排滲墻在地下水污染控制工程的應(yīng)用

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〔摘要〕在某渣堆地下水污染防控工程中，通過分析渣堆地質(zhì)地層條件，創(chuàng)新性地提出在垂直防滲墻前設(shè)置排滲墻及收集井作為地下污水收集截獲系統(tǒng)。相比常見的輻射井管或井群方式，該系統(tǒng)具有強(qiáng)達(dá)百倍的收集能力，且施工簡單、作業(yè)安全。

〔關(guān)鍵詞〕排滲墻；污水收集截獲系統(tǒng)；地下水污染

1工程概況

某大型渣堆位于云南省者海鎮(zhèn)，堆存約3900kt廢渣。廢渣主要包括冶煉水淬渣、工業(yè)爐窯渣及少量建筑垃圾。根據(jù)毒性浸出試驗(yàn)，該廢渣屬于第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。渣堆長期無屏障堆放，其有害物質(zhì)受大氣降水淋濾直接或間接地進(jìn)入堆放場地附近的土壤環(huán)境。一些污染物在下滲的過程中，由于過濾、吸附和沉淀而被截留在土壤及深部土層里，難降解的重金屬在土層中積累起來，造成土壤及深部土層的污染。

2地下水污染特點(diǎn)

場區(qū)內(nèi)地下水類型主要有第四系松散巖類孔隙水、玄武巖類孔洞裂隙水、以碳酸鹽巖為主的巖溶水3大類。渣堆區(qū)淺層地下水賦存在上部的第四系沖洪積層的含礫粘土孔隙中，主要接受豎向的降水入滲補(bǔ)給。含礫粘土層滲透系數(shù)在2.7×10-6cm/s左右。該渣堆主要的特征污染物是Zn和Cd?？傮w而言，垂直方向上主要受污染土層為素填土及洪積層含礫粘土層，地下水位以上重金屬含量較地下水水位以下重金屬含量高。隨著深度的加深，污染程度有遞減趨勢。而地下水位以下1～3m后，重金屬污染影響急劇減弱，影響深度主要集中在7m以上。

3方案選擇

污水收集截獲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于截獲。常見的地下水截獲方式有排滲井、輻射排滲管、水平排滲管。但是，排滲井、排滲管更適用于透水性較好的廢渣或者尾礦（其滲透性系數(shù)為10-4~10-3cm/s量級）[4-5]，而本項(xiàng)目地下水賦存于透水性極差的含礫粘土層中，若采用排滲井或排滲管式，其集水效果將大大降低。根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[6]，潛水含水層的影響半徑可按下式計(jì)算：R＝2sw姨kH（1）式中：R為影響半徑，m；sw為井水位降深，m（當(dāng)sw<10m時(shí)，取sw=10m）；k為含水層的滲透系數(shù)，m/d；H為潛水含水層厚度，m。該項(xiàng)目場地含水層為含礫粘土層，其滲透系數(shù)平均值為2.7×10-6cm/s，厚度約6m，則其影響半徑計(jì)算值約為2.4m?？紤]到場地特點(diǎn)，筆者提出采用砂礫石排滲墻的型式對污染地下水進(jìn)行截獲。水力截獲墻要求埋深超過含污水地層下約1～2m，且總深度大于7m。水力截獲墻垂直于地下水流向，當(dāng)?shù)叵滤?jīng)過該位置時(shí)，自然將其截獲并導(dǎo)至低點(diǎn)截獲井中。相比排滲管集水?dāng)嗝娑?，水力截獲墻的集水?dāng)嗝嫦喈?dāng)于其百倍以上的斷面，截獲效果更佳，且施工簡單，作業(yè)安全。

4排滲墻方案

在渣堆西南側(cè)及東南側(cè)較低位置、垂直防滲體內(nèi)側(cè)（渣堆內(nèi)）約8m位置設(shè)置以截獲墻為主體的新型污水截獲系統(tǒng)。截獲井內(nèi)徑3.0m，采用人工挖孔成井。井壁開孔，孔內(nèi)預(yù)埋DN90HDPE管，HDPE管外側(cè)采用土工布包粗砂反濾。井內(nèi)設(shè)置自動(dòng)液位計(jì)自啟動(dòng)泵，將地下水污水及時(shí)排至滲濾液處理站進(jìn)行處理。截獲井東西兩側(cè)分別設(shè)置截獲墻，墻體埋深為9m，墻體坡向截獲井。截獲墻采用長臂挖掘機(jī)進(jìn)行開槽,開槽寬度60cm。開槽后立即回填，底部5m回填砂礫石置換，其余再回填砂礫石。根據(jù)工勘資料，場地土層自穩(wěn)高度可達(dá)5~7m，因此實(shí)際開槽深度定為6m，其余高度采用明挖型式處理。

5結(jié)論

綜上，在采用抽出處理系統(tǒng)處理污染場地地下污水時(shí)，建議采用以截獲墻為主的地下污水收集截獲系統(tǒng)。因?yàn)椴捎盟孬@墻＋截獲井的地下污水收集截獲系統(tǒng)，與井群、排滲管等設(shè)施相比，具有更優(yōu)的收集功能，尤其是在污水含水層為粉質(zhì)粘土或粘土等透水性較差的地層時(shí)，其收集能力是排滲管等設(shè)施收集能力的上百倍。同時(shí)，該系統(tǒng)其中截獲墻可采用開挖回填形式完成，連接管采用預(yù)留方式，施工簡單而工期短，造價(jià)便宜。隨著國家地下水污染治理、固體廢棄物場地治理的全面開展，采用以截獲墻為主的地下污水收集截獲系統(tǒng)將具有推廣意義。

參考文獻(xiàn)

［1］劉兆昌，張?zhí)m生．地下水系統(tǒng)的污染與控制［M］．北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1991．

［2］任增平．水力截獲技術(shù)及其研究進(jìn)展［J］．水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2001（6）：73-77．

［3］郇環(huán)，王金生．水力截獲技術(shù)研究進(jìn)展［J］．環(huán)境污染與防治，2011，33（3）：83-87．

［4］郭金宏，黃辰龍．尾礦庫排滲設(shè)施類型歸納［J］．黑龍江水利科技，2014（3）：76-79．

作者：劉瀚和 曾憲坤 趙自越 單位：中國瑞林工程技術(shù)股份有限公司