尾礦庫防滲膜是防止尾礦滲濾液污染土壤與地下水的關(guān)鍵屏障,但其長期暴露在戶外,易受自然環(huán)境影響出現(xiàn)破損、老化,進(jìn)而失去防滲功能。了解導(dǎo)致防滲膜損壞的自然因素,才能提前做好防護(hù),延長其使用壽命。以下梳理核心自然影響因素。
一、氣候因素:長期侵蝕加速老化破損
1. 紫外線暴曬
尾礦庫多為露天環(huán)境,防滲膜(尤其 HDPE 材質(zhì))長期受太陽紫外線照射,會(huì)破壞膜材分子結(jié)構(gòu),導(dǎo)致表面脆化、變色,拉伸強(qiáng)度下降。
脆化后的膜材抗沖擊能力減弱,輕微外力(如風(fēng)吹動(dòng)尾礦顆粒撞擊)就可能導(dǎo)致開裂;紫外線還會(huì)加速膜材焊縫老化,使焊縫密封性下降,出現(xiàn)滲漏隱患。
2. 極端溫度變化
夏季高溫時(shí),防滲膜受熱膨脹,若膜材鋪設(shè)時(shí)預(yù)留松弛度不足,膨脹力會(huì)導(dǎo)致膜材拉伸變形,甚至拉裂焊縫;冬季低溫時(shí),膜材收縮變硬,脆性增加,若遭遇凍融循環(huán)(白天化凍、夜間結(jié)冰),膜材內(nèi)部易產(chǎn)生微裂紋,反復(fù)凍融后微裂紋擴(kuò)大,形成明顯破損。
溫差較大的地區(qū),這種 “膨脹 - 收縮” 循環(huán)會(huì)加速膜材疲勞損壞,縮短使用壽命。
3. 強(qiáng)風(fēng)與暴雨
強(qiáng)風(fēng)會(huì)卷起尾礦庫表面的尾礦顆粒(如砂粒、碎石),高速撞擊防滲膜表面,造成膜材磨損,長期磨損會(huì)使膜材厚度變薄,局部失去防滲能力;
暴雨會(huì)沖刷尾礦庫邊坡,導(dǎo)致尾礦層不均勻沉降,若防滲膜與尾礦層貼合不緊密,雨水可能滲入膜材下方,形成氣腔或水腔,使膜材鼓起、撕裂;暴雨還可能攜帶雜物(如樹枝、石塊)撞擊膜材,造成直接破損。
二、地質(zhì)因素:地基變動(dòng)引發(fā)膜材受力破損
1. 地基沉降與位移
尾礦庫建設(shè)在山谷、洼地等區(qū)域,部分地基為軟土或不穩(wěn)定巖層,隨著尾礦堆積量增加(重量逐步增大),地基易發(fā)生緩慢沉降;若周邊存在地質(zhì)斷層,還可能出現(xiàn)局部位移。
地基沉降或位移會(huì)拉扯防滲膜,使膜材長期處于受力狀態(tài),若超過膜材拉伸極限,就會(huì)導(dǎo)致膜材開裂;同時(shí),沉降不均會(huì)使膜材與地基之間出現(xiàn)空隙,尾礦顆粒填入空隙后,會(huì)對(duì)膜材形成局部擠壓,造成破損。
2. 地震與地質(zhì)振動(dòng)
位于地震活躍帶的尾礦庫,地震引發(fā)的地質(zhì)振動(dòng)會(huì)使防滲膜受到強(qiáng)烈沖擊,膜材與地基之間的摩擦力不足以抵抗振動(dòng)位移,可能導(dǎo)致膜材滑動(dòng)、褶皺,焊縫被拉裂;
振動(dòng)還可能使尾礦庫內(nèi)的尾礦顆粒重新排列,形成局部堆積或空洞,對(duì)防滲膜產(chǎn)生不均勻壓力,引發(fā)膜材局部破損。
三、水文因素:水動(dòng)力作用破壞防滲結(jié)構(gòu)
1. 滲濾液侵蝕
尾礦庫內(nèi)的尾礦會(huì)緩慢釋放滲濾液,滲濾液多含有酸性、堿性物質(zhì)或重金屬離子,長期與防滲膜接觸,會(huì)腐蝕膜材表面,破壞膜材抗老化涂層;
若防滲膜存在微小破損,滲濾液會(huì)滲入膜材內(nèi)部,加速膜材降解,擴(kuò)大破損范圍;滲濾液還可能滲透到焊縫處,腐蝕焊縫黏結(jié)層,導(dǎo)致焊縫失效。
2. 地下水浮力
部分尾礦庫地下水位較高,或雨季雨水下滲導(dǎo)致地下水位上升,地下水會(huì)對(duì)防滲膜產(chǎn)生向上的浮力。
若防滲膜上方尾礦覆蓋層重量不足,浮力可能將膜材頂起,使膜材與尾礦層分離,形成 “空鼓”;持續(xù)浮力作用下,膜材易出現(xiàn)拉伸變形,甚至與固定結(jié)構(gòu)(如錨固溝)脫離,失去防滲作用。
四、生物因素:動(dòng)植物活動(dòng)造成間接損壞
1. 植物根系穿刺
尾礦庫周邊的雜草、灌木等植物,根系會(huì)向尾礦庫內(nèi)延伸,部分深根系植物(如喬木)的根系能穿透防滲膜,形成孔洞;
根系在生長過程中還會(huì)擠壓膜材,導(dǎo)致膜材局部變形、開裂,同時(shí)根系腐爛后留下的通道,也會(huì)成為滲濾液滲漏的路徑。
2. 動(dòng)物活動(dòng)破壞
野兔、鼠類等小型動(dòng)物可能在尾礦庫周邊打洞,洞穴若延伸至防滲膜下方,會(huì)導(dǎo)致局部地基空虛,膜材失去支撐后塌陷、破損;
鳥類可能攜帶尖銳雜物(如小石子、樹枝)落在防滲膜上,或在膜材表面筑巢,長期堆積的巢材會(huì)對(duì)膜材產(chǎn)生局部壓力,同時(shí)鳥類排泄物可能腐蝕膜材表面。
五、自然因素防護(hù)核心建議
針對(duì)性選材:在紫外線強(qiáng)的地區(qū)選用添加抗紫外線劑的防滲膜,溫差大的地區(qū)選用柔韌性更好的膜材;
加強(qiáng)地基處理:建設(shè)前對(duì)地基進(jìn)行加固(如鋪設(shè)土工格柵),減少沉降風(fēng)險(xiǎn);
完善防護(hù)結(jié)構(gòu):在防滲膜表面鋪設(shè)保護(hù)層(如土工布 + 尾礦砂),隔絕紫外線與雜物撞擊;邊坡設(shè)置排水溝,減少雨水沖刷與地下水浮力影響;
定期巡查:定期檢查防滲膜表面是否有老化、破損,及時(shí)清理周邊雜草,排查動(dòng)物活動(dòng)痕跡,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)。
尾礦庫防滲膜的自然損壞是多種因素共同作用的結(jié)果,需結(jié)合庫區(qū)所在地區(qū)的氣候、地質(zhì)、水文特點(diǎn),提前制定防護(hù)方案。只有針對(duì)性規(guī)避自然風(fēng)險(xiǎn),才能確保防滲膜長期穩(wěn)定發(fā)揮作用,保障尾礦庫環(huán)境安全。若對(duì)防滲膜防護(hù)方案有疑問,建議咨詢專業(yè)環(huán)保工程團(tuán)隊(duì),制定定制化防護(hù)策略。


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