本发明专利技术公开了一种箱型复合钢板桩、竖向隔离工程屏障及止水帷幕，首先插设箱型复合钢板桩；然后拔出已插设的箱型复合钢板桩，并同时泵送竖向隔离工程屏障材料；将所拔出的箱型复合钢板桩插设至后续施工点位；重复第一步至第三步的流程，完成竖向隔离工程屏障一个立面的施工；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。本发明专利技术通过循环利用预制箱型复合钢板桩，可大幅降低工程造价成本；工程屏障厚度小，适合于城市工业污染场地等地下空间有限的场地；通过泵送注入的方式施工，可满足添加黏合剂或增加膨润土掺量的项目；施工方法简便、机械化程度高，施工周期大幅缩短。
【技术实现步骤摘要】
一种箱型复合钢板粧、竖向隔离工程屏障及止水帷幕
本专利技术属于污染场地隔离控制
，涉及一种箱型复合钢板桩、竖向隔离工程屏障及止水帷幕。
技术介绍
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。
技术实现思路
技术问题:本专利技术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，提高施工质量的箱型复合钢板桩、竖向隔离工程屏障及止水帷幕。技术方案:本专利技术的箱型复合钢板桩，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。本专利技术施工方法的优选方案中，箱型复合钢板桩是由两个平行设置的热轧U型钢板桩、两个侧板和能够向下翻转的底板构成的箱型预制件，侧板的两端设置有开口方向相反的半环形滑槽，侧板通过该半环形滑槽插入热轧U型钢板桩端部的半环形锁口，与热轧U型钢板桩固定连接，两个平行设置的热轧U型钢板桩的底边之间连接设置有间隔排列且位于底板上方的一组钢筋，钢筋之间为使竖向隔离工程屏障材料落入下方的缝隙；。第一步中，箱型复合钢板桩插设到土层中后，拔出侧板，然后插设下一个箱型复合钢板桩，两相邻箱型复合钢板桩之间通过热轧U型钢板桩端部的半环形锁口连接、固定。本专利技术施工方法的优选方案中，箱型复合钢板桩的内腔中预先铺设并固定泵送软管，箱型复合钢板桩插设到土层中后，将泵送软管与竖向隔离工程屏障材料泵送设备连接。本专利技术施工方法的优选方案中，两个热轧U型钢板桩的间距为70mm至150_。本专利技术施工方法的优选方案中，竖向隔离工程屏障材料由污染场地周边未受污染的原位土、膨润土和黏合剂材料混合组成。本专利技术施工方法的优选方案中，竖向隔离工程屏障材料的渗透系数要求小于109m/s。本专利技术施工方法的优选方案中，竖向隔离工程屏障材料的初始含水量调制根据实际施工中泵送设备稠度控制要求确定。有益效果:与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:1.降低竖向隔离工程屏障的工程造价成本。本技术方案中的竖向隔离工程屏障材料采用机械泵送的方式填注入土层，所采用箱型复合钢板桩具有循环利用、回收的优势。工程造价成本较之挖掘设备施工可减少至1/2至1/4 ;施工时间可节省至1/5 ;工程屏障宽度可减少至1/2至1/3。2.提高竖向隔离工程屏障成形后材料、尺寸均质性，以及墙体的垂直度。本技术方案中的竖向隔离工程屏障施工中的宽度、垂直度控制通过预制的箱型复合钢板桩控制，较之采用挖掘设备的人为控制更具有质量控制优势。3.有效提高竖向隔离工程屏障的实际膨润土掺量，施工工艺适宜于添加新型黏合剂材料，从而提高污染液作用下竖向隔离工程屏障的抗渗性能。传统开挖成槽、材料回填进行土 -膨润土竖向隔离工程屏障的施工工艺下膨润土掺量受到限制，并且无法保证工程屏障材料的均质性。各类适合于提高阻滞污染物运移效果及抗腐蚀性能的黏合剂材料，由于其稠度较大，因此也难以通过传统施工工艺实现大面积应用。本专利技术提供了一种能够通过添加黏合剂或增加膨润土掺量上限的施工方法，并且保证土 -膨润土竖向隔离工程屏障整体均质性，进而增强抗渗、阻滞污染物运移效果。【附图说明】图1是本专利技术中的竖向隔离工程屏障和污染场地的位置示意图。图2a是本专利技术中的箱型复合钢板桩示意图。图2b是本专利技术中的箱型复合钢板桩连接方式示意图。图3a至3d是本专利技术施工方法的流程示意图。图4是本专利技术中以聚丙烯酰胺作为黏合剂材料的竖向隔离工程屏障材料在硝酸铅溶液作用下的实际抗渗性能验证结果。图中有:污染场地污染源1、箱型复合钢板桩2、热轧U型钢板桩21、侧板22、底板23、泵送软管3、施工机械设备4、U型钢板桩打设设备41、U型钢板桩拔桩设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种箱型复合钢板桩，其特征在于，该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(2)，两相邻箱型复合钢板桩(2)在端部连接，箱型复合钢板桩(2)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(3)； 第二步：拔出第一个插设的箱型复合钢板桩(2)，同时通过泵送软管(3)向箱型复合钢板桩(2)的内腔中泵送竖向隔离工程屏障材料，在拔出过程中底板(23)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(2)插设至与最后一个箱型复合钢板桩(2)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。
【技术特征摘要】
1.一种箱型复合钢板桩，其特征在于，该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(2)，两相邻箱型复合钢板桩(2)在端部连接，箱型复合钢板桩(2)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(3)； 第二步:拔出第一个插设的箱型复合钢板桩(2)，同时通过泵送软管(3)向箱型复合钢板桩(2)的内腔中泵送竖向隔离工程屏障材料，在拔出过程中底板(23)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(2)插设至与最后一个箱型复合钢板桩(2)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。2.按照权利要求1所述的箱型复合钢板桩，其特征在于，所述箱型复合钢板桩(2)是由两个平行设置的热轧U型钢板桩(21)、两个侧板(22)和能向下翻转的底板(23)构成的箱型预制件，侧板(22)的两端设置有开口方向相反的半环形滑槽，侧板(22)通过所述半环形滑槽插入热轧U型钢板桩(21)端部的半环形...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，李仁明，范日东，杨玉玲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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