專利名稱：袋裝式填料和袋裝式滲透性反應(yīng)墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種袋裝式填料和袋裝式滲透性反應(yīng)墻，屬地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，可安全快速地實(shí)現(xiàn)滲透性反應(yīng)墻中活性填料的局部更換，避免二次污染。
背景技術(shù)：
滲透性反應(yīng)墻(PRB)是一種建于地下的以活性反應(yīng)物作為主要填料并具有一定滲透性的豎向墻體。當(dāng)被污染的地下水通過這些墻體時(shí)，墻內(nèi)的活性反應(yīng)物將通過物理、化學(xué)或生物等方法把污染物從地下水中消除或固化。該技術(shù)可在不影響地下水滲流過程的情況下，同時(shí)處理地下水中所含的多種有機(jī)及無機(jī)污染物，因而已被接受為一種可有效處理淺層地下水污染的原位修復(fù)技術(shù)。然而，滲透性反應(yīng)墻內(nèi)填充的活性反應(yīng)物隨著與地下水中污染物的不斷作用將逐漸失去其活性。同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物在滲透性反應(yīng)墻中不斷沉積和積累將導(dǎo)致反應(yīng)墻內(nèi)發(fā)生堵塞。一些現(xiàn)場應(yīng)用就發(fā)現(xiàn)，滲透性反應(yīng)墻內(nèi)填料孔隙以每年1%到4%的速率在減小。不斷降低的孔隙必然會影響反應(yīng)墻的滲透性，使得被污染的地下水不能順·利通過，甚至可能發(fā)生繞流的問題。因而，滲透性反應(yīng)墻在使用一段時(shí)間后需要對填充材料進(jìn)行更換或清洗，以防止二次污染的發(fā)生。目前滲透性反應(yīng)墻中填料的更換或清洗都是先通過一些挖掘設(shè)備將埋置在地下的舊的填料挖掘出來，然后直接用新的填料填充，或?qū)⑴f填料清洗凈化后再重新填充。然而，滲透性反應(yīng)墻為保持墻體具有一定滲透性，常采用松散的顆粒狀活性物質(zhì)作為墻體填料，在進(jìn)行填料挖掘的時(shí)候，由于散粒體的流動性，難以在限定的局部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。同時(shí)，在填料開挖過程中，墻側(cè)土體將失去填料對其支撐，如土體自身自立性較差或挖掘機(jī)械偏差，都易造成側(cè)壁土體坍塌，需要采用一定的保護(hù)措施保證周邊土體的穩(wěn)定性。因此，為了施工便利及安全，整個(gè)墻體的填料往往是一次性更換。但是，在整個(gè)墻體填料失去活性或發(fā)生堵塞之后再進(jìn)行整體更換或清洗，則局部失效的填料可能會產(chǎn)生二次污染，而在墻體局部區(qū)域的填料失去活性或發(fā)生堵塞時(shí)即進(jìn)行整個(gè)墻體的填料更換或清洗，則處理成本過高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有滲透性反應(yīng)墻技術(shù)中難以進(jìn)行墻體填料局部更換的不足，提供一種袋裝式填料和袋裝式滲透性反應(yīng)墻，在填料更換時(shí)無需使用挖掘設(shè)備，既可實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域的填料更換，又可在填料更換過程中保護(hù)周邊土體以免坍塌，可安全快速地進(jìn)行滲透性反應(yīng)墻局部區(qū)域的墻體填料更換。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種袋裝式填料，其特點(diǎn)在于，包括一填滿活性填料的圓柱狀透水型填料袋。所述的透水型填料袋是指由天然或合成織物編織而成的具有良好透水能力及化學(xué)穩(wěn)定性的長袋。所述的透水型填料袋袋體應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度和良好的透水性，可由中間層為土工格柵層的雙層聚丙烯編織層制成。
所述的透水型填料袋直徑與長度按工程實(shí)際需要加工制作，其直徑不超出滲透性反應(yīng)墻設(shè)計(jì)厚度，其長度宜超出滲透性反應(yīng)墻設(shè)計(jì)深度至少30厘米。所述的活性填料是指具有活性反應(yīng)能力或包含有活性反應(yīng)介質(zhì)的散?；虼罂紫恫牧希刹捎妙w粒狀單質(zhì)鐵或褐煤等固相有機(jī)碳源材料作為活性填料。所述的活性填料通過直接裝填或以吹填的方式裝入透水型填料袋中，裝填深度小于袋體長度至少30厘米。 所述的活性填料粒徑宜在5厘米以內(nèi)，超過1/2毫米的顆粒宜占總量的一半以上。一種袋裝式滲透性反應(yīng)墻，其特點(diǎn)在于，包括一墻體空間和多個(gè)權(quán)利要求I 5任一項(xiàng)所述的袋裝式填料，該袋裝式填料緊密排列在墻體空間中。本發(fā)明還涉及上述袋裝式滲透性反應(yīng)墻的安裝方法，包括如下步驟
①利用挖掘機(jī)具在預(yù)定位置開挖地下溝槽。②通過起吊機(jī)具將裝填好的袋裝式填料吊起，將其垂直下放至開挖好的溝槽中。如采用套管式開挖，安裝時(shí)不需起吊，直接將袋裝式填料由套管頂緩慢放入即可。③順序安裝袋裝式填料，形成連續(xù)的滲透性反應(yīng)墻。本發(fā)明還涉及上述袋裝式滲透性反應(yīng)墻局部墻體填料更換方法，包括如下步驟
①通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)確定需要更換填料的墻體范圍；
②用沉管機(jī)具沉放直徑略大于袋裝式填料的套管，將需更換的袋裝式填料套在管
內(nèi)；
③采用起吊機(jī)具將套管內(nèi)舊的袋裝式填料緩慢拔出；
④將新裝填的袋裝式填料從套管頂緩慢送入直至管底；
⑤用起吊機(jī)具拔出套管；
⑥順序進(jìn)行下一根袋裝式填料的更換，直至完成整個(gè)區(qū)域的填料更換。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用可方便進(jìn)行安裝與更換的袋裝式填料，簡化了施工過程；在填料更換時(shí)無需使用挖掘設(shè)備，避免了挖掘舊填料時(shí)可能造成的側(cè)壁土體坍塌，提高了施工安全度；通過袋裝式填料與套管的配合，實(shí)現(xiàn)了限定區(qū)域的填料更換，可安全快速地進(jìn)行滲透性反應(yīng)墻局部區(qū)域的墻體填料更換。


圖I是袋裝式填料示意圖。圖2是裝填完成后的袋裝式填料橫截面示意圖。圖3是袋裝式滲透性反應(yīng)墻示意圖。圖4是局部填料更換的袋裝式滲透性反應(yīng)墻示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，本實(shí)施例在本發(fā)明技術(shù)方案的前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。某場地位于河流南岸，由于附近鍍鉻工廠的影響，地下水中形成了大約35米寬的污染羽，擴(kuò)散深度達(dá)地面以下約6. 5米處。該地下水污染羽中含有高濃度的鉻酸鹽和高價(jià)硫酸鹽以及少量的揮發(fā)性有機(jī)氯化合物。綜合考慮場地水文地質(zhì)條件以及污染狀況，采用滲透性反應(yīng)墻作為該場地的地下水污染修復(fù)技術(shù)，設(shè)計(jì)墻體入土深度為7. 3米，墻長46米，墻厚為O. 6米。圖I為袋裝式填料示意圖，活性填料I裝填在透水型填料袋2中形成圓柱狀的袋裝式填料3。袋裝式填料3橫截面如圖2所示。實(shí)施例中，活性填料I采用顆粒狀單質(zhì)鐵，粒徑在O. 4毫米到I. 5厘米之間，粒徑超過O. 5毫米的顆粒占總量的60%。透水型填料袋2為直徑O. I米、長8米的長條形袋，袋體由中間層為土工格柵層7的雙層聚丙烯編織層6制成，整體抗拉強(qiáng)度不小于30千牛/米，滲透系數(shù)不小于O. 005厘米/秒?；钚蕴盍喜捎弥苯映涮畹姆绞窖b入填料袋中，裝填深度為7. 3米，填充率不低于90%，袋口用麻繩捆扎。裝填完成后的袋裝式填料直徑約為O. I米，填充體長約7. 3米。實(shí)施例中滲透性反應(yīng)墻共需袋裝填料2763根。實(shí)施例中袋裝式滲透性反應(yīng)墻的安裝包括以下具體步驟
①用履帶式挖掘機(jī)連續(xù)開挖出整個(gè)墻體空間，挖掘過程中用泥漿護(hù)壁；
②履帶式起重機(jī)在預(yù)定位置就位后，將袋裝式填料緩慢吊起，使其保持垂直，然后緩慢下放至墻體空間中，直至墻底；
③移動履帶式起重機(jī)至下一位置，重復(fù)上一步操作，按中心距為O.I米的梅花形布置，從墻體一端開始順序放置袋裝式填料，直至完成整個(gè)墻體。實(shí)施例中整個(gè)滲透性反應(yīng)墻體兩至三天即施工完成。圖2是袋裝式填料連續(xù)布設(shè)形成的滲透性反應(yīng)墻示意圖。實(shí)施例中，所形成的滲透性反應(yīng)墻由6排袋裝式填料3組成，每排約有袋裝式填料460根，各袋裝式填料之間中心距為O. I米，形成的墻體深度為7. 3米。實(shí)施例中滲透性反應(yīng)墻在運(yùn)行7年后，在下游部分監(jiān)測井中檢測到地下水鉻污染超標(biāo)。檢測到地下水污染超標(biāo)的監(jiān)測井大都對應(yīng)墻體中部，距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)監(jiān)測井間距約在10米左右，需要對滲透性反應(yīng)墻對應(yīng)部位進(jìn)行填料的局部更換。取間距最遠(yuǎn)的兩個(gè)監(jiān)測井之間所對應(yīng)的墻體范圍，并在兩側(cè)各延伸10%的長度作為更換填料的處理范圍。實(shí)施例中處理范圍從墻體中軸線向兩側(cè)各延伸6米，總長12米，需要更換袋裝式填料共723根。填料更換完成后的滲透性反應(yīng)墻截面如圖3所示，填料更換區(qū)域5中的舊袋裝式填料4已用新裝填的袋裝式填料3替換。實(shí)施例中袋裝式滲透性反應(yīng)墻的填料更換包括以下具體步驟
①履帶式振動打樁機(jī)在預(yù)定位置就位；
②起吊套管，通過振動下沉方式將套管在預(yù)定位置緩慢沉放，并注意保持垂直，直至管底抵達(dá)墻底深度；所用套管為中空鋼管，直徑為10. 2cm，長7. 5米；
③將套管內(nèi)的舊的袋裝式填料綁定在打樁機(jī)的臂架上，將舊的袋裝式填料緩慢拔起，并同時(shí)振動套管，以便于將舊的袋裝式填料上提；
④用打樁機(jī)的臂架吊起新的袋裝式填料，使其保持垂直，然后緩慢下放至套管內(nèi)，直至墻底；
⑤將套管振動上拔，同時(shí)注意避免將新的袋裝式填料連帶上提；
⑥移動履帶式振動打樁機(jī)至下一位置，重復(fù)以上第二至五步，直至完成整個(gè)區(qū)域的填料更換。
本發(fā)明的安裝技術(shù)采用預(yù)先裝填的袋裝式填料，簡化了施工過程，可明顯提高滲透性反應(yīng)墻的安裝速率。在部分墻體填料失活后，能在基本不影響其它區(qū)域正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行局部填料更換，經(jīng)濟(jì)、快速的防止廢舊填料引起的二次污染。在更換過程中采用套管護(hù)壁，無需使用挖掘機(jī)械，避免了墻體側(cè)壁坍塌?！?br> 權(quán)利要求
1.一種袋裝式填料，其特征在于，包括一填滿活性填料(I)的圓柱狀透水型填料袋(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的袋裝式填料，其特征在于，所述的填料袋(2)袋體是由中間層為土工格柵層(7)的雙層聚丙烯編織層(6)制成的透水型填料袋(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的袋裝式填料，其特征在于，所述的透水型填料袋是指由天然或合成織物編織而成的具有良好透水能力及化學(xué)穩(wěn)定性的長袋；根據(jù)權(quán)利要求I所述的袋裝式填料，其特征在于，所述的活性填料通過直接裝填或以吹填的方式裝入透水型填料袋中，裝填深度小于袋體長度至少30厘米，填料袋是直徑為O.I米、長為8米的長條形袋。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的袋裝式填料，其特征在于，所述填料袋(2)的袋口用麻繩捆扎。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的袋裝式填料，其特征在于，所述的活性填料采用顆粒狀單質(zhì)鐵，粒徑在O. 4毫米到I. 5厘米之間。
6.一種袋裝式滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，該反應(yīng)墻包括一墻體空間和多個(gè)權(quán)利要求I 6任一項(xiàng)所述的袋裝式填料，該袋裝式填料緊密排列在墻體空間中。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的袋裝式滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，所述的袋裝式填料按梅花形布置緊密排列。
全文摘要
袋裝式填料和袋裝式滲透性反應(yīng)墻。本發(fā)明公開了一種袋裝式填料，包括一填滿活性填料的圓柱狀透水型填料袋，該填料袋袋體是由中間層為土工格柵層的雙層聚丙烯編織層制成的透水型填料袋。本發(fā)明簡化了施工過程，在填料更換時(shí)無需使用挖掘設(shè)備，避免了挖掘舊填料時(shí)可能造成的側(cè)壁土體坍塌，提高了施工安全度；通過袋裝式填料與套管的配合，實(shí)現(xiàn)了限定區(qū)域的填料更換，可安全快速地進(jìn)行滲透性反應(yīng)墻局部區(qū)域的墻體填料更換。
文檔編號C02F3/00GK102874886SQ201210396759
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者羅春泳 申請人:上海交通大學(xué)