利用橡胶气囊的填埋场防渗膜应力缓和结构的制作方法

本发明涉及一种垃圾填埋场防渗膜应力缓和构造，属于环保技术领域。

背景技术：

随着国民经济的发展，城市化水平的提高，城市生活垃圾的产生量在急剧地增加。上世纪80年代，我国一些经济发达的城市开始建立首批垃圾卫生填埋场。近年来，许多大中城市都相继在建大型生活垃圾卫生填埋场。为防止填埋垃圾产生的渗沥液渗入地下造成环境污染，在卫生填埋场中必须设置防渗膜。

为防止紫外线，这种防渗膜一般为黑色，由橡胶、树脂等高分子材料做成，热膨胀系数较大。如果在夏季施工，由于阳光辐射防渗膜表面温度可高达70℃，此高温条件下铺设的防渗膜在使用期的冬季，温度将降到零下，特别是在北方温度将降到-20℃以下，巨大温差会导致防渗膜收缩，产生很大的拉应力。如果防渗膜下部存在突起物，可能会导致防渗膜被刺破，失去阻隔渗滤液功能，造成环境污染。另外，这种温差引起的拉力也可能导致防渗膜的锚固区被拉起、形成移位，失去固定功能，导致防渗膜失效。由于这一问题，一般垃圾填埋场防渗膜的铺设施工需安排在温度较低季节或温度比较稳定的早晚进行，结果导致垃圾填埋场的施工受到时间限制，工程经济成本增大。

除此温度应力之外，垃圾填埋体自重压缩沉降、局部塌陷，地基的不均匀沉降，以及地震荷载等的作用都会引起防渗膜产生拉应力。为防止这些拉应力共同作用超过材料抗拉强度引起防渗膜撕裂，控制温度应力也非常重要。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供一种垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造，其目的是减小防渗膜由于温差引起的张拉应力，防止发生穿刺撕裂破坏以及防渗衬垫系统的失稳，并能改善防渗膜铺设施工受气温时间制约的状况。

技术方案：

利用气囊的填埋场防渗膜应力缓和结构，其特征在于：

在垃圾填埋场的边坡上设置有衬垫层；

所述衬垫层具体为中间的防渗膜和防渗膜两侧的土工织物；

所述边坡顶端及各分段边坡的上部设置有用于固定衬垫层的锚固区，所述锚固区包括锚固沟槽及沟槽外侧平台；所述衬垫层翻折在锚固沟槽内，锚固沟槽内衬垫层上方浇筑混凝土锚块；

所述沟槽外侧平台与衬垫层之间或混凝土锚块与衬垫层之间设置有圆筒状橡胶气囊。

所述垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和结构，其特征在于：所述圆筒状橡胶气囊内填充有二氧化碳与空气的混合气体，二氧化碳体积百分比在90%以上。

所述垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和结构，其特征在于：所述圆筒状橡胶气囊直径20～80cm，气囊材料厚度2～5mm。

所述垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和结构，其特征在于：所述混凝土锚块形状为倒梯形。

优点及效果：

本发明的垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造，能够根据温度变化产生形变，进而调节防渗膜内张拉应力。本发明能够防止防渗膜因为温度应力发生穿刺撕裂破坏以及锚固端被拉动引起的防渗衬垫系统失稳，减小填埋场周边环境污染的风险。本发明还能使防渗膜的铺设施工不受气温、时段的限制，缩短工期，具有一定的经济效益。

附图说明：

图1垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造布置图；

图2垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造局部放大图；

图3垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造局部放大图—高温时；

图4垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造局部放大图—低温时；

图5垃圾填埋场防渗膜温度应力缓和构造局部放大图—设置在锚固体底部。

图中标注：1边坡；2防渗膜；3土工织物；4沟槽外侧平台；5锚块；6圆筒状橡胶气囊。

具体实施方式：

根据附图具体说明本发明的实施方式。如图1～5所示，垃圾填埋场边坡设置有衬垫系统，其中的防渗膜保证渗滤液不渗漏到周围环境中，防渗膜上面和下面设置的土工织物层起到保护防渗膜的作用。衬垫层在边坡的顶端以及分段边坡上部设置锚固区。锚固区为沟槽锚固体系，防渗膜与土工织物边缘被翻折在沟槽内用水泥混凝土浇灌固定。

为缓和防渗膜温度应力，在锚固沟槽外侧平台处的防渗膜下设置圆筒状橡胶气囊，气囊材料厚度2～5mm。根据边坡防渗膜长度，气囊直径可选用20～80cm。橡胶气囊内填充有二氧化碳与空气的混合气体，由于二氧化碳体积膨胀系数较大，要求体积百分比在90%以上。通常状态下橡胶气囊直径为d（图2），温度升高时，由于气囊内气体膨胀以及橡胶材料的伸长，橡胶气囊直径增大为d1（图3），当温度降低时，由于气囊内气体收缩以及橡胶气囊材料的缩短，橡胶气囊直径缩小为d2（图3）。温度上升时，防渗膜伸长，同时橡胶气囊膨胀，可以使防渗膜保持一定的拉力。温度降低时，防渗膜缩短，产生张拉应力，此时因为橡胶气囊体积变小，防渗膜受到的约束减弱，使得其内部张拉应力得以缓和。由此，防渗膜下部设置的橡胶气囊，作为温度感知形变手段，能通过自身的体积变化缓和防渗膜内部张拉应力，张拉应力的减小避免了防渗膜被下部突起物刺破，也避免将锚固沟槽拉起，造成衬垫系统的整体位移破坏。这一问题的解决也使防渗膜的铺设作业不再受气温、时段的制约。

前述橡胶气囊也可设置在锚固沟槽的底部的锚块下方衬垫层上面（图5），同理可以起到缓和温度应力的作用。不同环境下，根据温差大小，上述位置也可同时设置橡胶气囊，加大对防渗膜温度应力的调节力度。

另外，本发明不限于上述的实施例，可以根据具体情况进行各种应用。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种利用气囊的填埋场防渗膜应力缓和结构，属于环保技术领域。在垃圾填埋场的边坡上设置有衬垫；所述衬垫具体为中间的防渗膜和防渗膜两侧的土工织物；所述边坡顶端及各分段边坡的上部设置有用于固定衬垫的锚固区，所述锚固区包括锚固沟槽及沟槽外侧平台；所述衬垫翻折在锚固沟槽内，锚固沟槽内衬垫上方浇筑混凝土锚块；所述沟槽外侧平台与衬垫之间或混凝土锚块与衬垫之间设置有体积调节物，所述体积调节物为二氧化碳圆柱形气囊。

技术研发人员：李明飞;孙海霞;刘钧玉;方瑞东;宁宝宽
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2018.09.30
技术公布日：2018.12.07