HDPE土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙及其安装施工方法与流程

本发明涉及一种地下防渗技术，特别是涉及一种hdpe土工膜-膨润土复合垂直防渗墙及其安装施工方法。

背景技术

在石油化工厂、汽车加油站、生活垃圾填埋场、工业固废填埋场、危险废弃物填埋场等地方都存在地表渗漏隐患或已经出现渗漏问题，而严重污染了周边地下水和土壤，影响了人们的生存环境和人生安全。

随着环境保护意识的增强和环保法规的更加严格，人们对地下防渗，尤其是污染场区的地下防渗研究越来越多，国内早期建造的很多工业厂区、汽车加油站、工业固废堆场、尾矿库及生活垃圾填埋场，这些老旧厂区、填埋区大都是直接倾倒，没有做任何地表防渗处理措施或地表防渗处理标准不能满足环保要求，或者防渗设施已经被破坏，污染物直接向周围扩散，从而污染土壤和地下水，对于污染控制来说，垂直防渗是地下防渗工程的很重要的一个方面。

对于危险废弃物填埋场，若选址不满足相关污染控制标准要求时，相应的工程手段也是选择做垂直防渗，现有的地下垂直防渗技术可以分为刚性垂直防渗技术、塑性垂直防渗技术和柔性垂直防渗技术；刚性防渗技术主要由水泥等材料作为主要防渗材料，兼具结构承重和防渗作用，作为防渗技术，刚性防渗存在明显缺点，如弹性模量高，抗变形能力小于1%，易产生应力集中出现裂缝，与弹性模量较小的土层连接非常困难，容易形成渗漏隐患部位，并且水泥抗腐蚀性能力较差，极易被污染物腐蚀破坏，同时刚性防渗墙拆除难度极大，影响后续的开发建设等缺点；塑性防渗技术是根据刚性防渗技术的缺点进行改进的防渗墙技术，其用膨润土、粘土等掺合材料取代刚性防渗墙中部分水泥而形成的低强度、低弹性模量、低渗透性的防渗墙材料，但其只是改善了刚性防渗墙的不足，并不能完全解决抗变形能力差，其施工时容易产生原生裂缝，其抗腐蚀性能一般等缺点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种hdpe土工膜-膨润土复合垂直防渗墙及其安装施工方法，通过本技术方案，应用在环保工程上，具有防渗性能强、耐腐蚀性能好、耐久性好、抗变形能力强、并具有多重防渗体系共同作用、施工场地可再次开发建设等特点，同时膨润土-粘土泥浆具有很强的吸附能力，能够吸附住污染物质，从而有效的弥补了现有单一垂直防渗技术中存在的不足。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种hdpe土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙，所述垂直防渗墙设置在地下的相对隔水层上，所述垂直防渗墙由hdpe土工膜和膨润土-粘土防渗层构成，所述hdpe土工膜垂直设置在膨润土-粘土防渗层内。

所述hdpe土工膜为3.0mm厚，hdpe土工膜的渗透系数＜1×10^-12cm/s，所述膨润土-粘土防渗层的厚度为300-600mm，所述的膨润土-粘土防渗层渗透系数＜1×10^-7cm/s。

位于膨润土-粘土防渗层上部两侧设置有导墙，在导墙上设置有上面与膨润土-粘土防渗层齐平的导墙平台，在导墙平台上设置有将hdpe土工膜上端包覆在内，并且形成与导墙和导墙平台连为一体的梯形坝。

一种hdpe土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙安装施工方法，按以下步骤进行：

（a）对污染区和污染防治场区进行工程地质和水文地质勘察，测得地下水水位和水质，相对隔水层岩性、渗透系数、深度和厚度，含水层岩性和性质，污染扩散范围，确定垂直防渗墙的开挖深度和厚度；

（b）平整场地，制备膨润土-粘土泥浆，在污染防渗区域未被污染的区域外围开挖沟槽并将所制备的膨润土-粘土泥浆注入对应沟槽中；

（c）在所述的沟槽内的膨润土-粘土泥浆中垂直插入铺设hdpe土工膜；

（d）当膨润土-粘土泥浆中水份渗出或蒸发减少后，间断补充膨润土-粘土泥浆到沟槽中；

（e）待润土-粘土泥浆满沟槽凝固后,形成膨润土-粘土防渗层，在导墙平台上用黏土回填将hdpe土工膜上端包覆在内，并且形成与导墙和导墙平台连为一体的梯形坝。

所述的膨润土-粘土泥浆为可自凝泥浆，并按以下成份重量份构成：膨润土8-12，粘性土50-70，水20-30，外加剂8-10。

所述外加剂为聚羧酸pva、丙烯酸盐、木质素磺酸盐。

采用上述技术方案后的有益效果是：一种hdpe土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙及其安装施工方法，通过本技术方案，具有安装简单、成本低廉、不破坏防渗层结构、污染就地处置等优点，施工过程中可就地取材，在满足原有防渗要求的基础上，能够增加土工膜防渗层的安全稳定性，避免土工膜因受外界环境扰动或底部顶托作用而造成的破坏。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中hdpe土工膜-膨润土-粘土垂直防渗墙结构示意图。

图中，1相对隔水层、2hdpe土工膜、3膨润土-粘土防渗层、4导墙、5导墙平台、6梯形坝、7土层或岩层、8污染区。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明涉及的hdpe土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙，所述垂直防渗墙设置在地下的相对隔水层1上，所述垂直防渗墙由hdpe土工膜2和膨润土-粘土防渗层3构成，所述hdpe土工膜2垂直设置在膨润土-粘土防渗层3内。

所述hdpe土工膜2为3.0mm厚，hdpe土工膜2的渗透系数＜1×10^-12cm/s，所述膨润土-粘土防渗层3的厚度为300-600mm.，所述的膨润土-粘土防渗层3渗透系数＜1×10^-7cm/s。

位于膨润土-粘土防渗层3上部两侧设置有导墙4，在导墙4上设置有上面与膨润土-粘土防渗层3齐平的导墙平台5，在导墙平台5上设置有将hdpe土工膜2上端包覆在内，并且形成与导墙4和导墙平台5连为一体的梯形坝6。

本发明涉及的hdpe土工膜和膨润土-粘土复合垂直防渗墙安装施工方法，按以下步骤进行：

（a）对污染区8和污染防治场区进行工程地质和水文地质勘察，测得地下水水位和水质，相对隔水层1、渗透系数、深度和厚度，含水层岩性和性质，污染扩散范围，确定垂直防渗墙的位置、开挖深度和厚度；

（b）平整场地，制备膨润土-粘土泥浆，在污染防渗区域未被污染的区域外围开挖沟槽并将所制备的膨润土-粘土泥浆注入对应沟槽中；

（c）在所述的沟槽内的膨润土-粘土泥浆中垂直插入铺设hdpe土工膜2；

（d）当膨润土-粘土泥浆中水份渗出或蒸发减少后，间断补充膨润土-粘土泥浆到沟槽中；

（e）待润土-粘土泥浆满沟槽凝固后,形成膨润土-粘土防渗层3，在导墙平台5上用黏土回填将hdpe土工膜2上端包覆在内，并且形成与导墙4和导墙平台5连为一体的梯形坝6。

所述的膨润土-粘土泥浆为可自凝泥浆，并按以下成份重量份构成：膨润土8-12，粘性土50-70，水20-30，外加剂8-10。

所述外加剂为聚羧酸pva、丙烯酸盐、木质素磺酸盐。

本发明中采用钠基膨润土和粘性土，而hdpe土工膜2的渗透系数＜1×10^-12cm/s，其优异的防渗性能使得整个垂直防渗墙结构的防渗性能达到环保设计要求，膨润土-粘土防渗层3和hdpe土工膜2构成的防渗墙属于柔性墙，其突出特点是弹性模量与周围土体相似、易于施工，造价低、施工场地可再次开发建设。

本发明的实施例中，还可以采用锚固沟固定hdpe土工膜2，将hdpe土工膜2的上端延长，距离开挖沟槽≥1m的地面上挖有锚固沟，用粘性土或砂类土回填，锚固沟可以有让后续利用hdpe土工膜3更加方便，此外还可以选用扁钢固定到导墙4上等方式。

本发明的实施例中，hdpe土工膜2面积过大时，操作难度会很大，故一般采用4m的幅宽进行hdpe土工膜2的下放，两个hdpe土工膜2相连采用锁扣连接，为了防止锁扣连接处渗漏，可以采用止水条和膨润土-粘土泥浆复合防渗。

本发明中，膨润土-粘土防渗层3和hdpe土工膜2构成了垂直防渗墙，垂直防渗墙两侧为土层或岩层7，垂直防渗墙须深入到相对隔水层1以下1.0~1.5m，回填膨润土-粘土泥浆后可以防止污染物从防渗墙底部渗漏，导墙4为沿防渗墙墙面上端两侧修筑的具有足够强度、刚度和精度，起到挡土、导向、支承重物、存蓄泥浆和测量基准作用的两道平行于防渗墙中心轴线的结构物，在其上方加铺导墙平台5将膨润土-粘土防渗层3封装在内，hdpe土工膜2上端从导墙平台5中伸出，导墙平台5上设置梯形坝6将hdpe土工膜2封装在梯形坝6内。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。