一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙及其施工方法与流程

本发明涉及污染堆体的原位垂直防渗技术领域，尤其涉及一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙及其施工方法。

背景技术：

对于国内早期建造的市政生活垃圾填埋场、危险废弃物填埋场、工矿业废渣堆场、石油化工行业贮存设施等，由于相关规范制定不到位，致使其底部没有设计或安装任何以土工膜为主的防渗层，废弃物堆填后，渗滤液进入地下水，污染周边环境。另外还有一些项目即使设置防渗层，由于材料或者施工方面的原因，防渗层部分或全部失效，同样对土壤和地下水产生严重污染。污染对周围人们的生产，生活产生严重影响。垂直防渗历来都是环境岩土工程中重要的技术手段，可以有效阻止渗滤液的横向扩散，使场地的原位治理、重新利用成为可能。

对于需要控制库底与地下水距离的新建危险废弃物填埋场，若所选选址的地下水位不满足相关要求时，也可以通过垂直防渗技术手段，来控制区域性地下水位以达到规范要求选址要求。

现有垂直防渗技术根据使用材料的不同，可分为刚性混凝土防渗墙，塑性混凝土防渗墙和柔性防渗墙。刚性防渗墙采用钢筋混凝土墙作为防渗主体，刚性垂直防渗墙的渗透系数较高，达1*10^-5cm/s，且在每一幅间的施工缝部位，往往是防渗的薄弱环节，无法形成长期有效的连续性；另外，墙体弹性模量高，抗变形能力差，容易出现集中应力产生裂缝，形成渗漏隐患，并且这些刚性材料抗化学腐蚀能力较差，长期使用会加速材料老化，最终存在丧失防渗功能的风险。塑性混凝土防渗墙多采用水泥-膨润土混合物构筑，渗透系数得到一定改善，可达1*10^-6～-7cm/s，但墙体的整体性，材料的化学兼容性，抗变形能力等，和刚性防渗墙相比，并没有大的改善。现有的柔性防渗墙一般直接采用膨润土和土的混合物作为墙体材料，该种做法虽然渗透系数可达1*10^-9cm/s，但其存在墙体的抗变形能力较差、耐久性较差的缺陷。

技术实现要素：

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙及其施工方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙，包括：

土-膨润土次防渗层，土-膨润土次防渗层位于污染物堆体侧部的地下岩层内，土-膨润土次防渗层底部插入地下不透水层内；

聚乙烯土工膜主防渗层，聚乙烯土工膜主防渗层位于土-膨润土次防渗层内，聚乙烯土工膜主防渗层底部与地下不透水层固定连接；

锚固坝，锚固坝沿土-膨润土次防渗层顶部设置，用于对土-膨润土次防渗层和聚乙烯土工膜主防渗层进行固定。

进一步的，锚固坝包括导墙，导墙位于土-膨润土次防渗层顶部的两侧，导墙顶部与地表平齐，导墙顶部设有压顶坝，压顶坝与导墙以及聚乙烯土工膜主防渗层顶部均固定连接。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层顶部向一侧弯折至水平且弯折部分包覆在压顶坝内。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层的厚度为3.0mm且渗透系数小于1*10^-12cm/s。

进一步的，土-膨润土次防渗层的厚度为500～900mm且渗透系数小于1*10^-7cm/s。

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙的施工方法，具体步骤如下：

步骤a，对污染区域进行工程地质勘察测量，获得地形、水文地质、工程地质的工程数据，确定污染区域范围及埋深、地下不透水层深度，确定柔性连续墙的平面中心线定位、埋设深度以及墙体厚度；

步骤b，进行场地整形，然后进行混凝土导墙施工，沟槽开挖；

步骤c，在形成的沟槽的正中间垂直向下铺设聚乙烯土工膜，并做好固定；

步骤d，聚乙烯土工膜插入到地下不透水层上表面以下1.0～5.0m，并在底部浇筑防水混凝土；

步骤e，将土和膨润土按照一定的比例进行充分混合，土和膨润土混合后需做渗透系数试验；

步骤f，将配置好的土和膨润土的混合料，均匀的在土工膜两侧等高回填至导墙顶部高度，构成土-膨润土次防渗层；回填后将聚乙烯土工膜顶端侧翻至水平，通过混凝土制成的压顶坝将土工膜顶部包裹在内，并与导墙连为一体。

进一步的，步骤c中相邻的两幅土工膜之间通过聚乙烯锁扣互锁连接，聚乙烯锁扣预先与土工膜通过热熔焊接在一起，形成包围式的连续隔离墙，在锁扣内设置1～2根上下连续贯通的膨胀性橡胶止水条。

进一步的，步骤e中的土就地取自筛分后开挖土。

进一步的，步骤e中的膨润土添加量根据用土的渗透性而定，掺入比为5～15％。

进一步的，膨润土为钠基膨润土，膨胀系数≥24ml/2g，滤失量≤18ml。

进一步的，聚乙烯土工膜可为hdpe或lldpe，渗透系数小于1*10^-12cm/s，单向拉伸应变hdpe≥700％，lldpe≥800％，多向拉伸应变hdpe≥15％，lldpe≥30％。

本发明的有益效果是：本发明在土-膨润土次防渗层内设置了聚乙烯土工膜主防渗层，不仅进一步增强了柔性连续墙的防渗性能，而且聚乙烯土工膜主防渗层及其与地下不透水层和压顶坝的连接结构提升了墙体的抗变形能力，增强了墙体的耐久性；施工方法简单易操作，部分施工材料可就地取材节约资源。

附图说明

图1为本发明连续墙结构的结构示意图；

图中：1-污染物堆体；2-地下岩层；3-地下不透水层；4-土-膨润土次防渗层；5-聚乙烯土工膜主防渗层；6-导墙；7-压顶坝；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙，包括：

土-膨润土次防渗层4，土-膨润土次防渗层4位于污染物堆体1侧部的地下岩层2内，土-膨润土次防渗层4底部插入地下不透水层3内；

聚乙烯土工膜主防渗层5，聚乙烯土工膜主防渗层5位于土-膨润土次防渗层4内，聚乙烯土工膜主防渗层5底部与地下不透水层3固定连接；

锚固坝，锚固坝沿土-膨润土次防渗层4顶部设置，用于对土-膨润土次防渗层4和聚乙烯土工膜主防渗层5进行固定。

进一步的，锚固坝包括导墙6，导墙6位于土-膨润土次防渗层4顶部的两侧，导墙6顶部与地表平齐，导墙6顶部设有压顶坝7，压顶坝7与导墙6以及聚乙烯土工膜主防渗层5顶部均固定连接。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5顶部向一侧弯折至水平且弯折部分包覆在压顶坝7内。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5的厚度为3.0mm且渗透系数为1*10^-13cm/s。

进一步的，土-膨润土次防渗层4的厚度为500mm且渗透系数小于1*10^-8cm/s。

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙的施工方法，具体步骤如下：

步骤a，对污染区域进行工程地质勘察测量，获得地形、水文地质、工程地质的工程数据，确定污染区域范围及埋深、地下不透水层3深度，确定柔性连续墙的平面中心线定位、埋设深度以及墙体厚度；

步骤b，进行场地整形，然后进行混凝土导墙6施工，沟槽开挖；

步骤c，在形成的沟槽的正中间垂直向下铺设聚乙烯土工膜，并做好固定；

步骤d，聚乙烯土工膜插入到地下不透水层3上表面以下1.0m，并在底部浇筑防水混凝土；

步骤e，将土和膨润土按照一定的比例进行充分混合，土和膨润土混合后需做渗透系数试验；

步骤f，将配置好的土和膨润土的混合料，均匀的在土工膜两侧等高回填至导墙6顶部高度，构成土-膨润土次防渗层4；回填后将聚乙烯土工膜顶端侧翻至水平，通过混凝土制成的压顶坝7将土工膜顶部包裹在内，并与导墙6连为一体。

进一步的，步骤c中相邻的两幅土工膜之间通过聚乙烯锁扣互锁连接，聚乙烯锁扣预先与土工膜通过热熔焊接在一起，形成包围式的连续隔离墙，在锁扣内设置1根上下连续贯通的膨胀性橡胶止水条。

进一步的，步骤e中的土就地取自筛分后开挖土。

进一步的，步骤e中的膨润土掺入比为5％。

进一步的，膨润土为钠基膨润土，膨胀系数为24ml/2g，滤失量为18ml。

进一步的，聚乙烯土工膜可为hdpe，单向拉伸应变为700％，多向拉伸应变为15％。

本发明在土-膨润土次防渗层4内设置了聚乙烯土工膜主防渗层5，不仅进一步增强了柔性连续墙的防渗性能，而且聚乙烯土工膜主防渗层5及其与地下不透水层3和压顶坝7的连接结构提升了墙体的抗变形能力，增强了墙体的耐久性；施工方法简单易操作，部分施工材料可就地取材节约资源。

实施例二

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙，包括：

土-膨润土次防渗层4，土-膨润土次防渗层4位于污染物堆体1侧部的地下岩层2内，土-膨润土次防渗层4底部插入地下不透水层3内；

聚乙烯土工膜主防渗层5，聚乙烯土工膜主防渗层5位于土-膨润土次防渗层4内，聚乙烯土工膜主防渗层5底部与地下不透水层3固定连接；

锚固坝，锚固坝沿土-膨润土次防渗层4顶部设置，用于对土-膨润土次防渗层4和聚乙烯土工膜主防渗层5进行固定。

进一步的，锚固坝包括导墙6，导墙6位于土-膨润土次防渗层4顶部的两侧，导墙6顶部与地表平齐，导墙6顶部设有压顶坝7，压顶坝7与导墙6以及聚乙烯土工膜主防渗层5顶部均固定连接。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5顶部向一侧弯折至水平且弯折部分包覆在压顶坝7内。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5的厚度为3.0mm且渗透系数为1*10^-14cm/s。

进一步的，土-膨润土次防渗层4的厚度为900mm且渗透系数为1*10^-9cm/s。

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙的施工方法，具体步骤如下：

步骤a，对污染区域进行工程地质勘察测量，获得地形、水文地质、工程地质的工程数据，确定污染区域范围及埋深、地下不透水层3深度，确定柔性连续墙的平面中心线定位、埋设深度以及墙体厚度；

步骤b，进行场地整形，然后进行混凝土导墙6施工，沟槽开挖；

步骤c，在形成的沟槽的正中间垂直向下铺设聚乙烯土工膜，并做好固定；

步骤d，聚乙烯土工膜插入到地下不透水层3上表面以下5.0m，并在底部浇筑防水混凝土；

步骤e，将土和膨润土按照一定的比例进行充分混合，土和膨润土混合后需做渗透系数试验；

步骤f，将配置好的土和膨润土的混合料，均匀的在土工膜两侧等高回填至导墙6顶部高度，构成土-膨润土次防渗层4；回填后将聚乙烯土工膜顶端侧翻至水平，通过混凝土制成的压顶坝7将土工膜顶部包裹在内，并与导墙6连为一体。

进一步的，步骤c中相邻的两幅土工膜之间通过聚乙烯锁扣互锁连接，聚乙烯锁扣预先与土工膜通过热熔焊接在一起，形成包围式的连续隔离墙，在锁扣内设置2根上下连续贯通的膨胀性橡胶止水条。

进一步的，步骤e中的土就地取自筛分后开挖土。

进一步的，步骤e中的膨润土的掺入比为15％。

进一步的，膨润土为钠基膨润土，膨胀系数为26ml/2g，滤失量为16ml。

进一步的，聚乙烯土工膜可为lldpe，单向拉伸应变为800％，多向拉伸应变为30％。

本发明在土-膨润土次防渗层4内设置了聚乙烯土工膜主防渗层5，不仅进一步增强了柔性连续墙的防渗性能，而且聚乙烯土工膜主防渗层5及其与地下不透水层3和压顶坝7的连接结构提升了墙体的抗变形能力，增强了墙体的耐久性；施工方法简单易操作，部分施工材料可就地取材节约资源。

实施例三

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙，包括：

土-膨润土次防渗层4，土-膨润土次防渗层4位于污染物堆体1侧部的地下岩层2内，土-膨润土次防渗层4底部插入地下不透水层3内；

聚乙烯土工膜主防渗层5，聚乙烯土工膜主防渗层5位于土-膨润土次防渗层4内，聚乙烯土工膜主防渗层5底部与地下不透水层3固定连接；

锚固坝，锚固坝沿土-膨润土次防渗层4顶部设置，用于对土-膨润土次防渗层4和聚乙烯土工膜主防渗层5进行固定。

进一步的，锚固坝包括导墙6，导墙6位于土-膨润土次防渗层4顶部的两侧，导墙6顶部与地表平齐，导墙6顶部设有压顶坝7，压顶坝7与导墙6以及聚乙烯土工膜主防渗层5顶部均固定连接。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5顶部向一侧弯折至水平且弯折部分包覆在压顶坝7内。

进一步的，聚乙烯土工膜主防渗层5的厚度为3.0mm且渗透系数为5*10^-14cm/s。

进一步的，土-膨润土次防渗层4的厚度为600mm且渗透系数为7*10^-9cm/s。

一种用于地下污染阻隔的柔性连续墙的施工方法，具体步骤如下：

步骤a，对污染区域进行工程地质勘察测量，获得地形、水文地质、工程地质的工程数据，确定污染区域范围及埋深、地下不透水层3深度，确定柔性连续墙的平面中心线定位、埋设深度以及墙体厚度；

步骤b，进行场地整形，然后进行混凝土导墙6施工，沟槽开挖；

步骤c，在形成的沟槽的正中间垂直向下铺设聚乙烯土工膜，并做好固定；

步骤d，聚乙烯土工膜插入到地下不透水层3上表面以下3.0m，并在底部浇筑防水混凝土；

步骤e，将土和膨润土按照一定的比例进行充分混合，土和膨润土混合后需做渗透系数试验；

步骤f，将配置好的土和膨润土的混合料，均匀的在土工膜两侧等高回填至导墙6顶部高度，构成土-膨润土次防渗层4；回填后将聚乙烯土工膜顶端侧翻至水平，通过混凝土制成的压顶坝7将土工膜顶部包裹在内，并与导墙6连为一体。

进一步的，步骤c中相邻的两幅土工膜之间通过聚乙烯锁扣互锁连接，聚乙烯锁扣预先与土工膜通过热熔焊接在一起，形成包围式的连续隔离墙，在锁扣内设置2根上下连续贯通的膨胀性橡胶止水条。

进一步的，步骤e中的土就地取自筛分后开挖土。

进一步的，步骤e中的膨润土地掺入比为9％。

进一步的，膨润土为钠基膨润土，膨胀系数为25ml/2g，滤失量为17ml。

进一步的，聚乙烯土工膜可为hdpe，单向拉伸应变为800％，多向拉伸应变为30％。

本发明在土-膨润土次防渗层4内设置了聚乙烯土工膜主防渗层5，不仅进一步增强了柔性连续墙的防渗性能，而且聚乙烯土工膜主防渗层5及其与地下不透水层3和压顶坝7的连接结构提升了墙体的抗变形能力，增强了墙体的耐久性；施工方法简单易操作，部分施工材料可就地取材节约资源。

上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。