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長沙鉻鹽廠垂直防滲牆在垃圾填埋場的應用

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長沙鉻鹽廠垂直防滲牆在垃圾填埋場的應用

發布日期:2021-05-06 作者:南通看大片建築勞務有限公司 點擊:

    某垃圾填埋場總占地麵積約11140m2,填埋場地形較為平整,周邊多為汙水塘。為防止垃圾滲濾液向四周土體擴散,汙染周邊土體、地下水及環境,設計上采用GCL複合垂直防滲牆進行圍封,其幕底進入不透水層以下2.0m。GCL複合垂直柔性防滲牆係數要求達到:k≤1×10-7cm/s,牆體28d無側限抗壓強度≥0.3MPa。


一、GCL複合垂直防滲牆簡述

     水泥-膨潤土防滲牆是近年來迅速發展起來的一種新型柔性防滲牆。牆體材料主要由水泥、鈉基膨潤土、砂、粉煤灰等摻入一定比例的水攪拌而成,其作用機理是膨潤土的主要成分蒙脫石與水泥的水化產物針狀鈣礬石在無序生長過程中結合在一起,有的鈣礬石晶體會穿層而過。蒙脫石含量高的膨潤土在水泥砂漿中產生的孔隙較少。蒙脫石層狀結構的剝離能填充水泥水化過程中的孔隙。


其主要特點有:

   ①因摻有一定量的膨潤土,因此具有良好的塑性和抗滲性。水力坡降大於300,從而降低了彈性模量;

   ②減少了牆體水泥用量;

   ③具有良好的韌性,能適應地基的變形;

   ④便於施工,摻入膨潤土,使牆體材料具有良好的和易性和擴散度,自流密實性能好;

   ⑤強度不高,通常28d抗壓強度為0.3Mpa~2.0Mpa;

   ⑥牆體抗滲係數低,能達到A×10-7m/s(1<A<10)。


      GCL防水毯即鈉基膨潤土防水毯是一種新型防水材料,它由鈉基膨潤土加上2層土工織物包裹,以針刺加固而成。其防滲漏機理為:膨潤土防水毯所選用的鈉基粒子膨潤土遇水可膨脹24倍以上,使其形成均勻的黏性高且濾失量低的膠體係統,在2層土工布限製作用下,使膨潤土從無序變為有序的膨脹,持續的吸水膨脹結果是讓膨潤土層自身達到密實,從而具有防水作用。為方便施工和運輸,將膨潤土鎖在2層土工合成材料中間,起保護和加固的作用,使GCL防水毯具有一定的整體抗拉伸和穿刺強度。


其主要特點有:

   ①密實度高,具有很強的自保水性能;

   ②具有防水性能;

   ③施工簡便、工期短,且施工後不需要特別檢查,如果發現防水缺陷也容易維修,GCL防水毯是現有防水材料中施工工期較短的;

   ④不受氣溫影響,在寒冷氣候條件下也不會脆斷;

   ⑤綠色環保,膨潤土為無機材料,對人體無害,對環境沒有特別的影響,具有良好的環保性。


     水泥-膨潤土牆體材料澆築過程中流動狀漿液浸入事先垂直鋪設的GCL防水毯土工織物裏,凝固後實現了2種防滲材料的緊密結合。GCL複合垂直柔性防滲牆結合了水泥-膨潤土牆體與GCL防水毯共有的高塑性,加強了對周邊環境的保護能力。


垂直防滲1.jpg

二、GCL複合垂直柔性防滲牆施工

      防滲牆施工采用液壓抓鬥成槽機開槽並進行泥漿護壁,之後在緊貼外側槽壁鋪設GCL防水毯,進行水泥-膨潤土牆體材料的水下導管澆築,形成一道連續的GCL複合垂直柔性防滲牆。本次施工要求GCL防水毯+水泥-膨潤土複合防滲牆厚度不小於600mm,牆頂標高為21.50m,牆底標高12.24m~16.48m,平均深7.22m。導牆設置成“┒┎”型,導牆淨寬650mm,深1200mm,單側翻邊寬1100mm,導牆內設φ12@200單層雙向鋼筋網片,混凝土厚度200mm,混凝土抗壓強度標準值為C25。


導牆的作用如下:

   ①給成槽機成槽提供導向,並承受機械的荷載;

   ②儲存泥漿和防止槽口土壁坍塌;

   ③作為施工時水平與垂直測量的基準;

   ④為混凝土導管安置、成槽機提供標定;

   ⑤保證垂直防滲牆設計的幾何尺寸和形狀。


    采用液壓抓鬥成槽機挖槽時,要想做到槽段端部垂直,除抓土挖槽時控製好鬥體、鬥頭的垂直外,關鍵是要使抓鬥在吃土阻力均衡的狀態下挖槽。首開槽段的挖掘順序為:挖好後,跳開一段距離挖第2抓,然後再抓取兩個單孔之間留下一段隔牆,這就能使抓鬥在挖每抓時都能做到吃力均衡,保證槽段兩端垂直度。後麵槽段均采用間隔抓好一抓後回頭再抓取之間的隔牆形成連續的槽。用特製裝置將GCL防水毯沿槽孔外側壁下設到槽底,並將其上部固定好,下部設置配重,使之貼緊槽孔外壁垂直懸掛狀。槽段中部鋪設時,裝置端部應與槽孔端部留有0.2m空間,讓GCL防水毯更加貼壁,保證後續的澆築工作順利進行,確保牆體質量。相鄰兩塊GCL防水毯重疊搭接寬度不小於45cm,在防水毯下放時在搭接處塗好密封膏。在槽段開挖、清孔、GCL防水毯鋪設等工序完成後,首開槽在距其兩端0.5m位置設置專用接頭箱,連接槽在施工前端距槽孔端部0.5m設置專用接頭箱,接頭箱下放位置準確、鉛直,在接頭箱快要下至槽底並對位準確後采用拋鉤下設,上部固定牢靠,做到牆體材料澆築時接頭箱不產生位移。


    將水泥、膨潤土以及其他材料按一定比例摻和並攪拌均勻,采用泥漿下直升導管法澆築,導管開澆順序為自低處至高處,布置2個澆築架設備進行雙導管同步澆築。導管距孔底15cm~25cm,采用壓球滿管法開澆。澆築導管距槽孔端頭不大於1.5m,導管間距不大於3.0m。當槽底高差大於25cm時,導管應布置在其控製範圍的較低處。澆築時嚴格控製槽內拌合料麵高差和導管埋深,以防混漿和夾泥。各導管保持均勻進料,槽孔內拌合料麵高差不大於0.5m,導管埋深宜為2.5m~6m。槽內牆體材料上升平均速度不小於2.0m/h。


三、施工關鍵技術措施

      根據本工程設計要求,結合以往垃圾填埋場防滲牆的施工經驗,在本工程施工中,主要將以下幾點作為本工程關鍵技術控製點:施工前應進行原材料檢測及配合比驗證。本次防滲體材料中:水泥取用P.O42.5級普通矽酸鹽水泥,膨潤土采用人工鈉基膨潤土,摻入適當粉煤灰及粉細砂。材料選定後經檢測單位進行試配,留取試樣進標養室養護。在28d齡期時,進行試樣抗壓強度試驗和係數檢測。試驗結果顯示:抗壓強度值為0.4MPa~0.7MPa,係數為7.2×10-7cm/s~8.7×10-7cm/s,均能滿足設計要求。


      在膠凝材料用量和用水量都相同的條件下,不同質量的膨潤土對牆體抗壓強度和抗滲強度影響存在較大差異。主要表現在膨潤土主要成分蒙脫石對牆體抗滲係數的影響,蒙脫石含量低,抗滲係數就會變大,反之則小。膨潤土顆粒粗細對牆體材料防滲性能也有影響,目數須符合膨潤土規範要求。膨潤土濾失量須保持一定的範圍,否則會影響拌合物的狀態。保持槽壁穩定,控製孔內沉渣、泥漿中含砂率達到規範要求。選用好材料配漿。使用鈉基膨潤土、純堿、CMC等配置成護壁泥漿,確保成槽施工的泥漿質量。泥漿淨化設備、工藝改良。為確保泥漿中的含砂量滿足規範要求,公司在現場配備泥漿淨化係統,用以現場分離施工泥漿中相對較粗的砂粒,進而保證防滲牆的施工質量。嚴格按程序清渣,采用泵吸法換漿。嚴格控製防滲牆接縫的搭接質量,保證防水毯下放質量,同時在連接槽施工完成後,下放防水毯時及時塗抹密封膏,以增強二序牆體接縫處材料結合的牢固程度,滿足接縫止水要求。


采取如下措施來確保地下牆接頭防滲效果:

   (1)當泥漿中含砂率超過規範要求時,需要進行護壁置換,減少泥漿中含砂量。

   (2)控製好防水毯下放質量。用自製的專用防水毯下放機械下放防水毯。防水毯下部平衡的設置好配重塊,讓防水毯均勻平穩緊貼槽壁緩慢下放。

   (3)防滲體澆灌過程中控製:控製導管埋度保持在2.5m~6m之間,不允許發生導管拔空現象;防滲體澆灌過程中,2根導管要基本處於同一高度,2根導管供料速度基本均衡,以保證牆體材料澆灌麵的高差滿足規範要求;保證防滲體所需灌注材料的及時供應。


四、工程質量檢測

     現場留樣數量:抗壓試塊73組,抗滲試塊6組。竣工驗收采用鑽孔取芯試樣進行抗壓強度及係數試驗,對3個槽段進行取芯檢測:抗壓檢測9組,抗滲檢測3組;GCL複合構件抗滲檢測3組。通過檢測試驗得出牆體28d抗壓強度均大於0.3MPa,牆體係數為A×10-7cm/s,GCL複合構件係數≤1×10-7cm/s,工程質量符合設計及規範要求。


   GCL複合垂直柔性防滲牆對垃圾填埋場滲濾液擴散起到了良好的隔離作用,其複合體防滲係數完全滿足設計圖紙要求,為防止填埋場生活垃圾汙染環境提供多重保險作用。複合體不但可以提高防滲性能,而且能夠與周圍的土體緊密結合,對工程起到穩定加筋的作用。鈉基膨潤土防水毯層和自凝泥漿中的膨潤土可以吸附和隔離有害物質,能夠大大降低滲濾液中的有害物質。該工藝施工簡單、工程造價低、防滲效果好,不影響場地後續開發建設。

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