具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝的製作方法
2023-06-13 17:57:21
專利名稱：具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種沼氣處理工藝，特別是涉及一種對具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝。
背景技術：
垃圾填埋場地裡堆放有大量的建築和生活垃圾，而這些垃圾中含有的廢棄植物殘根或腐敗生物，經長期堆放後，內部會因與空氣隔絕而成為缺氧狀態，此時內部物質會被微生物分解而形成沼氣。這些沼氣如不處理，會帶來巨大的危害
1)這些沼氣不僅氣味難聞，而且在封閉空間(如建築物、橋涵、填埋場附近管道等)、凹窪處，可使進入這些場所的人發生窒息、發生爆炸或火災；
2)沼氣通過填埋場地面逸出時，可使垃圾著火；
3)沼氣可使附近的農植被受到損害；
4)沼氣擴散會損害人們的身體健康；
5)沼氣會汙染環境造成溫室效應。在這種地質情況複雜的大型垃圾填埋場上(地質主要由砂、塑料碎片、混凝土塊、 碎磚瓦等建築垃圾及生活垃圾和海灘淤泥組成，且地下水位較高)進行工程施工難度很大，由於垃圾投入堆放時間過長，向空氣中排放了大量的沼氣等有害氣體，環境汙染極大， 加之垃圾腐化產生的熱能及酸鹼性物質會給排氣管材料選擇上提出了更高的要求。怎樣結合實際情況，解決垃圾填埋場沼氣的處理工藝這一難點問題，是本領域技術工程人員亟待解決的課題。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術存在的問題，提供一種針對具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝。本發明的目的通過下述技術方案來實現
一種具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝，首先針對不同的地質採用不同的地基加固方法，再根據不同的地基加固方法來確定沼氣排放施工方案，主要有兩種路基地段，柱錘衝擴樁處理地段和預應力管樁處理地段，其特徵在於
(一)對柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場的沼氣，包括如下步驟
1)場地整平；
2)樁位放樣、驗收；
3)採用柱錘樁機夯擊成樁孔至設計標高；
4)將填料分層填入樁孔，用柱錘夯實形成樁體；
5)按設計標高清理平整樁頭，並鋪設0.2m排水網；
6)樁頂按設計要求填築0.6m厚碎石夾兩層土工格柵墊層，並分層碾壓；
(二)對預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場的沼氣，包括如下步驟1)場地整平，筏板碎石墊層施工；
2)採用柱錘樁機夯擊成孔至設計標高，形成沼氣排氣井；
3)沼氣排氣井內填入碎石，並在碎石中埋設豎向排氣管，該排氣管上設有若干排氣
孔；
4)安設橫向排氣管，與豎向排氣管連接後覆蓋碎石；
5)處理橫向排氣管出口。進一步，所述沼氣排氣井設置在管樁之間，縱橫向間距20m，相鄰兩排交錯布置。進一步，所述沼氣排氣井直徑為400-500mm。進一步，所述橫向排氣管和豎向排氣管均採用聚氯乙烯管。進一步，所述橫向排氣管出口安裝混凝土罩和混凝土蓋板，混凝土罩上設有排氣 □。本發明的有益效果在於
1)對柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場的沼氣，主要通過對原狀土的動力擠密、強力夯實、動力固結、充填置換，包括樁身及擠入樁間土的骨料、使樁與土「咬合」產生共同作用，從而加固地基。填埋場下的氣體能通過樁身、排水網和墊層來釋放出來，效果顯著，降低工程造價，因此值得推廣。2)對預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場的沼氣，沼氣排放效率高， 使用壽命長，施工成本低，減少安全隱患，環境汙染得到有效控制。
圖1是本發明柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場沼氣的橫斷面示意圖2是本發明柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場沼氣的平面布置圖； 圖3是圖1、圖2中排氣碎石樁的結構示意圖4是本發明預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場沼氣的橫斷面示意圖； 圖5是本發明預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場沼氣的平面布置圖； 圖6是圖4中橫向排氣管出口 A的局部放大圖； 圖7是圖6的1-1剖視圖； 圖8是圖6的2-2剖視圖； 圖9是圖4、圖5中沼氣排氣井的結構示意圖。
具體實施例方式在具有複雜地質的大型垃圾填埋場地修建大型火車站，其沼氣處理工藝如下，首先針對不同的地質採用不同的地基加固方法，再根據不同的地基加固方法來確定沼氣排放施工方案，主要有兩種路基地段，柱錘衝擴樁處理地段和預應力管樁處理地段，其特徵在於
(一)如圖1-圖3所示，對柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場的沼氣，包括如下步驟
1)場地整平；
42)樁位放樣、驗收；
3)採用柱錘樁機夯擊成樁孔至設計標高；
4)將填料分層填入樁孔，用柱錘夯實形成樁體；
5)按設計標高清理平整樁頭，並鋪設0.2m排水網2 ；
6)樁頂按設計要求填築0.6m厚碎石夾兩層土工格柵墊層1，並分層碾壓；
對於設計採用柱錘衝擴樁處理路基地段，按縱橫向各間距10根衝擴樁4，必須設置一根排氣碎石樁3，其樁身採用碎石夯填，樁頂與碎石層11相連，碎石層11中夾兩層土工格柵 12，並在樁頂縱橫向鋪設一層0. 2m寬的排水網2，以便能通過樁身、排水網2和墊層1來排放生活垃圾產生的沼氣。(二)如圖4-圖9所示，對預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井6處理填埋場的沼氣，包括如下步驟
1)場地整平，筏板碎石墊層施工；
2)採用柱錘樁機夯擊成孔至設計標高，形成沼氣排氣井6；
3)沼氣排氣井6內填入碎石62，並在碎石62中埋設豎向排氣管61，該排氣管61上設有若干排氣孔；
4)安設橫向排氣管7，與豎向排氣管61連接後覆蓋碎石62；
5)處理橫向排氣管7出口。所述沼氣排氣井6設置在預應力管樁5之間，縱向間距25m，相鄰兩排交錯布置。所述橫向排氣管7和豎向排氣管61均採用聚氯乙烯管。如圖6-圖8所示，所述橫向排氣管7出口安裝混凝土罩8和混凝土蓋板9，混凝土罩8上設有排氣口 10。在站臺範圍內順線路方向設置沼氣排氣井6，用以排除生活垃圾填埋區的填埋氣體，沼氣排氣井6設置在預應力管樁5之間，縱橫向間距20m，相鄰兩排交錯布置。沼氣排氣井6的底部要深入垃圾底面。站場正線通過區域、道岔區域及乙炔土回填範圍內採用預應力管樁5進行路基地基處理。考慮路基寬度採用集中式集氣方式，使沼氣從沼氣排氣井6的豎向排氣管61的排氣孔中流入，排入到沼氣排氣井6中，上面有預埋的橫向聚氯乙烯管進行橫向排放。填埋場的沼氣排氣井6直徑為400-500mm，每個沼氣排氣井6在施工時都在沼氣排氣井6周圍填設卵礫石，以增加沼氣排放效率，沼氣排氣井6施工完畢後，一般貫穿於碎石墊層中間，並進行砂石覆蓋，以防止沼氣洩露。沼氣排氣井6按縱橫向間隔20m(可視路基寬度和管樁平面布置情況適當調整沼氣排氣井6的位置)交錯布置，通過橫向排氣管7將填埋氣體從線路兩側路提坡腳或路塹側溝平臺處排出。橫向、豎向排氣管材料的選擇
(1)耐酸、耐鹼、耐腐蝕的特性。發酵的垃圾和垃圾滲浙液成分十分複雜，有較強的腐蝕性，多是由強酸或強鹼組成，收集系統的管道必須有較強的耐酸鹼腐蝕特性，否則管道被其腐蝕後，影響收集效果；
(2)使用壽命長、抗老化。當路基施工完以後，就在不能打開了，要求管道必須有很強的抗老化性能，有很長的使用壽命。保證管路系統長時間正常使用。如果老化速度快，對管道的維修、更換難度極大，增加工程投資；
5(3)有很強的抗外荷載能力，一個垃圾場的垃圾埋填都是以萬噸計量，如此多的外部荷載，決定了管道要有較高的抗荷載能力及剛度，保證管道不被壓破、變形；
(4)要有良好的柔韌性，抗沉降性能；
(5)管道內壁光滑，不結垢，滲浙液的成分複雜，並伴有許多懸浮顆粒，管路的內壁必須光滑，不結垢，以免汙物沉積在管壁上，堵塞管壁；
(6)要求有良好的耐久性，垃圾場的內部時刻發生生化反應，或放出大量的熱量，溫度可以達到40—50°C，要求管路能夠長時間內在這個溫度下工作而不縮短壽命；
(7)要求管道有很強的耐磨性，滲浙液中有許多雜質，管道要有很強的抗摩擦性能。根據填埋場垃圾對管道的上述要求，結合實際情況並參考設計要求選擇PVC(聚氯乙烯)管材，作為收集排氣所有的管材。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝，首先針對不同的地質採用不同的地基加固方法，再根據不同的地基加固方法來確定沼氣排放施工方案，主要有兩種路基地段，柱錘衝擴樁處理地段和預應力管樁處理地段，其特徵在於(一)對柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場的沼氣，包括如下步驟1)場地整平；2)樁位放樣、驗收；3)採用柱錘樁機夯擊成樁孔至設計標高；4)將填料分層填入樁孔，用柱錘夯實形成樁體；5)按設計標高清理平整樁頭，並鋪設0.2m排水網；6)樁頂按設計要求填築0.6m厚碎石夾兩層土工格柵墊層，並分層碾壓；(二)對預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場的沼氣，包括如下步驟1)場地整平，筏板碎石墊層施工；2)採用柱錘樁機夯擊成孔至設計標高，形成沼氣排氣井；3)沼氣排氣井內填入碎石，並在碎石中埋設豎向排氣管，該排氣管上設有若干排氣孔；4)安設橫向排氣管，與豎向排氣管連接後覆蓋碎石；5)處理橫向排氣管出口。
2.根據權利要求1所述的沼氣處理工藝，其特徵在於所述沼氣排氣井設置在管樁之間，縱橫向間距20m，相鄰兩排交錯布置。
3.根據權利要求1所述的沼氣處理工藝，其特徵在於所述沼氣排氣井直徑為 400-500mm。
4.根據權利要求1所述的沼氣處理工藝，其特徵在於所述橫向排氣管和豎向排氣管均採用聚氯乙烯管。
5.根據權利要求1所述的沼氣處理工藝，其特徵在於所述橫向排氣管出口安裝混凝土罩和混凝土蓋板，混凝土罩上設有排氣口。
全文摘要
本發明公開了一種具有複雜地質的大型垃圾填埋場地的沼氣處理工藝，首先針對不同的地質採用不同的地基加固方法，再根據不同的地基加固方法來確定沼氣排放施工方案，主要有兩種路基地段，柱錘衝擴樁處理地段和預應力管樁處理地段，其特徵在於(一)對柱錘衝擴樁處理地段採用柱錘衝擴樁處理填埋場的沼氣，(二)對預應力管樁處理地段採用沼氣排氣井處理填埋場的沼氣。本發明的有益效果在於效果顯著，降低工程造價，沼氣排放效率高，使用壽命長，減少安全隱患，環境汙染得到有效控制。
文檔編號E02D3/08GK102359100SQ201110212798
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者何開偉, 李學友, 李小波, 李雪梅, 鄭軍濤, 鍾彬 申請人:中鐵二局第四工程有限公司, 中鐵二局股份有限公司