止水帷幕施工在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)中的應(yīng)用

1、止水帷幕施工在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)中的應(yīng)用 摘要:阿蘇衛(wèi)垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)是北京市最大的一座填埋場(chǎng),其一期工程于1994年建成并投入使用,由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平及環(huán)境保護(hù)觀(guān)念較為落后,經(jīng)驗(yàn)不足,造成周邊環(huán)境的不斷污染,為此,我公司采取了一系列的環(huán)境保護(hù)措施進(jìn)行補(bǔ)救,阿蘇衛(wèi)一期改造中的其中一項(xiàng)是滲瀝液的側(cè)防滲處理,其處理工藝為止水帷幕施工工藝,該工藝技術(shù)簡(jiǎn)單,處理效果較好,處理成本較低。 關(guān)鍵詞:止水帷幕;施工工藝;高壓旋噴;塑性混凝土 1問(wèn)題的提出 某垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)位于北京市昌平區(qū),其一期工程于1994年建成并投產(chǎn)使用,由于原工程設(shè)計(jì)施工未涉及垃圾滲瀝液的深度處理問(wèn)題,一期設(shè)計(jì)僅在填埋南區(qū)底板4.8m處用少量

2、膨潤(rùn)土鋪蓋,或以天然土層防滲,在底層設(shè)置了滲瀝液收集管收集并排放下滲滲濾液,然后填埋垃圾。目前填埋一區(qū)已填埋垃圾約20m高,根據(jù)東南側(cè)觀(guān)測(cè)井的測(cè)量數(shù)據(jù)顯示正在使用的一期填埋區(qū)已出現(xiàn)污水滲漏污染。 根據(jù)2006年前檢測(cè)井水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果,一些污染指標(biāo)如高錳酸鹽、氨氮等不斷增加,已嚴(yán)重超標(biāo),總硬度、揮發(fā)酚、氟化物、總大腸菌群數(shù)四項(xiàng)指標(biāo)均超標(biāo)?？梢酝茢喑鎏盥駡?chǎng)可能出現(xiàn)側(cè)滲或側(cè)滲有將加劇趨勢(shì),為防止污水外滲,使該垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)一期填埋區(qū)基坑側(cè)滲得到解決,必須采取一種有效可行的治理方法。對(duì)此,筆者提出以下四種防滲方案并進(jìn)行了相應(yīng)的投資估算: 方案1:將一期填埋區(qū)垃圾全部清除干凈,底板、側(cè)面重新做防滲層,鋪設(shè)

3、2mm厚HDPE土工膜,并對(duì)滲瀝液處理系統(tǒng)重新進(jìn)行導(dǎo)排,估算現(xiàn)有垃圾約400萬(wàn)m3,清除并再次回填約60元/m3,只倒運(yùn)垃圾一項(xiàng)就為2.4億元,雖然處理效果很好,但費(fèi)用數(shù)額巨大。 方案2:填埋區(qū)四周先用成槽器開(kāi)溝,再用高密度聚乙烯土工膜做防滲處理。此方案缺點(diǎn)是下膜淺,不易達(dá)到處理深度,達(dá)不到處理效果,費(fèi)用在1800萬(wàn)元左右。 方案3:填埋區(qū)四周及底部全部作防滲處理。底部鋪防滲膜,四周做止水帷幕。此方案防滲效果十分穩(wěn)妥,但底部做防滲施工難度極大,很難實(shí)現(xiàn),費(fèi)用極高,估計(jì)也將超過(guò)2億元。 方案4:四周作止水帷幕,底層不做處理。通過(guò)詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察及底層地質(zhì)分析,兼顧工期及費(fèi)用,此方案技術(shù)可行、費(fèi)

4、用適當(dāng)、防滲方案穩(wěn)妥可靠,總投資費(fèi)用約1850萬(wàn)元左右。 可行性研究最后確定采用第4種方案,即側(cè)面做止水帷幕方案。 2方案的實(shí)施 2.1方案確定過(guò)程 為進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案,2007年1月我公司又聘請(qǐng)中冶地公司于2007年2月-3月進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)孔的施工。由于1992年的水文地質(zhì)勘察報(bào)告僅用于一期填埋區(qū)的設(shè)計(jì),間距較大,鉆探深度不夠,沒(méi)有連續(xù)的滲透系數(shù)10-7 CM/S的粘土層而且絕大部分孔位在填埋區(qū)內(nèi),不能為本次施工提供足夠的水文地質(zhì)資料。此次水文地質(zhì)勘察完成勘察孔150個(gè),總進(jìn)尺3946.45m。其中取土試樣鉆孔32個(gè),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔33個(gè),取土標(biāo)貫孔9個(gè),鑒別孔76個(gè)。 本次先導(dǎo)孔測(cè)定地下

5、水屬于孔隙潛水類(lèi)型,地下水由西北向東南方向徑流,從地質(zhì)剖面圖可以看出,在29.80m深度范圍內(nèi)揭露的地層均無(wú)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象,根據(jù)剖面圖及地層統(tǒng)計(jì)表綜合確定止水帷幕底板層為第8-2及第9層粘土層,其厚度滿(mǎn)足要求,滲透系數(shù)達(dá)10-8CM/S,從而更深一步完善和補(bǔ)充了92年的水文地質(zhì)資料,找到了連續(xù)的10-7 CM/S粘土層。為施工方案的確定提供了有力證據(jù)。 為了證明方案的可行性,先進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)防滲墻的試驗(yàn),以確定可靠的檢測(cè)方法及止水帷幕的實(shí)際效果,試驗(yàn)完結(jié)后經(jīng)建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、承包方及監(jiān)理采用開(kāi)挖檢查、探地雷達(dá)檢測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)和圖譜,墻體連續(xù)性好,滲透系數(shù)小于10-7CM/S,能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 防滲

6、墻施工采用射水造墻灌注塑性混凝土施工,局部有地下管線(xiàn)地段和塑性混凝土拐彎接頭部位采用單管高壓旋噴方法進(jìn)行。射水造墻塑性混凝土防滲墻施工應(yīng)用中,設(shè)計(jì)防滲墻滲透系數(shù)均達(dá)到了K= 10-7cm/s。 2.2塑性混凝土射水造墻防滲墻施工工藝(見(jiàn)圖1) 2.2.1防滲軸線(xiàn)布置安排:東、南、西三邊的防滲軸線(xiàn)沿各邊的雨水邊溝和馬路之間布置,北邊防滲軸線(xiàn)靠近二期填埋場(chǎng)布置,以利于二期填埋場(chǎng)防滲膜與防滲墻搭接,各邊防滲墻相連形成一個(gè)封閉的止水帷幕防滲體。 2.2.2鉆機(jī)對(duì)位:對(duì)位誤差在1cm以?xún)?nèi),先施工序槽,48小時(shí)后再施工序槽,施工序槽時(shí)在成槽器兩側(cè)安裝鋼絲刷,鋼絲刷長(zhǎng)度5cm,并打開(kāi)側(cè)噴嘴沖刷已施工的序槽防

7、滲墻兩側(cè)。為了防止序槽與序槽的搭接滿(mǎn)足不了設(shè)計(jì)要求,筆者與監(jiān)理、施工單位多次探討,決定采用將成槽器搭接部位加厚的辦法進(jìn)行施工,效果較好。 2.2.3射水沖擊成槽:開(kāi)啟正循環(huán)泵、提升成槽器沖擊成槽,平穩(wěn)沖擊開(kāi)孔。 2.2.4清孔:開(kāi)啟反循環(huán)泵,抽出孔底沉渣。 2.2.5槽孔垂直度檢測(cè):清孔完畢灌注混凝土前對(duì)槽孔孔斜進(jìn)行檢測(cè),不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的槽孔進(jìn)行重新修孔。此項(xiàng)檢測(cè)是施工過(guò)程中的重要控制點(diǎn),關(guān)系到防滲效果的優(yōu)劣。經(jīng)與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位多次商討,決定采用如下方法進(jìn)行檢測(cè):槽孔垂直度檢測(cè)前,將鉆機(jī)調(diào)至水平,選擇鉆機(jī)上兩點(diǎn)作為參考點(diǎn),深度每隔5m測(cè)量一次鋼絲繩前后、左右至參考點(diǎn)的距離,然后計(jì)

8、算槽孔垂直度是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 孔斜率B/(H-h)=A(L-H)/L(H-h)0.6% 2.2.6塑性混凝土灌注 塑性混凝土配比:(見(jiàn)表1) 塑性混凝土拌和和灌注所用設(shè)備均設(shè)置在軌道上,為保證混凝土攪拌均勻,攪拌時(shí)間不小于2分鐘,灌注過(guò)程中必須保證連續(xù)進(jìn)行,若因故中斷不超過(guò)40分鐘。開(kāi)始澆注混凝土前,先在導(dǎo)管內(nèi)注入適量的水泥砂漿,并準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的混凝土。以便導(dǎo)管底口的隔離球被擠出后,能將導(dǎo)管底端埋入混凝土內(nèi)。澆注開(kāi)始時(shí),導(dǎo)管底口現(xiàn)孔底距離不大于25cm,并不大于1.5倍隔離球直徑。當(dāng)孔底高差大于25cm時(shí),導(dǎo)管中心放在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最底處。灌注前,導(dǎo)管口均下入可浮出水面的隔離球?；炷?/p>

9、連續(xù)灌注,槽孔內(nèi)混凝土上升不小于2M/H,并連續(xù)上升至施工地面。導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度保持在2-6m之間,以免泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。槽孔內(nèi)混凝土面應(yīng)均勻上升,每30分鐘測(cè)量一次混凝土面,每2小時(shí)測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面,在開(kāi)澆和結(jié)尾時(shí)適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。灌注混凝土?xí)r,孔口設(shè)置蓋板,防止混凝土散落槽孔內(nèi),槽孔底部高低不平時(shí),從低處灌注。混凝土灌注時(shí),在槽口入口處隨機(jī)取樣,檢驗(yàn)混凝土的物理力學(xué)性能指標(biāo)和滲透系數(shù)。 3施工過(guò)程中質(zhì)量控制 3.1對(duì)位控制:對(duì)位誤差控制在1cm以?xún)?nèi),施工前將鉆機(jī)調(diào)至水平,且鉆機(jī)塔架與水平面垂直;序槽孔的施工時(shí),鋼絲刷安裝必須合格。 3.2孔斜控制:對(duì)孔深不超過(guò)20m的槽孔,施工時(shí)

10、孔斜率按0.4%控制,當(dāng)序槽與相鄰槽段墻體搭接能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求不小于18cm,孔斜率不大于0.6%時(shí)仍為合格;孔深超過(guò)20m的槽孔,根據(jù)機(jī)械現(xiàn)狀,序孔孔斜率不大于0.8%,序孔必須保證與相鄰槽段搭接不小于18cm。 3.3清孔控制:清孔后泥漿比重不大于1.25g/cm3,孔底沉渣不大于10cm,孔深不小于設(shè)計(jì)深度,含砂率不大于10%,泥漿粘度小于30S。 3.4塑性混凝土澆注控制:嚴(yán)格按配合比攪拌混凝土,攪拌時(shí)間不小于2分鐘,控制塌落度為18-24cm,擴(kuò)散度為34-40cm,導(dǎo)管在澆注過(guò)程中出現(xiàn)漏水情況時(shí),用鉆機(jī)清孔至設(shè)計(jì)深度后,重新澆注。 3.5序槽成槽過(guò)程中對(duì)序防滲墻側(cè)壁的刷洗控制:清孔完畢后,保證鋼絲刷上不帶泥,鋼絲刷損壞時(shí)重新安裝后再次對(duì)槽壁進(jìn)行沖刷。 3.6防滲軸線(xiàn)拐彎位置的搭接控制:拐彎部位的槽孔施工前提出合理的施工方案,采取加長(zhǎng)成槽器的方法,保證后施工的槽段與先施工的槽段搭接可靠。并在拐彎部位內(nèi)側(cè)采用高噴補(bǔ)強(qiáng)處理。 3.7本次施工為保證防滲墻有效搭接,每個(gè)成槽器端部?jī)?nèi)外兩側(cè)均已加厚至35cm,保證了相鄰槽段搭接滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。 3.8本次施工在成槽過(guò)程中進(jìn)行全過(guò)程的孔斜控制,當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔斜超標(biāo)時(shí),立即采取有效措施邊成槽邊修孔,這樣既保證了施工質(zhì)量又提高了施工效率。 4結(jié)果與討論 2007年10月23日完成止水帷幕工程施工。止水帷幕工程完成工程