本发明属于环境岩土工程领域，尤其涉及一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构以及阻隔方法。
背景技术：
随着我国城市化进程的不断加快，城市生活垃圾产量逐年攀升，垃圾填埋场的服役年限也逐渐缩短。垃圾在填埋后产生两种主要的污染物——沼气和渗沥液。沼气是甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体的混合物，渗沥液是经过降解产生的高浓度的废弃液，含有重金属、有机和高盐类。由于垃圾填埋场设计规划与运营的矛盾，造成填埋场在长期运行期间出现了不同程度的污染事故和运营新需求，因此，对部分已填埋的垃圾堆体需要进行修复、改建或拆除等清理工作。
在清理工作进行的过程中，工作面的甲烷浓度要求低于5％，否则极易引发火灾和爆炸等安全事故。当清理区域中堆填的垃圾仍具有降解能力时，甲烷作为沼气的主要成分将持续产生，并向低气压区域或大气压方向迁移。为了保障清理工作的安全和高效运行，必须对非清理区域以外的垃圾堆体中的气体进行收集或处理，避免非清理区域的甲烷渗入开挖区及清理工作面。
由于我国绝大多数垃圾填埋场没有实行良好的分区填埋，而往往清理工作主要集中在一部分或一小部分区域内。在被清理的区域和非清理区域之间没有修建良好的阻隔设施的条件下，两个区域之间的气体极容易相互渗透，极易引发火灾或爆炸等安全事故。
另外，由于垃圾堆体具有孔隙较大、分布不均匀以及粘聚力较低的特点，传统岩土工程中的注浆、固化等方法较难实施。当清理的堆体较深时，采用垂直防渗膜不仅施工成本高、且效率低，同时开挖面的稳定性也难于保障。
因此，设计一种具有工艺简单、效果优良、且费用低廉的新型气体阻隔方法，对于垃圾堆体的顺利清理具有重要的现实意义。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构以及方法，以简单有效、安全和低成本的对垃圾堆体进行清理。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一方面，本发明公开了一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构，所述阻隔布置结构包括抽气井以及注气井，其中：
所述抽气井设置有多个，多个所述抽气井处于第一直线上；
所述注气井也设置有多个，多个所述注气井处于第二直线上；
所述第一直线和所述第一直线依次远离清理区域设置。
进一步地，所述第一直线和所述清理区域边界之间的距离等于或小于所述第一直线和所述第二直线之间的距离。
进一步地，所述第一直线和所述清理区域边界之间的距离、所述第一直线和所述第二直线之间的距离不超过10m。
进一步地，所述第一直线上的抽气井和所述第二直线上的注气井交错布置。
更进一步地，所述第一直线上的一个抽气井和所述第二直线上与所述一个抽气井相邻的两个所述注气井，呈等边三角形布置，这样抽气井对甲烷以及空气的抽取效果最好。
进一步地，所述第一直线上相邻的两个抽气井之间等间距设置有三个监测井，每个所述监测井上均设置有气体浓度检测器，以实时检测抽气井处理后的气体浓度。
进一步地，还包括多个第一支管和一个第一总管，所述第一支管和所述抽气井对应设置，所述第一支管的一端与对应的所述抽气井的上端连通，多个所述第一支管的另一端连通在所述第一总管上，所述第一总管与第一风机连通。
进一步地，还包括多个第二支管和一个第二总管，所述第二支管和所述注气井对应设置，所述第二支管的一端与对应的所述注气井的上端连通，多个所述第二支管的另一端连通在所述第二总管上，所述第二总管与第二风机连通。
另一方面，本发明还公开了另一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构，所述阻隔布置结构包括抽气井以及注气井，其中：
所述抽气井设置有多个，多个所述抽气井处于第一圈上；
所述注气井也设置有多个，多个所述注气井处于第二圈上；
所述第一圈设置在所述第二圈和清理区域之间。
还有，本发明还公开了一种垃圾填埋场用气体阻隔方法，所述方法是利用上述阻隔布置结构进行的，所述方法包括：
在清理区域外侧的垃圾堆体上布置抽气井以及注气井；
利用注气井向垃圾堆体中注入空气，注入的空气以及清理区域内甲烷通过抽气井吸取至抽气井，空气中的氧气与甲烷发生化学反应，以降低清理区域内的甲烷。
本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构以及阻隔方法，其利用注气井向垃圾堆体中注入空气，空气中的氧气与甲烷发生化学反应，以降低清理区域内的甲烷的，剩余的氧气、甲烷和氮气等气体在抽气井的负压下流入抽气井中，并通过抽气井排出，从而保障在清理区域进行施工过程中清理区域以外的甲烷等气体不流入清理区域，提高清理区域工作进行的安全性，由于注气井和抽气井可根据填埋场的地形进行灵活设计，不受地形条件的影响，且注气井和抽气井可重复利用，也不会对填埋场场地造成二次污染，具有施工工艺简单、耗时短、成本低和易维护的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构的示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为监测井的布置示意图；
图4为本发明实施例中抽气井的管路布置示意图；
图5为本发明实施例中注气井的管路布置示意图。
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。
图1为本发明实施例的一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构的示意图，图2为图1的俯视示意图，结合图1及图2，该阻隔布置结构包括抽气井2以及注气井3，其中，抽气井2设置有多个，多个抽气井2处于第一直线上；注气井3也设置有多个，多个注气井3处于第二直线上，第一直线和第一直线依次远离清理区域1设置。
抽气井2设置在清理区域1外围，可以将清理区域1内的部分甲烷和靠近清理区域1内的甲烷进行收集和控制，使得非清理区域的甲烷最大限度的收集起来，防止甲烷流入清理区域。
注气井3设置在抽气井2外围，注入空气后，空气中的氧气与注气井3周围的甲烷发生化学反应，达到降低甲烷的目的，同时也可以防止较高浓度的甲烷流入抽气井2中，防止抽气井2中收集的甲烷和氧气发生混合爆炸事故。
本发明实施例中，第一直线和清理区域1边界之间的距离等于或小于第一直线和第二直线之间的距离，且该距离一般不超过10m，这样可以减少风机的运行强度，节约运行成本。
进一步地，本发明实施例中，第一直线上的抽气井2和第二直线上的注气井3最好交错布置，优选地，第一直线上的一个抽气井2和第二直线上与该抽气井2相邻的两个注气井3，呈等边三角形布置，这种布设方法可最大限度控制抽气井2附近区域内的气体通过抽气井进行收集，而降低注气井3以外区域的甲烷流入清理区域。
本发明实施例中，抽气井2和注气井3的孔径一般在110mm-200mm，在地面上钻孔后，将打孔的高密度聚乙烯管垂直放入孔中，管周围填入碎石。管身的上端应高于地表面1m左右。
图3为监测井的布置示意图，两个相邻的抽气井2的中间区域为抽取能力较弱的区域，因此，结合图5，本发明实施例在第一直线上相邻的两个抽气井2之间等间距设置有三个监测井8，每个监测井8上均设置有气体浓度检测器，风机运行期间，需要对监测井8中的气体浓度进行监测，当监测井中的甲烷浓度高于5％时，应适当升高抽气强度，直至监测井中的甲烷浓度低于5％即可。
本发明实施例中，气体浓度检测器一般选用在线式气体浓度分析仪(抽气量0.8-1l/min，型号：ty-6020p)。当然，气体浓度检测器也可以选用为其他型号，本发明实施例对此不作限制。
图4为本发明实施例中抽气井的管路布置示意图，结合图4，本发明实施例还包括多个第一支管4和一个第一总管5，第一支管4和抽气井2对应设置，第一支管4的一端与对应的抽气井2的上端连通，多个第一支管4的另一端连通在第一总管5上，第一总管5与第一风机连通，通过第一风机将抽气井2所抽取的气体排出。
图5为本发明实施例中注气井的管路布置示意图，结合图5，本发明实施例还包括多个第二支管6和一个第二总管7，第二支管6和注气井3对应设置，第二支管6的一端与对应的注气井3的上端连通，多个第二支管6的另一端连通在第二总管7上，第二总管7与第二风机连通，通过第二风机将空气注入清理区域附近的垃圾堆体中。
本发明实施例中，抽气井2和注气井3与各种的风机连通的管路，采用的是一总多支的布置方式，能优化管路布置，并节省连接所用的管路。
本发明实施例中，抽气井2和注气井3与其连接的支管可以通过热熔的方式连接，当然，也可以通过其他方式，例如法兰接头等，本发明实施例对此不作限制。
本发明实施例中，第一风机和第二风机的流量比例按照1.5:1～1.2:1设置，流量值可以按照现场情况设计，流量随抽气井和注气井之间的距离的增加而增加。
进一步地，本发明实施例中，在第一总管5上可以设置取样口，对气体浓度进行监测，以获取气体浓度。由于抽气井中收集的气体为甲烷和氧气的混合气体，第一风机运行期间，应保持第一总管中的甲烷浓度保持在10％以下，可避免爆炸事故。
当第一总管5上的取样口检测出甲烷浓度低于5％时，可对清理区域进行施工，当检测到甲烷浓度持续3天低于2％时，可适当降低注气风机的运行强度，节省运行成本。
当抽气井和注气井清理区域中的垃圾清理完成后，可依次关闭该注气井和抽气井对应的控制阀门，拆卸对应的管道，并可在开挖路线沿线周边区域继续钻孔打井，并将拆卸的管道移至新的打孔区域进行安装，安装后可重新进行使用。拆卸气井的数量和重新安装的数量可按照施工进度进行调整。
作为上述实施例的一种变形，本发明实施例还设置了另一种垃圾填埋场用气体阻隔布置结构，该阻隔结构和上述实施例的区别在于，多个抽气井处于第一圈上,多个注气井处于第二圈上,即第一圈设置在第二圈和清理区域之间。作出这种改变是基于清理区域所在的施工环境设置的，即本发明实施例可以基于上述设计思想，并根据具体的施工环境进行灵活设置，不受地形条件的影响。
基于上述思想，本发明实施例还提供了一种垃圾填埋场用气体阻隔方法，所述方法是利用上述阻隔布置结构进行的，该方法包括：
在清理区域外侧的垃圾堆体上布置抽气井以及注气井；
利用注气井向垃圾堆体中注入空气，注入的空气以及清理区域内甲烷通过抽气井吸取至抽气井，空气中的氧气与甲烷发生化学反应，以降低清理区域内的甲烷。
本发明实施例中，由于注气井和抽气井可根据填埋场的地形进行灵活设计，不受地形条件的影响，且注气井和抽气井可重复利用，也不会对填埋场场地造成二次污染，因此，具有施工工艺简单、耗时短、成本低和易维护的特点。
以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。