基于磁法的双衬层填埋场HDPE膜破损检测研究

发布时间：2020-03-20 05:07

【摘要】：目前双衬层填埋场下层膜的渗漏检测尚无适用的方法,只有预先铺设检测电极栅格的填埋场,才可以应用电极栅格法检测。铺设电极栅格费用成本高,难于在大面积填埋场推广。本文基于磁法的填埋场下层膜破损检测的可行性研究,结合填埋场结构特点、电磁特性建立了填埋场的磁法检测的COMSOL物理模型,通过模型计算分析了高压直流电供电时,漏洞的磁场特征信号及其影响因素与影响规律。漏洞的磁信号会引起磁矢量B_X、B_Y、B_Z和磁通密度模B的变化,其中磁通密度模量的变化趋势最明显,对方向不敏感,适合于填埋场现场的渗漏检测。磁检测传感器可以在漏洞上方的空气中检测到漏洞信号,实现漏洞定位。漏洞磁场信号具有以下特征:漏洞处磁通密度模出现明显的变化,表现为漏洞中心有一个极小值,两侧各有一个极大值。通过对磁场影响因素分析,得到以下结论:1、电流强度越大,漏洞处磁场信号越强;2、供电电极会产生疑似漏洞的磁场信号,实际检测中供电电极应该远离检测区域;3、在一定范围内,检测传感器间距越大,测得的漏洞磁场信号越强,漏点定位误差也越大。通过分析填埋场噪声的来源和噪声特征,采用差分滤波的方式降低填埋场磁场噪声。开发了检测系统原型设备,并在新疆某填埋场实施了场地验证,验证结果表明,基于磁法的填埋场下层膜的破损检测方法是可行的。在传感器间距为1m的条件下,地表所在平面有效检测距离为1m。
【图文】：

剖视图,填埋场,衬层,剖视图

保证填埋场运行前 HDPE 膜的完整性；技术层面上，双衬层填埋场，单纯的电学方法已经不能适用于检测下层够检测漏洞处电流产生的磁场，磁法检测为下层 HDPE 膜方法。图 1.1 所示为双衬层填埋场剖视图，自上至下依次为 HDPE 膜、黏土层、下层 HDPE 膜、大地（基础层）。层面上，开展磁法检测可以大幅节约我国填埋场防渗层渗一方面，据统计我国已建的 1800 座填埋场只有 180 家左右E 膜进行了破损检测和修复[12]，这意味着剩余的 1600 多家填初就极大可能存在破损。为控制渗滤液渗漏造成的地下水检测和漏洞定位工作，以便对漏洞进行修复遏制其污染恶定位方法需要填埋场防渗层铺设过程中预埋检测电极，不仅高昂，平均建设成本达 50 元/m2。据估算，相比传统预埋检 3 万 m2防渗面积的填埋场，采用磁法无损定位检测方法其。全国 1600 家填埋场，总计将节约 16 亿元左右。

偶极子法,检测原理

HDPE膜是填埋场防渗系统的核心单元，，针对填埋场的渗漏检测主要就是 HDPE的破损检测。填埋场渗漏检测分为两个阶段：针对刚铺设好的 HDPE 膜进行渗漏测（HDPE 膜施工质量检查）和填埋场运营期间的渗漏检测。.HDPE 膜的施工质量检查HDPE 膜施工质量的检查，针对刚铺设好的土工膜进行渗漏检测的方法有 4 种：测法、真空箱测试法、空气压力法和偶极子检测法[13-16]。目测法主要是肉眼检查裸膜的质量，以及施工时焊接质量的目测。真空箱测试是通过观察肥皂液体水泡的变化来判断焊缝质量，如果出现漏洞，肉眼可以观察漏洞处水泡的变化。空气压力法是检测 HDPE 膜给定压力条件下是否发生渗漏，力条件为 1.7～2.1kgf/cm2，检测时间 15 分钟，检测过程中如果焊缝处出现漏洞，空气泵气压发生变化。以上三种方法都是对裸膜的渗漏检测，偶极子法则适用于DPE 膜上铺完砂石后的检测。图 1.2 所示为偶极子法检测原理图。对 HDPE 膜上方下方的两个电极施加高压直流电，由于 HDPE 膜的电绝缘特性，电流集中从漏洞流过，电压检测仪通过检测漏洞附近电势变化来定位漏洞[17]。
【学位授予单位】：山东工商学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X799.3;X830

【参考文献】