CN221052687U - 一种三层复合垂直防渗结构 - Google Patents
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Abstract
一种三层复合垂直防渗结构，所述三层复合垂直防渗结构由GCL防水毯、塑料防渗膜、回填防渗材料三种材料组成。所述GCL防水毯为表面喷涂增强防水型GCL防水毯，所述塑料防渗膜为LLDPE土工膜，所述回填防渗材料为环保塑性混凝土。本实用新型提供一种三层复合垂直防渗结构，由表面喷涂增强防水型GCL防水毯、LLDPE土工膜、环保塑性混凝土三层材料组成，在常规垂直防渗技术的基础上增强了垂直防渗工程的防渗性能和可靠性，降低了复合垂直防渗结构的渗透系数，可以满足对污染阻隔性能要求较高的垂直防渗工程应用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及垂直防渗领域，特别涉及一种三层复合垂直防渗结构。
背景技术
针对垃圾填埋场等固废填埋场的污染治理，一般采用垂直防渗技术用于污染阻隔，防止污染物向周边土壤和地下水扩散。垂直防渗技术是利用填埋场底部深层的相对不透水层作为底部防渗层，并沿固体废物堆体周边设置垂直防渗墙，墙底深入不透水层1m以上，并与底部相对不透水层共同组成桶状结构，可以有效阻隔渗滤液、填埋气向周边土壤和地下水环境扩散；同时阻隔地下水流入固体废物堆体形成地下水来源的渗滤液。现有垂直防渗技术主要包括帷幕灌浆、高压旋喷桩、塑性混凝土防渗墙、“黏土-膨润土泥浆防渗墙”、“GCL防水毯+塑性混凝土”复合垂直防渗墙以及“HDPE膜柔性垂直防渗”等。
现有垂直防渗技术中，刚性垂直防渗墙允许的变形较小，垂直防渗墙体在长期地层变形作用下，以混凝土结构、水泥土搅拌墙结构为代表的刚性结构墙体容易产生裂缝，降低墙体的防渗性能。现有“GCL防水毯+塑性混凝土”复合垂直防渗墙技术，GCL防水毯在吊装铺设过程中进入槽段护壁泥浆内，GCL防水毯中的膨润土由于遇水提前吸水膨胀，导致GCL防水毯防渗性能下降或失效。现有“HDPE膜柔性垂直防渗”技术采用HDPE防渗膜作为主防渗层，墙体填料主要采用粘土和护壁泥浆形成的“粘土-膨润土”混合料，由于回填粘土的质量控制困难，形成的“粘土-膨润土”墙体防渗性能及质量不稳定，同时HDPE土工膜在延展性以及耐环境应力开裂性能方面劣于LLDPE土工膜。
实用新型内容
针对现有技术的不足之处，本实用新型提供一种三层复合垂直防渗结构，本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种三层复合垂直防渗结构，所述三层复合垂直防渗结构位于污染控制区外周，所述污染控制区底部为天然形成的相对不透水层。所述三层复合垂直防渗结构为污染控制区周围的竖直墙体，所述竖直墙体底部与相对不透水层相接，所述竖直墙体嵌入相对不透水层深度不宜小于1m，所述竖直墙体和相对不透水层形成封闭的桶状结构，在阻止污染物从污染控制区向外部扩散的同时阻止污染控制区外部的地下水进入污染控制区。所述竖直墙体由GCL防水毯、塑料防渗膜、回填防渗材料三种材料组成，形成三层复合垂直防渗结构。所述GCL防水毯为表面喷涂增强防水型GCL防水毯，所述塑料防渗膜为LLDPE土工膜，所述回填防渗材料为环保塑性混凝土。
优选地，所述表面喷涂增强防水型GCL防水毯是在GCL防水毯上、下表面喷涂防水涂料，在GCL防水毯两侧形成双面防水层，所述GCL防水毯的规格为4000～5000g/m2，所述防水涂料为双组分或多组分防水涂料，所述防水涂料优选喷涂型速凝橡胶沥青防水涂料。
优选地，所述LLDPE土工膜的厚度2～3mm，幅宽不小于6m，所述LLDPE土工膜的密度小于等于0.939g/cm3，渗透系数小于等于1×10-12cm/s。
优选地，所述环保塑性混凝土中使用生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰代替塑性混凝土中的部分水泥或骨料。
优选地，所述GCL防水毯、塑料防渗膜位于竖直墙体的外侧，相对污染控制区的顺序分别为回填防渗材料、塑料防渗膜、GCL防水毯；所述GCL防水毯和塑料防渗膜通过锚固沟固定在竖直墙体外侧地表，所述锚固沟距离竖直墙体不少于0.5m，所述锚固沟的截面尺寸为500mm×500mm。
优选地，所述GCL防水毯之间的接缝和塑料防渗膜之间的接缝相互错开，避免材料接缝形成的防渗薄弱点处在同一位置。
优选地，所述回填防渗材料构成竖直墙体的主体，并和GCL防水毯、塑料防渗膜紧密相接，形成三层复合垂直防渗结构。
优选地，所述三层复合垂直防渗结构的渗透系数不大于1×10-7cm/s。
本实用新型的上述技术方案的有益效果为：
1.在三层复合垂直防渗结构中使用表面喷涂增强防水型GCL防水毯能够避免GCL防水毯在吊装铺设过程中进入槽段护壁泥浆后膨润土颗粒提前遇水膨胀和水化；同时可以减缓地下水浸没条件下膨润土中的钠离子和地下水中镁离子、钙离子等接触，阻止离子交换，提高GCL防水毯的使用性能，可以解决现有“GCL防水毯+塑性混凝土”复合垂直防渗墙中GCL吊装铺设过程中GCL防水毯遇水提前水化的问题。
2.在三层复合垂直防渗结构中使用LLDPE土工膜，可以解决HDPE土工膜用于垂直防渗工程时延展性以及耐环境应力开裂等性能指标相对较低的问题。
3.“GCL防水毯+塑性混凝土”复合垂直防渗墙和“HDPE膜柔性垂直防渗”在施工时存在GCL防水毯和HDPE膜密封连接不可靠的问题，GCL防水毯和HDPE膜的接缝成为垂直防渗的薄弱点。本技术方案中，GCL防水毯之间的接缝和塑料防渗膜之间的接缝相互错开，避免形成防渗薄弱点，可以提高三层复合垂直防渗结构的整体防渗效果。
4.传统的刚性垂直防渗墙允许的变形较小，建成后在长期地层变形作用下，常规的混凝土结构、水泥土搅拌墙结构或其它刚性结构墙体容易产生裂缝，降低墙体的防渗性能；同时刚性垂直防渗墙体渗透系数较大，防渗性能较差，容易形成渗漏隐患部位。选用环保塑性混凝土浇注垂直防渗墙体，能较好地适应地基变形，具有比普通混凝土大得多的极限变形，因而有较好的抗裂性能。本实用新型使用生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰代替部分水泥或骨料配制成环保塑性混凝土，可以减少水泥或骨料的使用，不仅可以降低工程成本，还实现了生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用，符合国家固体废物资源化利用和节能减排相关政策。
5.本技术方案垂直防渗的竖直墙体是由表面喷涂增强防水型GCL防水毯、LLDPE土工膜、环保塑性混凝土三种材料组成的三层复合垂直防渗结构，在常规垂直防渗技术的基础上极大增强了垂直防渗工程的防渗性能和可靠性，降低了复合垂直防渗结构的渗透系数，可以满足对污染阻隔性能要求较高的垂直防渗工程应用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1—为本实用新型一种三层复合垂直防渗结构的结构示意图
图2—为本实用新型的三层复合垂直防渗结构的结构详图
图3—为本实用新型的表面喷涂增强防水型GCL防水毯结构示意图
图中：1—污染控制区；2—相对不透水层；3—竖直墙体；4—回填防渗材料；5—GCL防水毯；6—塑料防渗膜；7—锚固沟；501—防水层。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本说明，并不用于限定本实用新型。
根据图1～图3，本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种三层复合垂直防渗结构，所述三层复合垂直防渗结构位于污染控制区外周，所述污染控制区底部为天然形成的相对不透水层。所述三层复合垂直防渗结构为污染控制区周围的竖直墙体，所述竖直墙体底部与相对不透水层相接，所述竖直墙体嵌入相对不透水层深度不小于1m，所述竖直墙体和相对不透水层形成封闭的桶状结构，在阻止污染物从污染控制区向外部扩散的同时阻止污染控制区外部的地下水进入污染控制区。所述竖直墙体由GCL防水毯、塑料防渗膜、回填防渗材料三种材料组成，形成三层复合垂直防渗结构；所述GCL防水毯为表面喷涂增强防水型GCL防水毯，所述塑料防渗膜为LLDPE土工膜，所述回填防渗材料为环保塑性混凝土。
具体地，所述表面喷涂增强防水型GCL防水毯是在GCL防水毯上、下表面喷涂防水涂料，在GCL防水毯两侧形成双面防水层，所述GCL防水毯的规格为4000～5000g/m2，所述防水涂料为双组分或多组分防水涂料，所述防水涂料优选喷涂型速凝橡胶沥青防水涂料。
进一步地，所述防水涂料可以根据生产工艺参数及规格型号、应用条件等选择合适的防水涂料，例如喷涂型速凝橡胶沥青防水涂料或喷涂型聚脲防水涂料，优选喷涂型速凝橡胶沥青防水涂料，在GCL防水毯的上土工布层和下土工布层表面同时喷涂防水涂料形成防水层，形成表面喷涂增强防水型GCL防水毯，属于一种新型防水材料。对比普通GCL防水毯，表面喷涂增强防水型GCL防水毯的防渗性能更强，渗透系数更小，防渗效果更可靠。
具体地，所述LLDPE土工膜的厚度2～3mm，幅宽不小于6m，所述LLDPE土工膜的密度小于等于0.939g/cm3，渗透系数小于等于1×10-12cm/s。
进一步地，LLDPE土工膜是一种具有线型分子结构的乙烯/α-烯烃共聚物为主要原料并添加各类助剂所制造的防渗膜，其分子呈线型结构。聚合物中引入α-烯烃使得大分子还有相当数量的支链，因此密度低于HDPE土工膜。由于LLDPE土工膜在结构上的特点，使得其刚性和强度低于HDPE土工膜，但其加工性优于HDPE土工膜。同时其延展性、抗穿刺、耐环境应力开裂等性能较优，因此LLDPE土工膜适宜用于垂直防渗工程结构。
具体地，所述环保塑性混凝土中使用生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰代替塑性混凝土中的部分水泥或骨料。
进一步地，常规塑性混凝土是由水泥、粘土、膨润土、粗骨料、细骨料、外加剂根据特定的配合比生产，本实用新型采用生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰代替部分水泥或骨料，具体配合比根据项目情况和现场试验确定最优参数。当使用生活垃圾焚烧底渣代替水泥时，生活垃圾焚烧底渣需要经过磨细、筛分后达到水泥细度要求；当使用生活垃圾焚烧底渣代替骨料时可直接掺加。当采用生活垃圾焚烧飞灰代替塑性混凝土中的水泥时，由于飞灰中可溶盐含量高，并含有重金属、二噁英等有害成分，需要经过淋洗等预处理后才可以使用。
具体地，所述GCL防水毯、塑料防渗膜位于竖直墙体的外侧，相对污染控制区的顺序分别为回填防渗材料、塑料防渗膜、GCL防水毯；所述GCL防水毯和塑料防渗膜通过锚固沟固定在竖直墙体外侧地表，所述锚固沟距离竖直墙体不少于0.5m，所述锚固沟的截面尺寸为500mm×500mm。
具体地，所述GCL防水毯之间的接缝和塑料防渗膜之间的接缝相互错开，避免材料接缝形成的防渗薄弱点在同一位置。
具体地，所述回填防渗材料构成竖直墙体的主体，并和GCL防水毯、塑料防渗膜紧密相接，形成三层复合垂直防渗结构。
具体地，所述三层复合垂直防渗结构的渗透系数不大于1×10-7cm/s。
三层复合垂直防渗结构的实施步骤：所述三层复合垂直防渗结构通常安装在垃圾填埋场等污染地块的外围，主要用于阻隔垃圾渗滤液或污水向周边土壤和地下水扩散，一般施工顺序为：①施工准备及导墙施工；②槽段开挖；③GCL防水毯和塑料防渗膜吊装铺设施工；④浇注墙体回填防渗材料；⑤相邻槽段施工。
在施工的过程中，将第一块GCL防水毯放置好之后，放置第二块GCL防水毯，第一块GCL防水毯和第二块GCL防水毯之间采用胶粘连接或互锁式连接；如采用胶粘连接方式，GCL防水毯之间的搭接宽度不少于500mm。
塑料防渗膜的施工方法与GCL防水毯的吊装铺设类似，将第一块塑料防渗膜放置好之后，放置第二块塑料防渗膜，第一块塑料防渗膜和第二块塑料防渗膜之间采用互锁式连接的方式进行密封连接。
GCL防水毯和塑料防渗膜属于不同的防渗层，由于GCL防水毯之间和塑料防渗膜之间都存在接缝，GCL防水毯和塑料防渗膜接缝不能处在同一位置，避免形成通缝，可采取调整单幅材料宽度的方法错开接缝，避免形成防渗薄弱点，提高三层复合垂直防渗结构的整体防渗效果。
普通GCL防水毯在施工的第③阶段GCL防水毯吊装铺设施工时，由于槽段内存在大量泥浆，GCL防水毯在吊装铺设进入槽段内部时会接触水，导致GCL防水毯中的钠基膨润土吸水膨胀，使GCL防水毯防渗性能下降或失效。本实用新型中的三层复合垂直防渗结构使用新型表面喷涂增强防水型GCL防水毯，和常规GCL防水毯相比，新型表面喷涂增强防水型GCL防水毯在常规GCL防水毯表面喷涂防水涂料形成防水层。垂直防渗工程施工阶段，表面喷涂增强防水型GCL防水毯表面的防水层可以作为钠基膨润土的防渗保护层，能够避免GCL防水毯进入槽段护壁泥浆后膨润土颗粒提前遇水膨胀和水化；同时可以减缓地下水浸没条件下膨润土中的钠离子和地下水中镁离子、钙离子等接触，阻止离子交换，提高GCL防水毯的防渗性能和使用寿命。与此同时，在垂直防渗工程中应用表面喷涂增强防水型GCL防水毯、塑料防渗膜和回填防渗材料形成三层复合垂直防渗结构，增加了垂直防渗结构的防渗性能，所述复合垂直防渗结构的渗透系数不大于1×10-7cm/s，可以满足对污染阻隔性能要求较高的垂直防渗工程应用需求。
进一步地，GCL防水毯和塑料防渗膜在吊装铺设完成后，在槽段内浇注环保塑性混凝土，环保塑性混凝土最优的配合比需要根据现场试验确定，根据确定的最优配合比生产环保塑性混凝土，严格控制各种材料的投料量和投料顺序，使用机械搅拌，环保塑性混凝土生产完成后及时浇注，浇注完成后应对垂直防渗墙体进行严格养护。
进一步地，GCL防水毯和塑料防渗膜吊装铺设完成后，顶部防渗材料端头使用锚固沟进行锚固，锚固沟的断面尺寸不应小于500mm×500mm，锚固沟内回填压实土固定防渗材料端头，防止回填防渗材料浇注施工时GCL防水毯和塑料防渗膜落入槽段内。GCL防水毯和塑料防渗膜可以在锚固沟内预留材料端头，后续如需在三层复合垂直防渗结构附近设置拦渣坝，可挖出预先留置在锚固沟内的GCL防水毯和塑料防渗膜材料端头，用于连接拦渣坝表面的防渗材料，实现拦渣坝表面防渗和地下垂直防渗结构的连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述三层复合垂直防渗结构位于污染控制区(1)外周，所述污染控制区(1)底部为天然形成的相对不透水层(2)；所述三层复合垂直防渗结构为污染控制区(1)周围的竖直墙体(3)，所述竖直墙体(3)底部与相对不透水层(2)相接，所述竖直墙体(3)嵌入相对不透水层(2)深度不宜小于1m，所述竖直墙体(3)和相对不透水层(2)形成封闭的桶状结构，在阻止污染物从污染控制区(1)向外部扩散的同时阻止污染控制区(1)外部的地下水进入污染控制区(1)；所述竖直墙体(3)由GCL防水毯(5)、塑料防渗膜(6)、回填防渗材料(4)三种材料组成，形成三层复合垂直防渗结构；所述GCL防水毯(5)为表面喷涂增强防水型GCL防水毯，所述塑料防渗膜(6)为LLDPE土工膜，所述回填防渗材料(4)为环保塑性混凝土。
2.根据权利要求1所述的三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述表面喷涂增强防水型GCL防水毯是在普通GCL防水毯上、下表面喷涂防水涂料，在GCL防水毯(5)两侧表面形成双面防水层(501)，所述GCL防水毯(5)的规格为4000～5000g/m2，所述防水涂料为双组分或多组分防水涂料，所述防水涂料优选喷涂型速凝橡胶沥青防水涂料。
3.根据权利要求1所述的三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述LLDPE土工膜的厚度2～3mm，幅宽不小于6m，所述LLDPE土工膜的密度小于等于0.939g/cm3，渗透系数小于等于1×10-12cm/s。
4.根据权利要求1所述的一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述环保塑性混凝土中使用生活垃圾焚烧底渣或经预处理的生活垃圾焚烧飞灰代替塑性混凝土中的部分水泥或骨料。
5.根据权利要求1所述的一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述GCL防水毯(5)、塑料防渗膜(6)位于竖直墙体(3)的外侧，相对污染控制区(1)的顺序分别为回填防渗材料(4)、塑料防渗膜(6)、GCL防水毯(5)；所述GCL防水毯(5)和塑料防渗膜(6)通过锚固沟(7)固定在竖直墙体(3)外侧地表，所述锚固沟(7)距离竖直墙体(3)不少于0.5m，所述锚固沟(7)的截面尺寸为500mm×500mm。
6.根据权利要求1所述的一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述GCL防水毯(5)之间的接缝和塑料防渗膜(6)之间的接缝相互错开，避免材料接缝形成的防渗薄弱点处在同一位置。
7.根据权利要求1所述的一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述回填防渗材料(4)构成竖直墙体(3)的主体，并和GCL防水毯(5)、塑料防渗膜(6)紧密相接，形成三层复合垂直防渗结构。
8.根据权利要求1所述的一种三层复合垂直防渗结构，其特征在于，所述三层复合垂直防渗结构的渗透系数不大于1×10-7cm/s。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322859054.0U CN221052687U (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种三层复合垂直防渗结构 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN221052687U true CN221052687U (zh) | 2024-05-31 |
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ID=91205015
Family Applications (1)
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2023
- 2023-10-25 CN CN202322859054.0U patent/CN221052687U/zh active Active
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