CN116411581A - 一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构，属于填埋场防渗技术领域；其包括：自下而成依次设置的找平层、导气层/地下水导排层、混凝土复合防渗层和排水层/渗滤液导排层；混凝土复合防渗层包括双向钢筋网、横竖向加强筋、双糙面HDPE膜、混凝土面层和锚固体，双向钢筋网、横竖向加强筋和双糙面HDPE膜包裹在混凝土面层内；锚固体采用在库区边坡土体或工业固废堆体中钻孔后插入主筋，并注入水泥浆包裹主筋形成；主筋与双向钢筋网和横竖向加强筋相连接，以使混凝土面层与锚固体构成一整体。本发明可显著提高边坡稳定性，进而可以使工业固废填埋场和工业固废堆体设置较陡的边坡，增加库容或库容不变情况下减少占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及填埋场防渗技术领域，具体涉及一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构。
背景技术
在环保领域，往往采用开挖后新建工业固废填埋场，贮存工业固废，待工业固废填筑达到设计库容后进行封场。
新建工业固废填埋场时，为避免边坡防渗结构层滑移，边坡较缓；工业固废填埋场关闭或封场时，为保证工业固废堆体稳定性，堆体边坡同样较缓；较缓的边坡造成了填埋场库容减少，填埋场使用年限减少，或填埋场占地面积增大，投资增加。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构。
本发明公开了一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构，包括：库区复合防渗结构和堆体复合防渗结构；
所述堆体复合防渗结构包括自下而成依次设置的找平层、导气层、混凝土复合防渗层、排水层和绿化层；所述库区复合防渗结构均包括自下而成依次设置的找平层、地下水导排层、混凝土复合防渗层和渗滤液导排层；其中，
所述混凝土复合防渗层包括双向钢筋网、横竖向加强筋、双糙面HDPE膜、混凝土面层和锚固体，所述双向钢筋网、横竖向加强筋和双糙面HDPE膜包裹在所述混凝土面层内；所述锚固体采用在库区边坡土体或工业固废堆体中钻孔后插入主筋，并注入水泥浆包裹主筋形成；所述主筋与双向钢筋网和横竖向加强筋相连接，即所述主筋与所述横竖向加强筋连接，所述主筋与双向钢筋网相连接；以使所述混凝土面层与锚固体构成一整体。
作为本发明的进一步改进，所述库区复合防渗结构的找平层为库区边坡土体，所述堆体复合防渗结构的找平层为工业固废堆体。
作为本发明的进一步改进，所述排水层、导气层、渗滤液导排层和地下水导排层均为复合排水网。
作为本发明的进一步改进，所述双向钢筋网、横竖向加强筋、双糙面HDPE膜在所述混凝土面层内自下而上依次设置，所述主筋与横向加强筋、竖向加强筋焊接固定。
作为本发明的进一步改进，所述主筋端部呈90°弯钩，将所述主筋端部的弯钩与另一L型弯钩焊接固定后，所述主筋和L型弯钩同时与横向加强筋焊接固定，焊接长度不小于200mm。
作为本发明的进一步改进，所述双向钢筋网的钢筋型号为HPB300，钢筋直径为6.5mm，钢筋横纵间距均为200mm。
作为本发明的进一步改进，在所述横竖向加强筋中，横向加强筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，竖向间距为1.5m；竖向加强筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，水平间距为3m。
作为本发明的进一步改进，所述锚固体采用钻孔成型，横竖向钻孔间距均为1.5m，锚固体的孔径为100mm，孔深为6-9m；成孔后将所述主筋插入孔中，主筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为22mm，主筋长度与孔深对应；所述主筋上设置对中支架，所述对中支架的间距为2.0m，外径不小于70mm；孔内注入1:0.5水灰比的水泥浆。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土面层采用喷射混凝土，标号为C20，混凝土重量配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2。
所述库区复合防渗结构与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的复合防渗结构，可使边坡土体和工业固废自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性，更重要的是受荷载过程中不会发生突发性塌滑；可以使工业固废填埋场设置较陡的库区边坡，增加库容或库容不变情况下减少占地面积；同时，工业固废堆体也可以设置较陡的边坡，以增加库容。
附图说明
图1为本发明公开的适用于工业固废填埋场的复合防渗结构的剖面示意图；
图2为图1中库区复合防渗结构的示意图；
图3为图1中堆体复合防渗结构的示意图；
图4为图2或图3中混凝土面层的示意图；
图5为图2或图3中横竖向加强筋的示意图；
图6为图2或图3中主筋与横向加强筋的连接示意图。
图中：
1、库区复合防渗结构；2、堆体复合防渗结构；3、库区；4、工业固废堆体；5、找平层；6、导气层；6-1、地下水导排层；7、混凝土复合防渗层；8、排水层；8-1、渗滤液导排层；9、绿化层；10、双向钢筋网；11、横竖向加强筋；11-1、横向加强筋；11-2、竖向加强筋；11-3、焊接点；12、双糙面HDPE膜；13、混凝土面层；14、锚固体；15、主筋；16、水泥浆；17、对中支架；18、L型弯钩。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图1-6对本发明做进一步的详细描述：
如图1所示，本发明提供一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构，包括：设置在库区3的边坡上的库区复合防渗结构1和设置在工业固废堆体4上的堆体复合防渗结构2。
如图2所示，本发明的库区复合防渗结构1包括自下而成依次设置的找平层5、地下水导排层6-1、混凝土复合防渗层7和渗滤液导排层8-1；其中，
库区复合防渗结构1的找平层5为库区边坡土体；
库区复合防渗结构1的渗滤液导排层6-1和地下水导排层8-1为复合排水网；
库区复合防渗结构1的混凝土复合防渗层7包括双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12、混凝土面层13和锚固体14，双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12包裹在混凝土面层13内，优选双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12在混凝土面层13内自下而上依次设置；锚固体14采用在库区边坡土体中钻孔后插入主筋15，并注入水泥浆16包裹主筋15形成；主筋15与横竖向加强筋11连接，主筋15与双向钢筋网10相连接，优选主筋15与横竖向加强筋11和双向钢筋网10焊接固定为一体，以使混凝土面层13与锚固体14构成一整体。
进一步，如图4所示，双向钢筋网10的钢筋型号为HPB300，钢筋直径为6.5mm，钢筋横纵间距均为200mm。
进一步，如图4、5所示，在横竖向加强筋11中，横向加强筋11-1的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，竖向间距为1.5m；竖向加强筋11-2的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，水平间距为3m；竖向加强筋11-2与横向加强筋11-1采用焊接连接，焊接点11-3设置在主筋15与横向加强筋11-1的交接处。
进一步，如图6所示，主筋15端部呈90°弯钩，将主筋15端部的弯钩与另一L型弯钩18焊接固定后，主筋15和L型弯钩18同时与横向加强筋11-1焊接固定，形成如图6所示的焊接点11-3，焊接长度不小于200mm。
进一步，混凝土面层13采用喷射混凝土，标号为C20，混凝土重量配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2，混凝土面层13将双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12包裹在内。
进一步，如图2所示，锚固体14采用钻孔成型，横竖向钻孔间距均为1.5m，锚固体的孔径为100mm，孔深为6-9m；成孔后将主筋15插入孔中，主筋15的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为22mm，主筋15长度与孔深对应；主筋15上设置对中支架17，对中支架的间距为2.0m，外径不小于70mm；孔内注入1:0.5水灰比的水泥浆，需多次补浆以保证孔洞中水泥浆饱满。
如图3所示，本发明的堆体复合防渗结构2包括自下而成依次设置的找平层5、导气层6、混凝土复合防渗层7、排水层8和绿化层9；其中，
堆体复合防渗结构2的找平层5为工业固废堆体4；
堆体复合防渗结构2的导气层6和排水层8为复合排水网；
堆体复合防渗结构2的混凝土复合防渗层7包括双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12、混凝土面层13和锚固体14，双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12包裹在混凝土面层13内，优选双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12在混凝土面层13内自下而上依次设置；锚固体14采用在工业固废堆体4中钻孔后插入主筋15，并注入水泥浆16包裹主筋15形成；主筋15与横竖向加强筋11连接，主筋15与双向钢筋网10相连接，优选主筋15与横竖向加强筋11和双向钢筋网10焊接固定为一体，以使混凝土面层13与锚固体14构成一整体。
进一步，如图4所示，双向钢筋网10的钢筋型号为HPB300，钢筋直径为6.5mm，钢筋横纵间距均为200mm。
进一步，如图4、5所示，在横竖向加强筋11中，横向加强筋11-1的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，竖向间距为1.5m；竖向加强筋11-2的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，水平间距为3m；竖向加强筋11-2与横向加强筋11-1采用焊接连接，焊接点11-3设置在主筋15与横向加强筋11-1的交接处。
进一步，如图6所示，主筋15端部呈90°弯钩，将主筋15端部的弯钩与另一L型弯钩18焊接固定后，主筋15和L型弯钩18同时与横向加强筋11-1焊接固定，形成如图6所示的焊接点11-3，焊接长度不小于200mm。
进一步，混凝土面层13采用喷射混凝土，标号为C20，混凝土重量配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2，混凝土面层13将双向钢筋网10、横竖向加强筋11、双糙面HDPE膜12包裹在内。
进一步，如图2所示，锚固体14采用钻孔成型，横竖向钻孔间距均为1.5m，锚固体的孔径为100mm，孔深为6-9m；成孔后将主筋15插入孔中，主筋15的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为22mm，主筋15长度与孔深对应；主筋15上设置对中支架17，对中支架的间距为2.0m，外径不小于70mm；孔内注入1:0.5水灰比的水泥浆，需多次补浆以保证孔洞中水泥浆饱满。
本发明提供一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构的建设方法，包括：
S1、填埋场库区1进行分层开挖，每层开挖深度1.5m，开挖后进行钻孔，钻孔水平孔间距1.5m，竖向孔间距1.5m，孔径100mm，孔深6-9m，钻孔后将主筋15（钢筋型号HRB400，钢筋直径22mm，钢筋长度对应孔深）插入孔中，主筋设置对中支架17（支架间距2.0m，外径不小于70mm），直接在孔内注入1:0.5水灰比的水泥浆16，需多次补浆以保证孔洞中水泥浆饱满。
S2、在库区边坡铺设复合排水网（厚度6mm）作为地下水导排层6-1，将主筋15穿透复合排水网。
S3、在复合排水网上喷射混凝土（C20），混凝土配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2，喷射厚度3-4cm。
S4、编制双向钢筋网10（钢筋型号HPB300，钢筋直径6.5mm，钢筋横纵间距均为200mm）。
S5、设置横向加强筋11-1（钢筋型号HRB400，钢筋直径16mm），横向加强筋11-1的竖向间距为1.5m。
S6、设置竖向加强筋11-2（钢筋型号HRB400，钢筋直径16mm），竖向加强筋11-2水平间距3m，竖向加强筋11-2与横向加强筋11-1采用焊接连接，焊接点11-3设置在主筋15与横向加强筋11-1交接处。
S7、主筋15端部90度弯钩，同时采用同规格型号钢筋做成L型弯钩18，将L型弯钩18与主筋15焊接连接，主筋15和L型弯钩18同时与横向加强筋11-1焊接，焊接长度不小于200mm。
S8、喷射混凝土（C20），混凝土配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2，喷射厚度不小于4cm且需盖住双向钢筋网10和横纵向加强筋11。
S9、铺设双糙面HDPE膜12（厚度2mm）。
S10、喷射混凝土（C20），混凝土配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2，喷射厚度3-4cm，以形成混凝土面层13。
S11、铺设复合排水网（厚度6mm）作为渗滤液导排层8-1，完成库区复合防渗结构1的建设；
S12、在工业固废堆体4表面重复上述S1~S11（堆体防渗结构实施中，在工业固废堆体4的找平层5上铺设复合排水网作为导气层6、在混凝土复合防渗层7上铺设复合排水网作为排水层8），并在排水层8上铺设绿化层9（厚度500mm），完成堆体复合防渗结构2的建设。
本发明的优点为：
本发明的复合防渗结构通过在库区边坡和工业固废堆体内设置一定长度和密度分布的锚固体与边坡土体或工业固废堆体共同作用，并将锚固体中的主筋与混凝土复合防渗层的横竖加强筋和双向钢筋网进行连接，并形成一整体的混凝土复合防渗层；其弥补了边坡土体和工业固废堆体自身强度的不足；通过以增强库区边坡土体和工业固废堆体自身稳定性的主动制约机制为基础的复合防渗结构，不仅有效地提高了边坡土体和工业固废堆体的整体性，弥补了边坡土体和工业固废堆体抗剪强度低的弱点；通过相互作用、使边坡土体和工业固废堆体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性，更重要的是受荷载过程中不会发生突发性塌滑；本发明的复合防渗结构不仅延迟塑性变形发展阶段，具有明显的渐进性变形和开裂破坏，不会发生整体性塌滑，而且增加了填埋场的库容，节约了占地面积。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于工业固废填埋场的复合防渗结构，其特征在于，包括：库区复合防渗结构和堆体复合防渗结构；
所述堆体复合防渗结构包括自下而成依次设置的找平层、导气层、混凝土复合防渗层、排水层和绿化层；所述库区复合防渗结构均包括自下而成依次设置的找平层、地下水导排层、混凝土复合防渗层和渗滤液导排层；其中，
所述混凝土复合防渗层包括双向钢筋网、横竖向加强筋、双糙面HDPE膜、混凝土面层和锚固体，所述双向钢筋网、横竖向加强筋和双糙面HDPE膜包裹在所述混凝土面层内；所述锚固体采用在库区边坡土体或工业固废堆体中钻孔后插入主筋，并注入水泥浆包裹主筋形成；所述主筋与所述横竖向加强筋和双向钢筋网相连接，以使所述混凝土面层与锚固体构成一整体。
2.如权利要求1所述的复合防渗结构，其特征在于，所述库区复合防渗结构的找平层为库区边坡土体，所述堆体复合防渗结构的找平层为工业固废堆体。
3.如权利要求1所述的复合防渗结构，其特征在于，所述排水层、导气层、渗滤液导排层和地下水导排层均为复合排水网。
4.如权利要求1所述的复合防渗结构，其特征在于，所述双向钢筋网、横竖向加强筋、双糙面HDPE膜在所述混凝土面层内自下而上依次设置，所述主筋与横向加强筋、竖向加强筋焊接固定。
5.如权利要求4所述的复合防渗结构，其特征在于，所述主筋端部呈90°弯钩，将所述主筋端部的弯钩与另一L型弯钩焊接固定后，所述主筋和L型弯钩同时与横向加强筋焊接固定，焊接长度不小于200mm。
6.如权利要求1~5中任一项所述的复合防渗结构，其特征在于，所述双向钢筋网的钢筋型号为HPB300，钢筋直径为6.5mm，钢筋横纵间距均为200mm。
7.如权利要求1~5中任一项所述的复合防渗结构，其特征在于，在所述横竖向加强筋中，横向加强筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，竖向间距为1.5m；竖向加强筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为16mm，水平间距为3m。
8.如权利要求1~5中任一项所述的复合防渗结构，其特征在于，所述锚固体采用钻孔成型，横竖向钻孔间距均为1.5m，锚固体的孔径为100mm，孔深为6-9m；成孔后将所述主筋插入孔中，主筋的钢筋型号为HRB400，钢筋直径为22mm，主筋长度与孔深对应；所述主筋上设置对中支架，所述对中支架的间距为2.0m，外径不小于70mm；孔内注入1:0.5水灰比的水泥浆。
9.如权利要求1~5中任一项所述的复合防渗结构，其特征在于，所述混凝土面层采用喷射混凝土，标号为C20，混凝土重量配比为水泥：粗砂：石屑=1:2:2。
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