垃圾填埋场帷幕灌浆防渗工程的设计与施工工艺

摘要：在某垃圾填埋场的建设中，为防止渗沥液污染地下水和周围环境，根据其工程地质和水文地质条件，选择了帷幕灌浆防渗方案。详细论述了该垃圾填埋场帷幕灌浆防渗工程的设计和施工工艺。实践结果表明，该垃帷幕灌浆防渗工程的施工质量良好，达到了防渗的技术要求。同时，说明帷幕灌浆技术对需要垂直防渗的垃圾填埋场具有推广价值。
关键词：垃圾填埋场；防渗；帷幕灌浆；施工工艺
中图分类号X705.2，X832，TV543.5文献标识码：A文章编号：1005-2763（2006）03-0086-04
某城市垃圾填埋场距市中心32km，占地面积约0.15km2，填埋容量为246万m3，服务年限约3035a，日处理垃圾能力为110to该工程的主要构筑物拦污坝的高程为95.0m，坝长185.7m，最大坝高为20.5m。
该垃圾填埋场三面临山，其场区为一独立的范围很小的水文地质单元，汇水面积仅130km2，单元内的水源主要为天然降水，由地表水与地下水构成。为保证在填埋场服务年限内，填埋场上部的地表水不受垃圾的污染并及时排出场外，同时应减少渗入垃圾场的渗沥水量，在场内周围最高填埋线以上，设置环库截洪沟。为防止渗沥液通过岩石裂隙向场外渗漏，造成区域地下水受到污染，在垃圾场出口处设置浆砌石防渗拦污坝。为及时把库内污染的雨水和垃圾渗沥液排出至库外处理，在库底设置有纵向导渗排水主暗沟管，在主暗管的两侧设有较多的横向导渗沟和竖向导渗井与主管相通。
垃圾填埋场内的防渗可分为水平防渗和垂直防渗两大类。水平防渗是在场地内用人工合成材料（如聚乙烯土工膜）做防渗铺垫，其工程造价高，且施工工艺复杂，技术要求高。本填埋场场址出口谷宽140m左右，场地内地层表层为粘性土体，多为耕植土层，属弱透水层，下伏的砂性士、强风化花岗岩和中等风化花岗岩，透水性较强，下部则为透水率小于1Lu的微风化花岗岩，岩石致密坚硬，耐溶蚀性强，可用作相对不透水层，因此，设计采用了工艺技术成熟的垂直灌浆帷幕防渗方案，其优点是工程量小，投资省，加上帷幕前后的水压差不大，帷幕承受的压力小，有利帷幕的稳定。
1填埋场场区工程地质概况
（1）地形地貌。填埋场场区为构造侵蚀剥蚀的丘陵，整体地势为一近东西向冲沟，南、西、北三面环山，西北高，东南低，区内最高点标高270.1m，沟谷开口向东。南、北两侧为丘陵，山坡北陡南缓，自然坡度在10°～20°，南面山坡植被发育，北面山坡杂草丛生。西向有一马鞍形分水岭，垭口高程127m，东冲沟谷底较为开阔，至拦污坝处，谷宽80～140m，谷长450m，自然坡降约0.3，往下为农田和村庄。
（2）工程地质条件。本工程的地质条件简单，岩土体类型可划分为土体和岩体。土体分粘性和砂性土。按结构分双层和单层结构。单层结构土体主要由残坡积物组成，以砂土为主，主要分布于山坡坡脚，土体松散一中密，厚度为1～6m.双层结构土体主要分布于沟谷地带，上部为粘性土体，为粉质粘土、砂质粘土，厚度为1～3m，表部多为耕植层，下部为砂性土，岩性主要为砾沙、中粗沙，松散饱水，厚度为1～3m.岩体主要为二云母二长花岗岩，上部为强风化层，厚度为1.3～8.0m，中风化层厚度为0.3～12.4m，其下部为微风化花岗岩。场内较发育的节理为NE向和EW向，倾角在60°以上，发育深度为14～16m，局部可达23.5m，两侧山坡仅3～4m，其裂隙的导水性直接影响拦污坝的渗漏。
（3）水文地质条件。场区水文地质简单，地下水类型有松散岩类孔隙水和花岗岩裂隙水两大类。松散岩类孔隙水主要分布在沟谷底部和两侧山坡，含水层岩性为冲洪积砂土或残坡砾砂、粗砂，含水层厚度为1～3m，含贫乏的孔隙潜水，地下水位的埋深0～2m.单井水量20～80t/d，受大气降水及花岗岩裂隙水补给，沿冲沟向下游排泄。花岗岩裂隙水含水层构造裂隙发育，潜水流量为0.02～0.8L/s，受大气降水补给，向沟谷排泄。
（4）特殊地质构造。根据工程勘察报告以及帷幕灌浆试验钻灌孔揭露的情况，垃圾填埋场库区内存在一条近东西的断层破碎带。该断层破碎带走向近东西向，破碎带宽度约2.0m，与拦污坝和西侧垭口帷幕轴线近似垂直，倾向南，倾角为84°～87°。在各试验钻孔中均见有断层角砾岩，角砾成份以石英为主，角砾粒径一般3～10mm，呈棱角状、次棱角状，泥质胶结。在断层带及其附近，取样岩芯破碎，裂隙发育，裂隙多呈垂直状。
2帷幕灌浆防渗工程的设计
2.1防渗帷幕灌浆线路选择
根据水文地质条件，有3个部位需要采取防渗措施，即拦污坝基和南面山脊和西面垭口。本文重点介绍拦污坝的坝基和西面垭口的防渗帷幕灌浆。设计帷幕线平行于坝轴线，谷槽部份帷幕线距坝轴线3m，两岸山坡部份距坝轴线为2m。在坝基设置混凝土压重平台（厚度2m，向上游伸出宽4m）作为灌浆工作面。