浅谈垂直防渗墙在垃圾填埋场中的应用

浅谈垂直防渗墙在垃圾填埋场中的应用一、垃圾填埋场的防渗类型二、垂直防渗的常用形式四、高压喷射灌浆防渗墙介绍五、土工膜复合防渗墙介绍三、垂直防渗在生活填埋场中应用六、小结水平防渗：由渗沥液导排层和防渗层共同组成。水平防污屏障包括压实黏土衬垫、土工膜、土工复合膨润土衬垫。垂直防渗：在场地四周或一边使用防渗、防污性能良好的材料施工形成垂直的帷幕或墙体将污染源封闭，使污染源与外界环境隔绝，以阻隔污染液进入周围的土壤和水体，并防止四周地下水和地表水进入场地内，达到控制污染物扩散的效果通常需要设置渗沥液和地下水抽排井，抽排井直径Φ1.0m，一般深度自地面至弱透水层不小于2米，同时需要配套2台潜污泵。目前国际上环境保护领域用于填埋场修复的各类垂直防渗屏障主要包括以下几种。I.土工膜复合防渗墙（地下连续墙）；II.深层搅拌灌浆土防渗墙；III.高压喷射灌浆防渗墙（灌浆垂直防渗帷幕）；IV.板桩防渗墙。防渗材料水泥水泥膨润土钠基膨润土和深层土搅拌HDPE土工膜渗透系数1*10-51*10-61*10-71*10-12IIIIIIIV13.2.8老生活垃圾填埋场封场工程除应符合本规范第13.2.1条〜第13.2.7条的要求外，尚应符合下列规定：3、渗沥液、填埋气体发生地下横向迁移的，应设置垂直防渗系统。《GB50869—2013》《CJJ113—2007》垂直防渗屏障在山谷型填埋场中的应用较多（如杭州天子岭一期、苏州七子山一期、南昌麦园、长沙、贵阳、合肥等垃圾填埋场），主要因为山谷型填埋场大多具备独立的水文地质单元条件，在平原型填埋场中也有应用（如上海老港四期、泰州罡杨、唐山中心区等垃圾填埋场）。垂直防渗屏障虽然也用于新建填埋场的防渗与防污工程，但更多是用于未设置防污屏障的垃圾填埋场、设置了防污屏障但出现渗漏的垃圾填埋场或者污染场地的治理工程，尤其对无法移除污染源的污染场地，由于后续进行底部水平防污施工非常困难，此时在场地的周边构建垂直防污屏障就会成为主要的选择。不同国家对于处置防污屏障类型的侧重也有差异，英国、德国等欧洲国家主要使用水泥-膨润土垂直防渗墙；日本较多采用深层搅拌法获得土-膨润土掺和防渗墙以及钢板桩防渗墙；而美国主要选用的是土-膨润土垂直防渗墙；到目前为止，我国大多采用高压喷射灌浆防渗墙（泥土注浆帷幕）作为垂直防污屏障的主要形式。高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层。实践证明，砂类土、粘性土、黄土和淤泥等地层均适用，效果较好。高压喷射灌浆的基本方法有单管法、二管法、三管法和多管法等。期中二管法应用最多。二管法是用高压泥浆泵等高压发生装置产生20~25MPa或更高压力的浆液，用压缩空气机产生0.7~0.8MPa压力的压缩空气。浆液和压缩空气通过具有两个通道的喷管，在喷射管底部侧面的同轴双重喷嘴中喷射出高压浆液和空气两种射流，冲击破坏土体，其直径达0.8~1.5M。设备：喷射灌浆设备（具有升降功能，设备比较高）、喷射枪、灌浆浆料混合设备、喷射泵、压缩机、仪器设备等材料：膨润土、水泥，其他（高炉渣、粉煤灰）序号名称规格数量单位备注1高压喷射灌浆帷幕三排桩，加固体28d抗压强度R28≥3.0MPa，防渗墙渗透系数≤10-7cm/s，平均深度24米524米中风化花岗岩某镇有1个垃圾填埋场，离镇区约650m。该填埋场于2012年投入使用，目前已封场停用。填埋场地势南高北低，占地面积约2950m2，根据地勘钻孔垃圾层厚度数据进行估算存量垃圾约2.4万m3。序号名称数量单位备注1.灌浆垂直防渗帷幕21延米灌浆深度20m抽排井1口Φ1.0m，深度4-5m潜污泵2台1用1备垂直防渗膜工艺是采用专用设备将HDPE膜垂直插人库底，HDPE膜段之间采用锁扣插接，形成连续的垂直防渗结构。HDPE膜因其柔韧性，使其能适应地表土的移动且耐久性较好，故此工艺防渗效果好，施工效果可靠，且有较长的使用期限。土工膜被用作垂直屏障，或单独使用，或与其他相对不渗透的材料相结合使用，已经有近20年的历史了。土工膜的技术应用包括以下几种。①土工膜单独使用；②土工膜与土-膨润土、水泥-膨润土、土-水泥-膨润土回填料组合成复合垂直屏障；③双层土工膜中间夹砂层作为渗漏检测层。一、水平滚筒-泥浆护壁沟槽垂直放置法使用大型铲斗挖沟机或地面切割机在地面上进行无支护沟槽开挖。然后，将一卷土工膜垂直放入沟槽中，并逐渐展开。土工膜也可以在地表展开，不过必须折叠成S形，以便能到达最终位置。土工膜在泥浆支护沟槽中展开或在干燥无支护沟槽中插入随后采用砂、当地土料或排水材料进行回填，也可以采用组合回填方法，如土工膜的一侧回填低渗透性材料，另一侧回填排水砂石。三、土工膜膜片振动插入法在振动插入法中，钢制插板用来支撑宽度约为3m的土工膜，并将土工膜插入到天然土或沟槽的回填土中。土工膜固定在带有突出销钉的钢插板底部。土工膜膜片的底部将通过销钉固定在钢插板的底部。振动锤迫使整个组织间（钢插板和土工膜膜片）插入到所需的深度。然后，撤回钢插板，将土工膜膜片留在地下。利用膜间锁扣将相邻的两个土工膜膜片连接起来。这种相对快速的方法既不需要沟槽支撑，也不需要特殊的回填。二、土工膜膜片-泥浆护壁沟槽垂直放置法泥浆护壁沟槽法采用传统的泥浆沟防渗墙施工方法开挖泥浆护壁沟槽。然后，通过使用钢框架、机械滚筒或其他方法，将土工膜膜片插入泥浆至所需要的深度。通过使用重物把土工膜膜片保持在它们的最终位置，或者把土工膜膜片嵌入底土层中，并且膜片之间相互连锁，以形成连续的垂直屏障。土工膜膜片间锁扣在使用土工膜作为单独的垂直防渗屏障，或者把土工膜和传统的泥浆沟槽防渗墙结合在一起组成土工膜复合防渗墙时，主要考虑的技术问题设计土工膜膜片间的连接和安装，即膜片间锁扣的设计、锁扣的密封性和带有锁扣的土工膜膜片的施工。用于连接土工膜膜片的锁扣常见有以下2种类型。I.水膨型止水锁扣（遇水膨胀）；II.灌浆型锁扣。III高压喷射灌浆防渗墙土工膜复合防渗墙1延米3万元