CN102477750A - 填埋场防渗层hdpe膜漏洞修补方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，步骤如下：A)对填埋场中的厚度都已知的垃圾层和卵石层打孔钻进；B)分别提取钻头进入垃圾层、卵石层和粘土层中产生的振动信号，分别对垃圾层和卵石层的振动信号进行时频域分析；C)根据分析结果设定判断垃圾层、卵石层分别对应的参考值；D)从已定位的漏洞最上方开始打钻，当钻头进入卵石层一定深度时，向钻孔灌入水泥固化卵石层形成顶板保护层；E)抽取漏洞附近的粘土层残渣，灌入水泥修补漏洞。本发明还提供了实现上述方法的装置。

Description

填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法和装置

技术领域

本发明涉及一种垃圾填埋场防渗层漏洞修补技术，具体地说，涉及一种填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法和装置。

背景技术

由于HDPE膜(High Density Polyethylene Impermeable membrane，HDPE)本身质量或施工原因，填埋场防渗层往往出现渗漏，及时找到渗漏点的准确位置并进行修补非常重要。关于漏洞的修补，在防渗层铺设阶段以及膜上导水层和集水设施施工阶段发现的渗漏问题，其修补方法都相对简单。但是，在运行和封场阶段，由于防渗层上已经堆积大量危险废物，其修补不仅需要准确的渗漏点监测定位，还需要相应的工程措施，常规的处理方法是通过挖方和排水措施，暴露出渗漏点后实施修补，该方法工程量大，耗时长，因此寻找一种技术对漏洞的便捷快速修补显得格外重要。

发明内容

本发明的目的提供一种填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法。

本发明的又一目的在于提供一种实现上述方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，主要步骤如下：

A)对填埋场中的厚度都已知的垃圾层和卵石层打孔钻进；

B)分别提取钻头进入垃圾层、卵石层和粘土层中产生的振动信号，分别对垃圾层和卵石层的振动信号进行时频域分析；

C)根据分析结果设定判断垃圾层、卵石层分别对应的参考值；

D)从已定位的漏洞最上方开始打钻，当钻头进入卵石层一定深度时，向钻孔灌入水泥固化卵石层形成顶板保护层；

E)抽取漏洞附近的粘土层残渣，灌入水泥修补漏洞。

所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中步骤B)中是利用信号时域统计分析方法和频域处理方法分别对垃圾层和卵石层的振动信号进行时频域分析。

所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中步骤E)的灌入水泥修补漏洞前，先用高压水射流清洗漏洞表面。

所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中，步骤E)后，利用渗漏检测装置对漏洞进行再定位，判断漏洞修补是否完善。

本发明提供的实现上述方法的装置，是在工程钻机的钻杆的上端黏有一加速度传感器，该加速度传感器的另一端接入数据采集仪，由该数据采集仪记录振动信号。

所述的装置，其中工程钻机的钻杆为螺旋钻杆，钻头为两片铣削式牙轮钻头。

所述的装置，其中钻头为金刚石牙轮钻头。

所述的装置，其中加速度传感器为压电式加速度传感器。

本发明相较于公知技术，具有快速便捷修改漏洞的优点。

附图说明

图1为本发明漏洞修补示意图。

图2为本发明钻杆加速度传感器接入数据采集仪示意图。

图3为本发明漏洞修补流程图。

具体实施方式

本发明采用的技术原理是利用钻头在不同介质层钻进产生振动信号特性不同来判断钻头是否进入漏洞上方的卵石层。如图1所示，是一个公知的填埋场剖面示意图，通过固化卵石层，利用高压水射流通过已钻好的钻孔100反冲洗粘土层，析出粘土残渣，灌入水泥浆来实现修补漏洞的目的。请结合图3，其主要步骤如下：

A)钻孔：将工程钻机固定好对填埋场从垃圾层开始打孔钻进，钻头采用两片铣削式牙轮钻头，遇有较硬地质情况时，也可以采用金刚石牙轮钻头。

B)数据采集：将加速度传感器10(可以采用压电式加速度传感器)一端黏在工程钻机11的钻杆12的上端，加速度传感器的另一端接入数据采集仪13，数据采集仪记录振动信号(如图2所示)。

C)数据分析：将采集到的垃圾层和卵石层的三维振动信号分别进行时域和频域分析，时域分析采用均方根统计分析，均方根数学计算式：

式中，x_i为输入数字信号的序列；n为数据总数；

为均方根值，由于卵石层较垃圾层和粘土层硬度最大，钻头受到的应力最大，卵石层中的振动信号的加速度均方根值较垃圾层和粘土层最大；时频分析采用短时傅里叶变换，设振动信号为f(t)其短时傅里叶变换可由下式表示：

$\mathrm{STFT}(b,\mathrm{\ω})={\∫}_{-\∞}^{+\∞}f\left(t\right)e^{-\mathrm{i\ωt}}\stackrel{\‾}{w(t-b)}\mathrm{dt}$

短时傅里叶变换将信号从时间-幅值二维空间变换到时间-频率-能量(幅值)，比时域分析法多一种衡量标准及频率。

D)设定判断参数：根据以上步骤分析结果，提取垃圾层、卵石层和粘土层振动信号的均方根和短时傅里叶变换特征值作为判断值。

E)钻头定位：利用渗漏检测装置(公知技术)检测漏洞，将钻机放在填埋场已精确定位的漏洞最上方从垃圾层开始打钻，安装好加速度传感器，根据判断参数值判断钻头何时进入卵石层，钻头进入卵石层时注意钻杆钻进速度，并根据现场经验判断何时停止打钻，停止打钻时提取钻杆和钻头。

F)向钻孔注入水泥固化卵石层，漏洞上方形成顶板保护，防止卵石层塌陷；

G)冲洗粘土层：通过高压水射流探头深入钻孔冲洗粘土层，并抽出残渣，清洗漏洞表面；

H)漏洞修补：灌入修补材料对漏洞进行修补

I)方法验证：通过渗漏检测仪再次探测原位置是否还存在漏洞。

Claims (8)

1.一种填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，主要步骤如下：

A)对填埋场中的厚度都已知的垃圾层和卵石层打孔钻进；

B)分别提取钻头进入垃圾层、卵石层和粘土层中产生的振动信号，分别对垃圾层和卵石层的振动信号进行时频域分析；

C)根据分析结果设定判断垃圾层、卵石层分别对应的参考值；

D)从已定位的漏洞最上方开始打钻，当钻头进入卵石层一定深度时，向钻孔灌入水泥固化卵石层形成顶板保护层；

E)抽取漏洞附近的粘土层残渣，灌入水泥修补漏洞。

2.根据权利要求1所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中，步骤B中是利用信号时域统计分析方法和频域处理方法分别对垃圾层和卵石层的振动信号进行时频域分析。

3.根据权利要求1所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中，步骤E的灌入水泥修补漏洞前，先用高压水射流清洗漏洞表面。

4.根据权利要求1所述的填埋场防渗层HDPE膜漏洞修补方法，其中，步骤E后，利用渗漏检测装置对漏洞进行再定位，判断漏洞修补是否完善。

5.一种实现权利要求1所述方法的装置，工程钻机的钻杆的上端黏有一加速度传感器，该加速度传感器的另一端接入数据采集仪，由该数据采集仪记录振动信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，工程钻机的钻杆为螺旋钻杆，钻头为两片铣削式牙轮钻头。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，钻头为金刚石牙轮钻头。

8.根据权利要求5所述的装置，其中，加速度传感器为压电式加速度传感器。

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