技術領域

本發(fā)明屬于固體廢物污染防治技術領域，具體涉及用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲結構，特別適合固廢堆體高出地面很多的情況下應用。

背景技術

由于歷史原因，許多企業(yè)在生成過程中產(chǎn)生大量固體廢物，如鋼廠的鋼渣、銅冶煉廢渣、礦山開采產(chǎn)生的剝離廢石(土)等等。由于產(chǎn)生的工業(yè)固廢都沒有得到及時處理以及有效地利用，導致部分地區(qū)的工業(yè)固廢儲存量迅速增長，給周圍環(huán)境帶來了巨大壓力。工業(yè)固廢堆場的數(shù)量巨大，種類繁多，進行綜合利用的途徑非常少，并且堆存量較大，大量固體廢物長期堆存形成了選冶渣場、排土場等固廢堆存場所，大量占用土地，雨水進入這些固廢堆場，將會產(chǎn)生有害廢水，然后這些有害廢水進入地下水中，或滲漏出來，就會嚴重影響當?shù)厮蛋踩?，破壞土質、影響植物生長、破壞了當?shù)氐沫h(huán)境質量。

目前，處置這些固廢的主要方法有：異地填埋、就地堆存、就地固化處理，采取的防滲方法有水平防滲、垂直防滲。

異地填埋對于只有少量的固廢，在環(huán)保、安全可靠的情況下比較可行；由于歷史原因，對于大量已存在固廢，就地管控也是切實可行辦法。

水平防滲就是在固廢物堆場表面的水平方向建立防滲層，防止雨水或外界新水進入下面的固廢堆層，避免固廢污染產(chǎn)生新的廢水污染地下水。

垂直防滲就是在固廢堆場四周或地下水流的下游一定深度范圍內建立豎向屏障(防滲墻)，阻止被污染水流向其他水域擴散、遷移而污染周邊水域。

目前，對固廢產(chǎn)生廢水的垂直防滲、水平防滲處理，都是分別進行治理。例如，《中國金屬通報》2021年第10期發(fā)表的《尾礦庫防滲措施的相關分析》分別介紹了垂直防滲措施、水平防滲措施。垂直防滲措施包括：壩下帷幕灌漿防滲措施；壩下塑性混凝土防滲墻防滲措施；壩下“上墻下幕”防滲措施(截滲壩+上部混凝土防滲墻+下部帷幕灌漿)。為保證壩肩防滲效果，可在壩肩部位設置灌漿平硐，壩肩、壩基帷幕形成整體，有效防止繞壩滲漏問題的產(chǎn)生。水平防滲措施包括：黏土等天然材料；土工膜、復合土工膜、鈉基膨潤土毯等土工材料等。這種分別采取垂直防滲、水平防滲施措施的施工方法，施工周期長、施工復雜、費用大。如何使水平防滲與垂直防滲相互結合，共同構建水平防滲與垂直防滲組合結構體系，對于節(jié)省黏土資源、減少土方使用量、簡化施工工序、提高防滲效果具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的防滲效果差、施工周期長、施工工序復雜、成本高的問題，而提供一種能夠節(jié)省黏土資源、減少土方使用量、施工簡便、施工成本低、防滲效果好的用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體采用以下技術方案實施：

本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體包括垂直防滲墻、復合防滲工程結構、水平防滲系統(tǒng)；所述的復合防滲工程結構是由垂直防滲內墻及位其上部向固廢堆體一側擴展的內墻覆蓋板、垂直防滲外墻及位其上部向外擴展的外墻覆蓋板構成；復合防滲工程結構采用鋼筋混凝土結構，通過支模、綁鋼筋后澆筑混凝土形成；所述的垂直防滲墻位于垂直防滲內墻、垂直防滲外墻之間位置的下部，垂直防滲墻采用素混凝土或三軸水泥攪拌樁或高壓旋噴樁，垂直防滲墻的滲透系數(shù)小于1x10 -7，垂直防滲墻的深度需達滲透系數(shù)小于1x10 -7的防滲土層，且進入滲透系數(shù)小于1x10 -7的防滲土層厚度不小于1000mm；在垂直防滲內墻和垂直防滲外墻之間的底部設有垂直防滲結合層，垂直防滲內墻、垂直防滲外墻、垂直防滲結合層構成的凹形空間為水平防滲雨水收集外排空間，根據(jù)區(qū)域環(huán)境整治及雨水收集和排放計算確定水平防滲雨水收集外排空間的空間大小；所述的水平防滲系統(tǒng)位于垂直防滲內墻靠近固廢堆體一側的固廢堆體層之上，水平防滲系統(tǒng)自下而上是由基礎層、防滲材料保護層、水平防滲層、生態(tài)基層、生態(tài)層組合構成；基礎層采用雜填土，分層壓實；防滲材料保護層采用素土，整平壓實；水平防滲層采用高密度聚乙烯HDPE土工防滲膜，上加土工布保護層；生態(tài)基層采用種植土，種植土上栽種植物形成生態(tài)層，植物品種根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護及綠化的要求確定；垂直防滲結合層采用素混凝土。

結合考慮防滲效果和施工成本，經(jīng)過試驗研究結果和對比，所述的垂直防滲內墻、垂直防滲外墻的厚度B1為150～200mm，垂直防滲墻的厚度B2為600mm～800mm，內墻覆蓋板、外墻覆蓋板的厚度H3為150～200mm，垂直防滲內墻、垂直防滲外墻的高度H4為1300～1800mm。

進一步地，所述的基礎層的厚度為400～600mm，分層壓實的每層厚度不大于200mm；所述的防滲材料保護層的厚度為150～250mm；所述的生態(tài)基層的厚度為420～560mm。

進一步地，在內墻覆蓋板內間隔設有將水平防滲層中的雨水排到水平防滲雨水收集外排空間中的排水孔,排水孔與內墻覆蓋板同步施工。

進一步地，所述的水平防滲層采用1.5mm厚度的高密度聚乙烯HDPE土工防滲膜為佳。

本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體采用以上技術方案后，具有下列積極效果：

(1)采用垂直防滲墻、復合防滲工程結構、水平防滲系統(tǒng)構成組合防滲體，使之同時滿足水平防滲、垂直防滲的工藝要求，從而優(yōu)化整個治理區(qū)域的施工流程，實現(xiàn)了水平防滲與垂直防滲的完美結合，有效解決了自然雨水(或其他地面水體)進入地下土壤中，杜絕了新的污染水的產(chǎn)生；

(2)通過水平防滲、垂直防滲的有機結合，有效防止原有固廢及固廢產(chǎn)生的污水污染地下水其他土壤或水體；

(3)水平防滲系統(tǒng)自下而上是由基礎層、防滲材料保護層、水平防滲層、生態(tài)基層、生態(tài)層組合構成，既能滿足固廢堆體水平防滲的要求，又修復了固廢堆體的生態(tài)，實現(xiàn)了固廢堆體的綠化、美化；

(4)垂直防滲系統(tǒng)由位于底部的垂直防滲墻、位于上部的垂直防滲內墻和垂直防滲外墻雙層結構以及垂直防滲結合層組合構成，垂直防滲效果好，施工方便；

(5本發(fā)明可靈活應用，適用不同形狀固廢堆體，如地上、凹坑、山洼，特別適合在固廢高出地面很多的情況下應用。

(6)本發(fā)明采用組合的防滲結構技術，跟水平防滲、垂直防滲分開技術相比，可節(jié)省土建造價30％以上，同時可有效節(jié)省土地使用面積，從而節(jié)省土地資源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體結構剖面圖；

圖2為本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體的剖面圖；

圖3為本發(fā)明設計的水平蓋板結構示意圖。

附圖標記：1-生態(tài)層；2-生態(tài)基層；3-水平防滲層；4-防滲材料保護層；5-基礎層；6-固廢堆體層；7-垂直防滲墻；8-垂直防滲結合層；9-復合防滲工程結構；9-1-垂直防滲內墻；9-2-垂直防滲外墻；9-3-內墻覆蓋板；9-4-外墻覆蓋板；10-水平防滲雨水收集外排空間；11－水平蓋板。

具體實施方式

為進一步描述本發(fā)明，下面結合附圖對本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體作進一步詳細描述。

由圖1所示的本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體結構剖面圖并結合圖2、圖3看出，本發(fā)明一種用于固廢堆體污染防治與生態(tài)修復的組合防滲體由垂直防滲墻7、復合防滲工程結構9、水平防滲系統(tǒng)、水平蓋板11組合構成；所述的復合防滲工程結構9是由垂直防滲內墻9-1及位其上部向固廢堆體一側擴展的內墻覆蓋板9-3、垂直防滲外墻9-2及位其上部向外擴展的外墻覆蓋板9-4構成；所述的垂直防滲墻7位于垂直防滲內墻9-1、垂直防滲外墻9-2之間位置的下部，所述的垂直防滲墻7的滲透系數(shù)小于1x10 -7，垂直防滲墻7的深度需達滲透系數(shù)小于1x10 -7的防滲土層，且進入滲透系數(shù)小于1x10 -7的防滲土層厚度不小于1000mm；在垂直防滲內墻9-1和垂直防滲外墻9-2之間的底部設有垂直防滲結合層8，垂直防滲內墻9-1、垂直防滲外墻9-2、垂直防滲結合層8構成的凹形空間為水平防滲雨水收集外排空間10，根據(jù)區(qū)域環(huán)境整治及雨水收集和排放計算確定水平防滲雨水收集外排空間10的空間大小；水平蓋板11采用混凝土蓋板，水平蓋板11覆蓋在垂直防滲內墻9-1、垂直防滲外墻9-2之上，在水平蓋板11上帶有供雨水滲透的篦孔；所述的水平防滲系統(tǒng)位于垂直防滲內墻9-1靠近固廢堆體一側的固廢堆體層6之上，水平防滲系統(tǒng)自下而上是由基礎層5、防滲材料保護層4、水平防滲層3、生態(tài)基層2、生態(tài)層1組合構成。

在工程實施中，所述的組合防滲體的結構參數(shù)為：所述的垂直防滲內墻9-1、垂直防滲外墻9-2的厚度B1為150～200mm，垂直防滲墻7的厚度B2為600mm～800mm，內墻覆蓋板9-3、外墻覆蓋板9-4的厚度H3為150～200mm，垂直防滲內墻9-1、垂直防滲外墻9-2的高度H4為1500mm；所述的基礎層(5)的厚度為500mm，分層壓實的每層厚度不大于200mm，；所述的防滲材料保護層4的厚度為200mm；所述的生態(tài)基層2的厚度為500mm。

其施工方法如下：

1)在需要進行水平防滲與垂直防滲的固廢堆體的外緣，明確垂直防滲線路，并按照設計標高和坡度要求進行固廢堆體之固廢堆體層6的場地平整；

2)按照垂直防滲線路位置，施工復合防滲工程結構9；所述的復合防滲工程結構9采用鋼筋混凝土結構，通過支模、綁鋼筋后澆筑混凝土形成；混凝土中鋼筋直徑14mm、間距200mm。沿垂直防滲墻線路施工，該措施保證防滲墻的定位及質量，確保垂直防滲目標的實現(xiàn)；

3)待復合防滲工程結構9穩(wěn)定驗收后，施工垂直防滲墻7，垂直防滲墻7采用C30素混凝土或三軸水泥攪拌樁或高壓旋噴樁；

4)基礎層5、防滲材料保護層4的施工：基礎層5采用雜填土，分層壓實、找坡(3‰)；防滲材料保護層4采用素土，整平壓實，防滲材料保護層4中不得含有有機質、碎石塊、草木屑等雜質；

5)鋪設水平防滲層3，水平防滲層3采用1.5mm厚高密度聚乙烯HDPE土工防滲膜，上加土工布保護層；

6)施工生態(tài)基層2，生態(tài)基層2采用種植土，種植土上栽種植物形成生態(tài)層1，植物品種根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護及綠化的要求確定；

7)施工垂直防滲結合層8，垂直防滲結合層8采用素混凝土。

8)完成水平蓋板14的制作、安裝。

本發(fā)明在工程實際應用中，自然雨水進入生態(tài)層1，有利于植物的生長，通過生態(tài)基層2涵養(yǎng)水分，通過水平防滲層3阻擋水分進入固廢層中，有效解決固廢產(chǎn)生新廢水，同時過多雨水通過水平防滲層3水平流動，進入水平防滲雨水收集外排空間10外排空間，實現(xiàn)水分的有序外排和利用。

為了便于水平防滲層3中的水順利排到水平防滲雨水收集外排空間10中，在內墻覆蓋板9-3中還可以設有供滲透的雨水排向水平防滲雨水收集外排空間10的排水孔，該排水孔與內墻覆蓋板9-3同步施工。