一种针对局部沉降的垃圾填埋场衬垫系统的制作方法

本发明涉及一种针对局部沉降的垃圾填埋场衬垫系统，属于垃圾填埋处理技术领域。

背景技术：

目前国内外处理城市生活垃圾主要采用卫生填埋的方式，其产生的垃圾渗滤液局部渗漏成为垃圾填埋场主要危险之一。衬垫系统是填埋场最重要的组成部分，包括在填埋场底部和侧部铺设的防渗衬垫，其主要目的是防止垃圾渗滤液污染周围的土壤和地下水、避免地下水侵入填埋场和阻止填埋气体向周围地区的横向迁移。因此，其合理设计与施工质量是关系到填埋场能否正常运行的关键。

如果“喀斯特”地貌地区基础没有处理好，或地下水收集管道处填压不密实，在垃圾重量和压实机械碾压作用下，衬垫系统下卧土体极有可能产生局部沉降。下卧土体局部沉降会引起衬垫系统产生较大的拉应变，导致衬垫系统受拉破坏或性能下降，影响到使用性能，严重时甚至导致渗滤液外流。

对于局部沉降造成的衬垫系统破坏问题，各方面的研究人员都在对其进行研究，但目前尚没有一个较好的解决方案。

本发明采用水泥基工程复合材料代替传统衬垫系统中的土工格栅，给衬垫系统提供强度。水泥基工程复合材料，或称工程胶结复合材料，简称ecc，是一种在拉伸和剪切荷载下呈现高延展性的纤维增强水泥基复合材料。由于短纤维的桥联应力的存在，其抗拉性能非常好。目前，ecc的得到的应用较少，仅仅在建筑3d打印、结构加固技术等中有所发挥。如何扩大ecc材料的应用面，也成为人们正在讨论的话题。

技术实现要素：

为了弥补前述现有技术的不足，本发明提出一种利用水泥基工程复合材料提高强度的衬垫系统设计。本发明改进了传统的衬垫系统，以水泥基工程复合材料取代传统的土工格栅，使得衬垫系统的抗拉强度提高，避免在局部沉降作用下衬垫系统受拉破坏；在衬垫系统已经受较大拉力时，水泥基工程复合材料仍有较大抗拉强度，有效限制土工膜上应力的进一步加大；因为水泥基工程复合材料在达到抗拉强度之前会产生较多裂缝的特点，在渗滤液最终接触到防渗土工膜之前，渗滤液会先渗透通过水泥基工程复合材料，接触到水泥基工程复合材料底部的电阻片，改变电阻值，从而以电流的变化向外界发出预警。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种针对局部沉降的填埋场衬垫系统，包括水泥基复合材料1、聚酯纺黏土工布2、hdpe防渗土工膜3以及与外界电路联通的电阻片4。其特征在于：所述的水泥基复合材料1、聚酯纺黏土工布2、hdpe防渗土工膜3自上而下依次排列。所述的水泥基复合材料1起到给整个衬垫系统增加抗拉强度、限制衬垫系统变形的作用，厚度为50mm~100mm；电阻片４位于水泥基复合材料1和聚酯纺黏土工布2之间，且电阻片４与外界电路联通；所述的电阻片4的作用是在沾染渗漏下来的渗滤液、电阻发生改变后，通过电流变化，对外界发出预警；因为沾染渗滤液后，电阻的改变幅度较大，所用电阻片精度不必很高，取用5%的电阻片即可。

本发明中，所述的聚酯纺黏土工布2和hdpe防渗土工膜3厚度分别为10mm~20mm。

本发明中，所述填埋场衬垫系统设置于衬垫系统的底部，或设置于多道导排系统5之间位置。

本发明中，所述的水泥基复合材料1采用预制板，直接将其在现场铺设于所述的聚酯纺黏土工布2之上。

本发明中，所述导排系统5上部铺设上覆垃圾6。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明相较传统的衬垫系统，其抗拉强度得到提高。当局部沉降发生时，拉力主要由水泥基工程复合材料承担，避免衬垫系统受拉破坏。当衬垫系统发生较大变形时，水泥基工程复合材料仍具有很大强度，减小土工膜中的应力增量。

2、本发明减小了衬垫系统在局部沉降时的变形，减小了土工膜中的应力，从而延长了衬垫系统的使用寿命。

3、本发明对ecc材料的合理运用，使得ecc材料可以更好地运用到生产生活中。

4、本发明将预警系统引入了衬垫系统，改变了传统的检测方式，可以在土工膜拉坏之前，提前发出预警，方便采取各种措施防止土工膜拉坏，提高了衬垫系统的安全性。

附图说明

图1为发明示意图；

图2为发明实施例图；

图中标号：1为水泥基工程复合材料，2为聚酯纺黏土工布，3为hdpe防渗土工膜，4为与外界电路联通的电阻片，5为导排系统，6为上覆垃圾，7为下卧土体。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

如图１和图2所示，本发明的一种针对局部沉降的垃圾填埋场衬垫系统实施例，其位于整体衬垫系统的底部，主要包括水泥基工程复合材料1、聚酯纺黏土工布2，hdpe防渗土工膜3，与外界电路联通的电阻片4。

在铺设该衬垫系统之前，应先保证下卧土体7压实，在原有土体上铺一层粘土并压实为宜。接着，在下卧土体7上依次铺设土工膜3、土工布2、水泥基复合材料1。在水泥基复合材料1上，再设置处理渗滤液的导排系统5，然后填埋上覆垃圾6。在铺设水泥基复合材料1的时候，预埋两片电阻片在其底部。

发生局部沉降时，衬垫系统随着下卧土体一起局部下降而受拉。此时，衬垫系统中的各部件受拉。下卧土体进一步沉降，因为水泥基复合材料的存在，局部沉降范围内的衬垫系统变形受到限制，土工膜中的应力不会进一步增大或增大速率较缓慢。当拉力增大到一定程度时，水泥基复合材料出现裂缝，同时受力特性改变不大。若垃圾渗滤液下渗，可以通过水泥基复合材料，接触到电阻片。此时电阻片的电流发生改变，通过电路联通到外界的电流表等检测仪器上，对外界发出警报。本发明起到了保护土工膜的作用。

上述仅本发明较佳可行的实施例，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种针对局部沉降的垃圾填埋场衬垫系统，自上而下包括水泥基工程复合材料、聚酯纺黏土工布、HDPE防渗土工膜，其中水泥基工程复合材料底部埋有若干与外界联通的电阻片，可以通过电流的改变对衬垫系统的抗拉性能提供预警。在水泥基工程复合材料以上可以根据实际情况设置一道或多道排水系统。本发明设计合理，施工方便，简单高效，可以很好地减轻局部沉降对衬垫系统的危害。

技术研发人员：鲁正;龚依捷;马乃寅
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2017.12.04
技术公布日：2018.05.08