用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置与方法与流程

本发明涉及环保工程技术领域，具体涉及一种用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置与方法。

背景技术：

在环保领域，随着我国工业进程的迅速发展，工业废渣堆放、生活垃圾场渗滤液、机油化工污染扩散，导致地下水体、土壤受到重金属及渗滤液等污染物的污染状况日益严重。目前，存在的污染状况已经威胁到人类生活健康，因此污染源的控制显得尤为重要，hdpe膜垂向防渗技术以其占地面积小，见效快，耐腐蚀的优点逐渐被应用到污染源的控制与治理当中。

hdpe膜垂向防渗技术是通过垂向成槽，然后将hdpe膜垂向安装到槽体内部，对地下污染水体的流动产生阻隔作用，阻止污染地下水的扩散，从而起到对污染源的封闭控制。在hdpe垂向防渗技术中，hdpe膜安装完毕，需回填密封材料，确保密封材料回填到底且连续，避免出现底部污染绕渗现象。

但是现有技术中，垂向柔性防渗实施过程中密封材料回填装置设备不够自动化，过程不连续且在泥浆环境中回填不均匀，底部结合性不严密，灌注机构的地形适应性差，操作不便，影响灌注回填的效率和效果，造成柔性垂向防渗墙整体效果不佳的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对上述填充不均匀、设备自动化不便利等问题，本发明提供一种用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置与方法，目的是提高密封剂灌注机的地形适应性与工作连续性，使其操作更便利，灌注效率更高、效果更好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其特征在于，包括：

承载装置，具有数个能够伸缩或者折叠的支腿；

移动装置，使承载装置能够在地面上行走；

动力装置，固定在承载装置上，向所述移动装置提供动力；

水仓，固定在承载装置上，供盛放水液；

料罐，固定在承载装置上，供盛放固体密封剂；

搅拌器，固定在承载装置上，其与所述动力装置进行动力连接，并连接在所述水仓以及料罐的下游，用于对依比例供应的固定密封剂与水进行充分搅拌，形成密封剂浆料；

灌注机构，连接于搅拌器的出料口，用于将密封剂浆料灌注至槽底。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其中：所述灌注机构包括连接于搅拌器的出料口下游的输送泵，输送泵由所述动力装置提供动力，其输出端连接主输料管以及由主输料管分支相连的分输料管，各分输料管的末端再与沿水平方向布置的横向输料管相连通，所述横向输料管的周面上分布有多个输送孔。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其中：所述横向输料管上还固定有横向尺寸以及垂向尺寸均大于横向输料管的底部夹板。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其中：各分输料管的两端分别通过螺丝扣与所述主输料管以及横向输料管相接。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其中：各分输料管采用多节螺纹管结构。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其中：所述主输料管采用多节螺纹管结构。

一种用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注方法，使用前述用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，其特征在于，包括如下步骤：

(1)成槽：采用三管旋喷成桩工艺，设置钢筋混凝土结构的双侧导墙，然后采用液压抓斗挖出上层土层、砂层和砾石层，最后采用双轮铣槽机处理下层岩层，形成35-40m的膜下放空间，即槽；

(2)下膜：利用自动下膜装置将柔性防渗膜垂向下放至目标深度；

(3)底部密封材料回填；

(4)移动：通过移动装置将承载装置沿着槽顶导墙平稳移动至下一工作位置，从而实现灌注过程连续，保证灌注材料的均匀与连续性；

(5)检测。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注方法，其中，所述灌注机构包括连接于搅拌器的出料口下游的输送泵，输送泵由所述动力装置提供动力，其输出端连接主输料管以及由主输料管分支相连的分输料管，各分输料管的末端再与沿水平方向布置的横向输料管相连通，所述横向输料管的周面上分布有多个输送孔；步骤(3)又包括：

①连接装置：将分输料管一端与横向输料管通过螺丝扣连接，各分输料管的另一端与主输料管相连通，凭借主输料管将横向输料管沿垂向下放至距离槽底300-500mm位置；

②密封材料准备：将固体密封剂与水按一定比例混合，在搅拌装置中充分混合后，使得到的密封剂浆料的坍落度在120-180mm，比重1.6-1.7g/cm³，泥浆护壁选用膨润土泥浆，密度为1.0-1.05g/cm³；

③密封剂灌注：将密封剂浆料通过主输料管、分输料管送入横向输料管，再通过横向输料管的输送孔将密封剂浆料均匀铺在槽底部，直至横向输料管埋入密封剂浆料中1-2m；

④灌注完成后，将横向输料管垂向提升至密封剂浆料的上方。

所述的用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注方法，其中，所述密封剂浆料由以下重量份数的原料组成：

阳离子聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素1份，

膨润土99份，

粘土475份，

水300份。

综上所述，本发明提出了一种可移动式密封剂灌注机构及施工方法，提高了密封剂灌注机的地形适应性，可在起伏较大的地形条件下平稳移动，从而实现了沿着槽体顶部导墙进行连续移动，主输料管、分输料管采用多节螺纹管结构，可自由伸缩长度，从而适应不同长度的横向输料管，也便于下放横向输料管，大大提高了灌注回填过程的效率和效果。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是灌注机构的终端结构示意图。

附图标记说明：1-移动装置，2-承载装置，3-动力装置，4-水仓，5-料罐，6-搅拌器，7-灌注机构，8-底部夹板，9-柔性防渗膜，10-膜支撑装置，11-主输料管，12-分输料管，13-横向输料管，14-输送孔；15-输送泵。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种用于柔性垂向防渗墙的可移动式密封剂灌注装置，包括：

承载装置2，具有数个能够伸缩的支腿(例如千斤顶)或者能够折叠的支腿，使其既能够稳固支撑在不平整的地面，也能够收起以便于移动；

移动装置1，例如车轮，使承载装置2能够在地面上行走；

动力装置3，以内燃机为佳，固定在承载装置2上，向所述移动装置1提供动力；

水仓4，固定在承载装置2上，供盛放水液；

料罐5，固定在承载装置2上，供盛放固体密封剂；

搅拌器6，固定在承载装置2上，其与所述动力装置3进行动力连接，并连接在所述水仓4以及料罐5的下游，用于对依比例供应的固定密封剂与水进行充分搅拌，形成密封剂浆料；

灌注机构7，连接于搅拌器6的出料口，用于将密封剂浆料灌注至槽底；

如图1、图2所示，所述灌注机构7包括连接于搅拌器6的出料口下游的输送泵15，输送泵15由所述动力装置3提供动力，其输出端连接主输料管11以及由主输料管11分支相连的分输料管12，各分输料管12的末端再与沿水平方向布置的横向输料管13相连通，所述横向输料管13的周面上分布有多个输送孔14；

为了避免横向输料管13在垂向移动时发生碰撞损坏，所述横向输料管13上还固定有横向尺寸以及垂向尺寸均大于横向输料管13的底部夹板8(优选采用角钢)；

另外，各分输料管12的两端分别通过螺丝扣与所述主输料管11以及横向输料管13相接；此外，各分输料管12可采用多节螺纹管结构(每一节2-3m长)，即通过采用不同节数的螺纹管，可使各分输料管12的长度发生变化，以适应不同长度的横向输料管13；另外，所述主输料管11也可采用多节螺纹管结构(每一节2-3m长)，以随着横向输料管13的下放不断接长。

本发明的施工方法如下：

(1)成槽：柔性垂向防渗墙支护方案采取“高压旋喷桩+泥浆护壁”形式，即，采用三管旋喷成桩工艺，设置钢筋混凝土结构的双侧导墙，然后采用液压抓斗挖出上层土层、砂层和砾石层，最后采用双轮铣槽机处理下层岩层，形成35-40m的膜下放空间(槽)；

(2)下膜：利用自动下膜装置将柔性防渗膜9(hdpe膜)垂向下放至目标深度(之后也可以用膜支撑装置10将柔性防渗膜9的上端固定)；

(3)底部密封材料回填：

①连接装置：首先利用底部夹板8将横向输料管13固定，横向输料管13一般选7.5m长度规格，将分输料管12一端与横向输料管13通过螺丝扣连接，各分输料管12采用多节螺纹管结构调整长度后与主输料管11相连通，凭借主输料管11将横向输料管13沿垂向下放至距离槽底300-500mm位置；

②密封材料准备：将固体密封剂与水按一定比例混合，在搅拌装置中充分混合后(持续50-70min)，使得到的密封剂浆料的坍落度在120-180mm，比重1.6-1.7g/cm³，泥浆护壁选用膨润土泥浆，密度为1.0-1.05g/cm³。

③密封剂灌注：通过输送泵15的动力将密封剂浆料通过主输料管11、分输料管12送入横向输料管13，再通过横向输料管13的输送孔14将密封剂浆料均匀铺在槽底部，直至横向输料管13埋入密封剂浆料中1-2m，回填过程中，若泥浆流入下一幅段，可做循环使用；

④灌注完成后，将横向输料管13垂向提升至密封剂浆料的上方；

(4)移动：通过移动装置1将承载装置2沿着槽顶导墙平稳移动至下一工作位置，从而实现灌注过程连续，保证灌注材料的均匀与连续性；

(5)检测：密封剂浆料回填完成后(密封剂浆料的回填设计厚度为5-7m)，通过重锤测绳检测方法验证实际厚度为4-8m，根据自由沉降原理符合设计要求。

优选地，回填的密封剂浆料由以下重量份数的原料组成：

阳离子聚丙烯酰胺和羟丙基甲基纤维素1份，

膨润土99份，

粘土475份，

水300份。

综上所述，本发明提出了一种可移动式密封剂灌注机构7及施工方法，提高了密封剂灌注机的地形适应性，可在起伏较大的地形条件下平稳移动，从而实现了沿着槽体顶部导墙进行连续移动，主输料管11、分输料管12采用多节螺纹管结构，可自由伸缩长度，从而适应不同长度的横向输料管13，也便于下放横向输料管13，大大提高了灌注回填过程的效率和效果。