垃圾填埋场防渗新技术：实施方法

根据施工方法的不同，可用于垂直防渗墙工程施工的方法有地基土改性法、打入法和开挖法等。

1）地基土改性法施工防渗墙

地基土改性法施工防渗墙是通过充填、压密地基土等方法使原土渗透性降低而形成的防渗墙。在填埋场垂直防渗墙施工中主要有注浆法、喷射法和原土就地混合法3种。

①注浆法施工防渗墙。注浆法即注浆帷幕的一种方法，按一定的间距设计钻孔，采用一定的注浆方法和压力将防渗材料通过钻孔注入地层，使其充填地层孔隙，达到防渗目的。该方法在我国的垃圾填埋场防渗中应用较广泛。

注浆浆液可利用水泥浆液，添加剂为黏土（或膨润土）和化学凝固剂或液化剂，或者以水玻璃为主的化学溶剂。水玻璃具有耐久性差的弱点，通常适用于临时性防渗。例如，使用42.5号普通硅酸盐水泥与膨润土混合浆液注浆可形成渗透系数达到10-7～10-6cm/s的垂直防渗墙。使用超细水泥和添加剂浆液注浆可进一步提高防渗效果，但造价相应提高。化学注浆可在水泥注浆之后进行，用以提高注浆的防渗性能，注浆材料有改性环氧树脂、丙烯酸盐和木质素类化学注浆等。

采用水泥浆灌注的杭州天子岭垃圾填埋场，其灌注标准为ω≤0.03 L/（min·m2）（ω=0.01，其对应的渗透系数K=1.5×10-5cm/s）；南宁市垃圾填埋场，其灌注标准为ω≤0.02～0.05 L/（min·m2）；南昌麦园垃圾填埋场垂直防渗采用黏土固化浆，即以粒度为200目以上的商品黏土为主要注浆材料，加一定比例的普通水泥及少量外加剂配制而成的不同水固比的浆液，对该场址岩层的微小裂隙进行注浆封堵，结石体本身渗透系数一般可达10-5 cm/s左右，并确定其帷幕灌注标准为ω≤0.01 L/（min·m2）。

②喷射法施工防渗墙。喷射法施工是指通过高压旋喷或摆喷方法使浆液与地基土搅拌混合，凝固后成为具有特殊结构、渗透性低、有一定固结强度的固结体。该方法可使防渗墙的渗透系数达10-8cm/s，固结体强度可达到10～20 MPa。浆液可使用膨润土-水泥浆液或者化学浆液。

③原土就地混合法施工防渗墙。原土就地混合法施工方法是将欲形成防渗墙位置的原状土用吊铲等工具挖出，并使其与水泥或其他充填材料就地混合后重新回填到切槽中。为了保证切槽的连续施工，采用膨润土浆液护壁。该方法在美国应用较多。这种方法适用于深度较浅的防渗墙。

2）打入法施工防渗墙

打入法施工防渗墙是利用夯击或振动的方法将预制好的防渗墙体构件打入土体成墙，或者利用夯击或振动方法成槽后灌浆成墙的一种方法。用这种方法施工的防渗墙有板桩墙、复合窄壁墙、挤压灌注防渗墙、振动水力喷射成槽造墙工艺等。(www.xing528.com)

①板桩墙。板桩墙的施工是将已预制好的板桩构件垂直夯入地层中。常用的板桩有钢板桩和外包铁皮的木板桩，板桩之间要用板桩锁连接，两板桩之间要有重叠，间隙要保持闭合或进行密封，防止渗漏。板桩墙还要有耐腐蚀性。板桩墙比较适宜在软体土层中使用，对于硬塑性土层则由于打夯困难而受到限制。

②复合窄壁墙。复合窄壁墙的施工：首先通过夯击或振动将土体向周围排挤形成防渗墙空间，把防渗板放入已形成的防渗墙空间；然后注浆充填缝隙形成防渗墙体。复合窄壁墙的施工有梯段夯入法和振动冲压法两种。

梯段夯入法是先夯入厚的夯入件，然后分梯段夯入最薄的夯入件达到预计深度。打夯结束后，把含有膨润土和水泥的浆液注入形成的槽内，硬化后便形成了防渗墙体。

振动冲压法是用振动器将板桩垂直打入土体内，直至进入填埋场基础下方的黏土层里，板桩以外的空隙注浆充填。施工时还要求振动板之间的排列和搭接闭合成一体，两板的间隙要保证闭合和封闭。板桩墙通常是耐腐蚀的。

③挤压灌注防渗墙。利用冲击锤或振动器将夯入件打入所要求的深度，夯入件在土体中排挤出一个槽段空间，一般5～6个夯入件循环使用，当第3和第4个夯入件打入后，前两个打入件可起出，向槽段灌注防渗浆材成墙。灌注浆材料可使用由骨料（砂和粒级0～8 mm砾石）、水泥、膨润土和石灰粉加水混合而成土状混凝土。土状混凝土各成分配比要根据对防渗墙体要求的渗透性、强度和可施工性等指标而定。防渗墙体材料应满足制成防渗墙体的渗透系数（＜10-7cm/s），并满足抗腐蚀性、能用泵抽吸、具有流动性、便于填充等要求。

④振动水力喷射成槽造墙工艺。振动水力喷射成槽造墙工艺将垂直振动与水力喷射成槽、泵吸反循环排渣、槽内注浆造墙等技术方法组合起来使用，与液压抓斗等机械式成槽机相比，其造墙效率提高了3倍以上；实现单元槽段无接头连接，防渗效果显著；槽孔尺寸可调，成槽深度大。该施工方法已由本课题组申请为国家专利。

3）开挖法施工防渗墙

开挖法施工防渗墙先通过挖掘地下土形成沟槽，槽壁的稳定由灌入的泥浆维护，然后在沟槽中灌注墙体材料并将泥浆挤出而形成防渗墙。

防渗墙施工可用的材料组成有塑性材料（Ca、Na膨润土，黏土）、骨料（砂、岩粉等）、水泥、水、添加材料（稳定剂、挥发剂等）。上述矿物防渗材料有时达不到填埋场防渗要求，需采取进一步防渗措施。常用方法是使用复合防渗系统，类似于水平防渗系统中的复合衬层系统，如使用柔性膜[如高密度聚乙烯（HDPE）膜]和矿物材料复合组成复合垂直防渗系统。复合垂直防渗系统的优点：渗透性极低，具有很好的防渗效果；通过减少过流量，可使长期稳定性增强；墙体具有较高强度；由于柔性膜分布在整个墙体中，避免了墙体可能存在的缺陷；具有可监测性和可修复性；由于柔性膜材料可相互连接，避免了墙体连接可能出现的缝隙。