一种垃圾山体整形防渗的施工工艺的制作方法

1.本发明属于大型垃圾山体封场，环境保护技术领域，具体涉及一种山体整形防渗的施工工艺及其在垃圾山防渗、防塌陷中的应用。


背景技术：

2.当前，环境保护越来越受到人们的重视，城市垃圾污染已经成为城市快速发展的制约因素，特别是城市周边的垃圾填埋场，很多都是超负荷运行，有的已经达到了设计使用年限，如果不采取措施处理，将带来一系列的环境污染问题，比如：垃圾废液的下渗、垃圾山体塌陷、滑坡等，特别是对地下水的污染，以后很难治理。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供了一种垃圾封场，防止废液渗漏的垃圾山体整形防渗的施工工艺及应用。
4.为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种山体整形防渗的施工工艺。
5.本发明还提供一种山体整形防渗的施工工艺在垃圾山防渗、防塌陷中的应用。
6.施工工艺包括以下步骤：（1）砼盖板施工，山体上表面清理，孔位放样，预埋灌浆管，砼盖板浇筑；（2）先导孔施工，灌浆孔包括一序孔、二序孔和三序孔，在一序孔中选择先导孔，先导孔采用无缝钢管护壁，钢管深度至全风化岩层；（3）帷幕灌浆孔钻孔，采用φ135mm回转钻机或冲孔钻机钻进，按设计图纸技术要求指示埋设孔口管后，改用小口径φ90mm金刚石钻头潜孔钻机钻进，直至终孔；灌浆先导孔、检查孔应予钻取芯样，普通灌浆孔不钻取芯样，岩芯取获率不小于80%。
7.（4）钻孔冲洗，采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，直至回水澄清并延续10min，且孔底沉积厚度不超过20cm，冲洗水压力为灌浆压力的80%；冲洗水压力大于1mpa时，采用1mpa；（5）压水试验，帷幕灌浆先导孔、帷幕灌浆孔和检查孔，进行压水试验；帷幕灌浆先导孔和检查孔自上而下分段进行压水试验，试验采用单点法或五点法，灌浆孔进行简易压水试验；（6）帷幕灌浆，采用循环式灌浆，采用双排孔灌浆，按分序加密的原则进行，先灌一序孔，再灌二序孔，最后灌三序孔；其中ⅰ序孔灌浆采取自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌注方式施工，ⅱ、ⅲ序孔灌浆采用自下而上的灌注方式施工，采用自下而上灌注方式时，各灌浆孔可在灌浆前进行一次性裂隙冲洗；（7）灌浆结束后，验收合格后灌浆孔进行封孔，灌浆结束28d后进行质量检查，检查孔数为总数的10%。
8.进一步地，所述山体高度为8～30米，所述山体为覆盖物疏松，不能开挖施工的地
质。
9.进一步地，所述步骤（1）中砼盖板的厚度≥500mm，宽度≥4.0m，所述砼盖板采用采用c25标号砼进行浇筑而成。
10.进一步地，步骤（2）中所述钢管的外径为133mm，壁厚为4mm；所述先导孔的间距≥15m或按孔数10%布置。
11.进一步地，步骤（3）中所述灌浆孔孔径为90mm，孔距为1.5m。
12.进一步地，步骤（6）中，所述帷幕灌浆分段进行，第一段长2-3米，栽孔口管，第二段、第三段、第四段长度均为5米，以后每段2米，直到有连续两段灌浆孔终孔段透水率q≤1lu处；使用所述循环式灌浆时，射浆管距孔底不大于50cm。
13.进一步地，步骤（5）中，所述检查孔深度比灌浆孔深度少2m。
14.进一步地，步骤（6）中，所述灌浆的浆液为水泥和水的混合物，或者水泥、水和砂的混合物；所述水泥的细度要求通过80um方孔筛余量不大于5%；所述灌浆的浆液使用前过筛，浆液从制备到使用完的时间小于4h，所述浆液的温度为5-40℃；所述灌浆时的输送浆液流速为1.4～2.0m/s。
15.进一步地，所述灌浆的浆液为水泥和水的混合物时，水灰比为5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1或0.5:1六个比级；所述灌浆的浆液为水泥、水和砂的混合物时，水：水泥：砂为1：1：1或1：1：0.6。
16.进一步地，步骤（7）中，所述灌浆结束的标准为：采用自上而下分段灌浆时在设计压力下，当注入率不大于1l/min时，持续灌注60min后，灌浆结束；采用自下而上灌浆时在设计压力下，当注入率不大于1l/min时继续灌注30min，灌浆可以结束。
17.开孔孔位与设计位置的偏差不大于100mm，孔底偏差不得大于300mm；钻孔时全孔测斜，及时纠偏，超过规定值的重新钻孔。其它灌浆孔和检查孔的孔底偏差应小于1/40孔深。钻孔的终孔深度应符合设计规定。对各项钻孔的实际深度、孔位、孔斜均应有记录。
18.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：本发明提供的山体整形防渗的施工工艺在垃圾封场，防止废液渗漏的应用，解决了现有技术中垃圾山体封场中遇到的垃圾山体土质松软，不密实，开挖风险大的问题，达到有效阻止废液下渗的目标。
19.本发明设置辅助现浇砼盖板，可改善灌浆条件，提高灌浆效果，钻孔的孔位、孔深、孔斜度合格率达到99.5%以上，提高生产效率，能有效提高施工质量。
20.帷幕灌浆孔采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，采用双排孔灌浆，施工效率大幅提升，实际缩短工期12天，节省人工费成本36万元，直接经济效益显著。
21.本发明技术工艺先进，作业环境安全可靠，施工效率高，严格的过程质量控制，各工序间衔接紧凑，为环境保护方面创下了良好的业绩，社会效益和经济效益有更加显著的提高，可操作性强，具有良好的推广价值。
附图说明
22.图1为本发明实施例垃圾山体整形防渗的施工流程图。
具体实施方式
23.以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例
24.锦州市南山垃圾处理厂填埋场封场工程是国内目前比较大型的垃圾填埋场封场工程，垃圾方量约80万方，封场覆盖面积达23万平方。
25.选用yjl-100型潜孔钻、xu-300型回转钻机及冲击钻机完成所有灌浆孔、检查孔的钻孔作业，同时在制浆站根据需要布置高速搅拌机、泥浆泵输浆，在各灌浆点根据需要配备足够的灌浆泵、双层搅拌机及自动记录仪等主要灌浆设备。
26.制浆站安设2台nj-600型高速搅拌机制浆，2台jjs-2a立式双层普通搅拌机储浆，2台bw-200/40型泥浆泵，以及供水、输浆管路系统。制浆站规模为500l/min。通过φ200输浆干管和φ25～φ50支管将浆液送至各灌浆点。集中制浆站制备水灰比为0.5:1的纯水泥浆液，输送浆液流速为1.4～2.0m/s，各灌浆点测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制后使用。
27.在山体周围设置垂直防渗系统，在岩土都存在区域采取水泥膨润土墙与垂直帷幕灌浆相结合的方式进行防渗治理。防止渗滤液进入地下水；防止场外地下水、地表水进入垃圾填埋体，以减少渗滤液产生量；利于填埋气体的收集。水泥膨润土墙厚度为800毫米，水泥膨润土墙进入底部全风化岩石，帷幕灌浆防渗层不小于2米，防渗墙最大深度约15米。垂直帷幕灌浆设计为双排孔，排距、孔间距初步确定为1.5米。施工时先施工下游排，再施工上游排。帷幕灌浆压力为0.5~1兆帕。帷幕灌浆孔深至少进入中风化片麻岩，孔深要求终孔段透水率q小于等于1吕荣，平均孔深约40米。
28.施工顺序灌浆施工顺序为：先进行防渗墙、砼盖板的浇筑，待防渗墙、砼盖板达到一定强度后进行帷幕灌浆；在固结灌浆完毕并检查验收合格后进行帷幕灌浆。
29.帷幕灌浆工序：覆盖层清理
→
孔位放样
→
预埋灌浆管
→
砼盖板浇筑
→
帷幕灌浆钻孔
→
孔壁冲洗
→
孔口阻塞
→
裂隙冲洗
→
压水实验
→
灌浆
→
封孔
→
质量检查。
30.具体步骤如下：砼盖板施工由于场地多为杂填土，不能进行裂隙冲洗，灌浆压力受到限制，灌浆效果有限，因而在上部位须布设砼盖板，以改善灌浆条件，提高灌浆效果，并且能有效地截断表层的渗漏，减少了因接触冲刷而遭到破坏。
31.经现场地质勘测，本工程设砼盖板。根据设计要求，砼盖板型式为：厚500mm，宽度为4.0m，浇筑分段取数根据现场进度及清基情况合理制定。
32.（1）砼盖板施工流程：灌浆轴线放样
→
覆盖层开挖
→
人工清基
→
岩面验收
→
孔位放样
→
预埋灌浆管
→
砼浇筑。
33.（2）技术要求：盖板开挖采用1.5m3反铲开挖，人工修槽，严禁超挖，对松散部位进行夯实加密处
理。孔位放样需严格控制，对过于松散部位，根据规范适当增设埋孔数量。
34.砼按设计要求采用c25标号砼进行浇筑，采用商品砼。
35.（3）砼浇筑1）开仓浇筑前，对开仓前组织的各项计划到位情况进行检查，项目包括工序安排、人员、材料、机具、备用设备等是否就位。然后，由指挥员根据仓面的实际情况，安排相应人员及其分工。
36.2）开仓前，施工员对浇筑队班组长进行现场技术交底，内容如下：浇筑部位及高程、开仓时间、砼标号、浇筑顺序及方式、入仓强度及相应的设备配置、收仓面处理等。
37.3）砼入仓前，一切进入仓内的机具、设施、工具、材料由浇筑队冲洗干净。不允许任何进仓设施和人员带杂物进仓，影响砼浇筑质量。
38.4）浇筑过程中，各方面专（兼）职人员必须认真坚守岗位：a．砼带料人员要及时把砼料从拌和楼带到浇筑仓位并经常查看砼料质量，若遇异常，迅速报告值班质检人员进行处理。
39.b．对于入仓砼料的质量情况，带料人员应随时反馈信息，有利于及时鉴别和调整，以利砼质量和改进。
40.c．振捣人员在平仓之后应立即进行振捣工作；振捣棒应快插、慢拔。
41.5）在浇筑过程中，当遇到下列问题时进行如下处理：a．当砼料供应不上或运输设备故障，时间过长，造成浇筑面初凝，已难以恢复浇筑时，及时向质安部报告，由质检人员及时报告监理工程师，并根据监理工程师指令处理。
42.b．当浇筑中遇大雨、暴雨时，及时采用防雨布遮盖全仓，并将已入仓的砼振捣完，以免雨后挖仓。
43.灌浆钻孔帷幕灌浆应按分序加密的原则进行，应先灌一序孔，再灌二序孔，最后灌三序孔。因场地上部均为杂填土，先导孔均采用无缝钢管护壁，钢管深度至全风化岩层，钢管外径133mm，壁厚为4mm；钢管打入及拔出均采用打桩机。
44.（1）孔距帷幕灌浆为双排，灌浆孔孔距为1.5m。帷幕灌浆应先布置先导孔，先导孔在一序孔中选取，其间距不宜小于15米，或按总孔数10%布置。
45.（2）孔深帷幕灌浆孔深要求达到岩层透水率1lu处，检查孔深度比所在检查部位的灌浆孔深度少2m。
46.（3）孔径帷幕灌浆先导孔孔径为133mm，灌浆孔孔径为90mm。
47.（4）钻孔精度开孔孔位与设计位置的偏差不大于100mm，孔底偏差不得大于300mm；钻孔时全孔测斜，及时纠偏，超过规定值的重新钻孔。其它灌浆孔和检查孔的孔底偏差应小于1/40孔深。钻孔的终孔深度应符合设计规定。对各项钻孔的实际深度、孔位、孔斜均应有记录。
48.钻孔取芯和芯样试验（1）灌浆先导孔、检查孔应予钻取芯样，普通灌浆孔不钻取芯样。岩芯取获率不小
于80%。
49.（2）对钻取岩芯和混凝土芯样应进行试验，并将试验记录和成果作为验收文件报交监理.（3）对钻取芯样应进行系统管理和有效保存，待工程竣工后统一移交管理单位。
50.钻孔冲洗帷幕灌浆采用回转式钻机和金刚石钻头潜孔钻机钻进的方式进行施工。首先采用φ135mm回转钻机或冲孔钻机钻进，按技术要求或监理工程师指示埋设孔口管后，改用小口径φ90mm金刚石钻头潜孔钻机钻进，直至终孔；钻孔至设计深度后，对孔深和孔底残留物进行检查，不符合要求的，应及时处理。对合格钻孔采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，直至回水澄清并延续10min结束，冲洗水压力为灌浆压力的80%，读值若大于1mpa时，采用1mpa。
51.采用自下而上灌浆法时，各灌浆孔可在灌浆前进行一次性裂隙冲洗。
52.灌浆孔冲洗后应立即连续进行灌浆作业，因故中断超过24h。则应在灌浆前重新进行灌浆冲洗。
53.压水试验压水试验是为了检查岩石条件，确定灌浆参数及检测灌浆质量。灌浆先导孔和检查孔必须逐个进行正规压水试验，普通灌浆孔应进行简易压水试验。
54.压水试验成果按下述公式计算q值：q=q/p.l；式中，q为透水率，单位为lu ；q为压入流量，单位为l/min；p为作用于试段内的全压力，单位为mpa；l为试段长度，单位为m。
55.（1）正规压水试验，将压力调到规定数值，在注入率保持稳定后，至少进行4次注入率的测量，每10min测读一次压入流量，当试验结果符合下列标准之一时，压水试验工作即可结束，并以最终流量读数作为计算流量。
56.①
当流量大于5l/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值10%。
57.②
当流量小于5l/min时，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值15%。
58.③
连续四次读数，流量均小于0.5l/min时。
59.（2）普通灌浆孔每一灌浆段在灌浆前均要做30min的简易压水试验，每5min读一次压入流量，共测六次，以最后一个读数计算lu值。
60.（3）试验压力当灌浆压力大于1mpa时，压水试验压力采用1mpa。
61.（4）试验记录每次压水试验所必须的数据，包括孔号、段长、压力表的高程、地下水位的高程、压水压力、流量、压水时间和单位吸水量、试验日期等。
62.灌浆（1）灌浆材料
①
水泥：采用p.o 42.5普通硅酸盐水泥，细度要求通过80um方孔筛余量不大于5%。
63.②
水：现场灌浆用水均采用抽取洁净河水至施工部位直接使用。
64.（2）制浆
①
制浆材料称量制浆材料必须称量，称量误差应小于5%。水泥等固相材料应采用重量称量法。
65.②
浆液搅拌各类浆液必须均匀搅拌，测定浆液密度并作好记录。
66.纯水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不小于3min，使用高速搅拌机时，不少于30s。浆液在使用前过筛，从开始制备至用完的时间应小于4h，超过4h则视为废浆。
67.③
集中制浆集中制浆站制备水灰比0.5:1的纯水泥浆液，各灌浆地点按要求测定来浆密度，并根据各灌浆点的不同需要调制使用。
68.浆液温度保持在5-40℃，低于或超过此标准的视为废浆。
69.④
输浆输浆时应保证输浆管路中畅通，避免水泥浆在管中沉积。输浆压力不宜过高，输浆管路尽量平整、光滑、转弯半径不能太小，过流断面不得产生突变。输送浆液流速为1.4～2.0m/s。
70.（3）灌浆方法帷幕灌浆按分序加密，分段施灌的原则进行。先施工ⅰ序孔，再施工ⅱ序孔，最后施工ⅲ序孔。其中ⅰ序孔灌浆采取自上而下、孔口封闭、孔内循环的灌注方式施工，ⅱ、ⅲ序孔灌浆采用自下而上的灌注方式施工。
71.（4）灌浆压力帷幕灌浆压力随着基岩性质及灌浆孔位的不同而变化，因此，灌浆压力须在灌浆试验时确定。灌浆时，灌浆压力应尽快达到规定的极限值，接触段和注入率大的孔段采用分段升压；灌浆过程中，不允许降压，必须保证在规定的恒压下连续灌浆。
72.（5）浆液水浓度标准
①
浆液水灰比按灌浆试验确定的参数执行，浆液由稀到浓逐级变换。浆液水灰比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1或0.5:1共六个比级，开灌水灰比可采用5:1比级。变浆标准为当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。
73.②
当某一级浆液注入量已达300l以上，或灌浆时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，更换浓一级水灰比浆液灌注，当注入率大于30l/min时，根据施工具体情况，可越级变浓。
74.③
灌浆过程中，注浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。
75.④
必要时可灌注水泥砂浆，水泥砂浆配合比采用水：水泥：砂为1：1：1或0.6：1：1两种比级的浆液。
76.⑤
灌浆过程中应定时测记浆液比重，必要时应测记浆液温度。
77.⑥
灌浆压力表应安装在回浆管上，并配有油浆隔离设备，灌浆时以指针摆动的平均值作为控制压力的标准。
78.（6）特殊情况处理1）帷幕灌浆孔的终孔段，其透水率大于设计规定时，在征求设计、监理、业主意见后，确定钻孔是否继续加深。
79.2）灌浆过程中，发生冒浆、漏浆，根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇法进行处理。
80.3）灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，一泵灌一孔，否则将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔冲洗，而后继续钻进和灌浆。
81.4）灌浆过程中如回浆变浓，换用相同的水灰比的新浆进行灌注，若效果不明显，延续灌注30min即可停止灌注。
82.5）灌浆工作必须连续进行，若因故中断，可按照下述原则进行处理：
①
应及早恢复灌浆，否则应立即冲洗钻孔，而后恢复灌浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，然后恢复灌浆。
83.②
恢复灌浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。
84.③
恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。
85.6）孔口有涌水的灌浆孔段，在灌浆前应测记涌水压力和涌水量，根据涌水情况可选用下列措施处理：自上而下分段灌浆、短的段长、高的灌浆压力、浓浆结束、屏浆、闭浆、纯压式灌浆、掺加速凝剂、待凝、压力灌浆封孔。
86.7）灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可选用如下措施处理：低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆；浆液中掺加速凝剂；灌注稳定浆液或混合浆液。该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。
87.灌浆结束标准采用自上而下分段灌浆时在设计压力下，当注入率不大于1l/min时，持续灌注60min后，灌浆即可结束；采用自下而上灌浆时在设计压力下，当注入率不大于1l/min时继续灌注30min，灌浆可以结束。
88.封孔全孔灌浆结束后，会同监理工程师及时进行验收，验收合格的灌浆孔才能进行封孔。
89.质量检查帷幕灌浆质量检查主要是对帷幕体的渗透性、密实性、连续性进行检查，在该部位灌浆结束28d后进行，检查孔数为总数的10%。
90.（1）帷幕灌浆检查孔布置原则：
①
岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位；
②
注入量大的孔段附近；
③
灌浆情况不正常以及经资料分析认为帷幕质量有影响的部位。
91.（2）帷幕灌浆质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合对竣工资料和试验成果的分析。
92.（3）检查孔施工：
①
钻孔孔径φ46mm，芯样装箱、填牌编号。采取率不少于85%。
93.②
检查孔压水采用单点法压水，压水稳定标准：在稳定的压力下，每5min测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%或最大值与最小值之差小于1l/min时，本阶段试验即可结束，取最终值作为计算值。
94.（4）帷幕灌浆质量评定标准：混凝土与基岩接触段的合格率为100%，其它部位的合格率不低于90%。
95.设置辅助现浇砼盖板，可改善灌浆条件，提高灌浆效果，钻孔的孔位、孔深、孔斜度合格率达到99.5%以上，提高生产效率，能有效提高施工质量。
96.帷幕灌浆孔采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，采用双排孔灌浆，施工效率大幅提升，实际缩短工期12天，节省人工费成本36万元，直接经济效益显著。
97.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。