槽钢回收可以回填基槽，实现场地的复原，减少对场地的污染。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明“工”型槽钢和“H”型密封挡水胶条的连接示意图；

图5为本发明橡胶气囊单体的局部剖视图；

图中，橡胶气囊单体—1、橡胶气囊多单元组合体—2、充气嘴—3、充气管路—4、单向阀—5、“工”型槽钢—6、“H”型密封挡水胶条—7、“U”型槽钢—8、密封剂输送管—9、阀门—10、气囊排气阀—11、地下水采样头—12、地下水取样管—13、抽吸装置—14、采样瓶—15、鼓风机—16、聚氨酯发泡剂填充层—17、总管—18、抽气管路—19、真空泵—20、隔水层—21、耐磨层—101、磨损警告层—102、外骨架增强层—103、气密层—104、内骨架层—105。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

如图1至图5所示，一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，包括“U”型槽钢8、“工”型槽钢6和橡胶气囊多单元组合体2，所述“U”型槽钢8设置在基槽的底部，且所述“U”型槽钢8的长度和宽度分别与基槽的长度和宽度相同，所述“工”型槽钢6有两个，均无缝隙嵌入“U”型槽钢8的内侧，两个“工”型槽钢6分别位于“U”型槽钢8的左右两侧，且两个“工”型槽的外侧端分别与基槽的左右侧壁相接触，所述“工”型槽钢6的高度与基槽的深度相同，在所述“U”型槽钢8和“工”型槽钢6的内外表面均涂覆有减摩剂层，所述橡胶气囊多单元组合体2设置在“U”型槽钢8和“工”型槽钢6组成的腔体内，在所述“工”型槽钢6与橡胶气囊多单元组合体2接触的一端设置有“H”型密封挡水胶条7，所述“H”型密封挡水胶条7为聚氨酯橡胶挡水胶条，所述橡胶气囊多单元组合体2由多个橡胶气囊单体1上下叠放粘接组成，所述橡胶气囊单体1为椭圆形，自外而内由同轴且紧密结合的耐磨层101、磨损警告层102、外骨架增强层103、气密层104和内骨架层105构成，所述磨损警告层102的颜色为红色，且所述耐磨层101的颜色与磨损警告层102的颜色不相同，耐磨层101和磨损警告层102由高分子量聚乙烯纤维或PU涂层的涤纶组成，外骨架增强层103和内骨架层105由多层帘子线组合而成，气密层104为卤化丁基橡胶或卤化丁基橡胶与天然橡胶以及丁基橡胶的混炼胶料，由2-3层压延胶片构成并在与外骨架增强层103之间贴合至少一层粘合层，厚度2-3毫米，在最下层的橡胶气囊单体1的一侧设置有充气嘴3，所述充气嘴3通过充气管路4与鼓风机16连接，上下相邻的两个橡胶气囊单体1之间通过单向阀5连通，保证气体只能向上流动，在最上层的橡胶气囊单体1的上表面设置有气囊排气阀11，所述气囊排气阀11通过抽气管路19连接有真空泵20，在所述“U”型槽钢8和“工”型槽钢6与橡胶气囊多单元组合体2之间设置有聚氨酯发泡剂填充层17，在上下相邻的两个所述橡胶气囊单体1之间的缝隙处均设置有地下水采样头12，且上下相邻的所述地下水采样头12交错设置在橡胶气囊多单元组合体2的前后两侧，多个所述地下水采样头12分别通过对应的地下水取样管13与抽吸装置14抽水端的总管18连接，在每个地下水取样管13上均设置有阀门10，所述抽吸装置14的出水端通过管路与采样瓶15连接。

本发明的使用方法：

1、在未污染区和污染区之间开挖基槽，基槽延伸至隔水层21以下不少于1.5m处；

2、根据所开挖基槽的深度选择“工”型槽钢6的高度，根据基槽的长度和宽度选择“U”型槽钢8的长度和宽度，“工”型槽钢6和“U”型槽钢8的内外表面涂覆减摩剂层，将“H”型密封挡水胶条7的凹侧与“工”型槽钢6相衔接，并用强力防水胶固定；

3、橡胶气囊多单元组合体2前将充气管路4与橡胶气囊单体1上的充气嘴3相连，检查橡胶气囊多单元组合体2的气密性，若呈现红色的磨损警告层102，及时修补；将地下水取样管13用卡箍固定在橡胶气囊多单元组合体2两侧的气囊壁上，并用强力防水胶固定，地下水采样头12与地下水取样管13相连，固定于相邻橡胶气囊单体1的相接处；

4、将“U”型槽钢8下放至基槽底部，用高频液压震动打桩机将“工”型槽钢6打入基槽的两端，“工”型槽钢6嵌入“U”型槽钢8内侧且无缝隙，“工”型槽钢6紧贴基槽两端；将未充气的橡胶气囊多单元组合体2与充气管路4一起下放至基槽底部；

5、打开鼓风机16，气体通过充气管路4经由底层的橡胶气囊单体1上的充气嘴3进入橡胶气囊单体1，底层的橡胶气囊单体1充满膨胀后，与“工”型槽钢6、“U”型槽钢8以及“工”型槽钢6边缘的“H”型密封挡水胶条7紧贴，“工”型槽钢6和“U”型槽钢8与橡胶气囊多单元组合体2的紧密组合形成密闭的阻隔屏障以阻隔场地污染地下水的扩散；在压力的作用下，橡胶气囊单体1之间的单向阀5打开，气体开始由下而上逐层充满橡胶气囊多单元组合体2，橡胶气囊多单元组合体2达到压力限值后，关闭鼓风机16停止充气；

6、分别在基槽两端沿“工”型槽钢6的四个角处下密封剂输送管9至基槽底部但不与底部接触；打开可抬升高压聚氨酯注浆机，聚氨酯发泡剂经过位于槽钢四角的密封剂输送管9到达基槽底部，以一定的速度提升密封剂输送管9，将聚氨酯发泡剂输送至不同高度的缝隙处，聚氨酯发泡剂迅速膨胀固结后可填充“工”型槽钢6、“U”型槽钢8与橡胶气囊多单元组合体2之间以及相邻橡胶气囊单体1之间的缝隙，聚氨酯发泡剂填充基槽两端的缝隙后即可关闭高压聚氨酯注浆机；

7、橡胶气囊多单元组合体2阻隔系统施工完成后，打开地面的抽吸装置14，不同深度土壤溶液可以透过地下水采样头12进入地下水取样管13，最后到达采样瓶15完成阻隔系统两侧水样的采集，对采集的水样检测分析，可监测止水帷幕的阻隔效果；

8、在完成场地修复后，打开真空泵20以及顶层气囊的气囊排气阀11，用真空泵16对橡胶气囊多单元组合体2进行抽气，橡胶气囊多单元组合体2扁平后将橡胶气囊多单元组合体2、充气管路4、“工”型槽钢6以及“U”型槽钢8回收，回填基槽以复原场地。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：包括“U”型槽钢(8)、“工”型槽钢(6)和橡胶气囊多单元组合体(2)，所述“U”型槽钢(8)设置在基槽的底部，且所述“U”型槽钢(8)的长度和宽度分别与基槽的长度和宽度相同，所述“工”型槽钢(6)有两个，均无缝隙嵌入“U”型槽钢(8)的内侧，两个“工”型槽钢(6)分别位于“U”型槽钢(8)的左右两侧，且两个“工”型槽的外侧端分别与基槽的左右侧壁相接触，所述“工”型槽钢(6)的高度与基槽的深度相同，所述橡胶气囊多单元组合体(2)设置在“U”型槽钢(8)和“工”型槽钢(6)组成的腔体内，在所述“工”型槽钢(6)与橡胶气囊多单元组合体(2)接触的一端设置有“H”型密封挡水胶条(7)，所述橡胶气囊多单元组合体(2)由多个橡胶气囊单体(1)上下叠放粘接组成，在最下层的橡胶气囊单体(1)的一侧设置有充气嘴(3)，所述充气嘴(3)通过充气管路(4)与鼓风机(16)连接，上下相邻的两个橡胶气囊单体(1)之间通过单向阀(5)连通，保证气体只能向上流动，在最上层的橡胶气囊单体(1)的上表面设置有气囊排气阀(11)，在所述“U”型槽钢(8)和“工”型槽钢(6)与橡胶气囊多单元组合体(2)之间设置有聚氨酯发泡剂填充层(17)。

2.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：在上下相邻的两个所述橡胶气囊单体(1)之间的缝隙处均设置有地下水采样头(12)，多个所述地下水采样头(12)分别通过对应的地下水取样管(13)与抽吸装置(14)抽水端的总管(18)连接，在每个地下水取样管(13)上均设置有阀门(10)，所述抽吸装置(14)的出水端通过管路与采样瓶(15)连接。

3.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：上下相邻的所述地下水采样头(12)交错设置在橡胶气囊多单元组合体(2)的前后两侧。

4.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：所述气囊排气阀(11)通过抽气管路(19)连接有真空泵(20)，以在需要排气时，加快橡胶气囊多单元组合体(2)的排气。

5.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：在所述“U”型槽钢(8)和“工”型槽钢(6)的内外表面均涂覆有减摩剂层。

6.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：所述橡胶气囊单体(1)为椭圆形，自外而内由同轴且紧密结合的耐磨层(101)、磨损警告层(102)、外骨架增强层(103)、气密层(104)和内骨架层(105)构成。

7.根据权利要求6所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：所述磨损警告层(102)的颜色为红色，且所述耐磨层(101)的颜色与磨损警告层(102)的颜色不相同。

8.根据权利要求1所述的一种可快速阻隔场地污染地下水扩散的柔性止水帷幕，其特征在于：所述“H”型密封挡水胶条(7)为聚氨酯橡胶挡水胶条。

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