專利名稱：形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水利建筑、防止地下污染擴(kuò)散、地理自然災(zāi)害防治等技術(shù)領(lǐng)域，是一種隔離阻滯或選擇性通過地下流動介質(zhì)的控制界面制造方法。
背景技術(shù)：
地下流動介質(zhì)人工控制方法一般分為:對液體流動的截止控制，如防滲截流等。主要目的是通過限制地下水的流動來達(dá)到局部蓄水和控制水載體有害物擴(kuò)散；只允許流體通過，截止一定大小的顆粒物被流體帶走，現(xiàn)在主要通過在地下構(gòu)筑反滲透結(jié)構(gòu)來防止土顆粒流失?，F(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)上述地下流動介質(zhì)人工控制方法主要有:地下剛性(有筋和素混泥土和柔性(加凝固材料原位土體拌合)連續(xù)墻、地下垂直鋪塑、地下插板法等方法限制流體的流動；地下構(gòu)筑反滲透結(jié)構(gòu)等形成限制顆粒被流過的流體的載出。目前，地下垂直鋪塑是一種經(jīng)濟(jì)性很強(qiáng)，施工快捷的地下防滲方法。該工法一直以來其設(shè)計(jì)理念是將一種地表鋪膜的工法移植應(yīng)用于地下，該工法在實(shí)際應(yīng)用中，膜植入地下的方式可以分為垂直于地面向下鋪塑和卷狀膜豎直放入地下后水平卷動展開兩種方式，根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用實(shí)際，為了簡化工藝和經(jīng)濟(jì)因素而采用后者。由于采用下鋪膜膜幅寬等于鋪塑的深度，所以膜卷軸采用豎直放入地下沿施工軸線卷動展開的工法，被廣泛應(yīng)用于地下淺層(< 15m)防滲。該工法在施工軸線工位搭接上分為兩膜水平重疊法、熱粘合法、膠粘合法和兩膜縫合法等。兩膜水平重疊搭接存在膜間的間隙不均勻，其間隙隨著膜鋪設(shè)深度的增加而加大了控制難度，在局部存有防滲能力有限的現(xiàn)象，膜底部的封閉等對應(yīng)用結(jié)果也有很大影響，該工法實(shí)際應(yīng)用在地下防滲的綜合滲透系數(shù)在10-5cm/s-10-7cm/s范圍；膜熱粘合和膠粘合法一般應(yīng)用于膜的鋪入地下前，在膜被植入地下后再進(jìn)行存有應(yīng)用難度，只能應(yīng)用于淺地層，并且膜的粘合質(zhì)量不好控制；膜縫合法同上并且存有縫合孔洞不利于防滲。綜上所述，現(xiàn)有的地下垂直鋪塑仍存在防滲方面的諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，它的控制界面設(shè)計(jì)深度40m,適用深度40m內(nèi)和大于40m。它是一種構(gòu)筑一個永久性高阻滯流體介質(zhì)的界面，或?qū)α鲃拥念w粒物進(jìn)行粒徑控制通過的界面的施工方法。它可有效解決鋪塑過程中，兩膜間難以密封防滲的不足、鋪塑深度較淺和鋪塑的首尾相接不能在工藝內(nèi)解決等，填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的部分空白，以一種較之以前更加可靠地截止?jié)B透或選擇性通過的方法擴(kuò)展地下構(gòu)筑物適用的范圍。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，包括如下步驟:①利用現(xiàn)有成槽設(shè)備向地下開設(shè)槽，充填護(hù)壁漿，成槽后清槽、稀釋槽內(nèi)護(hù)壁漿達(dá)< 1.lg/cm3 ;將由膜纏繞而成的膜卷體安裝于支架上；抽拉膜使其展開的同時，膜卷體相對支架旋轉(zhuǎn)；將支架移至槽的第一個植入工位上方；②將膜的下端中部在弧狀托盤上向上卷起構(gòu)成筒狀體，膜的兩側(cè)各留出一段至少100 cm寬的非卷曲部位，兩段非卷曲部位的下端低于筒狀體；將筒狀體的上部打開呈U形，向筒狀體內(nèi)填裝墜物，將筒狀體的封口縫合；將膜的非卷曲部位的下端剪掉，使兩段非卷曲部位的下端與筒狀體下端平齊；將膜兩側(cè)的兩段非卷曲部位水平彎折將步驟②中的兩段非卷曲部位分別與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接；將膜插入步驟①所述的槽內(nèi)，第二導(dǎo)軌靠近槽的起始端；利用第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌和墜物為膜提供向下的牽引力，直至膜沿槽至達(dá)地下設(shè)定的植入位置；將膜位于地上的部分與地面固定，并將支架至地上部分的膜剪斷，使已經(jīng)植入地下部分膜與膜卷體分離；④將第二導(dǎo)軌與步驟③中位于地下的膜分離，向上將第二導(dǎo)軌提至地面以上，第一導(dǎo)軌的地上部分與地下部分脫離，地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌；將支架移至槽的下一個植入工位上方；⑤重復(fù)步驟②將步驟⑤中形成的兩段非卷曲部位分別與第二導(dǎo)軌和另一第一導(dǎo)軌連接；利用第二導(dǎo)軌和另一第一導(dǎo)軌將膜向下植入支架此時正下方對應(yīng)的植入工位；相鄰的兩個植入工位中，上一植入工位中的膜稱為前工位膜，本植入工位中膜稱為本工位膜；在本工位膜植入過程中，第二導(dǎo)軌沿上一植入工位中預(yù)留導(dǎo)軌下移，第二導(dǎo)軌和預(yù)留導(dǎo)軌貼近，從而使前工位膜與本工位膜部分平行相鄰并將膜植入預(yù)定深度；⑦將步驟⑥中的本工位膜露出地上的部分固定在地面上，將支架上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；⑧將相鄰的前后兩個植入工位的前工位膜和本工位膜水平旋轉(zhuǎn)> I
7圈，構(gòu)成膜卷筒將膜卷筒的第二導(dǎo)軌和預(yù)留導(dǎo)軌提出地上；將支架移至槽的下一個植 i
入工位上方；⑩重復(fù)上述步驟⑤至⑨，直至完成整個膜的植入任務(wù)，形成密封的控制界面；在到達(dá)植膜終點(diǎn)位置時，將所有導(dǎo)軌都提出地上。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還可以采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):所述步驟⑧中，在前工位膜和本工位膜搭接處，將搭接的兩膜貼上卷成卷狀，兩膜卷筒利用土體的充填和包裹固結(jié)外形；利用在貼近物體表面的流體存有固體表面對水分子形成的作用力勢場即分子引力場、水氫鍵和水分子團(tuán)引力和兩膜卷筒形狀的固定，達(dá)到阻止水在兩膜貼上卷成卷部位內(nèi)流動的目的。在所述膜植入界面深度> 25m時，所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的第二導(dǎo)軌和第一導(dǎo)軌同膜一起永久性植入地下。所述步驟⑨中，在植入界面的水平長度達(dá)到40米，并且水平長度與槽的深度比為 5/3范圍內(nèi)不允許填充濃護(hù)壁漿，超出上述范圍以外的槽內(nèi)，逐步充填濃護(hù)壁漿，利用濃護(hù)壁漿沉積對底部封閉，然后在起始端逐步填入破碎后的黏土直至填滿；控制界面結(jié)尾端同起始端同樣操作。所述步驟②的制作筒狀體過程中，利用弧狀托盤作為模具和支撐物:先將弧狀托盤水平支起，再將膜卷體的端部沿支起的弧狀托盤向下牽出，使膜的下端中部在弧形托盤上形成一個直徑大約15 cm的筒狀體。所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的每段非卷曲部位的展開長度> 80 cm。當(dāng)?shù)叵驴刂平缑鏋橐凰捷S線封閉型時，上述各步驟除控制界面起始端和結(jié)尾端除外，其它中間過程內(nèi)容不變；a.變更部分控制界面起始端工位的④變更為:④將第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌的地上部分與地下部分脫離，第一導(dǎo)軌留在地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌，第二導(dǎo)軌留在地下部分稱為預(yù)留結(jié)尾導(dǎo)軌；將支架移至槽的下一個植入工位上方，安裝調(diào)整支架和第一導(dǎo)軌及第二導(dǎo)軌，保持支架上有足夠的膜和各導(dǎo)軌就位；b.變更部分控制界面結(jié)尾連接工位的⑨⑩合并稱為⑨變更為:⑨將地下所有導(dǎo)軌都提出地上；向槽內(nèi)充填濃漿液；由于本方法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可使流體流動控制界面首尾相接形成一個閉環(huán)的界面。本發(fā)明的積極效果在于:它在解決兩膜間密封防滲處理方面，克服了傳統(tǒng)工藝方法的偏見，利用兩膜搭接卷曲的方法既可實(shí)現(xiàn)密封防滲，又能大幅度簡化工藝方法、提高方法的可操作性。具體地說，按照傳統(tǒng)工藝的觀點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)兩膜間密封防滲，最好是將兩膜粘接或縫合于一體，但是，在地下有護(hù)壁漿的環(huán)境內(nèi)對兩膜進(jìn)行粘接或縫合是很難實(shí)現(xiàn)的，不僅會增加施工的成本和風(fēng)險，而且，粘接和縫合的精度也無法保證，實(shí)事上根本無法實(shí)現(xiàn)有效地密封防滲。申請人根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合流體力學(xué)的流體邊界層理論發(fā)現(xiàn)，無需粘接或縫合，只需將兩膜間的間隙縮小至一定范圍內(nèi)，并且膜間隙具有一定的延展長度，便可有效阻止液體流動，實(shí)現(xiàn)有效地密封。其原理是:在貼近物體表面的流體存有固體表面對水分子形成的作用力勢場即分子引力場、水氫鍵和水分子團(tuán)引力，該引力阻止水在貼近物體表面處流動，使水在該處流動很緩慢；當(dāng)兩個表面距離很近時，在本申請中，可以認(rèn)為中間通過的流體的流阻表面通道無限大，并且，該引力對流體存在空間的上下兩平面有吸引應(yīng)力，如果液體或上下兩平面不管那方面產(chǎn)生位移都會存在對應(yīng)于位移矢量方向相反的作用力，該力對應(yīng)的局部應(yīng)力最終將使兩平面吸住。另外，兩個處于同一平面位置的面以平面折角對接時，當(dāng)平面位置對接側(cè)面受壓力高于另一側(cè)面時，該平面位置產(chǎn)生一法向位移推力，該矢量力將使沒有被固定的兩平面由于內(nèi)部壓力大于外壓力而在對接處開裂，利用面兩側(cè)壓力均衡和限位移反應(yīng)力解決該問題。應(yīng)用上述理論，通過使流體通道的兩表面貼近和位置固定，加上流體流動通道迷宮式設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)該方向流體流動的截止。


圖1是本發(fā)明所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法步驟⑥的示意圖，圖中在上一工位已經(jīng)完成膜向地下植入后，相鄰工位繼續(xù)向地下植入膜的工序；圖2是膜經(jīng)步驟②至③處理后的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中筒狀體內(nèi)已填入墜物，并已在封口處縫合；膜兩側(cè)的非卷曲部位分別與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接；另外，圖中D標(biāo)明了一側(cè)的非卷曲部位的寬度，其寬度至少為100cm;圖3是圖2的右示結(jié)構(gòu)示意圖，圖中省略了支架；圖4是圖2的A-A剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是經(jīng)所述步驟⑧后，前工位膜與本工位膜側(cè)端部對齊，并且卷曲合并成膜卷筒的示意圖，圖中是顯示的是膜卷筒的橫斷面。附圖標(biāo)記:1封口 2膜3墜物4筒狀體5弧形托盤6膜導(dǎo)輥7第一導(dǎo)軌 8第二導(dǎo)軌9膜卷體10支架11預(yù)留導(dǎo)軌12前工位膜13起始端回填物14護(hù)
壁漿15原地層16本工位膜。
具體實(shí)施例方式形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，包括如下步驟:
①利用現(xiàn)有成槽設(shè)備向地下開設(shè)槽，充填護(hù)壁漿，成槽后清槽、稀釋槽內(nèi)護(hù)壁漿14達(dá)< 1.lg/cm3 ;將由膜2纏繞而成的膜卷體9安裝于支架10上；抽拉膜2使其展開的同時，膜卷體9相對支架10旋轉(zhuǎn)；將支架10移至槽的第一個植入工位上方；
②如圖4所示，將膜2的下端中部在弧形托盤5上向上卷起構(gòu)成筒狀體4，膜2的兩側(cè)各留出一段至少100 cm寬的非卷曲部位，兩段非卷曲部位的下端低于筒狀體4。將筒狀體4的上部打開呈U形，向筒狀體4內(nèi)填裝墜物3，將筒狀體4的封口 I縫合。裝有墜物3的筒狀體4可有效防止膜2的下端在護(hù)壁漿14的浮力作用下上浮，從而，進(jìn)一步提高了防滲效果。將膜2的非卷曲部位的下端剪掉，使兩段非卷曲部位的下端與筒狀體4下端平齊，從而，能有效減少膜2向下植入時的阻力，同時也可減小膜2在植入時過程中被劃破的風(fēng)險。將膜2兩側(cè)的兩段非卷曲部位水平彎折。③將步驟②中的兩段非卷曲部位分別與第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8連接。為方便第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8與非卷曲部位分離，同時確保第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8能對膜施加下牽引力，非卷曲部位上可設(shè)有掛環(huán)第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8上設(shè)有向下彎折的掛鉤。第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8與非卷曲部位連接時，導(dǎo)軌上的掛鉤向下插入非卷曲部位的掛環(huán)內(nèi)，導(dǎo)軌可通過掛鉤和掛環(huán)對非卷曲部位進(jìn)施力；需將第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8提出地面時，只需將第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8向上提起，掛鉤就可與掛環(huán)順利分離。將膜2插入步驟①所述的槽內(nèi)，第二導(dǎo)軌8靠近槽的起始端；利用第一導(dǎo)軌7、第二導(dǎo)軌8和墜物3為膜2提 供向下的牽引力，直至膜2沿槽至達(dá)地下設(shè)定的植入位置；將膜2位于地上的部分與地面固定，并將支架10至地上部分的膜2剪斷，使已經(jīng)植入地下部分膜2與膜卷體9分離；
④將第二導(dǎo)軌8與步驟③中位于地下的膜2分離，向上將第二導(dǎo)軌8提至地面以上，第一導(dǎo)軌7的地上部分與地下部分脫離，地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌11 ;將支架10移至槽的下一個植入工位上方；
⑤重復(fù)步驟②；
⑥將步驟⑤中形成的兩段非卷曲部位分別與第二導(dǎo)軌8和另一第一導(dǎo)軌7連接；利用第二導(dǎo)軌8和另一第一導(dǎo)軌7將膜2向下植入支架10此時正下方對應(yīng)的植入工位；相鄰的兩個植入工位中，上一植入工位中的膜2稱為前工位膜12，本植入工位中膜2稱為本工位膜16 ;在本工位膜16植入過程中，第二導(dǎo)軌8沿上一植入工位中預(yù)留的第一導(dǎo)軌7下移，第二導(dǎo)軌8和預(yù)留地下的第一導(dǎo)軌7貼近，從而使前工位膜12與本工位膜16部分平行相鄰并將膜植入預(yù)定深度；
⑦將步驟⑥中的本工位膜16露出地上的部分固定在地面上，將支架10上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；
⑧將相鄰的前后兩個植入工位的前工位膜12和本工位膜16水平旋轉(zhuǎn)大于一又四分之三圈構(gòu)成膜卷筒；
⑨將膜卷筒的第二導(dǎo)軌8和預(yù)留導(dǎo)軌11提出地上；將支架10移至槽的下一個植入工位上方；
⑩重復(fù)上述步驟⑤至⑨，直至完成整個膜的植入任務(wù)，形成密封的控制界面；在到達(dá)植膜終點(diǎn)位置時，將所有導(dǎo)軌都提出地上；在整個鋪設(shè)過程中，兩根第一導(dǎo)軌7交替作為預(yù)留導(dǎo)軌11。隨著人們對土工合成材料的認(rèn)知，已經(jīng)將部分應(yīng)用材料進(jìn)行了明確定性，即在可以選擇的材料(土工合成膜或布)中，可以有效在地下使用的年限已擴(kuò)展至五十年甚至一百年以上，其材料本身在地下各種物理的拉伸和擠壓及化學(xué)的酸堿介質(zhì)的浸泡后仍然可以滿足植入地下時的設(shè)計(jì)要求。土工材料具有較大的水平方向的可延展性、平面垂直方向的高流體阻隔系數(shù)或具有可控顆粒直徑的通過率和材料表面具有一定的粗糙度及多種類合成材料的復(fù)合一體材料等。將其植入地下后，可以適應(yīng)地層后期可能產(chǎn)生的較大的位移變化。與植入材料表面接觸的土體，通過較粗糙的材料表面和其它材料纖維狀結(jié)合部位而形成較大的接合表面積和物理分子團(tuán)間的吸引力，實(shí)現(xiàn)更難將材料與被接觸的土體剝離。所述的膜2為土工合成材料，包括單層或多層復(fù)合及紡織或無紡膜布等。當(dāng)由多塊膜2構(gòu)成的地下控制界面為一水平軸線封閉型時，上述各步驟除控制界面起始端和結(jié)尾端除外，其它中間過程內(nèi)容不變；a.變更部分控制界面起始端工位的④變更為:④將第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8的地上部分與地下部分脫離，第一導(dǎo)軌7留在地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌11，第二導(dǎo)軌8留在地下部分稱為預(yù)留結(jié)尾導(dǎo)軌；將支架10移至槽的下一個植入工位上方，安裝調(diào)整支架10和第一導(dǎo)軌7及第二導(dǎo)軌8，保持支架10上有足夠的膜9和各導(dǎo)軌就位；b.變更部分控制界面結(jié)尾連接工位的⑨⑩合并稱為⑨變更為:⑨將地下所有導(dǎo)軌都提出地上；向槽內(nèi)充填濃漿液。所述步驟⑧中，在前工位膜12和本工位膜16搭接處，將搭接的兩膜貼上卷成卷狀，兩膜卷筒利用土體的充填和包裹固結(jié)外形；利用在貼近物體表面的流體存有固體表面對水分子形成的作用力勢場即分子引力場、水氫鍵和水分子團(tuán)引力和兩膜卷筒形狀的固定，達(dá)到阻止水在兩膜貼上卷成卷部位內(nèi)流動的目的。為進(jìn)一步簡化工藝，在所述膜2植入界面深度>25m時，所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的第二導(dǎo)軌8和第一導(dǎo)軌7同膜一起永久性植入地下。所述步驟⑨中，在植入界面的水平長度達(dá)到40米，并且水平長度與槽的深度比為5/3范圍內(nèi)不允許填充濃護(hù)壁漿，超出上述范圍以外的槽內(nèi)，逐步充填濃護(hù)壁漿，利用濃護(hù)壁漿沉積對底部封閉，然后在起始端逐步填入破碎后的黏土直至填滿；控制界面結(jié)尾端同起始端同樣操作。所述步驟①中的第一植入工位，是已成槽長度大于膜寬度的2倍左右的位置，從而達(dá)到與前面成槽施工互不干涉的位置。所述步驟②的制作筒狀體4過程中，利用弧狀托盤5作為模具和支撐物:先將弧狀托盤5水平支起，再將膜卷體9的端部沿支起的弧狀托盤5向下牽出，使膜2的下端中部在弧形托盤5上形成一個直徑大約15 cm的筒狀體4。所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的每段非卷曲部位的展開長度> 80cm,即每段非卷曲部位上的至少80cm寬的部分用于旋轉(zhuǎn)構(gòu)成膜卷筒。當(dāng)?shù)叵驴刂平缑鏋橐凰捷S線封閉型時，上述各步驟除控制界面起始端和結(jié)尾端除外，其它中間過程內(nèi)容不變；a.變更部分控制界面起始端工位的④變更為:④將第一導(dǎo)軌7和第二導(dǎo)軌8的地上部分與地下部分脫離，第一導(dǎo)軌7留在地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌11，第二導(dǎo)軌8留在地下部分稱為預(yù)留結(jié)尾導(dǎo)軌；將支架10移至槽的下一個植入工位上方，安裝調(diào)整支架10和第一導(dǎo)軌7及第二導(dǎo)軌8，保持支架10上有足夠的膜9和各導(dǎo)軌就位；b.變更部分控制界面結(jié)尾連接工位的⑨⑩合并稱為⑨變更為:⑨將地下所有導(dǎo)軌都提出地上；向槽內(nèi)充填濃漿液；由于本方法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可使流體流動控制界面首尾相接形成一個閉環(huán)的界面。根據(jù)深度，水壓和地質(zhì)條件等具體情況，可以對地下兩膜對接處采用筒體內(nèi)部或外部結(jié)構(gòu)的固結(jié)措施:淺層深度< 20m時利用土體，較深層深度> 25m時采用膜植入導(dǎo)軌在膜植入后留在原位作為兩膜卷筒結(jié)構(gòu)部分，深度在兩者之間時利用土體加固化物等措施，包裹和填充兩膜筒體，固定兩膜筒狀結(jié)構(gòu)。
在地下通過構(gòu)筑一個由根據(jù)應(yīng)用需要選擇相應(yīng)的材質(zhì)和材料厚度的土工合成材料為主要載體，采用流體邊界層理論應(yīng)用在相鄰合成材料搭接處，將搭接的兩膜貼近卷成卷狀，使流體在迷宮通道中成水膜狀，兩膜之間形成一個水的氫鍵、水分子團(tuán)引力和固體表面對水分子形成的作用力勢場即分子引力場作用區(qū)間，該區(qū)間將阻止液體的通過，地下的兩膜卷筒利用土體壓力或筒內(nèi)設(shè)置限制筒體開解物和均衡膜內(nèi)外壓力的方法使形狀固定，當(dāng)植入膜達(dá)到一定深度時，可以采用膜植入導(dǎo)軌部分包裹膜卷筒同膜一起永久性植入地下的方法，使其結(jié)合材料構(gòu)筑的界面的邊部和底部的封閉，形成一種地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法。實(shí)施例一，
截流部分包括如下步驟:
I在地面設(shè)置施工軸線位置，測量地面軸線位置的高程，設(shè)置施工段位的線段；
2沿施工軸線及鄰近開挖護(hù)壁漿液導(dǎo)溝及供漿池；
I將護(hù)壁漿液充至漿池及導(dǎo)溝；I至1.均為現(xiàn)有技術(shù)；
3:利用成槽設(shè)備向地下開挖成槽，槽底部的阻隔段深度可根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)，一般不
小于0.5m，起止兩端如果不封閉對接，則應(yīng)有足夠的填黏土延長距離，以保證流體的繞滲量滿足控制界面的設(shè)計(jì)要求或采用其它工法如高壓噴射灌漿等輔助處理側(cè)邊部封閉；
重:驗(yàn)收槽體，清理槽底殘?jiān)?，稀釋護(hù)壁漿液14達(dá)< 1.lg/cm3 ；
I將需要植入的材料移植到地下設(shè)計(jì)位置。步驟如下:1.在已成槽長度達(dá)到與前面成
槽施工互不干涉的位置上，將需要植入的材料膜卷體9水平放置在膜植入設(shè)備支架10上；2.將膜卷體9的端部沿臨時支起的水平弧狀托盤5向下牽出，在弧形托盤5上形成一個直徑大約15cm的筒狀體4，兩側(cè)留出大于IOOcm距離不作卷曲，向被卷出的筒4內(nèi)充填入槽墜物3，用縫制機(jī)織住封口 1，剪掉膜下端多余部分，收縮膜2兩側(cè)IOOcm后，將膜的兩側(cè)引入膜植入設(shè)備的膜植入導(dǎo)軌78中掛住，打開膜導(dǎo)輥6頂在膜2上；3.在支架10兩側(cè)導(dǎo)軌78牽引和墜物3向下牽引作用下將材料膜2送達(dá)地下設(shè)計(jì)植入位置，將膜2露出地上的部分固定在地面上，將支架10上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；4.使支架10前進(jìn)端膜植入導(dǎo)軌7脫離支架10，提起起始端的膜植入導(dǎo)軌8使膜2脫離并提出地面，在支架10上安裝另一套膜植入導(dǎo)軌7，在施工前方已具備膜植入條件時移機(jī)至連接的下一個工位段；5.重復(fù)“I”和“2.”步驟；6.在支架10兩側(cè)膜植入導(dǎo)軌78牽引和墜物3向下牽引下將材料膜2向下放送，在鄰近上一工位已完成膜植入工位端，支架10地上的膜植入導(dǎo)軌8沿地下預(yù)留的膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11貼近，實(shí)現(xiàn)上工位膜12與本工位膜2少量尺寸的平行相鄰，將材料膜2送達(dá)地下設(shè)計(jì)位置；7.將膜2露出地上的部分固定在地面上，將支架10上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；8.使由地面延伸至地下最底端的前后兩工位的膜水平旋轉(zhuǎn)兩周左右，以便卷實(shí)，卷曲長度80cm左右，使兩工位的搭接部位的膜2、12貼住并且被卷成筒狀；9.使施工方向前進(jìn)端膜植入導(dǎo)軌7脫離支架10，先后提起兩膜212連接部位的膜植入導(dǎo)軌8、11，將膜植入導(dǎo)軌8安置在支架10上就位，在支架10上安裝膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11，該膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11就變成膜植入導(dǎo)軌7，10.根據(jù)深度，水壓和地質(zhì)條件等具體情況，可以對地下兩膜對接處采用筒體內(nèi)部或外部結(jié)構(gòu)的固結(jié)措施:淺層深度< 20m時利用土體，較深層深度≥25m時采用膜植入導(dǎo)軌在膜植入后留在原位作為兩膜卷筒結(jié)構(gòu)部分，深度在兩者之間時利用土體加固化物等措施，包裹和填充兩膜筒體，固定兩膜筒狀結(jié)構(gòu)；11.向該段充填濃漿，在鋪設(shè)前方已具備植膜條件時移機(jī)至連接的下一個工位段；12.重復(fù)上述“5.” “6.” “7.” “8.” “9.” “10.” “11.”步驟直至完成整個膜植入任務(wù)，在到達(dá)植膜終點(diǎn)位置時，從地下提出所有膜植入導(dǎo)軌7、8、11。補(bǔ)充工序:上述植膜過程中，1、當(dāng)膜植入達(dá)到一定深度時(如界面深度≥ 25m時，膜植入導(dǎo)軌采用對膜卷筒部分包裹的方式同膜一起永久性植入地下；2、當(dāng)植入界面在水平軸線方向長度達(dá)到40米與軸線長度比槽深為5/3時，可以視槽壁的穩(wěn)定情況逐步向本段長以前部分的槽內(nèi)充填濃漿液，利用濃漿沉積對底部封閉，然后在起始端逐步填入破碎后的黏土直至填滿；控制界面結(jié)尾端同起始端同樣操作。I平整施工場地達(dá)到施工要求，完成植膜任務(wù)。本發(fā)明利用被植入膜體在垂直方向的低滲透系數(shù)(彡10_12cm/s)，膜體水平方向較大的延展度及高抗拉強(qiáng)度和物理化學(xué)高穩(wěn)定性，兩鄰近的膜體搭接部位采用沿膜地下的豎直方向水平卷筒，依靠水分子氫鍵和分子團(tuán)引力在搭接部位形成密封及搭接卷曲迷宮式密封方式并使其形狀固定，結(jié)合地下入巖部分膜粘土密封等的封閉方式，在地下深度40m內(nèi)或大于40m更深構(gòu)筑一道高機(jī)械性能的低滲透系數(shù)(〈10_8cm/S)流體介質(zhì)永久隔離阻滯界面。本發(fā)明具有較高的性能價值 比，對地下大深度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，特別是地下超低滲透系數(shù)的永久性防滲結(jié)構(gòu)有很好的適應(yīng)能力，解決了地下剛性連續(xù)防滲墻可能存在的因結(jié)構(gòu)應(yīng)力、環(huán)境應(yīng)力破壞帶來的功能失效問題，并且不會有剛性地下連續(xù)墻對兩側(cè)土體結(jié)構(gòu)具有的附加應(yīng)力，可作為各種地下防滲截流的永久性結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二，
選擇通過部分包括如下步驟:
①在地面設(shè)置施工軸線位置，測量地面軸線位置的高程，設(shè)置施工段位的線段；
-1沿施工軸線及鄰近開挖護(hù)壁漿液導(dǎo)溝及供漿池；
1-將護(hù)壁漿液充至漿池及導(dǎo)溝；
3'利用成槽設(shè)備向地下開挖成槽，槽的底部阻隔段深度可根據(jù)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)，一般不
小于0.5m，起止兩端如果不封閉，則應(yīng)有足夠的填顆粒物延長距離，以保證流體的繞滲量滿足控制界面的設(shè)計(jì)要求或采用其它方法如錨固等輔助處理側(cè)邊部控制界面的固定和封閉；
I驗(yàn)收槽體，清理槽底殘?jiān)?，稀釋護(hù)壁漿液14達(dá)≤1.lg/cm3 ；I將需要植入的材料移植到地下設(shè)計(jì)位置。步驟如下:1.在已成槽長度達(dá)到與前面成
槽施工互不干涉的位置上，將需要植入的材料膜卷體9水平放置在膜植入設(shè)備支架10上；
2.將膜卷體9的端部沿臨時支起的水平弧狀托盤5向下牽出，在弧形托盤5上形成一個直徑大約15cm的筒狀體4，兩側(cè)留出大于IOOcm距離不作卷曲，向被卷出的筒4內(nèi)充填入槽墜物3，用縫制機(jī)織住封口 1，剪掉膜下端多余部分，收縮膜2兩側(cè)IOOcm后，將膜的兩側(cè)引入膜植入設(shè)備的膜植入導(dǎo)軌7、8中掛住，打開膜導(dǎo)輥6頂在膜2上；3.在支架10兩側(cè)導(dǎo)軌
7、8牽引和墜物3向下牽引作用下將材料膜2送達(dá)地下設(shè)計(jì)植入位置，將膜2露出地上的部分固定在地面上，將支架10上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；4.使支架10前進(jìn)端膜植入導(dǎo)軌7脫離支架10，提起起始端的膜植入導(dǎo)軌8使膜2脫離并提出地面，在支架10上安裝另一套膜植入導(dǎo)軌7，在施工前方已具備膜植入條件時移機(jī)至連接的下一個工位段；
5.重復(fù)“I”和“2.”步驟；6.在支架10兩側(cè)膜植入導(dǎo)軌7、8牽引和墜物3向下牽引下將材料膜2向下放送，在鄰近上一工位已完成膜植入工位端，支架10地上的膜植入導(dǎo)軌8沿地下預(yù)留的膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11貼近，實(shí)現(xiàn)上工位膜12與本工位膜2少量尺寸(可以由膜植入導(dǎo)軌7、8掛住)的平行相鄰，將材料膜2送達(dá)地下設(shè)計(jì)位置；7.將膜2露出地上的部分固定在地面上，將支架10上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；8.使由地面延伸至地下最底端的前后兩工位的膜水平旋轉(zhuǎn)兩周左右，卷實(shí)為止，卷曲長度80cm左右，使兩工位的搭接部位的膜2、12貼住并且被卷成筒狀；9.使施工方向前進(jìn)端膜植入導(dǎo)軌7脫離支架10，先后提起兩膜2、12連接部位的膜植入導(dǎo)軌811，將膜植入導(dǎo)軌8安置在支架10上就位，在支架10上安裝膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11，該膜植入預(yù)留導(dǎo)軌11就變成膜植入導(dǎo)軌7，在鋪設(shè)前方已具備植膜條件時移機(jī)至連接的下一個工位段；10.重復(fù)上述“5.” “6.” “7.” “8.” “9.”步驟直至完成整個膜植入任務(wù)，在到達(dá)植膜終點(diǎn)位置時，從地下提出所有膜植入導(dǎo)軌7、8、11。補(bǔ)充工序:上述植膜過程中，當(dāng)植入界面在水平軸線方向長度達(dá)到40米與軸線長度比槽深為5/3時，可以視槽壁的穩(wěn)定情況逐步向本段長以前部分的槽內(nèi)充填顆粒物，上部密封部分充填封閉物，回填充實(shí)槽口，該步驟實(shí)施前提是不影響前方的植膜施工。:7平整施工場地達(dá)到施工要求，完成植膜任務(wù)。本發(fā)明可利用被植入合成材料所具有的網(wǎng)狀孔洞對地下流動體進(jìn)行選擇性流動通過，使流體通過留住所選擇的顆粒物，合成材料水平方向較大的延展度及高抗拉強(qiáng)度和物理化學(xué)高穩(wěn)定性，兩鄰近的合成材料搭接部位采用沿材質(zhì)地下的豎直方向水平卷筒方式連接結(jié)合地下入巖部分形成整體方式，在地下深度40m內(nèi)或大于40m更深構(gòu)筑一道高機(jī)械性能的流動介質(zhì)選擇性通過的流體介質(zhì)永久性功能界面。
權(quán)利要求
1.形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:包括如下步驟: ①利用現(xiàn)有成槽設(shè)備向地下開設(shè)槽，充填護(hù)壁漿，成槽后清槽、稀釋槽內(nèi)護(hù)壁漿(14)達(dá)< 1.lg/cm3 ;將由膜(2)纏繞而成的膜卷體(9)安裝于支架(10)上；抽拉膜(2)使其展開的同時，膜卷體(9)相對支架(10)旋轉(zhuǎn)；將支架(10)移至槽的第一個植入工位上方； ②將膜(2)的下端中部在弧狀托盤(5)上向上卷起構(gòu)成筒狀體(4)，膜(2)的兩側(cè)各留出一段至少100 cm寬的非卷曲部位，兩段非卷曲部位的下端低于筒狀體(4);將筒狀體(4)的上部打開呈U形，向筒狀體(4)內(nèi)填裝墜物(3)，將筒狀體(4)的封口(I)縫合；將膜(2)的非卷曲部位的下端剪掉，使兩段非卷曲部位的下端與筒狀體(4)下端平齊；將膜(2)兩側(cè)的兩段非卷曲部位水平彎折； ③將步驟②中的兩段非卷曲部位分別與第一導(dǎo)軌(7)和第二導(dǎo)軌(8)連接；將膜(2)插入步驟①所述的槽內(nèi)，第二導(dǎo)軌(8)靠近槽的起始端；利用第一導(dǎo)軌(7)、第二導(dǎo)軌(8)和墜物(3)為膜(2)提供向下的牽引力，直至膜(2)沿槽至達(dá)地下設(shè)定的植入位置；將膜(2)位于地上的部分與地面固定，并將支架(10)至地上部分的膜(2)剪斷，使已經(jīng)植入地下部分膜(2 )與膜卷體(9 )分尚； ④將第二導(dǎo)軌(8)與步驟③中位于地下的膜(2)分離，向上將第二導(dǎo)軌(8)提至地面以上，第一導(dǎo)軌(7)的地上部分與地下部分脫離，地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌(11);將支架(10)移至槽的下一個植入工位上方； ⑤重復(fù)步驟②； ⑥將步驟⑤中形成的兩段非卷曲部位分別與第二導(dǎo)軌(8)和另一第一導(dǎo)軌(7)連接；利用第二導(dǎo)軌(8)和另一第一導(dǎo)軌(7)將膜(2)向下植入支架(10)此時正下方對應(yīng)的植入工位；相鄰的兩個植入工位中，上一植入工位中的膜(2)稱為前工位膜(12)，本植入工位中膜(2)稱為本工位膜(16);在本工位膜(16)植入過程中，第二導(dǎo)軌(8)沿上一植入工位中預(yù)留導(dǎo)軌(11)下移，第二導(dǎo)軌(8)和預(yù)留導(dǎo)軌(11)貼近，從而使前工位膜(12)與本工位膜(16)部分平行相鄰并將膜植入預(yù)定深度；⑦將步驟⑥中的本工位膜(16)露出地上的部分固定在地面上，將支架(10)上的膜與已經(jīng)植入地下部分剪斷分離；⑧將相鄰的前后兩個植入工位的前工位膜(12)和本工位膜(16)水平旋轉(zhuǎn)>I§圈，構(gòu)成膜卷筒； ⑨將膜卷筒的第二導(dǎo)軌(8)和預(yù)留導(dǎo)軌(11)提出地上；將支架(10)移至槽的下一個植入工位上方； ⑩重復(fù)上述步驟⑤至⑨，直至完成整個膜的植入任務(wù)，形成密封的控制界面；在到達(dá)植膜終點(diǎn)位置時，將所有導(dǎo)軌都提出地上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:所述步驟⑧中，在前工位膜(12)和本工位膜(16)搭接處，將搭接的兩膜貼上卷成卷狀，兩膜卷筒利用土體的充填和包裹固結(jié)外形；利用在貼近物體表面的流體存有固體表面對水分子形成的作用力勢場即分子引力場、水氫鍵和水分子團(tuán)引力和兩膜卷筒形狀的固定，達(dá)到阻止水在兩膜貼上卷成卷部位內(nèi)流動的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法， 其特征在于:在所述膜(2)植入界面深度> 25m時，所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的第二導(dǎo)軌(8)和第一導(dǎo)軌(7)同膜一起永久性植入地下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:所述步驟⑨中，在植入界面的水平長度達(dá)到40米，并且水平長度與槽的深度比為5/3范圍內(nèi)不允許填充濃護(hù)壁漿，超出上述范圍以外的槽內(nèi)，逐步充填濃護(hù)壁漿，利用濃護(hù)壁漿沉積對底部封閉，然后在起始端逐步填入破碎后的黏土直至填滿；控制界面結(jié)尾端同起始端同樣操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:所述步驟②的制作筒狀體(4)過程中，利用弧狀托盤(5)作為模具和支撐物:先將弧狀托盤(5)水平支起，再將膜卷體(9)的端部沿支起的弧狀托盤(5)向下牽出，使膜(2)的下端中部在弧形托盤(5)上形成一個直徑大約15 cm的筒狀體(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:所述步驟⑧中構(gòu)成膜卷筒的每段非卷曲部位的展開長度> 80 Cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，其特征在于:當(dāng)?shù)叵驴刂平缑鏋橐凰捷S線封閉型時，上述各步驟除控制界面起始端和結(jié)尾端除外，其它中間過程內(nèi)容不變；a.變更 部分控制界面起始端工位的④變更為:④將第一導(dǎo)軌(7)和第二導(dǎo)軌(8)的地上部分與地下部分脫離，第一導(dǎo)軌(7)留在地下部分稱為預(yù)留導(dǎo)軌(11)，第二導(dǎo)軌(8)留在地下部分稱為預(yù)留結(jié)尾導(dǎo)軌；將支架(10)移至槽的下一個植入工位上方，安裝調(diào)整支架(10)和第一導(dǎo)軌(7)及第二導(dǎo)軌(8)，保持支架(10)上有足夠的膜(9)和各導(dǎo)軌就位；b.變更部分控制界面結(jié)尾連接工位的⑨⑩合并稱為⑨變更為:⑨將地下所有導(dǎo)軌都提出地上；向槽內(nèi)充填濃漿液；由于本方法結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可使流體流動控制界面首尾相接形成一個閉環(huán)的界面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形成地下流動介質(zhì)流動控制界面的方法，包括如下步驟①利用現(xiàn)有成槽設(shè)備向地下開設(shè)槽；將支架移至槽的第一個植入工位上方；②將膜的下端中部在弧狀托盤上向上卷起構(gòu)成筒狀體，膜的兩側(cè)各留出一段至少100㎝寬的非卷曲部位，兩段非卷曲部位的下端低于筒狀體；向筒狀體內(nèi)填裝墜物，將筒狀體的封口縫合；將膜的非卷曲部位的下端剪掉，使兩段非卷曲部位的下端與筒狀體下端平齊；將膜兩側(cè)的兩段非卷曲部位水平彎折；③將步驟②中的兩段非卷曲部位分別與第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌連接；將膜插入步驟①所述的槽內(nèi)，第二導(dǎo)軌靠近槽的起始端；利用第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌和墜物為膜提供向下的牽引力，直至膜沿槽至達(dá)地下設(shè)定的植入位。
文檔編號E02D19/12GK103147451SQ20131007288
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者臧旭東 申請人:山東省水利科學(xué)研究院