一种垃圾填埋场地下水控制系统中止水帷幕的确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地下水控制领域，具体涉及一种垃圾填埋场地下水控制系统中止水帷 幕的确定方法。
【背景技术】
[0002] 作为填埋场工程的核心一一填埋区，其设计的优劣直接影响到垃圾填埋项目的建 设标准和使用年限。为取得较大的填埋库容，宜进行"深挖高填"。对于处于黄河冲积平原 的场地，地下水位较高，同时地质土质条件较差，若地下水水位控制不力，将对开挖深度、边 坡稳定、土方平衡设计造成较大影响。同时对于填埋区面积较大的部分区域，需要较长时 间控制，若有地下水侵入，会妨害防渗结构安全和防渗材料的性能，达不到卫生填埋设计要 求，存在较大隐患。所以地下水的控制及设计是垃圾填埋场建设成败的难点和重点。
[0003] 此外，高压注浆作为止水帷幕的技术在深基坑、地铁、提防等工程中应用较广。鉴 于该类工程的特点，高压注浆这一技术措施往往仅作为施工期间的一种临时性措施，而没 有作为永久性技术措施予以考虑。
[0004] 垃圾填埋场往往需要进行地下水的控制。对于地下水的控制方法，常规的是选用 旋喷的形式。其存在以下缺点：
[0005] 1.传统的高压注浆止水帷幕采用旋喷和摆喷，是针对上部建筑物对场地有附加荷 载的情况下，所采用的地下水控制形式；垃圾填埋场上部没有附加荷载，采用传统的止水帷 幕结构形式的截面很厚，造成了一定程度的浪费。
[0006] 2.传统的垃圾填埋场的地下水控制系统设计中，只将止水帷幕作为临时性措施进 行分析，不能确保垃圾填埋场长期运行的安全性。
【发明内容】
[0007] 为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供一种垃圾填埋场地下水控制系统中 止水帷幕的确定方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种垃圾填埋场地下水控制系统中止水帷幕的确定方法，包括以下步骤：
[0010] 步骤1:确定围堤结构形式和坝体断面；
[0011] 步骤2 :采用高压喷射注浆法作为止水帷幕，确定止水帷幕的结构形式；
[0012] 步骤3 :确定止水帷幕的相关参数，拟定止水帷幕的尺寸；
[0013] 步骤4 :根据所述止水帷幕的相关参数，及拟定的尺寸，采用数值模拟进行长期地 下水分析。
[0014] 围堤是平原型填埋场中最重要的建筑构物，其投资在全部投资中占有相当的比 例，选择合理的围堤形式对降低工程造价意义重大。
[0015] 采用高压喷射注浆作为止水帷幕，合理选用止水帷幕的结构形式，可以减少止水 帷幕的截面，在满足工程稳定性和安全性要求的同时，大大降低工程造价。
[0016] 确定止水帷幕的相关参数，可以作为施工依据，指导施工。
[0017] 针对设计的止水帷幕进行长期地下水分析，为将止水帷幕作为永久性技术措施提 供理论依据和技术支持。
[0018] 其中，步骤1中，所述围堤采用碾压土石围堤。
[0019] 碾压式土石围堤的优点为施工简单，对地质条件要求较低，施工费用低，可大大降 低工程造价。
[0020] 步骤2中，所述止水帷幕采用单排定向摆喷结构形式。
[0021] 传统帷幕注浆均采用旋喷结构。本方法结合工程特点，将定向摆喷结构形式应用 到止水帷幕中来，可减少水泥用量，有效降低工程造价。
[0022] 步骤3中，所述相关参数包括止水帷幕的渗透系数，所述尺寸包括止水帷幕的深 度、布孔的数量、布孔有效深度、和孔距。
[0023] 确定止水帷幕的渗透系数，在地下水文条件一定的情况下，为确定止水帷幕的尺 寸提供计算依据。
[0024] 步骤3中，根据下述公式确定止水帷幕的最小深度L:
[0026] 其中，h为止水帷幕两侧水头差，t为止水帷幕超出填埋区设计地下水位的长度， Y'为土的浮重度，Yw为水的容重，Fs为安全系数。
[0027] 利用上述公式，可以得到止水帷幕满足安全要求的最小深度，为满足技术指标前 提下，最经济的施工方案。
[0028] 步骤4中，利用数值模拟，得出所述填埋场基坑的渗流量与地下水位之间的长期 变化规律。
[0029] 设计时取用的简化计算方法的计算结果及其效果，与有限元计算结果进行比对， 进行修正后，可取得更为准确的数据，提高地下水控制系统的合理性和可靠性。
[0030] 本发明的有益效果为：
[0031] 围堤是平原型填埋场中最重要的建筑构物，其投资在全部投资中占有相当的比 例，选择合理的围堤形式对降低工程造价意义重大。
[0032] 采用高压喷射注浆作为止水帷幕，合理选用止水帷幕的结构形式，可以减少止水 帷幕的截面，在满足工程稳定性和安全性要求的同时，大大降低工程造价。
[0033] 确定止水帷幕的相关参数，可以作为施工依据，指导施工。
[0034] 针对设计的止水帷幕进行长期地下水分析，为将止水帷幕作为永久性技术措施提 供理论依据和技术支持。
【附图说明】
[0035] 图1 ;止水帷幕施工平面图；
[0036] 图2 :止水帷幕施工断面图。
[0037]其中，1.围堤，2.止水帷幕，3.高压注浆影响线。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0039] 某填埋场占地414. 75亩（合27. 65万m3)，设计库容507. 08万立方米，本地区处 于黄河冲积平原，地下水位较高，丰水期的地下水埋深约为〇. 5m，同时地质土质条件较差， 若地下水水位控制不力，将对开挖深度、边坡稳定、土方平衡设计造成教大影响。同时鉴于 该填埋区面积较大，部分区域需要较长时间空置，若有地下水侵入，会妨害防渗结构安全和 防渗材料的性能，达不到卫生填埋设计要求，存在较大隐患。所以地下水的控制及设计是本 工程建设成败的难点和重点。
[0040] -种垃圾填埋场地下水控制系统中止水帷幕的确定方法，包括以下步骤：
[0041] 步骤1 :确定坝型为围堤结构形式。
[0042] 围堤1是平原型填埋场中最重要的建构筑物，其投资在全部投资中占有相当的比 例，选择合理的围堤型式对降低工程造价意义重大。
[0043] 通过经济技术比较，设计确定围堤1采用碾压土石围堤。碾压式土石围堤的优点 为施工简单，对地质条件要求较低，虽然坝体较大，但施工费用低，可大大降低工程造价。
[0044] 为了选择合理的断面形式，采用多种计算方法对不同的荷载组合进行了分析比 较。根据工艺要求，确定环场围堤1顶宽l〇m，一期和二期分隔堤顶宽为8m。根据地质勘察 资料，场地清除第①层耕土后，第②层粉土层为持力层，内外边坡均采用1 :2。与垃圾堆体 接触的边坡采用水平防渗结构，外侧临空边坡结合场区排水沟，采用拱形草皮护坡。
[0045] 结合填埋场库区清基平整，本工程开挖出的主要是第②层粉土、第③层粘土和第 ④层粉土，均可作为筑堤材料，所以堤坝结构均采用碾压式土均质土堤。
[0046] 步骤2 :进行止水帷幕2的相关设计，确定止水帷幕2的结构形式。
[0047] 根据本场地平面特点，经综合比选，采用高压喷射注浆法。该方法是利用钻机把带 有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲栗，将水泥浆液通过钻杆下端 的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内土体 遭受破坏，与此