一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，用于实现控制范围场地内的基坑降水与污染场地修复，所述的控制范围场地从上到下包括第一隔水层(1601)、含水层(17)和第二隔水层(1602)，所述的基坑降水系统包括活性渗滤沟(5)、基坑帷幕(2)、抽水井和观测井(4)等设备构件；通过基坑降水的大规模抽排水可以有效的实现对控制范围场地内污染物的清洁作用。与现有技术相比，本发明专利技术系统性强，高效地将基坑降水和场地修复中的活性渗滤墙技术耦合为一体，可达到对修复工程场地的环境质量进行长期监测与维护，也可对场地的二次污染进行再修复，可高效地降低工程的总造价，缩短工程的总工期等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基坑降水与场地修复耦合技术，尤其是涉及一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统。
技术介绍
在我国社会经济快速发展过程中，水土环境污染问题亟待解决染，而政府和民众也日益意识到我国水土污染的严重性和水土修复的迫切性。国内外在场地水土修复方面，已经研发了诸如物理修复、化学修复、生物修复等多类方法。基坑降水是在土层中进行中-大型基坑建设过程中，为防止突水涌泥事故，广泛采取的工程措施，其在国内外得到了长足发展，已形成了比较成熟的技术理论体系。工程场地含水层通常埋于深部，人员一般难以直接大面积接触到，这使得含水层尤其是承压含水层水土污染的治理变得十分困难。且目前在工程建设过程中，场地水土治理和基坑降水目前是作为两个独立的过程，这相对于在无污染土层中建设的基坑，势必会延长工程总工期、提高工程总造价。另外，工程场地地下含水层水土环境质量的长期维护也十分困难。为了解决上述问题，本文提出将基坑降水和场地修复技术复合的基坑降水—场地修复耦合系统，对相关核心构件进行了研发，并将其功能扩展至对工程场地含水层水土环境质量的长期维护方面。如此，在当前形势下，一方面可满足社会对场地环境质量控制的要求，另一方面可降低基坑建设的总造价，并缩短总工期，这无疑是应用前景巨大的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，用于实现控制范围场地内的基坑降水与污染场地修复，所述的控制范围场地从上到下包括第一隔水层、含水层和第二隔水层，所述的基坑降水系统包括：活性渗滤沟：设置在控制范围场地的边缘，并用于净化进入控制范围场地内的污染水体，所述的活性渗滤沟底部延伸至第二隔水层内，在活性渗滤沟内从底部到顶部依次设置活性渗滤墙、黏土层和填充条块层，所述的活性渗滤墙的顶部伸入第一隔水层内；基坑帷幕：设置在控制范围场地内，其底部伸入所述的控制范围场地的含水层内并高于含水层底部；抽水井：包括疏干井和降压井两种，其中，疏干井设置在基坑帷幕内，其深度与基坑帷幕深度一致；降压井设置在基坑帷幕与活性渗滤沟之间，其底部抵达含水层底部，所述的抽水井在接触含水层的位置还设有活性过滤墙；；观测井：设置在控制范围场地内外，用于监测控制范围场地内的含水层的水体污染情况，所述的观测井的底部抵达含水层底部；所述的抽水井还与外部抽水组件连接；包括设置在活性渗滤沟处的第一活性渗滤墙和设置在抽水井处的第二活性渗滤墙。所述的活性渗滤沟的深度满足挖至含水层底以下的第二隔水层的1m以上深度。所述的第一活性渗滤墙由活性渗滤沟的底部堆叠至含水层顶部0.8-1.2m处；此处的第一活性渗滤墙的宽度略小于活性渗滤沟的宽度，第一活性渗滤墙宽度根据工程场地含水层水土污染评估结果确定，一般宽1m～3m区间。所述的黏土层的厚度为1.5-2.5m；主要适用于防止地下水向上渗出。所述的填充条块层由材质较硬且密度较小的轻质刚性条块堆叠至地表组成，以便于后期重新取出以更换第一活性渗滤墙的反应模块。所述的第一活性渗滤墙由内置修复试剂的反应模块组成，所述的反应模块的横向两端分别依次设有凹槽与凸梁，所述的凸梁的宽度小于凹槽的宽度，同一反应模块的两端的凹槽与凸梁的分布朝向正好相反，以使得横向相邻的两反应模块之间的相互镶嵌；所述的反应模块的纵向两端设置成面向相反的台阶状，且台阶状的外边沿与内边沿的宽度匹配，以便于纵向相邻的反应模块的相互契合。反应模块形态根据第一
活性渗滤墙延展形态设置，例如对于圆形活性渗滤沟，位于其中的第一活性渗滤墙也为圆形，可将反应模块设计成半径与第一活性渗滤墙一致的弧面状。反应模块内填充的修复试剂(除污试剂)根据场地污染评估结果进行购买设置。所述的疏干井和降压井的中心轴线位置均安装有与外部抽水组件连接的第一钢管，位于第一钢管下部的第一过滤管部分从含水层顶部位置直达井底，在第一过滤管部分的外围还安装有第二活性渗滤墙，并使得第二活性渗滤墙上端高出第一过滤管部分顶端，在第二活性渗滤墙的上端还依次设置黏土层和砂土层。抽水井(疏干井、降压井)和观测井具体使用规格和长度主要依据具体基坑工程场地具体降水设计要求确定。所述的观测井的中心轴线位置安装有第二钢管，第二钢管下端的第二过滤管部分从含水层顶部直达含水层底部，第二过滤管部分的外围设置瓜子片层，并使得瓜子片层高出滤水管顶端，在瓜子片层上部还依次设置黏土层和砂土层。基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，该清洁基坑降水系统的操作方法具体如下：(1)根据工程场地的地质勘查资料和基坑建设要求，修建基坑帷幕，进行降水要求设计，划定需要进行环境质量监测的控制范围场地，并根据相应要求构筑清洁基坑降水系统；(2)在基坑施工过程中，同时启用清洁基坑降水系统，进行基坑降水—场地修复耦合作用；(3)基坑施工完成后，抽取观测井、疏干井和降压井中的水样分析，分两步进行评估，第一步为先评估活性渗滤墙的除污性能是否达标，若除污性能不达标，则更换相应区域的活性渗滤墙模块，再进行场地污染评估；若除污性能达标，则直接进行场地污染评估；第二步为评估控制范围场地内全部区域的水样污染成分含量，若水样中污染成分含量不达标，则根据污染分布区域特征，启动全部或部分抽水井，对相应污染分布区域进行抽水修复，直至控制范围场地内的含水层的水样污染达标。步骤(1)中降水设计通过理论计算和设备布设两过程构成基坑降水体系。控制范围场地划定后，结合工程地质勘察资料，即可设计出活性渗流沟的三维形态；根据场地环境质量调查报告，对主要含水层进行污染评估，厘定出其中主要水土污染组分，并估算出控制范围中含水层中各类主要污染物总量，选择合适的修复试剂，
并进行设备整体布设。降水设计的理论计算包括依据《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)、《基坑降水手册》(中国建筑工业出版社，2006)、《供水管井技术规范》(GB 50296-99)、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)、《建筑基坑工程技术规范》(YB 9258-97)、《基坑工程手册》(中国建筑工业出版社，2009)等规范性文件进行的基坑抗突涌稳定性验算、基坑涌水量计算、井管(包括降压井(抽提井)、疏干井(抽提井)和观测井)结构设计、井管开启方案规划和降水引起的地面沉降预测。降水设计的设备布置包括工程场地的井管布置、抽水泵布置、电力供给布置、地表排水设施布置。并且，考虑到后续场地含水层水土环境质量的长期维护需要，本系统中的基坑降水布井方案应保证基坑降水完成后，部分抽水井能在不妨碍工程运营条件下得到保存。工程场地含水层水土污染评估中的污染种类的判定主要是依据《中华人民共和国土壤环境质量标准》(GB15618-1995)、《全国土污染状况评价技术规定》(中华人民共和国环境保护部，2008)、《展览会用地土壤环境质量评价标准》(HJ350—2007)、《中华人民共和国地下水环境质量标准》(GB/T 14848-93)等规范性文件进行，水土污染含量估算值是通过场地含水层污染控制范围、含水层顶底界面分布特征、含水层中孔隙比、含水量、地下水体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，用于实现控制范围场地内的基坑降水与污染场地修复，所述的控制范围场地从上到下包括第一隔水层(1601)、含水层(17)和第二隔水层(1602)，其特征在于，所述的基坑降水系统包括：活性渗滤沟(5)：设置在控制范围场地的边缘，并用于净化进入控制范围场地内的污染水体，所述的活性渗滤沟(5)底部延伸至第二隔水层(1602)内，在活性渗滤沟(5)内从底部到顶部依次设置活性渗滤墙、黏土层(12)和填充条块层(15)，所述的活性渗滤墙的顶部伸入第一隔水层(1601)内；基坑帷幕(2)：设置在控制范围场地内，其底部伸入所述的控制范围场地的含水层(17)内并高于含水层(17)底部；抽水井：包括疏干井(1)和降压井(3)两种，其中，疏干井(1)设置在基坑帷幕(2)内，其深度与基坑帷幕(2)深度一致；降压井(3)设置在基坑帷幕(2)与活性渗滤沟(5)之间，其底部抵达含水层(17)底部，所述的抽水井在接触含水层(17)的位置还设有活性过滤墙；观测井(4)：设置在控制范围场地内外，用于监测控制范围场地内的含水层(17)的水体污染情况，所述的观测井(4)的底部抵达含水层(17)底部；所述的抽水井还与外部抽水组件连接，所述的活性渗滤墙分为两种，包括设置在活性渗滤沟(5)处的第一活性渗滤墙(1101)和设置在抽水井处的第二活性渗滤墙(1102)。...

【技术特征摘要】
1.一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，用于实现控制范围场地内的基坑降水与污染场地修复，所述的控制范围场地从上到下包括第一隔水层(1601)、含水层(17)和第二隔水层(1602)，其特征在于，所述的基坑降水系统包括：活性渗滤沟(5)：设置在控制范围场地的边缘，并用于净化进入控制范围场地内的污染水体，所述的活性渗滤沟(5)底部延伸至第二隔水层(1602)内，在活性渗滤沟(5)内从底部到顶部依次设置活性渗滤墙、黏土层(12)和填充条块层(15)，所述的活性渗滤墙的顶部伸入第一隔水层(1601)内；基坑帷幕(2)：设置在控制范围场地内，其底部伸入所述的控制范围场地的含水层(17)内并高于含水层(17)底部；抽水井：包括疏干井(1)和降压井(3)两种，其中，疏干井(1)设置在基坑帷幕(2)内，其深度与基坑帷幕(2)深度一致；降压井(3)设置在基坑帷幕(2)与活性渗滤沟(5)之间，其底部抵达含水层(17)底部，所述的抽水井在接触含水层(17)的位置还设有活性过滤墙；观测井(4)：设置在控制范围场地内外，用于监测控制范围场地内的含水层(17)的水体污染情况，所述的观测井(4)的底部抵达含水层(17)底部；所述的抽水井还与外部抽水组件连接，所述的活性渗滤墙分为两种，包括设置在活性渗滤沟(5)处的第一活性渗滤墙(1101)和设置在抽水井处的第二活性渗滤墙(1102)。2.根据权利要求1所述的一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，其特征在于，所述的活性渗滤沟(5)的深度满足挖至含水层(17)底以下的第二隔水层(1602)的1m以上深度。3.根据权利要求1所述的一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，其特征在于，所述的第一活性渗滤墙(1101)由活性渗滤沟(5)的底部堆叠至含水层(17)顶部0.8-1.2m处；所述的黏土层(12)的厚度为1.5-2.5m；所述的填充条块层(15)由轻质刚性条块堆叠至地表组成。4.根据权利要求1所述的一种基坑降水与污染场地整治耦合的清洁基坑降水系统，其特征在于，所述的第一活性渗滤墙(1101)由内置修复试剂的反应模块(19)组成，所述的反应模块(19)的横向两端分别依次设有凹槽(21)与凸梁(20)，所述的凸梁(20)的宽度小于凹槽(21)的宽度，同一反应模块(19)的两端的凹槽(21)与凸梁(20)的分布朝向正好相反，以使得横向相邻的两反应模块(19)之间的相互镶嵌；所述的反应模块(19)的纵向两端设置成面向相反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建秀，吴林波，邓沿生，宋东升，张宇澄，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31