[发明专利]一种落底式竖向阻隔屏障底部缺陷的修补方法

说明书

本发明公开了一种落底式竖向阻隔屏障底部缺陷的修补方法。修补方法的步骤为确定修补范围、制备修补浆料、设置注浆单元、调试修补装备、修补浆料的充填作业、回收注浆单元。修补浆料所使用的原材料包括钙基膨润土、偏高岭土、羧甲基纤维素钠、氢氧化钠和微纳米气泡水，通过碱性微纳米气泡水制备、原料混合、加热搅拌进行制备。本发明的有益效果在于避免对既有竖向阻隔屏障、隔水层的扰动破坏，封堵潜在污染物绕流通道，提升竖向阻隔屏障底部的防渗性能和抗化学侵蚀能力，且修补的施工质量控制难度小。本发明所述的修补方法的场地适用性强，修补浆料的原材料获取途径广泛，可应用于各类污染地块和填埋场地风险管控工程的施工验收及运行维护阶段。

技术领域

本发明涉及一种落底式竖向阻隔屏障底部缺陷的修补方法，主要用来扩大竖向阻隔屏障进入隔水层的深度和宽度，避免污染物以绕流、对流迁移方式击穿竖向阻隔屏障底部，属于岩土工程中污染场地风险阻控技术领域。

背景技术

《污染地块地下水修复和风险管控技术导则》(HJ 25.6-2019)对竖向阻隔屏障的防渗性能和完整性提出了风险管控效果评估要求，是确保阻断污染物向外迁移的关键指标。根据污染物在多孔介质中迁移理论，控制污染物击穿屏障方法的原理有如下几点：其一，是通过屏障两侧水头差控制，消除污染物以对流方式的迁移；其二，是通过挤密屏障内联通孔隙，控制污染物以对流、弥散方式在屏障中的迁移；其三，是通过增大屏障几何尺寸，延长污染物迁移的路径。按是否进入隔水层，竖向阻隔屏障可分为落底式竖向阻隔屏障和悬挂式竖向阻隔屏障。我国污染地块竖向阻隔工程主要采用落底式竖向阻隔屏障。

对工后、运行维护阶段监测出缺陷的竖向阻隔屏障应进行及时工程修补，避免污染物从局部缺陷处迁移，确保屏障的使用年限。运行维护阶段监测出现污染场地风险管控预警，原因之一在于竖向阻隔屏障出现了局部缺陷，并由于化学侵蚀作用加剧缺陷面积，形成污染物迁移并击穿屏障的优势通道。现阶段工程实践表明，落底式竖向阻隔屏障的局部缺陷主要存在于屏障底部，原因如下：(1)场地地质条件所决定的不利因素，例如隔水层连续性差，局部隔水层厚度无法确保屏障底部有效嵌固，使得屏障底部存在潜在污染物绕流通道；(2)现有施工技术条件下，屏障施工难度随屏障深度增大而增加，深部搅拌不充分、基岩裂隙处灌浆不充分、槽底清渣不彻底均易使得屏障局部的渗透系数超出设计要求、完整性降低；(3)重非水相有机物、六价铬富集于隔水层表面或基岩裂隙，富集区浓度大于含水层、包气带中污染物浓度，对屏障底部造成严重化学侵蚀，导致屏障底部防渗性能、对污染物吸附能力降低。

目前，对施工验收及运行维护阶段查明存在底部缺陷的竖向阻隔屏障，采用深层搅拌、高压喷射注浆技术进行修补，修补方法单一、修补过程对既有屏障造成破坏，且有效修补面积率低。综上所述，迫切需求提出适用于复杂地质条件、对既有屏障扰动小、精准修补、施工高效且材料具有优异防渗性能的竖向阻隔屏障底部缺陷的修补方法，为污染场地风险管控、场地安全再利用提供技术支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现阶段竖向阻隔屏障局部缺陷修补主要采用深层搅拌和高压喷射注浆施工技术，对修补竖向阻隔屏障底部缺陷主要存在以下技术缺陷：(1)二次施工的机械搅拌、高压喷射过程易造成对既有屏障、较薄厚度处隔水层的破坏；(2)采用同类屏障材料无法根本性改变屏障底部对高浓度污染物的抗化学侵蚀能力；(3)深部施工对垂直度、屏障材料均匀性的质量控制难度大；(4)采用全断面式修补，局部缺陷处上部施工作业量浪费严重。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种落底式竖向阻隔屏障底部缺陷的修补方法，其特征在于，修补方法包括如下步骤：

步骤11：确定修补范围；

步骤21：制备修补浆料；

步骤31：根据修补范围设置注浆单元；

步骤41：调试修补装备，确定充填作业所需的累积时间T、单次充填作业时间t；

步骤51：通过压力控制单元控制注浆单元进行注浆充填；