专利名称：无裂缝防渗膨润粘土衬垫施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种用于现代卫生填埋场膨胀土衬垫设计，现代卫生填埋场工程设计中衬垫的质量是整个工程的关键技术之一，它关系现代卫生填埋场的安全运营和经济效益。利用这一技术可更好地保护和防止由于衬砌渗漏导致填埋场的淋洗液污染地下水。
背景技术：
现代卫生填埋场是最终处置城市固体废物的一种方法，填埋场必须能防止地下水污染，填埋场所有系统中最关键的部位是衬垫系统，位于填埋场底部和四周侧面，是一种水力隔离措施，用来将固体废弃物和周围环境隔开一避免废弃物污染周围的土地和地下水。衬垫系统的作用是防止填埋场有害的淋洗液下渗污染地下水及其附近的土壤，国内填埋场的衬垫大多采用压实粘土衬垫系统，由于压实的膨润土层具有较好的防渗和较高的强度等特点，而倍受青睐。
压实粘土被广泛用作填埋场和废弃堆积物的衬垫，也可用来覆盖新的废物处理单元和封闭老的废弃物处理点。在美国，几乎所有压实粘土衬垫和覆盖均被设计成其透水性小于或等于某一指定值。例如对于包容有危险品(有毒)垃圾、工业垃圾和城市固体废弃物的粘土衬垫或覆盖，其透水率通常应小于或等于]×10-7cm/s。
粘土的物理性质与其含水状况关系很大，作为主要的填埋场衬垫，必须满足一定的压实标准以保护地下水不被淋洗液污染。同时还必须处理好粘土层本身和易性、胀缩性、土团粒结构、干裂等问题。
发明内容
技术问题本发明的目的是提出无裂缝防渗膨润粘土衬垫施工工艺，该工艺通过调整膨涧粘土的颗粒级配及和易性，改善粘土的胀缩性和土团粒结构，再进行分层压实，降低渗透系数，同时改变级配的膨润粘土压实层不再出现干裂缝，性能稳定，强度高，这样的衬垫对深部原状土壤和地下水起到隔离保护作用。该技术可用于现代卫生填埋场工程的设计、施工中去。
技术方案现代卫生填埋场的粘土防渗衬垫的施工，通常均在最佳含水量或稍湿的情况下填筑压实，这样可以使压实的粘土的透水性达到最低，由于施工过程中水分易被蒸发，使得压实的粘土层出现干裂缝，在压实的粘土层内部形成透水通道，而使衬垫防渗功能大大降低。另外由于粘土本身的细颗粒较多等因素形成一定团粒结构，这样的团粒结构也会影响粘土层的压实性状和防渗效果。膨润土主要由膨胀性的粘土矿物组成，具有胀缩性(吸水膨胀脱水干裂)，而这种遇水膨胀对局部的裂缝起愈合作用。鉴于这些性状，研究发明一种无裂缝防渗膨润粘土衬垫，发明采用无毒无害粉煤灰、少量粉砂与适量的膨润土到粘土中，调整粘土的颗粒级配、土团粒结构，同时又达到物理改性的目的，在充分搅拌均匀后进行振动压实，这种物理改性后的膨润粘土压密层结构稳定，渗透系数很小，而且防止出现干裂的现象，达到防渗的目的和要求。
具体的操作如下a、测定原粘土层的颗粒级配曲线和胀缩特性；b、将原粘土压碎，并掺入占总重量5～10％的膨润土，再分别配制几种占总重量比例为10％～40％的粉煤灰和占总重量比例为1％～2％细砂，并充分搅拌均匀成混合土，再测定颗粒级配曲线，c、按照步骤b中在原粘土中掺加粉煤灰、少量细砂、膨润土的各种比例的混合土进行击实试验，得到不同的击实曲线，并得到相应的最佳含水量和最大干密度；d、按照颗粒级配曲线对应的粉煤灰掺合比和适量细砂，并按对应的最佳含水量和最大干密度进行制样，测定试样的胀缩性和渗透系数，从而找到满足相关工程需要的粉煤灰和少量细砂掺合比；e、按照试验得到的最佳粉煤灰和少量细砂掺合比，与粘土和膨润土充分搅拌均匀，配置最佳含水量稍湿状态下进行分层填筑与振动压实，每层填筑的厚度不超过30cm，形成压密层，这样分层填筑时应消除层与层之间的界面或缝隙，这可用全灌入足碾压机进行碾压施工。
有益效果基于这一施工工艺，施工简单方便，有保证衬垫结构工程的安全使用，具有明显的经济效益和社会效益。该工艺通过调整膨润粘土的颗粒级配及和易性，改善粘土的胀缩性和土团粒结构，再进行分层压实，降低渗透系数，同时改变级配的膨润粘土压实层不再出现干裂缝，性能稳定，强度高，这样的衬垫对深部原状土壤和地下水起到隔离保护作用。该技术可用于现代卫生填埋场工程的设计、施工中去。
图1是垃圾填埋场示意图。其中有填埋物1、无裂缝防渗膨润粘土衬垫2、淋洗液收集系统3、积水坑4、原土层5。
具体实施例方式
本发明的建立方法如下a、测定原粘土层的颗粒级配曲线和胀缩特性；b、将原粘土压碎，并掺入占总重量5～10％的膨润土，再分别配制几种占总重量比例为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％的粉煤灰和占总重量比例为1～2％细砂，并充分搅拌均匀成混合土，再测定颗粒级配曲线；c、按照步骤b中在原粘土中掺加①粉煤灰15％、细砂1％、膨润土8％，②粉煤灰20％、细砂1％、膨润土8％，③粉煤灰30％、细砂1％、膨涧土8％，④粉煤灰10％、细砂2％、膨润土10％，⑤粉煤灰15％、细砂2％、膨润土10％，各种比例的混合土进行击实试验，得到不同的击实曲线，并得到相应的最佳含水量和最大干密度；d、按照颗粒级配曲线对应的粉煤灰掺合比和适量细砂，并按对应的最佳含水量和最大干密度进行制样，测定试样的胀缩性和渗透系数，从而找到满足相关工程需要的粉煤灰和少量细砂掺合比；e、按照试验得到的最佳粉煤灰和少量细砂掺合比，与粘土和膨润土充分搅拌均匀，配置最佳含水量稍湿状态下进行分层填筑与振动压实，每层填筑的厚度不超过30cm，形成压密层，这样分层填筑时应消除层与层之间的界面或缝隙，这可用全灌入足碾压机进行碾压施工。
权利要求
1.一种无裂缝防渗膨润粘土衬垫施工工艺，其特征在于该工艺步骤为a、测定原粘土层的颗粒级配曲线和胀缩特性；b、将原粘土压碎，并掺入占总重量5～10％的膨润土，再分别配制几种占总重量不同比例为10％～40％的粉煤灰和占总重量比例为1％～2％细砂，并充分搅拌均匀成混合土，再测定颗粒级配曲线，c、按照步骤b中在原粘土中掺加粉煤灰、少量细砂、膨润土的各种比例的混合土进行击实试验，得到不同的击实曲线，并得到相应的最佳含水量和最大干密度；d、按照颗粒级配曲线对应的粉煤灰掺合比和细砂，并按对应的最佳含水量和最大干密度进行制样，测定试样的胀缩性和渗透系数，从而找到满足相关工程需要的粉煤灰和细砂掺合比；e、按照试验得到的最佳粉煤灰和细砂掺合比，与粘土和膨润土充分搅拌均匀，配置最佳含水量稍湿状态下进行分层填筑与振动压实，每层填筑的厚度不超过30cm，形成压密层，这样分层填筑时要消除层与层之间的界面或缝隙，用全灌入足碾压机进行碾压施工。
全文摘要
无裂缝防渗膨润粘土衬垫施工工艺是一种用于现代卫生填埋场膨胀土衬垫设计，现代卫生填埋场工程设计中衬垫的质量是整个工程的关键技术之一，它关系现代卫生填埋场的安全运营和经济效益。利用这一技术可更好地保护和防止由于衬砌渗漏导致填埋场的淋洗液污染地下水。该工艺步骤为a、测定原粘土层的颗粒级配曲线和胀缩特性；b、将原粘土压碎，并掺入膨润土、粉煤灰、细砂，再测定颗粒级配曲线，c、进行击实试验，得到不同的击实曲线，并得到相应的最佳含水量和最大干密度；d、进行制样，并测定试样的胀缩性和渗透系数；e、配置最佳含水量稍湿状态下进行分层填筑与振动压实，每层填筑的厚度不超过30cm，形成压密层。
文档编号E02D17/00GK1974956SQ20061009834
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者缪林昌, 马在宏 申请人:东南大学