特殊场地高标准垂直防渗处理方法

技术领域

本发明涉及垂直防渗技术领域，具体地指一种特殊场地高标准垂直防渗处理方法。

背景技术

第II类固体废物贮存场、填埋场、II类尾矿库、铜矿山酸性水库等特殊场地必须进行防渗处理，行业规范要求：第一，渗透系数需要≤10

上述场地的防渗处理，通常采用土工膜水平防渗措施，但对于建成已久，不具备腾空条件或腾空费用昂贵的场地，则需要采用垂直防渗措施。常见的垂直防渗技术包括：防渗墙、高压喷射灌浆、水泥灌浆、化学灌浆等。其中，防渗墙中的混凝土防渗墙的防渗性能可达1×10

但是混凝土防渗墙存在如下缺点：第一，混凝土防渗墙仅适用于坝体、覆盖层以及强风化基岩防渗，无法处理强风化基岩以下的基岩；第二，混凝土防渗墙接头部位难以有效衔接，容易形成薄弱部位，无法达到渗透系数≤10

高压喷射灌浆存在如下缺点：高压喷射灌浆的渗透系数一般在10

水泥灌浆存在如下缺点：纯水泥灌浆渗透系数达不到渗透系数要求。

化学灌浆存在如下缺点：第一，若全部采用化学灌浆，其浆液材料成本高，整体工程造价高；第二，化学灌浆不能直接处理覆盖层。

针对现有技术的不足之处，本发明提出一种特殊场地高标准垂直防渗处理方法，采用防渗墙加复合灌浆形式，解决覆盖层和基岩不能同时满足环保防渗要求的情形，实现渗透系数达到≤10

为达到上述目的，本发明所设计的一种特殊场地高标准垂直防渗处理方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

步骤1，在防渗轴线位置处布设混凝土防渗墙，所述混凝土防渗墙依次穿过覆盖层、强风化基岩层，并嵌入强风化基岩层底端；沿混凝土防渗墙宽度方向，从渗流上游至渗流下游预埋三排间隔布置的灌浆管，所述灌浆管由混凝土防渗墙顶端延伸至混凝土防渗墙底端；

步骤2，对混凝土防渗墙墙体进行混凝土浇筑，通过灌浆管对混凝土防渗墙墙下部分进行帷幕灌浆，沿混凝土防渗墙宽度方向，在混凝土防渗墙墙下部分分别设置与每排灌浆管对应布置的第一排灌浆孔、第二排灌浆孔、第三排灌浆孔；其中，第一排灌浆孔为水泥-化学复合灌浆，由混凝土防渗墙底端延伸至渗透系数10

渗透系数10

渗透系数10

进一步地，步骤2中，所述第一排灌浆孔包括间隔布置的第一排I序孔和第一排II序孔；所述第二排灌浆孔包括间隔布置的第二排I序孔和第二排II序孔；所述第三排灌浆孔包括间隔布置的第三排I序孔和第三排II序孔；

渗透系数10

渗透系数10

更进一步地，步骤2中，水泥灌浆中的水泥浆液依次采用的水灰比为3：1、2：1、1：1、0.5：1。

更进一步地，所述帷幕灌浆底线为渗透系数10

进一步地，步骤1中，在混凝土防渗墙墙体两端且距离接头部位40～50cm处，预埋竖直布置的花管，接头混凝土浇筑完成后，对花管进行化学灌浆。

更进一步地，化学灌浆中的化学灌浆材料为AB硅溶胶。

更进一步地，所述混凝土防渗墙厚度为1.2m；所述花管为PVC管，直径为11cm；所述灌浆管为钢管，直径为11cm。

更进一步地，所述第一排灌浆孔、第二排灌浆孔和第三排灌浆孔之间的排距为0.5m，每排相邻灌浆孔的孔距为1.2m。

更进一步地，所述混凝土防渗墙主要材料包括水泥、膨润土、细骨料、粗骨料，所述水泥采用耐腐蚀性水泥；水泥灌浆中的所述水泥采用耐腐蚀性水泥；所述AB硅溶胶采用耐腐蚀性硅溶胶。

进一步地，步骤1中，所述防渗轴线(1)为直线、折线、环形密封线中的一种或多种。

本发明的优点在于：

1、本发明采用防渗墙和帷幕灌浆的形式，同时处理覆盖层和基岩，通过防渗墙内预埋的灌浆管解决防渗墙与帷幕灌浆的衔接问题；同时将水泥灌浆底线设定为10

2、本发明在混凝土防渗墙墙体两端且距离接头部位40～50cm处，预埋竖直布置的花管，在接头混凝土浇筑完成后，利用预埋花管进行化学灌浆，解决防渗墙接头部位不能满足高标准防渗要求的问题，确保防渗体的整体性和可靠性；

3、本发明将防渗墙混凝土、以及水泥浆中的水泥均采用耐腐蚀性水泥，化学灌浆材料选用耐腐蚀性硅溶胶，有效抵抗特殊场地的腐蚀性浸出液，提高防渗效果，增加耐久性；

本发明特殊场地高标准垂直防渗处理方法，采用防渗墙加复合灌浆形式，解决覆盖层和基岩不能同时满足环保防渗要求的情形，通过合理的灌浆工艺，形成完整的防渗体系，实现整体渗透系数达到≤10

附图说明

图1为实施例中某酸性大坝采用本发明进行防渗处理的俯视结构示意图；

图2为实施例中某酸性大坝采用本发明进行防渗处理的剖视结构示意图；

图3为本发明在渗透系数10

图4为本发明在渗透系数10

图5为本发明在混凝土防渗墙接头处的处理示意图；

图中：防渗轴线1、混凝土防渗墙2、花管3、灌浆管4、第一排灌浆孔5、第二排灌浆孔6、第三排灌浆孔7；

第一排灌浆孔5包括：第一排I序孔5-1、第一排II序孔5-2；

第二排灌浆孔6包括：第二排I序孔6-1、第二排II序孔6-2；

第三排灌浆孔7包括：第三排I序孔7-1、第三排II序孔7-2。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

如图1所示，为某酸性大坝采用本发明进行防渗处理的俯视结构示意图。本发明特殊场地高标准垂直防渗处理方法，包括如下步骤：

步骤1，在防渗轴线1位置处布设混凝土防渗墙2，所述混凝土防渗墙2依次穿过覆盖层、强风化基岩层，并嵌入强风化基岩层底端；沿混凝土防渗墙2宽度方向，从渗流上游至渗流下游预埋三排间隔布置的灌浆管4，所述灌浆管4由混凝土防渗墙2顶端延伸至混凝土防渗墙2底端。

具体地，所述防渗轴线1为直线、折线、环形密封线中的一种或多种，具体根据场地地质条件、施工布置等确定。

具体地，所述混凝土防渗墙2厚度为1.2m；所述灌浆管4为钢管，直径为11cm。

所述防渗墙2墙体混凝土主要材料包括水泥、膨润土、细骨料、粗骨料。其中，所述水泥采用耐腐蚀性水泥，本实例场地浸出液为强酸性，水泥优选采用抗酸性强度等级42.5及以上水泥；膨润土采用商品膨润土；细骨料采用级配碎石，最大粒径应小于40mm，含泥量应不大于1.0％；粗骨料选用细度模数2.4～3.0范围的中细砂，含泥量应不大于3％。

本实例场地浸出液为强酸性，因此所述灌浆管4表面需要作防腐处理。防腐处理方法为：对灌浆管4基层表面处理进行打磨、酸洗处理后，再刷环氧树脂底漆一道，固化后刮腻子一道，最后涂刷环氧玻璃钢隔离层。

步骤2，对混凝土防渗墙2墙体进行混凝土浇筑，通过灌浆管4对混凝土防渗墙2墙下部分进行帷幕灌浆，沿混凝土防渗墙2宽度方向，在混凝土防渗墙2墙下部分分别设置与每排灌浆管4对应布置的第一排灌浆孔5、第二排灌浆孔6、第三排灌浆孔7；如图2所示。其中，第一排灌浆孔5为水泥-化学复合灌浆，由混凝土防渗墙2底端延伸至渗透系数10

渗透系数10

渗透系数10

具体地，所述帷幕灌浆底线为渗透系数10

优选地，如图3～4所示，所述第一排灌浆孔5包括间隔布置的第一排I序孔5-1和第一排II序孔5-2；所述第二排灌浆孔6包括间隔布置的第二排I序孔6-1和第二排II序孔6-2；所述第三排灌浆孔7包括间隔布置的第三排I序孔7-1和第三排II序孔7-2。

渗透系数10

渗透系数10

具体地，水泥灌浆的灌后渗透系数按小于10

基岩水泥灌浆各段灌浆压力和分段长度参照下表1控制。

表1基岩水泥灌浆的各段灌浆压力表

具体地，本实施例中所述第一排灌浆孔5、第二排灌浆孔6和第三排灌浆孔7之间的排距为0.5m，每排相邻灌浆孔的孔距为1.2m。

掌握地层岩性及确定防渗底线高程(10

本发明采用防渗墙和帷幕灌浆的形式，同时处理覆盖层和基岩，通过防渗墙内预埋的钢管解决防渗墙与帷幕灌浆的衔接问题；同时将水泥灌浆底线设定为10

优选地，在混凝土防渗墙2墙体两端且距离接头部位40～50cm处，预埋竖直布置的花管3，接头混凝土浇筑完成后，对花管3进行化学灌浆，本发明在混凝土防渗墙接头处的处理示意图如图5所示。施工时，采用“接头管法”进行槽段连接，即一期槽孔清孔换浆结束后，在槽孔端头下设接头管，混凝土浇筑过程中及浇筑完成一定时段之内，根据槽内混凝土初凝情况逐渐起拔接头管，在一期槽孔端头形成接头孔。二期槽孔浇筑混凝土时，接头孔靠近一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头，为保证圆弧接头有效连接，在接头附近预埋花管3，然后浇筑二期槽孔混凝土，混凝土到达龄期后对花管3进行化学灌浆。

具体地，所述花管3为PVC管，直径为11cm。花管3灌浆段长度为2.0m，灌浆压力不大于0.3Mpa，化学灌浆中的化学灌浆材料为AB硅溶胶，所述AB硅溶胶采用耐腐蚀性硅溶胶。本实例场地浸出液为强酸性，所述AB硅溶胶优选采用抗酸性硅溶胶。

本发明将防渗墙混凝土、以及水泥浆中的水泥均采用耐腐蚀性水泥，化学灌浆材料选用耐腐蚀性硅溶胶，有效抵抗特殊场地的腐蚀性浸出液，提高防渗效果，增加耐久性。

优选地，AB硅溶胶按A:B＝1：1.05～0.9配制，胶凝时间控制在30min～50min左右。本实施例中AB硅溶胶按A:B＝1：1配制，胶凝时间为45min。

基岩化学灌浆各段灌浆压力和分段长度参照下表2控制。

表2基岩化学灌浆的各段灌浆压力表

本发明在混凝土防渗墙墙体两端且距离接头部位40～50cm处，预埋竖直布置的花管，在接头混凝土浇筑完成后，利用预埋花管进行化学灌浆，解决防渗墙接头部位不能满足高标准防渗要求的问题，确保防渗体的整体性和可靠性。

通过本发明对上述实施例中的酸性大坝进行防渗处理，结合现场试验、室内取芯试验和声波测试等检测成果表明，上述酸性大坝中岩体的渗透系数均≤10

本发明特殊场地高标准垂直防渗处理方法，采用防渗墙加复合灌浆形式，解决覆盖层和基岩不能同时满足环保防渗要求的情形，通过合理的灌浆工艺，形成完整的防渗隔离屏障，实现整体渗透系数达到≤10

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。