一種垃圾填埋場地下水控制系統(tǒng)中止水帷幕的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地下水控制領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾填埋場地下水控制系統(tǒng)中止水帷 幕的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為填埋場工程的核心一一填埋區(qū)，其設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到垃圾填埋項目的建 設(shè)標準和使用年限。為取得較大的填埋庫容，宜進行"深挖高填"。對于處于黃河沖積平原 的場地，地下水位較高，同時地質(zhì)土質(zhì)條件較差，若地下水水位控制不力，將對開挖深度、邊 坡穩(wěn)定、土方平衡設(shè)計造成較大影響。同時對于填埋區(qū)面積較大的部分區(qū)域，需要較長時 間控制，若有地下水侵入，會妨害防滲結(jié)構(gòu)安全和防滲材料的性能，達不到衛(wèi)生填埋設(shè)計要 求，存在較大隱患。所以地下水的控制及設(shè)計是垃圾填埋場建設(shè)成敗的難點和重點。
[0003] 此外，高壓注漿作為止水帷幕的技術(shù)在深基坑、地鐵、提防等工程中應(yīng)用較廣。鑒 于該類工程的特點，高壓注漿這一技術(shù)措施往往僅作為施工期間的一種臨時性措施，而沒 有作為永久性技術(shù)措施予以考慮。
[0004] 垃圾填埋場往往需要進行地下水的控制。對于地下水的控制方法，常規(guī)的是選用 旋噴的形式。其存在以下缺點：
[0005] 1.傳統(tǒng)的高壓注漿止水帷幕采用旋噴和擺噴，是針對上部建筑物對場地有附加荷 載的情況下，所采用的地下水控制形式；垃圾填埋場上部沒有附加荷載，采用傳統(tǒng)的止水帷 幕結(jié)構(gòu)形式的截面很厚，造成了一定程度的浪費。
[0006] 2.傳統(tǒng)的垃圾填埋場的地下水控制系統(tǒng)設(shè)計中，只將止水帷幕作為臨時性措施進 行分析，不能確保垃圾填埋場長期運行的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種垃圾填埋場地下水控制系統(tǒng)中 止水帷幕的確定方法。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種垃圾填埋場地下水控制系統(tǒng)中止水帷幕的確定方法，包括以下步驟：
[0010] 步驟1:確定圍堤結(jié)構(gòu)形式和壩體斷面；
[0011] 步驟2 :采用高壓噴射注漿法作為止水帷幕，確定止水帷幕的結(jié)構(gòu)形式；
[0012] 步驟3 :確定止水帷幕的相關(guān)參數(shù)，擬定止水帷幕的尺寸；
[0013] 步驟4 :根據(jù)所述止水帷幕的相關(guān)參數(shù)，及擬定的尺寸，采用數(shù)值模擬進行長期地 下水分析。
[0014] 圍堤是平原型填埋場中最重要的建筑構(gòu)物，其投資在全部投資中占有相當?shù)谋?例，選擇合理的圍堤形式對降低工程造價意義重大。
[0015] 采用高壓噴射注漿作為止水帷幕，合理選用止水帷幕的結(jié)構(gòu)形式，可以減少止水 帷幕的截面，在滿足工程穩(wěn)定性和安全性要求的同時，大大降低工程造價。
[0016] 確定止水帷幕的相關(guān)參數(shù)，可以作為施工依據(jù)，指導(dǎo)施工。
[0017] 針對設(shè)計的止水帷幕進行長期地下水分析，為將止水帷幕作為永久性技術(shù)措施提 供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
[0018] 其中，步驟1中，所述圍堤采用碾壓土石圍堤。
[0019] 碾壓式土石圍堤的優(yōu)點為施工簡單，對地質(zhì)條件要求較低，施工費用低，可大大降 低工程造價。
[0020] 步驟2中，所述止水帷幕采用單排定向擺噴結(jié)構(gòu)形式。
[0021] 傳統(tǒng)帷幕注漿均采用旋噴結(jié)構(gòu)。本方法結(jié)合工程特點，將定向擺噴結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用 到止水帷幕中來，可減少水泥用量，有效降低工程造價。
[0022] 步驟3中，所述相關(guān)參數(shù)包括止水帷幕的滲透系數(shù)，所述尺寸包括止水帷幕的深 度、布孔的數(shù)量、布孔有效深度、和孔距。
[0023] 確定止水帷幕的滲透系數(shù)，在地下水文條件一定的情況下，為確定止水帷幕的尺 寸提供計算依據(jù)。
[0024] 步驟3中，根據(jù)下述公式確定止水帷幕的最小深度L:
[0026] 其中，h為止水帷幕兩側(cè)水頭差，t為止水帷幕超出填埋區(qū)設(shè)計地下水位的長度， Y'為土的浮重度，Yw為水的容重，F(xiàn)s為安全系數(shù)。
[0027] 利用上述公式，可以得到止水帷幕滿足安全要求的最小深度，為滿足技術(shù)指標前 提下，最經(jīng)濟的施工方案。
[0028] 步驟4中，利用數(shù)值模擬，得出所述填埋場基坑的滲流量與地下水位之間的長期 變化規(guī)律。
[0029] 設(shè)計時取用的簡化計算方法的計算結(jié)果及其效果，與有限元計算結(jié)果進行比對， 進行修正后，可取得更為準確的數(shù)據(jù)，提高地下水控制系統(tǒng)的合理性和可靠性。
[0030] 本發(fā)明的有益效果為：
[0031] 圍堤是平原型填埋場中最重要的建筑構(gòu)物，其投資在全部投資中占有相當?shù)谋?例，選擇合理的圍堤形式對降低工程造價意義重大。
[0032] 采用高壓噴射注漿作為止水帷幕，合理選用止水帷幕的結(jié)構(gòu)形式，可以減少止水 帷幕的截面，在滿足工程穩(wěn)定性和安全性要求的同時，大大降低工程造價。
[0033] 確定止水帷幕的相關(guān)參數(shù)，可以作為施工依據(jù)，指導(dǎo)施工。
[0034] 針對設(shè)計的止水帷幕進行長期地下水分析，為將止水帷幕作為永久性技術(shù)措施提 供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0035] 圖1 ;止水帷幕施工平面圖；
[0036] 圖2 :止水帷幕施工斷面圖。
[0037]其中，1.圍堤，2.止水帷幕，3.高壓注漿影響線。
【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0039] 某填埋場占地414. 75畝（合27. 65萬m3)，設(shè)計庫容507. 08萬立方米，本地區(qū)處 于黃河沖積平原，地下水位較高，豐水期的地下水埋深約為〇. 5m，同時地質(zhì)土質(zhì)條件較差， 若地下水水位控制不力，將對開挖深度、邊坡穩(wěn)定、土方平衡設(shè)計造成教大影響。同時鑒于 該填埋區(qū)面積較大，部分區(qū)域需要較長時間空置，若有地下水侵入，會妨害防滲結(jié)構(gòu)安全和 防滲材料的性能，達不到衛(wèi)生填埋設(shè)計要求，存在較大隱患。所以地下水的控制及設(shè)計是本 工程建設(shè)成敗的難點和重點。
[0040] -種垃圾填埋場地下水控制系統(tǒng)中止水帷幕的確定方法，包括以下步驟：
[0041] 步驟1 :確定壩型為圍堤結(jié)構(gòu)形式。
[0042] 圍堤1是平原型填埋場中最重要的建構(gòu)筑物，其投資在全部投資中占有相當?shù)谋?例，選擇合理的圍堤型式對降低工程造價意義重大。
[0043] 通過經(jīng)濟技術(shù)比較，設(shè)計確定圍堤1采用碾壓土石圍堤。碾壓式土石圍堤的優(yōu)點 為施工簡單，對地質(zhì)條件要求較低，雖然壩體較大，但施工費用低，可大大降低工程造價。
[0044] 為了選擇合理的斷面形式，采用多種計算方法對不同的荷載組合進行了分析比 較。根據(jù)工藝要求，確定環(huán)場圍堤1頂寬l〇m，一期和二期分隔堤頂寬為8m。根據(jù)地質(zhì)勘察 資料，場地清除第①層耕土后，第②層粉土層為持力層，內(nèi)外邊坡均采用1 :2。與垃圾堆體 接觸的邊坡采用水平防滲結(jié)構(gòu)，外側(cè)臨空邊坡結(jié)合場區(qū)排水溝，采用拱形草皮護坡。
[0045] 結(jié)合填埋場庫區(qū)清基平整，本工程開挖出的主要是第②層粉土、第③層粘土和第 ④層粉土，均可作為筑堤材料，所以堤壩結(jié)構(gòu)均采用碾壓式土均質(zhì)土堤。
[0046] 步驟2 :進行止水帷幕2的相關(guān)設(shè)計，確定止水帷幕2的結(jié)構(gòu)形式。
[0047] 根據(jù)本場地平面特點，經(jīng)綜合比選，采用高壓噴射注漿法。該方法是利用鉆機把帶 有特殊噴嘴的注漿管鉆進至土層的預(yù)定位置后，用高壓脈沖栗，將水泥漿液通過鉆桿下端 的噴射裝置，向四周以高速水平噴入土體，借助流體的沖擊力切削土層，使噴流射程內(nèi)土體 遭受破壞，與此