土工膜破损

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HDPE垂直防渗帷幕(填埋场垂直防渗阻隔)

  生活垃圾填埋场垂直防渗帷幕治理工程方案

  吴小雯    王丰   金嗣红

  杭州市城乡建设设计院股份有限公司,浙江杭州310016

  摘要:赤峰市大黑山垃圾填埋场按规范建设施工,库区底部及边坡铺设有土工布防渗层。该填埋场运营数年后,发现下游垃圾坝外侧出现湿坡和散浸现象,且检测到填埋场下游水质污染物质超标。为防止填埋场内渗滤液进一步扩散,保护周边水土环境安全,设计沿填埋场垃圾坝设置一道垂直防渗帷幕。考虑该填埋场垃圾坝为土石坝,坝基为强风化砂岩,设计采用搅拌桩及帷幕灌浆相结合的垂直防渗结构类型,以有效截断填埋场内渗滤液向下游运移。

  1、引言

  赤峰市元宝山区大黑山垃圾填埋场于2005年开始建设。垃圾坝坝顶标高519. 30m,坝底标高505. 50m,全长约72m。目前,作业一-区 即将填满,现场踏勘发现垃圾坝下游外侧出现湿坡和散浸现象,渗漏点主要集中在标高510. 00m处,且检测填埋场下游水质氨氮、亚硝酸盐等污染物质超标。

  根据地勘报告,该填埋场场地地质主要为粉土、粉质粘土和强风化砂岩,渗透系数为5.5*10'cm/s,防渗性能较差,库底及垃圾坝内侧边坡铺设有防渗膜。因此,结合现场实际情况分析,作业一区垃圾坝内侧防渗膜在施工或运营阶段极可能被破坏,导致填埋堆体内渗滤液渗漏。为防止填埋场内渗滤液进一步扩散, 污染周边水土,需截断垃圾渗滤液向下游运移,以确保周边环境质量和安全。

  2、垂直防渗帷幕施工方案对比

  针对垃圾坝坝体存在的.上述问题,在上层粉土或粉质粘土中提出如下处理方案进行比较: (1)采用充填灌浆防渗:(2)在垃圾坝上游铺设复合土工膜: (3)水泥膨润土防渗墙: (4)高压旋喷桩防渗墙; (5) 深层搅拌桩防渗。下部砂岩均采用帷幕灌浆防渗处理。方案(1)充填灌浆防渗投资小,施工简单,可增加坝体密实度及渗透系数,但问题处理不彻底,每3~5年需要重复灌浆。方案(2)铺设土工膜,工序多,需大量开挖垃圾坝内侧垃圾,且无法有效解决坝底防渗膜破坏的问题。方案(3)水泥膨润土防渗墙有较高的强度和防渗性能,但其弹性模量较大,难以满足防渗墙与土坝协调变形要求,且施工空间要求偏大,工程造价较高。方案(4)高压旋喷桩和方案(5)深层搅拌桩都是形成水泥加固体,在加固效果方面,高压旋喷法注浆量大,复合地基承载力和抗渗性要优于深层搅拌法,但深层搅拌法节省材料用量,工程质量控制较好,且工程造价相对较低。

  鉴于该工程环境等级要求较高,综合相关因素分析,深层搅拌桩防渗墙在其可靠性、耐久性、防渗效果及经济性均明显优于其他方案。该工程采用深层搅拌桩防渗墙+帷幕灌浆作为防渗处理方案。防渗墙长度约为72m, 总平均深度约为10. 0m,其中深层搅拌桩防渗墙平均深度约为6m,嵌入砂岩约1m,帷幕灌浆钻孔平均深度约为10. 0m,灌浆深度约为6m,与防渗墙接触深度不小于2. 0m。

  3、垂直防渗帷幕施工技术

  3.1、水泥搅拌桩施工要求

  (1)搅拌桩材料:浆液采用42. 5R普通硅酸盐水泥配配制,水泥用量为天然土重的12%~ 15%, 掺入水泥质量约10%的膨润土,起降低弹性模量的作用,水灰比约为0. 5。

  (2)施工技术参数:钻头成桩直径为600mm,孔距500mm,.最小防渗强厚度为33mm,最大深度8. 0m,平均深度6. 0m, .钻进速度控制在0. 6m/min以内,搅拌头转速约为60r/min.当搅拌桩机钻进到设计深度时,停止钻进,并继续灌注水泥浆1min左右,直至孔口泛浆,以保证防渗墙底水泥土密实。成桩7d后,采用浅部开挖桩头检查桩的均匀性和成桩直径,开挖深度宜超过停浆面下0. 5m,检查数量不宜少于总桩数的5%。并进行钻孔压水实验,检查孔的数量不少于总桩数的5%,保证深层搅拌桩防渗强渗透系数不大于1*10 *cm/s.

垂直防渗墙平面图

  3.2、帷幕灌浆施工要求

  (1)灌浆材料:帷幕灌浆材料采用42. 5R普通硅酸盐水泥,浆液水灰比为1:1, 为提高帷幕的防渗性能,在浆液中适量掺入粘土,粘土塑性指数不宜小于14, 粒径小于0.005mm的含量不宜低于25%,含沙量不宜大于5%,有机物不宜大于3%,其粘土的掺合量应通过室内浆材实验和现场灌浆实验确定。

  (2)钻孔:为防止钻孔过程中出现冒浆,待上部搅拌桩达到50%的设计强度后方可钻孔灌浆。帷幕灌浆的位置具体以见图2,根据现场实际情况进行适当调整。钻孔应平直完整,孔向正确,钻孔孔底最大允许偏差为孔深的1% 2%。(3)帷幕灌浆:帷幕灌浆必须按分序加密的原则进行,布置双排孔,排距1.0m, 孔距1. 5m,须先施工边排孔的灌浆,然后进行中排孔的灌浆,边排孔宜为三序施工,灌浆压力宜通过灌浆实验确定,可先拟定1MPa^ 1. 2MPa,在灌浆施工中继续调整。帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆法,封孔采用“分段压力灌浆封孔法”进行封孔。

  (4)施工质量检测:帷幕灌浆施工应保证帷幕渗透系数不大于1*10 cm/s,且需选取地质条件差、大孔隙、注入量大、钻孔偏斜大的孔位进行检查,检查孔的数量为下游孔的10%,一个单元工程必须布置-一个检查孔。

垃圾填埋场hdpe垂直防渗墙及帷幕灌浆平面图

  4、HDPE垂直防渗阻隔帷幕总结

  赤峰大黑山垃圾填埋场通过沿垃圾坝设置一.道复合垂直防渗帷幕,有效的隔绝了填埋场与下游的水力联系,防止了填埋场内渗滤液进- -步扩散污染周边水土环境。考虑现场垃圾坝为土石坝,坝基为强风化砂岩的地质条件,垂直防渗结构形式采用800mm直径搅拌桩结合双排帷幕灌浆,检测结果表明该防渗帷幕可显著提高垃圾坝防渗性能至10*cm/s.该工程的顺利施工,对相关工程的设计和施工具有较好的借鉴意义。

  参考文献

  [1]齐长青;;简易垃圾填埋场封场治理方案的研究[J];环境卫生工程;2008年03期。

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