[发明专利]一种用于地下水污染的非开挖式PRB施工方法

说明书

本发明提供一种用于地下水污染的非开挖式PRB施工方法，涉及环境岩土技术领域，包括反应区与可渗透反应墙，所述反应区采用改造PRB一体机实现钻孔、材料搅拌和成墙功能，所述可渗透反应墙由材料满足设计要求的掺量构筑。本发明施工工艺难度小，PRB一体机非开挖式施工，无需基坑支护，尤其适合于大深度PRB构筑，有效避免了塌孔的风险；PRB一体机采用先钻孔后提钻，同时灌注PRB活性材料，实现钻孔、材料搅拌和成墙功能，同时实现施工高效性，降低成本；PRB一体机进料系统有效实现填土与活性材料的混合，达到处理效果所需掺量，提高PRB的持久性及处理效果，同时可实现填土的回收利用，避免二次污染，绿色环保。

技术领域

本发明涉及环境或环境岩土技术领域，尤其涉及一种用于地下水污染的非开挖式PRB施工方法。

背景技术

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier，简称PRB)是一种地下水修复的新兴高效技术，一种有效的地下水污染(有机物、重金属)原位修复技术，该技术具有不需要外力装置、活性介质反应速率慢、处理时效长、对环境扰动小、处理效果好等优势，因而正逐步取代运行成本高的修复技术，成为最具发展潜力的地下水污染原位修复技术。

PRB常见结构主要有两种，连续反应墙式和漏斗-导水门式，其中漏斗-导水门式弥补了处理大型地下水污染羽状体的不足，所需反应材料较小，工程费用低，能够更好的控制反应单元的安装和羽状体的截获。目前国内PRB技术仍处于室内研究至中试研究阶段，仅有少量的应用案例，施工工法主要以开挖-填充法为主，高压旋喷注射和建井注射等非开挖方法有少量应用。目前PRB施工工法主要存在问题：

(1)开挖法包括反铲式挖掘机开挖、抓斗式挖掘机开挖、沉箱开挖、空心螺旋钻开挖，开挖成槽过程中易塌孔，若选用支护或泥浆护壁会改变地层的渗透性，影响地下水流场，进而发生绕流现象；施工成本及施工难度受限于场地条件及场地大小。

(2)非开挖法包括原位注入法、原位搅拌法和高压旋喷法等。水力压裂注入对地层扰动大，影响地下水流场，优先通道影响墙体质量；原位深层搅拌现有工法活性介质掺量最高达到30％，无法满足反应区填料掺量要求；高压旋喷法主要注入材料浆液，受注入材料颗粒及地层影响，同时存在返浆问题，极大增加材料成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于地下水污染的非开挖式PRB施工方法，包括反应区与可渗透反应墙，所述反应区采用改造PRB一体机实现钻孔、材料搅拌和成墙功能，所述可渗透反应墙由材料满足设计要求的掺量构筑，包括如下施工步骤：

步骤一：场地平整后进行测量放点，PRB一体机就位；

步骤二：PRB一体机钻进成孔，并收集成孔过程中产生的填土，直至设计深度；

步骤三：利用后台系统将步骤二中的填土、活性材料以及其他材料定量均匀混合，制得回填料，准备输送；

步骤四：钻进至设计深度后，启动输送泵，提升钻杆的同时通过后台-输送管路系统灌注步骤三中的回填料，直至终孔；

步骤五：设备移到下一个孔位，重复步骤一至步骤四。

作为一种优选的实施方式，所述PRB一体机包括钻进系统、后台系统和进料系统，所述钻进系统的动力头输出轴和钻具为中空式，钻杆顶口与材料输送管相连；所述进料系统包括活性材料混合后台、地泵及输送泵管。

作为一种优选的实施方式，所述PRB一体机的长螺旋成孔直径为400mm～1000mm，孔深不大于30m，钻杆钻孔深度到达地下含水层的污染羽深度以下，一般比污染羽的深度深30～50cm。

作为一种优选的实施方式，所述PRB一体机钻孔时针对空钻部分尤其是软土地层可以选择性采用护筒进行护壁，避免了塌孔和扩径，保证填料掺量及活性材料满足设计要求。