[发明专利]一种用于控制污染地下水的原位薄壁竖向屏障的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于污染场地隔离控制技术领域，涉及一种用于控制污染地下水的原位薄壁竖向屏障的施工方法。 

背景技术

近年来，由于国家发展战略、经济结构调整需求，大量工业企业关闭、搬迁转厂，其运营期内由于“三废”处理不当所造成的场地污染问题日渐显现。原工业场地及其周边地区的土地基地下水体受到重金属、有机物等大面积污染。另一方面，城市固体废弃物填埋场内由于淋漓液水头严重超标、底部衬垫失效，以及尾矿坝受降雨影响等均造成污染物侵入土层并沿地下水运移方向扩散。土壤及地下水体污染的修复不彻底、突发性污染事件等势必造成严重环境破坏及社会不利影响，例如吉化双苯厂的松花江污染等。 

受污染的土层及地下水体具有隐蔽性、滞后性、积累性、难以自净修复的特点。目前人工治理存在低效、无法大面积推广等诸多局限性。因此，受污染场地，不论是否进行修复措施，污染场地外围的二次屏障显得尤为重要。全球环境与技术基金会认为污染场地外围的工程屏障是一项重要的限制乃至消除污染物在土层中运移的技术。工程屏障能够有效地限制污染场地影响范围并降低污染物进入周围地质介质的风险。同时，工程屏障为人类寻找彻底、经济而高效的污染场地修复技术提供了充分的时间保障。 

传统的隔离措施包括：搅拌桩连续墙、高压旋喷桩、止水帷幕、人工冻土屏障等。桩体形式的连续墙通常存在桩间实际咬合程度低、存在桩间裂隙缺陷。再者，桩墙或止水帷幕大多引用自市政土建或交通地基建设，由于其设计初衷在于强度、稳定、止水抗渗，因此施工时首选水泥作为主要材料。对于普遍存在有机污染物、重金属污染物、硫酸根离子，以及氯离子的污染液而言，水泥的掺入可能使得墙体破坏加剧。同时，以水泥材料为主要添加剂的隔离措施均存在工作性随龄期增长；达到稳定工作性需要较长周期，但这期间墙体抵抗腐蚀破坏的能力较低，无法满足抢修工程需求。 

针对城市工业污染场地的隔离控制项目，严格限制或拒绝采用水泥材料，以及限 制竖向隔离工程屏障宽度成为目前业主单位所提出的主要设计要求之一。这是由于使用水泥材料、放大宽度的竖向隔离工程屏障的设计制约了后续地下结构物的实际使用空间，造成宝贵城市土地资源的浪费。 

土-膨润土竖向隔离工程屏障是一种代替传统隔离措施的隔离控制方法。目前的施工方法通过开挖成槽、材料回填实现。施工技术机械化程度较低，可能造成一定的人为误差及其所引起的质量问题，主要体现在墙体宽度、竖向垂直度的控制，以及开挖过程中可能出现土槽坍塌。 

此外，土-膨润土竖向隔离工程屏障材料中膨润土掺量受到施工和易性要求限制，通常膨润土掺量不超过15%。膨润土自身具有极强的遇水膨胀性能，因此当膨润土掺量达到或超出15%时，先遇水并水化膨润土部分将对未水化土颗粒形成致密包裹，导致土-膨润土竖向隔离工程屏障材料整体的水化不均匀和土块抱团现象，也造成施工拌合困难。同时，高膨润土掺量条件下，回填材料的拌合及其困难，采用传统的机械搅拌设备时膨润土的损失量巨大（膨润土粘附于搅拌设备）。这也使得具有增强阻滞污染物运移及提高土-膨润土竖向隔离工程屏障抗腐蚀性能的新型黏合剂材料无法应用于实际施工工程。 

发明内容

技术问题：本发明提供一种机械化程度高，降低了竖向隔离工程屏障的工程造价成本，缩短竖向隔离工程屏障的施工时间，提高施工质量的用于控制污染地下水的原位薄壁竖向屏障的施工方法。 

技术方案：本发明的用于控制污染地下水的原位薄壁竖向屏障的施工方法，包括以下步骤： 

第一步：在污染场地外围区域的施工点位，沿竖向隔离工程屏障的延长方向依次插设至少5个箱型复合钢板桩，两相邻箱型复合钢板桩在端部连接，箱型复合钢板桩的内腔中设置有用于泵送竖向隔离工程屏障材料的泵送软管； 

第二步：拔出第一个插设的箱型复合钢板桩，同时通过泵送软管向箱型复合钢板桩的内腔中泵送竖向隔离工程屏障材料，在拔出过程中底板向下翻转打开，竖向隔离工程屏障材料落入土层中； 

第三步：将拔出的第一个箱型复合钢板桩插设至与最后一个箱型复合钢板桩相邻的下一个施工点位； 

第四步：重复第一步至第三步的流程，直至完成竖向隔离工程屏障一个立面的施工； 

第五步：按照第一步至第四步的方法，完成竖向隔离工程屏障所有立面的施工，各立面首尾连接，构成一个完整的竖向隔离工程屏障。