帷幕灌漿在龍泉山垃圾處理場(chǎng)工程中的應(yīng)用

程 韶 清

(煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

帷幕灌漿在龍泉山垃圾處理場(chǎng)工程中的應(yīng)用

程 韶 清

(煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

結(jié)合合肥市龍泉山垃圾處理場(chǎng)防滲工程實(shí)例，詳細(xì)分析了帷幕灌漿工藝的設(shè)計(jì)方法、試驗(yàn)和施工工藝，并對(duì)其實(shí)施效果進(jìn)行了分析與總結(jié)，為同類工程的實(shí)踐積累了經(jīng)驗(yàn)，具有很好的借鑒作用。

帷幕灌漿，垃圾處理場(chǎng)，透水率

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)展，城市人口增加，生態(tài)問(wèn)題日益突出，其中生活垃圾數(shù)量迅速增長(zhǎng)。目前國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的生活垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、堆肥和回收利用。而國(guó)內(nèi)的生活垃圾處理大多數(shù)采取填埋方式，由于生活垃圾經(jīng)微生物、化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生有毒有害的滲濾液，為防止?jié)B濾液流動(dòng)遷移而污染周邊環(huán)境，通常要采取垂直和水平防滲措施。目前，國(guó)內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)采用的垂直防滲帷幕有帷幕灌漿、地下隔離墻、深層攪拌樁、墻、鋼板樁墻、高壓噴射灌漿板墻等類型。由于帷幕灌漿在技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性上具有優(yōu)勢(shì)，常作為首選方案。本文以合肥市龍泉山生活垃圾處理場(chǎng)帷幕灌漿工程為例，詳細(xì)介紹了帷幕灌漿工藝的設(shè)計(jì)方法和施工工藝，為今后類似工程提供了有益借鑒。

1 工程概況

合肥市龍泉山垃圾處理場(chǎng)總庫(kù)容1 720萬(wàn)m3，于2004年3月28日啟用，2008年B區(qū)啟用工程中，為防止?jié)B瀝液外漏，對(duì)4號(hào)路基和副壩采用帷幕灌漿進(jìn)行垂直防滲處理。帷幕灌漿軸線長(zhǎng)64 m，轉(zhuǎn)折段長(zhǎng)20 m，總共84 m。根據(jù)該工程的勘察資料，埋深0 m～0.20 m為路石路混凝土；埋深0.2 m以下為碎石土層，由山體堆積層填筑，含大量塊石，粒徑20 cm～50 cm不等，層厚為5 m～12 m，孔隙大，滲透系數(shù)大；埋深5 m～12 m以下為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，層厚為6 m～15 m，不易取出巖芯，下部為中風(fēng)化粗粒花崗巖，節(jié)理發(fā)育，完整性較差。

4號(hào)路基帷幕灌漿設(shè)計(jì)為雙排孔(見(jiàn)圖1)，孔距2 m，排距1.5 m，灌漿孔總計(jì)86個(gè)。

2 帷幕灌漿原型試驗(yàn)

在帷幕線上，利用注漿工程的灌漿孔進(jìn)行了3組共9孔試驗(yàn)。采用孔口封閉、自上而下分段灌漿法，灌漿壓力與段長(zhǎng)數(shù)據(jù)如表1所示。

漿液為粘土水泥漿，漿液材料比(干粘土∶水泥的重量比)為1∶3，水玻璃用量為漿液體積的1%，漿液水灰比為8∶1～1∶1，注漿時(shí)從水灰比8∶1稀漿開(kāi)始，漿液逐級(jí)變濃，變換原則如下：

1)當(dāng)灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時(shí)，或注入率不變壓力持續(xù)升高時(shí)，不改變漿液水灰比；2)當(dāng)某級(jí)漿液注入量已達(dá)300 L以上，或灌漿時(shí)間已到30 min，而灌漿壓力或注入率均無(wú)改變或改變不顯著時(shí)，漿液加濃一級(jí)水灰比；3)當(dāng)注入率大于30 L/min，漿液可越級(jí)變濃。

表1 灌漿壓力與段長(zhǎng)一覽表

灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：施工全過(guò)程中，在設(shè)計(jì)灌漿壓力下的灌漿時(shí)間不小于120 min；當(dāng)在設(shè)計(jì)灌漿壓力下，受灌地層基本不吸漿或單位時(shí)間吸漿量小于0.4 L/min，再延續(xù)60 min即可結(jié)束灌漿。

試驗(yàn)結(jié)果顯示：

1)碎石土層中塊石含量多，粒徑大，一般為20 cm～50 cm，且有架空現(xiàn)象，鉆孔中漏漿嚴(yán)重。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層厚度比預(yù)計(jì)增大，風(fēng)化嚴(yán)重，鉆孔后形成中粗砂巖屑，灌漿塞阻塞困難。中風(fēng)化花崗巖埋藏較深，為滿足終孔段單位透水率q≤1.5 Lu的要求，孔深一般為30 m，最深達(dá)到33.70 m。

2)碎石土中粒徑大于2 mm的顆粒重量超過(guò)總量的50%，孔壁不穩(wěn)定，易產(chǎn)生掉塊、坍孔、卡鉆，需采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，套管跟進(jìn)法成孔。在強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化花崗巖中，用金剛石鉆頭鉆進(jìn)工藝鉆孔，孔徑75 mm～91 mm。

3)灌漿壓力與漿液擴(kuò)散半徑成正比關(guān)系，漿液濃度與漿液擴(kuò)散半徑成反比關(guān)系，這與相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果一致。

4)進(jìn)行檢查孔壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)表明3個(gè)檢查孔透水率均小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3 Lu，見(jiàn)表2。

表2 壓水試驗(yàn)結(jié)果一覽表

3 工程實(shí)施效果及檢驗(yàn)

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定了施工方案，灌漿孔總計(jì)86個(gè)，鉆孔總長(zhǎng)度2 196 m，灌漿總長(zhǎng)度1 959.7 m，注入干料801.6 t，其中水泥501.2 t，粘土200.4 t。實(shí)施后檢驗(yàn)結(jié)果如下：

1)灌漿前4號(hào)路坡腳沿線有多處污水滲漏，并形成小股明流，灌漿后明流大部分干涸消失，僅在20號(hào)～21號(hào)孔下游側(cè)有滲漏，但已大為減小，后在相應(yīng)部位加密布孔，并將帷幕線轉(zhuǎn)折延伸，滲漏進(jìn)一步減小。

2)灌漿孔分兩序施工，逐步加密，Ⅰ序孔單位耗漿量為554.98 kg/m，Ⅱ序孔為438.49 kg/m，呈遞減現(xiàn)象，Ⅱ序孔單位耗漿量較Ⅰ序減小21%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)合肥市龍泉山生活垃圾填埋場(chǎng)4號(hào)路基下防滲帷幕工程的原型試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，主要得到以下結(jié)論：

1)灌漿施工既要處理碎石土層，又要處理風(fēng)化花崗巖地層，兩層接觸面是一個(gè)滲漏的通道。碎石土地層孔隙率大、滲透系數(shù)大、單位注入量大，地層中含有大粒徑塊石，鉆孔較困難，采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，自上而下分段灌漿，套管跟進(jìn)的施工工藝是行之有效的。

2)本工程灌漿干料注入量達(dá)409 kg/m，單耗在帷幕灌漿中是較大的，通過(guò)帷幕灌漿，碎石土地層孔隙得以充填密實(shí)，滲透系數(shù)大大減小，風(fēng)化花崗巖中裂隙，碎石土與風(fēng)化巖接觸面得到漿液灌注，滲漏通道得到封閉。由于擠壓、充填、兩排孔擴(kuò)散半徑互相連接形成地下帷幕，阻止了垃圾場(chǎng)滲瀝液向外側(cè)泄漏，效果明顯。

[1] 孫 釗.大壩基巖灌漿[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2] 張景秀.壩基防滲與灌漿技術(shù)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2002.

[3] DL/T 5148—2012，水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 韓 磊,陳建生,陳 亮.帷幕灌漿擴(kuò)散半徑及數(shù)值模擬的研究[J].巖土力學(xué),2012,33(7)：42-45.

[5] 丁浪平.垃圾填埋場(chǎng)帷幕灌漿防滲工程的設(shè)計(jì)與施工工藝[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2006(3)：21-22.

The application for the grouting curtain of the project of solid waste treatment plant in Longquan mountain

Cheng Shaoqing

(HefeiDesignandResearchInstituteMinistryofCoalIndustry,Hefei230041,China)

Combining with Longquan mountain waste treatment plant leakage-resisting engineering example in Hefei city, the paper specifically analyzes the design methods, testing and construction technologies of curtain grouting technology, and analyzes and summarizes its implementation effect, which has accumulated experience for similar engineering and has good guiding role.

the grouting curtain, solid waste treatment plant, permeability rate

2015-05-18

程韶清(1964- )，男，高級(jí)工程師

1009-6825(2015)22-0078-02

TU472.5

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