時間:2021/10/9
1. 概述
在我國,垃圾填埋場主要分為正規垃圾填埋場和非正規垃圾填埋場兩種類型。非正規垃圾填埋場一般是利用自然條件堆填,未按照相關標準規范進行設計和建設的生活垃圾填埋場所,據不完全統計,截至2013年底,國內21個省計劃共治理非正規填埋場1236座,其極大地危害了生態環境并存在較大的安全隱患,諸如惡臭等大氣污染、可燃氣體爆炸火災等安全風險、滲濾液嚴重污染地下水、有毒物質嚴重威脅土壤環境和農作物生長、浪費土地資源、影響城鎮環境,必須盡快對其進行修復治理。
圖1 非正規垃圾填埋場及其封場
目前,非正規垃圾填埋場的治理技術主要有搬遷減量技術、好氧穩定化技術、原位封場治理技術等。其中隔水帷幕技術在垃圾填埋場治理中適用前景廣泛,能有效阻止垃圾填埋場與周邊地層之間的水力聯系,減少垃圾填埋場內垃圾土和滲濾液對周邊地層污 染的擴散,也可提供一個更加獨立封閉的穩定化空間,加速填埋場的穩定化速度等。
非正規垃圾填埋場治理中的隔水帷幕多采用注漿帷幕、攪拌樁帷幕等獨立設置,為減少垃圾填埋土和滲濾液的污染范圍,其多采用落底式帷幕,并進入相對不透水層不宜小于1m。傳統的施工工藝如單軸攪拌樁、雙軸攪拌樁或三軸攪拌樁均無法進入中風化巖石一定深度,無法適應上軟下硬的地層條件,更無法適應下臥卵石層、巖溶、垃圾土、孤石、建筑垃圾等不良地質現象,而本公司DR工藝采用土力SR135雙動力多功能鉆機,采用外套管切割+內螺旋攪拌工藝,基本克服中風化巖石、卵石層、巖溶、垃圾土、建筑垃圾等不良地質條件,非常適用于非正規垃圾填埋場的隔水屏障建設。
2. 工藝原理
(1)DR工法(Drilling into the rock)采用雙動力SR-135HIT系列液壓鉆機,外動力采用鋼套管切割,內動力采用長螺旋鉆桿深層攪拌;外套管動力強勁,將底部配有進口特制刀頭的鋼套管回轉切削壓入地層(巖層)中,同時利用長螺旋鉆桿攪拌跟進,采用“隨護隨攪”工藝,直至套管和長螺旋鉆桿下到樁端為止;長螺旋鉆桿達設計深度后,高壓注漿泵開始底部注漿,并反提鉆桿,套管同時提升,邊提升邊注漿攪拌至設計停灰面。施工時,先施工兩側A樁,在施工中間B裝,咬合搭接,樁徑800~1200mm,搭接200~300mm。施工過程實時顯示鉆進深度、垂直度、扭矩、鉆進速度等數據。

圖2 雙動力SR-135HIT系列液壓鉆機
入巖深度精準控制、垂直度精度大幅度提高、復雜底層適應能力提升,使水泥攪拌樁墻的施工質量、適用范圍、經濟效益得到進一步大的提高。
3. 工藝流程
(1)施工前技術、材料、機械、人員準備;
(2)測量放線,澆筑導墻;
(3)機械就位、調平;
(4)鉆機鉆進成孔,外套管切削跟進,內長螺旋鉆桿協同鉆進;
(5)鉆機鉆孔達設計深后,高壓注漿泵開始底部注漿;
(6)鉆桿反轉提升,套管同時提升,邊提升邊注漿邊攪拌,提升至預定的停灰面;
(7)成樁養護。
(a)A樁切削鉆進 (b)A樁高壓注漿
(c)A樁攪拌提升 (d)B樁切削鉆進
(e)B樁攪拌提升 (f)AB樁咬合成型
圖3 DR工法施工工藝流程
4. 工藝參數
(1)水泥摻量20%~25%,水泥漿液水灰比0.55,采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥,制備好的漿液不得離析,泵送連續。
(2)施工中保持攪拌樁機底盤的水平和導向架的豎直,攪拌樁樁位偏差不超過50mm,樁身垂直度誤差不超過1/150,樁頂標高不超過+100~-50mm,樁底標高不超過+100~-100mm。
(3)成樁采用一噴一攪的攪拌工藝(切割預攪下沉→噴漿提升)
(4)鉆頭噴漿攪拌提升速度不宜大于0.5m/min,切割下沉速度不宜大于1.0m/min。
(5)噴漿速度應和提升速度相配合,確保額定漿量在樁身長度范圍內均勻分布;當攪拌機預攪下沉至預定標高,水泥漿液到達出漿口后,應在水泥漿液與樁端土充分攪拌30s后再提升鉆桿。
(6)施工中因故停漿時,應將攪拌頭下沉至停漿點下0.5m處,待恢復供漿時再噴漿攪拌提升;停機超過3小時,宜先拆卸輸管路,并妥加清洗。
(7)水泥土攪拌樁施工現場施工前應予以平整,整平后場地標高應高于停灰面標高,清除地上和地下的障礙物;
(8)攪拌樁施工時,停灰面應高于樁頂設計標高500mm。
5. 工藝施工優勢及效益分析
(1)全程鋼套管護壁不使用泥漿、不縮徑、不塌孔、不斷樁,樁體間連續完整、無接縫,成孔成樁質量高,防滲止水性強,滲透系數可達10-7cm/s,質量效益易保證;
(2)無二次污染、無噪音、無振動,安全性能高,特別適用于滲濾液滲漏的垃圾填埋場等環保工程,環境效益明顯;
(3)施工鉆進時可以很直觀的判別地層及巖石特性,優化施工參數和具體施工樁長,同時成孔垂直度便于掌握,垂直度可以精確到1/250,有效預防樁體開叉漏水,施工控制科學嚴謹;
(4)鉆機扭矩大、切削力大、復雜地層鉆進速度快,使用于軟巖~較硬巖、軟石層、巖溶等不良地質條件,適應性強、應用廣泛;
(5)相對于同類入巖隔離屏障工法如帷幕灌漿、咬合樁等,工期短、造價低,工期減少15~20%,造價低30~40%左右,經濟效益和工期優勢顯著。