專利名稱：將不透水層放入地中的方法及用該方法獲得的槽溝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將不透水層(moisture-impermeable layer)放入地中的方法，及用該方法獲得的槽溝，其中，不透水層被放入地中的槽溝內(nèi)。
德國公開(German Offenlegungsschrift)第3717885號公開了一種用槽溝法(trench method)制造密封層的方法，這種密封層是由象例如膨潤土這樣的礦物密封材料構(gòu)成的，其中，干燥材料被放入槽溝中。所述的方法的一個缺點(diǎn)是當(dāng)干燥混合物被放入槽溝中時，其直接與來自于周圍環(huán)境的可能被污染的水接觸，與被污染的水直接接觸妨礙在那個階段仍然是干燥的膨潤土的膨脹性能，這造成的結(jié)果是與已經(jīng)被提前水合的膨潤土相比膨潤土的耐久性受到影響。文件中沒有提供關(guān)于混合物的更詳細(xì)的情況。
美國專利第3986365號涉及一種形成不透水層的方法，其中，砂和膨潤土的混合物與水溶性聚合物混合。這樣得到的混合物只適于在水池下面水平方向使用，而且，由于膨潤土和砂的性質(zhì)，該混合物不適于在豎直的密封系統(tǒng)中使用，而該這些質(zhì)沒有詳細(xì)地說明。
從美國專利第5259705可知這樣一種方法。根據(jù)所述的專利，使用的特殊的安裝方法將不透水層放入地中，該方法使用了引導(dǎo)外包殼(guide container)。這樣的引導(dǎo)外包殼包括豎直的層面，該層面通過間隔墊互相連接。在引導(dǎo)外包殼已經(jīng)被安裝到地中以后，將流體混合物引入引導(dǎo)外包殼中，這樣就在地中產(chǎn)生了隔墻。
從美國專利第4664560中可知一種在地中安裝板樁的方法，該方法包括將豎直的隔墻放入地中，這些隔墻是被互相連接的。但是，這樣的隔墻要經(jīng)受銹蝕形成和/或腐爛過程，以致不能獲得耐久性好的帷幕物。而且，在這樣的隔墻之間的連接點(diǎn)處易發(fā)生滲漏，這會妨礙取得設(shè)計的效果，特別是影響隔墻的形成。
從美國專利第4877357可知一種將不透水層放入地中的方法，其中在地中挖出槽溝，隨后用流體填充該槽溝，該流體最終將形成防水層。這種方法可以被認(rèn)為是泥漿法(slurry method)，其中使用了以水泥和與水混合的膨潤土為基的泥漿，由于添加了緩凝劑，在被施工處理時這些泥漿是液態(tài)的。在這種泥漿中出現(xiàn)的水泥將使泥漿經(jīng)過一段時間以后硬化成固體材料。但是，這種以液體泥漿為基礎(chǔ)的方法的特征在于在干燥狀態(tài)下的很低的密度和很大的比表面積，結(jié)果是在收縮過程中容易形成裂縫。此外，很明顯，泥漿只能有限地防止臨近的污土的滲透，致使可能發(fā)生墻體的局部失效。因?yàn)榕c在通常的水平密封中使用的具有更高的干質(zhì)量的材料的密度相比，泥漿的不滲透性是相對地較高的，所以需要墻體相對較厚才能取得足夠的可靠性。
本發(fā)明的目的是提供一種將不透水層放入地中的方法，其中，極大地消除了上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種將不透水層放入地中的方法，該方法包括一種密封系統(tǒng)，這種密封系統(tǒng)與到目前為止已經(jīng)屬于平常技術(shù)的水平密封系統(tǒng)和表面密封系統(tǒng)相應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，在引言中的所述的方法的特征在于槽溝被一個或多個殼體部件(casing member)支撐，隨后用含粘土的干固體粒子混合物填充該槽溝，該混合物包括粉末狀或粉化的蒙脫石和/或含蒙脫石的天然巖石以及水溶性聚合物，該混合物能形成防潮凝膠體。
當(dāng)在下雨或有水或含水的溶液滲過的情況下會發(fā)生的所述的干燥混合物與水或與含水的流體接觸時，膠凝作用會自發(fā)地發(fā)生并將持續(xù)一段時間，致使形成防潮、防水的凝膠體。使用干燥的混合物使得具有適當(dāng)?shù)某涮疃?filling degree)或密實(shí)度，從而在與水接觸時產(chǎn)生滿意的交聯(lián)。
這種含粘土的干固體粒子的混合物可從本申請人名義的歐洲專利第0682684號中知道。但是，所述的該歐洲專利中沒有公開本發(fā)明的特定的應(yīng)用，即在地中形成槽溝，隨后用含粘土的干固體粒子的混合物填充該槽溝，所以該應(yīng)用必須被認(rèn)為有新穎性和創(chuàng)造性。除此以外，從歐洲專利第0335653中可知能形成防潮凝膠體的含粘土的混合物，但是從該專利中已知的應(yīng)用在本質(zhì)上不同于本發(fā)明。
在本發(fā)明中特別有利的是使用一個或多個殼體部件在地中獲得槽溝，其中一個或多個中空元件被安裝在地中，所述的元件由至少兩塊通過間隔墊互相連接的板構(gòu)成，該板可以包括在底部的能拆卸的封閉部件。在元件的側(cè)面的密封件也可以起到間隔墊的作用，該密封件也可以作為相鄰的元件的引導(dǎo)件。
在這樣一個實(shí)施例中，可以在中空元件被安裝到地中以前，先用含粘土的干固體粒子的混合物對中空元件進(jìn)行填充，此后，再將已經(jīng)這樣填充的元件安裝到地中。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個特定實(shí)施例，可以先將中空元件安裝到地中然后再用含粘土的干固體粒子的混合物填充該元件。
為了實(shí)現(xiàn)含粘土的干固體粒子的混合物的足夠的密實(shí)化，通過振動的方法把上述的元件從槽溝中取出是有利的，此后，密實(shí)的、含粘土的干固體粒子的混合物這樣留在了槽溝中。如果使用帶有在板的底側(cè)的能拆卸的封閉部件的中空元件，該封閉部件將在中空元件已經(jīng)被從槽溝中取出后留在槽溝內(nèi)。在中空元件被安裝到地中時，該封閉部件防止泥土和/或水進(jìn)入該所述的中空元件。
在特定的實(shí)施例中，為了取得含粘土的干固體粒子的混合物的足夠的密實(shí)化，通過下列的方法使密實(shí)化形成是特別有利的使在槽溝中的元件振動，致使在振動能量的傳遞作用下槽溝中的混合物被密實(shí)化。
在一個特定的實(shí)施例中，下面的方法是特別有利的在使用含粘土的干固體粒子填充中空元件之前把一種材料襯到該中空元件的內(nèi)側(cè)上，襯到內(nèi)側(cè)的這種材料防止含粘土的干固體粒子粘附在中空元件上。
這種做襯的材料有助于在從槽溝中取出中空元件時的中空元件的滑動，還起到在含粘土的干固體粒子的混合物與相鄰的土壤之間的隔層的作用。這種材料的一個例子是土工織物。
在本發(fā)明的一個特定的實(shí)施例中，使用一個或多個包括若干個隔室的中空元件是有利的。這樣，可以取得不同的組成，例如一個隔室裝有含粘土的干固體粒子的混合物而一個隔室裝有砂。如果不需要沿槽溝的整個長度、深度和寬度填充同樣的含粘土的干固體粒子的混合物，這個實(shí)施例是特別有益的，因?yàn)榭傮w地實(shí)現(xiàn)了成本的節(jié)約。
在本發(fā)明的一個特定的實(shí)施例中，已經(jīng)在地中形成的槽溝在其兩個縱向的側(cè)面都襯有一個或多個由一塊或多塊面板構(gòu)成的殼體部件，此后，用含粘土的干固體粒子混合物填充由面板這樣圍成的空間。為了實(shí)現(xiàn)在槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物的足夠的密實(shí)化，這樣可以振動在槽溝中的面板。但是對于要被密實(shí)化的槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物來說，通過以這樣的方式從槽溝取出面板，以致槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物實(shí)現(xiàn)密實(shí)化是特別有利的。如果在從槽溝中取出面板的過程中使面板振動，可以取得更好的密實(shí)化。
在一個特定的實(shí)施例中，下面的方法是特別有利的在用含粘土的干固體粒子混合物填充面板以前，用可以防止含粘土的干固體粒子混合物粘附在面板上的材料在面板遠(yuǎn)離土壤一側(cè)給面板加襯。這種做襯的材料使得在從槽溝中取出面板時面板的滑動更加容易，還起到在含粘土的干固體粒子混合物與鄰近的土壤之間的隔層的作用。
而且，可以在槽溝中安裝由兩塊土工布構(gòu)成的席墊(mat)作為殼體部件，在兩塊土工布之間含粘土的干固體粒子混合物被固定。
應(yīng)當(dāng)理解，可以根據(jù)槽溝的尺寸和使用的方法，即被安裝在槽溝的任一縱向側(cè)的中空元件、席墊和/或面板，使用一個布置在另一個后面的若干個可能互相連接或搭接的中空元件、席墊和/或面板，以取得填充有含粘土的干固體粒子混合物的槽溝。
由于在槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物的密實(shí)化已經(jīng)造成在槽溝內(nèi)的所述的混合物的高度的一定的下降，使用最好是相同的含粘土的干固體粒子混合物來填充這樣形成的空間是有利的。但是，也可以設(shè)想用與該含粘土的干固體粒子混合物不同的其它填充材料，例如砂。這樣，槽溝就被分層填充了。
根據(jù)本發(fā)明的一個特定的實(shí)施例，在地中形成槽溝時可以使用支撐流體，以便防止槽溝的側(cè)壁塌方。另外，當(dāng)在槽溝中安裝中空元件和/或席墊時將支撐流體取出槽溝是有利的。
為了取得具有足夠好的抗?jié)B防潮性的凝膠體，蒙脫石最好處于非活性狀態(tài)，即，可能呈現(xiàn)的晶格鈉和鋰離子不超過可交換晶格陽離子總數(shù)的30％。蒙脫石可以是下列中的一種蒙脫土、貝得石、鋰蒙脫石、滑石粉、伊利水云母、鈉板石、以上這些的混合物、含有以上的一種或多種的天然巖石(如膨潤土)、或蒙脫石型硅酸鹽化合物的人造混合物(例如Laponite(商標(biāo))，英國Laporte公司)。
含粘土干固體粒子混合物的含水量最好小于20％，以此，理想的含水量在很大程度上是由所述混合物被處理的方式以及槽溝的尺寸決定的。因此，關(guān)于含粘土混合物的要求的流動性質(zhì)，當(dāng)要填充窄的槽溝時，小于10％的含水量將是理想的；但是，還可以用最大含水量為20％的混合物填充槽溝外側(cè)的中空元件。
理想的是，含粘土干固體粒子混合物還附加地包括占蒙脫石重量的0.8-6.0個重量百分比的粉狀固體活化劑。另外，含粘土混合物最好包括基于蒙脫石重量的0.5個重量百分比以上的一種或多種平均顆粒尺寸大于0.05mm的固體惰性填料。在一個特定的實(shí)施例中，含粘土干固體粒子混合物特別地包含基于全部混合物重量的1-95個重量百分比的固體惰性填料。對于固體惰性填料來說具有0.1-8.0mm的顆粒尺寸是特別優(yōu)選的。
每種能與蒙脫石反應(yīng)的水溶性聚合物可以被用作含粘土的干固體粒子混合物中的聚合物組分。這樣的聚合物的例子是包含下列成分的聚合物-COOH、COO-Me+(Me+為一價金屬陽離子)、-CONH2、-OH和/或作為官能團(tuán)的＝C-O-C＝團(tuán)。要被使用的聚合物的例子是水解度小于40％的聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、乙烯醇-丙烯酸共聚物、聚環(huán)氧乙烷和它們的混合物。還可以使用接枝聚合物，如接枝到纖維素主鏈上的丙烯酸胺。聚合物的分子量通常小于15,000,000，優(yōu)選的分子量范圍在400,000和10,000,000之間。
含粘土的干固體粒子混合物還可以包含一種或多種固體惰性填料，例如砂、白炭黑膠料、巖石粉或礦物粉、陶瓷粉材料或它們的混合物。
權(quán)利要求
1.一種將不透水層放入地中的方法，其中不透水層被放入地中的槽溝內(nèi)，其特征在于用一個或多個殼體部件支撐槽溝，隨后用含粘土的干固體粒子混合物填充該槽溝，該混合物可以形成防潮的凝膠體，該混合物包括粉末狀或粉化的蒙脫石和/或含蒙脫石的天然巖石以及水溶性聚合物。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用一個或多個殼體部件獲得地中的該槽溝，其中一個或多個中空元件被安裝到地中，所述的元件由至少兩塊靠間隔墊互相連接的板構(gòu)成，該板可以包括在它們的底側(cè)的可拆卸的封閉部件。
3.如權(quán)利要求1-2的方法，其特征在于為了獲得裝有含粘土的干固體粒子混合物的槽溝，在所述的中空元件安裝到地中以前先用含粘土的干固體粒子混合物對其進(jìn)行填充。
4.如權(quán)利要求1-2的方法，其特征在于為了獲得裝有含粘土的干固體粒子混合物的槽溝，先將所述的中空元件被安裝到地中，此后再用含粘土的干固體粒子混合物對該中空元件進(jìn)行填充。
5.如權(quán)利要求1-4的方法，其特征在于以這樣一種方式將用含粘土的干固體粒子混合物填充的該元件從槽溝中取出，以致留在槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物被密實(shí)化。
6.如權(quán)利要求5的方法，其特征在于通過振動所述的元件使其從槽溝中被取出，其中，可能提供的封閉部件被拆卸并留在地中。
7.如權(quán)利要求1-6的方法，其特征在于首先用一種防止含粘土的干固體粒子混合物粘附在該中空元件上的材料為該中空元件在內(nèi)側(cè)上加襯，此后，用含粘土的干固體粒子混合物進(jìn)行填充。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于用由一塊或多塊面板構(gòu)成的一個或多個殼體部件在已經(jīng)在地中形成的槽溝的兩縱向側(cè)加襯，此后，用含粘土的干固體粒子混合物填充由該面板這樣圍成的空間。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于在用含粘土的干固體粒子混合物填充該面板以前，用一種防止含粘土的干固體粒子混合物粘附在該面板上的材料在面板的遠(yuǎn)離土壤的一側(cè)為該面板加襯。
10.如權(quán)利要求8-9的方法，其特征在于在已經(jīng)用含粘土的干固體粒子混合物對由所述的面板圍成的空間進(jìn)行填充以后，以這樣一種方式從槽溝中取出所述的面板，以致留在槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物被密實(shí)化。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于通過振動所述的面板將其從槽溝中取出。
12.如權(quán)利要求1-11的方法，其特征在于通過振動一個或多個中空元件或面板使提供在槽溝中的含粘土的干固體粒子混合物被密實(shí)化。
13.如權(quán)利要求5-6和10-12的方法，其特征在于將補(bǔ)充的量的含粘土的干固體粒子混合物添加到在槽溝中的密實(shí)化的含粘土的干固體粒子混合物上。
14.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于將由其間固定有含粘土的干固體粒子混合物的兩塊土工布構(gòu)成的席墊安裝到槽溝內(nèi)作為殼體部件。
15.如權(quán)利要求1-14的方法，其特征在于當(dāng)在地中形成槽溝時，使用支撐流體，以防止槽溝的側(cè)壁塌方。
16.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于當(dāng)在槽溝中安裝一個或多個中空元件和/或席墊時，將支撐流體從槽溝中取出。
17.如權(quán)利要求1-16的方法，其特征在于蒙脫石處于非活性的狀態(tài)，即，可能呈現(xiàn)的晶格鈉和鋰離子不超過可交換晶格陽離子總量30％。
18.如權(quán)利要求1-17的方法，其特征在于含粘土的干固體粒子混合物還包括粉末狀的固體活化劑，該固體活化劑的數(shù)量為基于蒙脫石重量的0.8-6.0個重量百分比。
19.如權(quán)利要求1-18的方法，其特征在于含粘土的干固體粒子混合物還包括一種或多種平均顆粒尺寸大于0.05mm的固體惰性填料，該固體惰性填料的數(shù)量為基于蒙脫石重量的0.5個重量百分比以上。
20.如權(quán)利要求1-19的方法，其特征在于所述的固體惰性填料為砂、硅酸鹽化合物、巖石粉或礦物粉、陶瓷材料粉或它們的混合物。
21.如權(quán)利要求1-20的方法，其特征在于含粘土的干固體粒子混合物包含基于該混合物總重量的1-95個重量百分比的固體惰性填料。
22.如權(quán)利要求1-21的方法，其特征在于所述的固體惰性填料的顆粒尺寸為0.1-0.8mm。
23.如權(quán)利要求1-22的方法，其特征在于所述的含粘土的干固體粒子混合物的含水量小于20％。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求1-23所限定的方法獲得的槽溝。
全文摘要
將不透水層放入地中的方法,其中,不透水層被放入地中的槽溝中,該槽溝被一個或多個殼體部件支撐并用含粘土的干固體粒子混合物填充,該混合物包括粉末狀的或粉化的蒙脫石和/或含蒙脫石的天然巖石和水溶性聚合物,該混合物能形成防潮膠凝體。
文檔編號E02D19/16GK1423720SQ01804220
公開日2003年6月11日 申請日期2001年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月26日
發(fā)明者雅各布斯·C·萬梅斯 申請人:特里索普拉斯特國際有限公司