专利名称：磷石膏渣场贴坡铺膜的方法和结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及磷石膏渣场的防渗工程，特别是涉及山谷型磷石膏渣场靠陡山坡侧贴坡铺膜的方法和结构。
背景技术：
磷是促进动植物生长的重要元素。现代磷资源主要通过使用磷酸盐岩制酸的方式获得。中国有着丰富的磷酸盐岩资源，磷灰石储量约占世界的三分之一。世界磷酸盐岩产量90%以上用于生产磷肥。其中，通过硫酸与磷灰石反应制取磷酸(湿法制酸)是最为广泛采用的一种方式。到2007年，中国已超过美国成为世界第一大磷肥生产国。以五氧化二磷(P2O5)计算的磷酸产量，中国约1300万吨，美国约1200万吨。湿法制酸的过程中，会产生大量的副产磷石膏。每生产一吨的P2O5，将产生4. 5至 5. 5吨的副产磷石膏。磷石膏主要由二水硫酸钙(CaSO4 ·2Η20)组成，并含有少量的硅化物及未反应的磷矿石。中国每年排放的磷石膏总量超过5000万吨。磷石膏的孔隙水中含有污染性较高的酸性孔隙水，因此，磷石膏的堆存场地一般都需要铺设HDPE膜(高密度聚乙烯膜)以防止酸性水下渗污染环境。HDPE膜的厚度介于 1. 5mm到2. Omm之间，其抗刺穿强度和抗拉强度有限，因此，防渗膜的铺设对膜下垫层材料的要求很高。膜下垫层材料中不能含有粒径超过7mm的大颗粒，否则防渗膜很可能被刺破， 失去防渗功能。在坡度较缓的区域(一般不陡于2. 5 1的坡比)，通常采用黏土作为HDPE 膜的垫层材料。然而，对于坡度陡于2. 5 1的区域，黏土垫层的铺设非常困难甚至无法实现。在垃圾填埋场中广泛运用GCL(防水膨润土垫)作为HDPE膜垫层。然而，使用GCL垫层防止HDPE膜被刺穿的方式在山坡坡度较陡的磷石膏渣场中也不可行，因为HDPE膜与磷石膏之间的摩擦力较大，而HDPE膜与GCL之间的摩擦力很小，HDPE膜会在因磷石膏沉降而产生的下拽力作用下产生拉伸变形，直至最后撕裂破坏，导致酸性孔隙水泄漏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在陡边坡条件下给HDEP膜提供可靠垫层并防止HDEP膜因堆存的磷石膏沉降而下拽破坏的磷石膏渣场边坡铺膜防渗的方法，同时，本发明还提供这种边坡铺膜的结构。为解决上述技术问题，本发明提供一种磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一.对于环绕磷石膏渣场的山体，山坡陡于坡比2. 5 1的区域，从蓄渣区内的磷石膏沉积区域挖取沉积磷石膏湿渣，于沉积滩面上修筑靠近山坡的磷石膏外提和磷石膏内提，在内提与外提之间形成可供磷石膏渣浆流动的环形沟，从环形沟中挖取磷石膏S， 放置于在磷石膏沉积区修筑的磷石膏提上风干至其含水量为最优含水量的-3%到+2%之间；步骤二 .运送风干后的磷石膏渣靠山坡堆放，用推土机摊平至30cm到45cm—层，然后逐层用震动碾压机碾压，直至磷石膏的干密度达到其最大干密度的95%以上；当磷石膏贴坡高度达到7. 5m时，停止继续加高磷石膏贴坡；所得的磷石膏边坡的外坡面缓于或等于1.75 1坡比，所述磷石膏边坡的宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度；步骤三.压实平整磷石膏边坡的外坡面，然后在外坡面上铺设防渗膜30，以形成新的蓄渣区。在所述步骤三之后，进行如下步骤步骤四.往蓄渣空间内输入磷石膏渣；步骤五.当磷石膏渣面上升到接近步骤三的防渗膜铺膜面的顶部时，再重复步骤一 步骤四；磷石膏边坡逐级往上抬升，直至将防渗膜铺设至最高设计高程。所述步骤二中，当山坡的坡度缓于1.75 1坡比时，所述磷石膏边坡的外坡面坡度与山坡坡度保持一致。所述步骤二中，当山坡的坡度陡于坡比1. 75 1时，所述磷石膏边坡采用上窄下宽的形式，使得磷石膏边坡的外坡面仍然缓于或等于坡比1.75 1。采用所述贴坡铺膜方法的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，在磷石膏渣场的山体陡于坡比2. 5 1的山坡外表面紧贴有含水量为最优含水量的-3%到+2%之间、密度为最大干密度的95%以上的磷石膏渣筑成的磷石膏边坡，所述磷石膏贴坡的外坡面缓于或等于1.75 1坡比，且其宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度；所述磷石膏边坡外坡面被压实且平整、外表面铺设有防渗膜。坡度缓于坡比1.75 1的所述山坡外表面的所述磷石膏边坡的外坡面的坡度与所述山坡的坡度一致；坡度陡于坡比1.75 1的所述山坡外表面的所述磷石膏边坡上窄下宽，使所述磷石膏边坡的外坡面缓于或等于1.75 1坡比。所述磷石膏边坡为上下叠置的多级磷石膏贴坡，每一级磷石膏贴坡的高度为 7. 5m0最顶部的所述磷石膏边坡处的山坡上挖设有环绕山体的截水沟。在渣场近底部、山坡坡度缓于2. 5 1的位置，于最底部的所述磷石膏边坡下方到渣场底部是土石方压实回填贴坡，所述土石方压实回填贴坡的外坡面是压实黏土层，在所述压实黏土层的外表面铺设有厚土工布，所述防渗膜覆盖在所述厚土工布的外表面；最顶部的所述磷石膏边坡处的山坡上挖设有环绕山体的截水沟；所述土石方压实回填贴坡的顶面、最底部的所述磷石膏边坡的底部设有土工布包裹砾石形成的收集磷石膏孔隙中残留的酸性工艺水的导渗体。本发明利用磷石膏强度较高的特点，在磷石膏渣场边坡坡度较陡之处采用磷石膏渣贴坡，在平整的磷石膏贴坡体的外坡面上铺设防渗膜，即以磷石膏贴坡体作为垫层，为 HDPE膜的铺设提供了可靠的垫层，可防止HDEP膜因堆存的磷石膏沉降下拽而破坏。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明图1是本发明的磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的结构图。图2是图1中A部的局部放大图。
具体实施例方式如图1所示是本发明的磷石膏渣场贴坡结构，本发明涉及的环绕磷石膏渣场100 的山体10上，在山坡11坡比陡于2.5 1的区域、山坡11外表面紧贴有磷石膏渣修筑成的磷石膏边坡20，作为防渗膜垫层；磷石膏边坡20的外坡面21被压实平整、外表面铺设防渗膜30——优选高密度聚乙烯膜(HDPE膜)。在山坡11表面不平整之处，可进行修坡，如图中所示，原山坡面111以虚线表示， 修坡后的山坡面112为实线所示。所述磷石膏边坡20的外坡面21的坡度缓于或等于 1.75 1的坡比，在坡度缓于坡比1.75 1的山坡11外表面，磷石膏边坡20的外坡面21 的坡度与所述山坡11的坡度一致；而在坡度陡于坡比1.75 1的山坡11外表面，磷石膏边坡20采取上窄下宽的形式，使所述磷石膏边坡20的外坡面21缓于或等于1.75 1。当磷石膏边坡修筑到其最高设计高度时，磷石膏边坡20的宽度仍然大于或等于碾压设备最小运行宽度，这样碾压设备才可工作。该磷石膏边坡20由含水量为最优含水量的-3%到 +2%之间、密度为最大干密度的95%以上的磷石膏渣筑成。磷石膏贴坡施工可以根据磷石膏渣场上升的速度分为多级，图中所示从上到下一共分四级磷石膏贴坡，每一级磷石膏边坡的高度为7. 5米，各级边坡的外坡面平整，坡度一致。在渣场近底部，先用土石筑造一平台50，平台200的外坡面坡度为2. 5 1。平台的宽度满足磷石膏贴坡施工要求的最小宽度。平台外坡面上采用60cm厚的压实黏土层60 作为垫层，在所述压实黏土层60的外表面铺设有厚土工布80，然后铺设HDPE防渗膜。防渗膜的顶部锚固在土石平台的外侧301。此防渗膜与渣场底部的防渗膜共同形成蓄积磷石膏的初始蓄渣区，最初修筑磷石膏边坡的磷石膏料取自于此初始蓄渣区。在渣场底部也采用压实黏土层60作为防渗膜垫层，在所述压实黏土层60的外表面铺设有厚土工布80，所述防渗膜30覆盖在所述厚土工布80的外表面。在压实土石方修筑的平台50的顶面、所述磷石膏贴坡的底部设有土工布包裹砾石形成的导渗体70，用来收集磷石膏孔隙中残留的酸性工艺水并集中处理。而在磷石膏贴坡的设计高程最顶部处的山坡11上挖设有环绕山体的截水沟40，用来截留高于截水沟的山坡上的雨水。未受污染的雨水直接排出渣场区域，以实现雨污分流。在磷石膏贴坡的顶部和与之相邻的山坡削坡形成的平台顶部均用60cm的透水性较低的粉质泥岩覆盖，以防止雨水进入磷石膏贴坡体，并形成环绕渣场的交通通道309。本发明的磷石膏渣场边坡贴坡铺膜结构采用的方法是在山坡11陡于坡比 2.5 1的区域首先对山坡表面不平整之处进行修坡，山坡外表面平整为坡度一致。然后进
行步骤一 步骤五步骤一.从蓄渣区内的磷石膏沉积区域挖取沉积磷石膏101湿渣，于沉积滩面上修筑靠近山坡的磷石膏外提和内提。在内提和外提之间形成可供磷石膏渣浆流动的环形沟。从环形沟中挖取磷石膏渣，放置于磷石膏外提或者内提之上，使之风干到其含水量为最优含水量的-3 %到+2 %之间。步骤二 .将步骤一得到的磷石膏渣运送到与渣场相邻的边坡顶面之上，靠山坡11 堆放，用推土机摊平至30到45cm —层，然后逐层用震动碾压机碾压，直至磷石膏的干密度为最大干密度的95%以上。当磷石膏贴坡高度达到7. 5米时，停止继续加高磷石膏贴坡； 所得磷石膏边坡20的外坡面21缓于或等于1.75 1，所述磷石膏边坡20的宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度。 当山坡11的坡度缓于1. 75 1时，所述磷石膏贴坡20的外坡面21坡度与山坡 11坡度保持一致；当山坡11的坡度陡于1.75 1时，所述磷石膏贴。
权利要求
1.磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一.对于环绕磷石膏渣场(100)的山体(10)，山坡(11)陡于坡比2.5 1的区域， 从蓄渣区内的磷石膏沉积区域挖取沉积磷石膏(101)湿渣，于沉积滩面上修筑靠近山坡的磷石膏外提(91)和磷石膏内提(92)，在内提与外提之间形成可供磷石膏渣浆流动的环形沟(93)，从环形沟中挖取磷石膏渣，放置于在磷石膏沉积区修筑的磷石膏提上风干至其含水量为最优含水量的-3%到+2%之间；步骤二 .运送风干后的磷石膏渣靠山坡(11)堆放，用推土机摊平至30cm到45cm — 层，然后逐层用震动碾压机碾压，直至磷石膏的干密度达到其最大干密度的95%以上；当磷石膏贴坡高度达到7. 5m时，停止继续加高磷石膏贴坡；所得的磷石膏边坡00)的外坡面缓于或等于1.75 1坡比，所述磷石膏边坡00)的宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度；步骤三.压实平整磷石膏边坡的外坡面(21)，然后在外坡面上铺设防渗膜30，以形成新的蓄渣区。
2.根据权利要求1所述的磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法，其特征在于，在所述步骤三之后，进行如下步骤步骤四.往蓄渣空间内输入磷石膏渣；步骤五.当磷石膏渣面上升到接近步骤三的防渗膜铺膜面的顶部时，再重复步骤一 步骤四；磷石膏边坡00)逐级往上抬升，直至将防渗膜(30)铺设至最高设计高程。
3.根据权利要求1或2所述的磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法，其特征在于，所述步骤二中，当山坡(11)的坡度缓于1.75 1坡比时，所述磷石膏边坡00)的外坡面坡度与山坡(11)坡度保持一致。
4.根据权利要求1或2所述的磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法，其特征在于，所述步骤二中，当山坡(11)的坡度陡于1.75 1坡比时，所述磷石膏边坡OO)采用上窄下宽的形式，使得磷石膏边坡OO)的外坡面仍然缓于或等于1.75 1。
5.采用权利要求1所述贴坡铺膜方法的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，在磷石膏渣场(100)的山体(10)陡于坡比2. 5 1的山坡(11)外表面紧贴有含水量为最优含水量的-3%到+2%之间、密度为最大干密度的95%以上的磷石膏渣筑成的磷石膏边坡 (20)，所述磷石膏贴坡的外坡面缓于或等于坡比1.75 1，且其宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度；所述磷石膏边坡外坡面被压实且平整、外表面铺设有防渗膜 (30)。
6.根据权利要求5所述的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，坡度缓于坡比 1.75 1的所述山坡(11)外表面的所述磷石膏边坡OO)的外坡面的坡度与所述山坡(11)的坡度一致；坡度陡于坡比1. 75 1的所述山坡(11)外表面的所述磷石膏边坡 (20)上窄下宽，使所述磷石膏边坡OO)的外坡面缓于或等于坡比1.75 1。
7.根据权利要求5所述的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，所述磷石膏边坡 (20)为上下叠置的多级磷石膏贴坡，每一级磷石膏贴坡的高度为7. 5m。
8.根据权利要求5所述的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，最顶部的所述磷石膏边坡OO)处的山坡(11)上挖设有环绕山体的截水沟00)。
9.根据权利要求5所述的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，在渣场近底部、山坡坡度缓于2. 5 1的位置，于最底部的所述磷石膏边坡下方到渣场底部是土石方压实回填贴坡(50)，所述土石方压实回填贴坡的外坡面是压实黏土层(60)，在所述压实黏土层(60) 的外表面铺设有厚土工布(80)，所述防渗膜(30)覆盖在所述厚土工布(80)的外表面；
10.根据权利要求9所述的磷石膏渣场边坡铺膜结构，其特征在于，最顶部的所述磷石膏边坡00)处的山坡(11)上挖设有环绕山体(10)的截水沟GO)；所述土石方压实回填贴坡(50)的顶面、最底部的所述磷石膏边坡的底部设有土工布包裹砾石形成的收集磷石膏孔隙中残留的酸性工艺水的导渗体(70)。
全文摘要
磷石膏渣场边坡贴坡铺膜的方法在渣场(100)山体(10)的山坡(11)陡于坡比2.5∶1的区域，从磷石膏沉积区域挖取磷石膏湿渣，置于沉积滩面上修筑的磷石膏堤上风干至含水量为最优含水量的-3％到+2％；运送风干后的磷石膏渣靠山坡堆放，用推土机摊平、逐层碾压至密度为最大干密度的95％以上，直到磷石膏贴坡达到一定高度，停止加高磷石膏贴坡；磷石膏贴坡(20)外坡面(21)缓于或等于1.75∶1、宽度大于或等于碾压设备最小运行宽度；平整击实磷石膏贴坡的外坡面(21)，并于其上铺设防渗膜30，形成新的蓄渣区。重复该步骤，即可形成以磷石膏贴坡作为垫层的防渗结构，为HDPE膜的铺设提供了可靠的垫层，可防止HDEP膜因堆存的磷石膏沉降下拽而破坏。
文档编号E02D17/20GK102182194SQ20111003444
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月1日 优先权日2011年2月1日
发明者不公告发明人 申请人:刘宁, 周晓晖, 深圳市胜义环保有限公司