CN110441208B - 一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法，布置方法包括监测井井孔钻取和埋设监测井。监测井井孔钻取步骤：在填埋场轮廓外钻取若干以X形交错的监测井井孔组，将一段筒形丝网套设在一段导管上，导管的直径小于监测井井孔；将一段内管同心插入导管内，内管表面开设有过流孔；将筒形丝网、导管、内管一同置入监测井井孔中；从地表处往监测井井孔内、丝网外倒入鹅卵石成为环状的外层填充层，在靠近地表的一段以环形气囊代替鹅卵石进行充填，环形气囊的最低处低于当地地表水最低水位1米以上；从地表处往导管内、内管外倒入砂石成为内层填充层，在倾倒的过程中一边抽出导管直至内层填充层填充至地表；在内管中置入渗漏传感器。

Description

一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法

技术领域

本发明涉及垃圾填埋场防渗检漏方法领域，具体是一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法。

背景技术

社会生产中，垃圾的产量越来越高，垃圾处理方法中，填埋占很大的比重，垃圾填埋场由于泄漏所引发的二次污染，会危及周围土壤与地下水。在垃圾种类中，存在危险废物垃圾，这类垃圾需要严格控制其污染，否则会对环境与人们产生很大的伤害。

垃圾在填埋后常常产生废液，废液穿过防渗层后泄漏到土壤中产生极大危害，所以需要防渗检测，检测手段有荧光示踪法，温度示踪法等等，这些方法需要配合地在填埋场周围设置监测井来检测泄漏状况，泄漏液到达监测井内后被漏液传感器检测到并对外界给出信号。

现有技术中，监测井一般照搬常规的地下水监测井结构，一段竖直井，周围土壤内的液体流入井内后被检测，这种设置方式有几个问题：1、水平方向覆盖范围小，一个监测井只能监测附近一小块区域，为了监测的完整，需要设置很多监测井；2、泄漏位置不方便确定，需要通过辅助的检漏手段获得泄漏位置，或者在发生泄漏后进行填埋场的完整全面人工检查；3、地表水会从表层土壤流入监测井内对监测结构产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

填埋场防渗系统跟踪监测井在填埋场外圆周均布若干组，每组监测井中包括两个X形交错的监测井，监测井包括外层填充层、丝网、导管、内层填充层、内管、吸水层、渗漏传感器7，丝网套设在导管上，内管同心插入导管内，内管表面开设有过流孔，监测井井孔内、丝网外设置外层填充层，导管内、内管外设置内层填充层，内管内沿轴线方向设置若干个渗漏传感器。

内管中填充吸水层。

外层填充层下部为鹅卵石、上部为环形气囊。

丝网带有翻边，在丝网置入监测井井孔后，丝网的翻边位于井孔底部；内管上朝向填埋场的一侧过流孔密集度大于背离填埋场的一侧，内管为井管专用PVC管。

一种填埋场防渗系统跟踪监测井布置方法，包括监测井井孔钻取步骤和埋设监测井步骤。

进一步的，监测井井孔钻取步骤包括：

S11：在填埋场轮廓外钻取两个以“X”形交错的监测井井孔，两个井孔的轴线与竖直方向成一相等的锐角；监测井内设置检测系统，检测系统一般是浓度传感器或荧光感应器等等，视检漏原理不同而不同，检漏原理可以是荧光示踪法、温度示踪法、电极法等等。监测井以X形的方式交错布置成为一组，在监测漏液时联合作用，共同监视X形四个顶点所构建的矩形区域，当然，是主要监测这一矩形区域，区域外所扩散过来的漏液也能在此监测井中被观察到，但本X形监测井组区域外的漏液更主要地被后文的结构所监测，泄漏发生时，泄漏液在土壤中进行扩散，到达一组X形的监测井时，在两个监测井内产生的浓度有所差异，这一差异能帮助监测人员近似地确定泄漏的水平位置，漏点在两个斜置的监测井上所显现的浓度最高值是近似等高的，这一高度位置配合前述的水平位置确定漏点的最终位置。X形布置两个监测井，对于填埋场的包角较大，可以节约监测井的设置数量。

S12：重复S11，在填埋场轮廓外圆周方向均匀钻取若干组井孔，直至井孔对于填埋场的包角总和大于240°。若干组井孔内分别布置监测系统，包围填埋场，监测各个方向上的泄漏，一组X形监测井虽然相比于竖直设置的监测井监测范围较大，但是并不能完整监视整个填埋场，所以设置多组监测井共同运作，在总包角大于240°后能较为完整地监测所有方向上的泄漏，填埋场为圆形时，监测井组圆周均布在填埋场周围，填埋场为方形时，则四边分别设置监测井组，四方形的填埋场边长较长，则在一条边上可以设置多组监测井。

作为优化，步骤S11中井孔轴线与竖直方向所成的锐角为20~40度。井孔轴线与竖直方向的倾斜角度不应太大，否则钻孔困难且要钻很长才能到达较深的位置，倾斜也不应太小，否则一组监测井相对于填埋场的包角就非常小，无法提升监测井的覆盖范围，实际工程中表明，倾斜角在20~40度范围内较为合适，且使用性能较好，也方便后续在井内设置监测系统、传感器等。

作为优化，井孔的底部在竖直方向上低于填埋场底部1~3米。填埋场的泄漏可以是各个方向的，向下的也有几率发生，但监测井布置到填埋场的下方也不太切合实际，所以只能加深一些监测井的深度以期能监测一些填埋场朝下泄漏的废液。

进一步的，埋设监测井步骤包括：

S21：将一段筒形丝网套设在一段导管上，导管的直径小于监测井井孔；

S22：将一段内管同心插入导管内，内管表面开设有过流孔；

S23：将筒形丝网、导管、内管一同置入监测井井孔中；

S24：从地表处往监测井井孔内、丝网外倒入鹅卵石成为环状的外层填充层，在靠近地表的一段以环形气囊代替鹅卵石进行充填，环形气囊的最低处低于当地地表水最低水位1米以上；

S25：从地表处往导管内、内管外倒入砂石成为内层填充层，在倾倒的过程中一边抽出导管直至内层填充层填充至地表；

S26：沿内管轴线植入若干个渗漏传感器。

监测井中需要置入监测系统才能识别泄漏，监测系统如前述是一些传感器，监测井内的传感器识别到监测井中进入废液了或者原先监测井内的水体组分浓度发生变化了，向外传出信号，传感器的选择不属于本发明要解决的问题，不在本发明的说明范围内。内管内是放置渗漏传感器的位置，而外部的渗漏液要穿过外层填充层、内层填充层以及过流孔才能到达内管内部，多层的填充层是为了过滤土壤砂粒，防止土壤砂粒到达过流孔处阻塞过流孔，或进入到内管内部，造成泥沙淤积，影响监测性能，鹅卵石加砂石过滤效果大大增加；

内外层填充层之间的丝网能维持内外层填充层的形态，防止砂石从内层填充层滚出；而环形气囊的设置是为了阻隔地表水体，填埋场都是露天的，所以肯定会有下雨天，雨水落在地表后被表层土壤吸收，在土壤的表层进行流动，少部分往下流动进入地下水，而大量的水作为浅层地下水流动到附近的江河内，江河的最低处可以作为判定当地地表水的最低处，环形气囊的最低处低于这一位置后，可以阻挡掉大部分的地表水进入监测井，防止其对监测结构产生影响，或者对泄漏液产生稀释，影响泄漏判定。

进一步的，埋设监测井步骤还包括步骤S27：在内管中填充吸水层。土壤中的水经常的一层层地进行流动，所以填埋场发生泄漏时，渗漏液也较大部分地进行水平泄漏，如果泄漏量较少，到达监测井时，会被吸水层吸收而涵养在某一高度处，并不会在监测井内低阻力的进行高度方向的运动，也就提升了监测井对于高度方向的监测精度。

作为优化，吸水层为海绵。海绵轻质易加工，方便获取与成形，且吸水性较足，是进行上文过程的理想材料。

作为优化，丝网带有翻边，在丝网置入监测井井孔后，丝网的翻边位于井孔底部。导管在抽出时，可能会因为摩擦力较大而带着丝网也跟着被抽出，丝网的翻边能够在抽出导管时防止丝网跑离位置，因为丝网安置进监测井后，首先填充的鹅卵石会将丝网压住，在导管抽出时拽住丝网。

作为优化，内管上朝向填埋场的一侧过流孔密集度大于背离填埋场的一侧。过流孔朝向填埋场的一侧密集度较大，也就使得监测井对于从填埋场过来的渗漏液较为敏感而阻挡掉一些来自外围土壤中的地下水。

作为优化，内管为井管专用PVC管。监测井一般有十几米，在本发明中因为是斜置的，长度可能会有二十米以上，所以内管基本不会使用一根整管，因为运输不方便以及加工不方便等等，井管专用PVC管可以方便地做成拼接式，用卡箍、螺纹等都能很方便地进行连接，且耐腐蚀性也较好，轻质便捷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过交叉布置的监测井组，能提高监测井的监测覆盖范围，以较少的监测井获得完整的泄漏监测，且通过浓度变化最大的一组监测井组所识别的泄漏参数，可以方便地确定泄漏位置；内外填充层的设置使得土壤中的砂粒无法进入到监测井内，防止过流孔堵塞或在监测井内淤积；在充填内外填充层时，导管起到隔离导向作用，边充填边抽出，操作方便；环形气囊能抵消掉大部分表层土壤水对监测井的影响，防止雨水天气下监测井内流入雨水。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明监测井在填埋场的立体位置示意图，图中以无直径的线条代替了监测井；

图2为本发明监测井在填埋场的主视位置示意图，图中以无直径的线条代替了监测井；

图3为本发明监测井在圆形填埋场的俯视位置示意图；

图4为本发明监测井在方形填埋场的俯视位置示意图；

图5为图4中的视图A-A旋转；

图6为图5中的视图B；

图7为本发明外层填充层顶部的结构示意图。

图中：1-外层填充层、2-丝网、3-导管、4-内层填充层、5-内管、51-过流孔、6-吸水层、7-渗漏传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~7所示，填埋场防渗系统跟踪监测井在填埋场外圆周均布若干组，每组监测井中包括两个X形交错的监测井，监测井包括外层填充层1、丝网2、导管3、内层填充层4、内管5、吸水层6、渗漏传感器7，丝网2套设在导管3上，内管5同心插入导管3内，内管5表面开设有过流孔51，监测井井孔内、丝网2外设置外层填充层1，导管3内、内管5外设置内层填充层4，内管5内沿轴线方向设置若干个渗漏传感器7。

内管5中填充吸水层6。

外层填充层1下部为鹅卵石、上部为环形气囊。

丝网2带有翻边，在丝网2置入监测井井孔后，丝网2的翻边位于井孔底部；内管5上朝向填埋场的一侧过流孔51密集度大于背离填埋场的一侧，内管5为井管专用PVC管。

一种填埋场防渗系统跟踪监测井布置方法，包括监测井井孔钻取步骤和埋设监测井步骤。

监测井井孔钻取步骤包括：

S11：在填埋场轮廓外钻取两个以“X”形交错的监测井井孔，如图1、图2所示，两个井孔的轴线与竖直方向成一相等的锐角；监测井内设置检测系统，检测系统一般是浓度传感器或荧光感应器等等，视检漏原理不同而不同，检漏原理可以是荧光示踪法、温度示踪法、电极法等等。监测井以X形的方式交错布置成为一组，在监测漏液时联合作用，共同监视X形四个顶点所构建的矩形区域，当然，是主要监测这一矩形区域，区域外所扩散过来的漏液也能在此监测井中被观察到，但本X形监测井组区域外的漏液更主要地被后文的结构所监测，泄漏发生时，泄漏液在土壤中进行扩散，到达一组X形的监测井时，在两个监测井内产生的浓度有所差异，这一差异能帮助监测人员近似地确定泄漏的水平位置，漏点在两个斜置的监测井上所显现的浓度最高值是近似等高的，这一高度位置配合前述的水平位置确定漏点的最终位置。X形布置两个监测井，对于填埋场的包角较大，可以节约监测井的设置数量。

S12：如图3、图4所示，重复S11，在填埋场轮廓外圆周方向均匀钻取若干组井孔，直至井孔对于填埋场的包角总和（a1+a2+…）大于240°。若干组井孔内分别布置监测系统，包围填埋场，监测各个方向上的泄漏，一组X形监测井虽然相比于竖直设置的监测井监测范围较大，但是并不能完整监视整个填埋场，所以设置多组监测井共同运作，在总包角大于240°后能较为完整地监测所有方向上的泄漏，填埋场为圆形时，监测井组圆周均布在填埋场周围，填埋场为方形时，则四边分别设置监测井组，四方形的填埋场边长较长，则在一条边上可以设置多组监测井，例如将设置较多的井孔使得包角为300°，能非常完整地监测填埋场外围，而将包角设置到200°后，检测覆盖范围会下降30%以上。

步骤S11中井孔轴线与竖直方向所成的锐角为20~40°。如果将井孔轴线与竖直方向的倾斜角度设置为50°，则钻孔困难且要钻很长才能到达较深的位置，如果将井孔轴线与竖直方向的倾斜角度设置为10°，则一组监测井相对于填埋场的包角就非常小，无法提升监测井的覆盖范围，要使得包角达到240°以上，需要设置很多组监测井，实际工程中表明，倾斜角在20~40度范围内较为合适，且使用性能较好，也方便后续在井内设置监测系统、传感器等。

井孔的底部在竖直方向上低于填埋场底部1~3米。填埋场的泄漏可以是各个方向的，向下的也有几率发生，但监测井布置到填埋场的下方也不太切合实际，所以只能加深一些监测井的深度以期能监测一些填埋场朝下泄漏的废液。

埋设监测井步骤包括：

S21：将一段筒形丝网2套设在一段导管3上，导管3的直径小于监测井井孔；

S22：将一段内管5同心插入导管3内，如图6所示，内管5表面开设有过流孔51；

S23：将筒形丝网2、导管3、内管5一同置入监测井井孔中；

S24：从地表处往监测井井孔内、丝网2外倒入鹅卵石成为环状的外层填充层1，如图7所示，在靠近地表的一段以环形气囊代替鹅卵石进行充填，环形气囊的最低处低于当地地表水最低水位1米以上；

S25：从地表处往导管3内、内管5外倒入砂石成为内层填充层4，在倾倒的过程中一边抽出导管3直至内层填充层4填充至地表；

S26：沿内管5轴线植入若干个渗漏传感器7。

如图5所示，监测井中需要置入监测系统才能识别泄漏，监测系统如前述是一些传感器，监测井内的传感器识别到监测井中进入废液了或者原先监测井内的水体组分浓度发生变化了，向外传出信号，传感器的选择不属于本发明要解决的问题，不在本发明的说明范围内。内管5内是放置渗漏传感器7的位置，而外部的渗漏液要穿过外层填充层1、内层填充层4以及过流孔51才能到达内管5内部，多层的填充层是为了过滤土壤砂粒，防止土壤砂粒到达过流孔51处阻塞过流孔51，或进入到内管5内部，造成泥沙淤积，影响监测性能，鹅卵石加砂石过滤效果大大增加；

内外层填充层1之间的丝网2能维持内外层填充层1的形态，防止砂石从内层填充层4滚出；而环形气囊的设置是为了阻隔地表水体，填埋场都是露天的，所以肯定会有下雨天，雨水落在地表后被表层土壤吸收，在土壤的表层进行流动，少部分往下流动进入地下水，而大量的水作为浅层地下水流动到附近的江河内，江河的最低处可以作为判定当地地表水的最低处，环形气囊的最低处低于这一位置后，可以阻挡掉大部分的地表水进入监测井，防止其对监测结构产生影响，或者对泄漏液产生稀释，影响泄漏判定。

埋设监测井步骤还包括步骤S27：在内管5中填充吸水层6。土壤中的水经常的一层层地进行流动，所以填埋场发生泄漏时，渗漏液也较大部分地进行水平泄漏，如果泄漏量较少，到达监测井时，会被吸水层6吸收而涵养在某一高度处，并不会在监测井内低阻力的进行高度方向的运动，也就提升了监测井对于高度方向的监测精度。

吸水层6为海绵。海绵轻质易加工，方便获取与成形，且吸水性较足，是进行上文过程的理想材料。

丝网2带有翻边，在丝网2置入监测井井孔后，丝网2的翻边位于井孔底部。导管3在抽出时，可能会因为摩擦力较大而带着丝网2也跟着被抽出，丝网2的翻边能够在抽出导管3时防止丝网2跑离位置，因为丝网2安置进监测井后，首先填充的鹅卵石会将丝网2压住，在导管3抽出时拽住丝网2。

内管5上朝向填埋场的一侧过流孔51密集度大于背离填埋场的一侧。过流孔51朝向填埋场的一侧密集度较大，也就使得监测井对于从填埋场过来的渗漏液较为敏感而阻挡掉一些来自外围土壤中的地下水。

内管5为井管专用PVC管。监测井一般有十几米，在本发明中因为是斜置的，长度可能会有二十米以上，所以内管5基本不会使用一根整管，因为运输不方便以及加工不方便等等，井管专用PVC管可以方便地做成拼接式，用卡箍、螺纹等都能很方便地进行连接，且耐腐蚀性也较好，轻质便捷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种填埋场防渗系统跟踪监测井，其特征在于：所述填埋场防渗系统跟踪监测井在填埋场外圆周均布若干组，每组监测井中包括两个X形交错的监测井，监测井井孔内沿轴线方向设置若干个渗漏传感器(7)，若干组所述监测井对于填埋场圆周方向的包角总和大于240°；

所述监测井还包括外层填充层(1)、丝网(2)、导管(3)、内层填充层(4)、内管(5)，所述丝网(2)套设在导管(3)上，所述内管(5)同心插入导管(3)内，内管(5)表面开设有过流孔(51)，所述监测井井孔内、丝网(2)外设置外层填充层(1)，所述导管(3)内、内管(5)外设置内层填充层(4)，所述内管(5)内沿轴线方向设置若干个渗漏传感器(7)。

2.根据权利要求1所述的一种填埋场防渗系统跟踪监测井，其特征在于：所述内管(5)中填充吸水层(6)。

3.根据权利要求1所述的一种填埋场防渗系统跟踪监测井，其特征在于：所述外层填充层(1)下部为鹅卵石、上部为环形气囊。

4.根据权利要求1所述的一种填埋场防渗系统跟踪监测井，其特征在于：所述丝网(2)带有翻边，在丝网(2)置入监测井井孔后，丝网(2)的翻边位于井孔底部；所述内管(5)上朝向填埋场的一侧过流孔(51)密集度大于背离填埋场的一侧，内管(5)为井管专用PVC管。

5.一种填埋场防渗系统跟踪监测井的布置方法，其特征在于：所述填埋场防渗系统跟踪监测井布置方法包括监测井井孔钻取步骤和埋设监测井步骤；

所述监测井井孔钻取步骤包括：

S11：在填埋场轮廓外钻取两个以“X”形交错的监测井井孔，两个井孔的轴线与竖直方向成一相等的锐角；

S12：重复S11，在填埋场轮廓外圆周方向均匀钻取若干组井孔，直至井孔对于填埋场的包角总和大于240°；

所述埋设监测井步骤包括：

S21：将一段筒形丝网(2)套设在一段导管(3)上，所述导管(3)的直径小于监测井井孔；

S22：将一段内管(5)同心插入导管(3)内，所述内管(5)表面开设有过流孔(51)；

S23：将筒形丝网(2)、导管(3)、内管(5)一同置入监测井井孔中；

S24：从地表处往监测井井孔内、丝网(2)外倒入鹅卵石成为环状的外层填充层(1)，在靠近地表的一段以环形气囊代替鹅卵石进行充填，环形气囊的最低处低于当地地表水最低水位1米以上；

S25：从地表处往导管(3)内、内管(5)外倒入砂石成为内层填充层(4)，在倾倒的过程中一边抽出导管(3)直至内层填充层(4)填充至地表；

S26：沿内管(5)轴线植入若干个渗漏传感器(7)。

6.根据权利要求5所述的一种填埋场防渗系统跟踪监测井布置方法，其特征在于：所述步骤S11中井孔轴线与竖直方向所成的锐角为20～40度。

7.根据权利要求6所述的一种填埋场防渗系统跟踪监测井布置方法，其特征在于：所述井孔的底部在竖直方向上低于填埋场底部1～3米。

Images