上海生活垃圾卫生填埋场的若干岩土工程问题

图3土工格栅加筋的封场覆盖系统详图
在现代垃圾卫生填埋场中，无论是衬里系统，还是覆盖系统，其共同的特点是大量使用土工合成材料，只有各材料之间保持整体稳定性，才能有效地发挥系统的功能。在系统内部存在土工合成材料与土体之间或不同土工合成材料之间的接触面，而正是这些接触面是系统内抗剪强度的薄弱环节。
不仅填埋体在稳定化过程中会发生很大的沉降，软土地基上的填埋场，地基也会发生较大的变形。在变形过程中，不均匀的沉降会引起系统内各材料之间的剪应力，垃圾体的沉降会引起边坡上垃圾对衬里的拉力。对于衬里系统和覆盖系统，特别是边坡上的防渗衬里系统，造成填埋场建设和运营期间结构失效的往往是系统中的内部稳定性问题，土工合成材料与土体之间或不同土工合成材料之间的抗剪强度不足以抵抗外部荷载施加的剪切力，从而造成层间滑移，致使衬里系统或覆盖系统失去应有的功能。
对于衬里系统和覆盖系统中可能存在的内部稳定性问题，在设计时必须重视土工合成材料与土体之间，以及不同土工合成材料之间相互作用特性的研究，如界面抗剪阻力的发挥过程以及影响因素。关于土与土工合成材料之间或不同材料之间的界面摩擦特性，国内外学者已经进行了大量的研究，取得了长足的进展。尽管如此，在确定相关设计参数时，有必要结合具体工程和土工合成材料在应用中的实际受力状态，恰当地选择试验方法，最好能够通过现场大型试验获得设计参数。在选择材料时，最好采用糙面的土工膜与粘土衬垫，以增加不同材料之间的抗剪强度。
3.4其它问题
3.4.1岩土工程监测
在填埋场施工过程和垃圾堆填过程中的岩土工程监测可为施工和堆填提供指导，避免出现不良后果；也可为填埋场的设计提供所需的参数，积累工程经验。垃圾填埋场的岩土工程监测包括垃圾体的含水量监测、衬里与封盖表面的沉降和不均匀沉降监测、垃圾填埋场四周的地表变形与深层水平位移监测，以及填埋场地基的孔隙水压力监测等几个方面。由于软土地基上填埋场的特殊性（堆填时间长、范围大和变形大等），对于一些监测内容，常规的岩土工程监测仪器难以适应，需要从监测仪器和监控方法上进行针对性的探索。
在岩土工程监测方面，（1）要选择耐久的监测元件与仪器设备，保证在垃圾填埋过程中和封场后长期监测的可靠性；（2）对特殊的监测项目进行专门研究和多方案比较，如对填埋场底部变形的观测，采用传统的沉降板不仅影响正常的填埋作业，而且监测精度难以保证。建议参照剖面沉降仪的工作原理，研制专门的适应大剖面的多点沉降监测仪器；（3）应加强填埋场地基的沉降合孔压监测，以了解地基的不均匀沉降状态和地基强度变化情况，判断地基的沉降趋势和整体稳定性。很据监测结果调整垃圾堆填方案，保证填埋场底部合理的坡度。
3.4.2地基处理的问题
上海地区浅层的软粘土渗透性差，在附加荷载作用下天然地基的排水固结需要一个漫长的过程，地基土层通过固结而强度的增长速率一般无法满足垃圾填埋场堆填施工对地基强度的要求。因此对填埋场软土地基进行人工处理应该是一个必然的选择。考虑到填埋场地基的特殊性和经济比较，采用竖向排水板（PVD）加速地基的排水固结是比较合理的。
但是，是否采取上述地基处理措施，应对以下两个问题进行研究，然后再作出决定。（1）PVD施工将会造成天然地基的扰动，增大地基的沉降量，是否会对防渗衬里系统造成无法承受的负面影响；（2）参照上海已建的其它填埋场的堆填施工经验，并根据新建填埋场的填埋作业程序，是否可以通过工艺的调整，使垃圾荷载与天然地基的强度相适应。
3.4.3垂直防渗帷幕系统
垂直防渗帷幕并不是所有垃圾卫生填埋场的必要组成部分，但在我国坡地型或山谷型填埋场的防渗系统中，在填埋场下游建立垂直防渗帷幕是控制污染扩散的有效方法。文献绍了在杭州天子岭垃圾填埋场和南昌麦园垃圾填埋场采用的注浆帷幕，这两座填埋场均为山谷型填埋场，在填埋场的下游一侧通过灌浆，充填基岩的裂隙和孔隙，对垃圾渗滤液起到地下截流的作用，监测表明都起到了预期的防渗效果。
垂直防渗帷幕可以作为填埋场的防渗辅助措施，其主要目的是控制从填埋场防渗系统中渗出污染物质的扩散，将有害的污染物限制在有限的范围内，以利于日后的土壤净化，降低处理费用。垂直防渗帷幕可以建在填埋场的上游，阻止地下水流向填埋场；也可以建在下游，防止渗滤液进一步扩散，污染下游的地下水。为使防渗帷幕起到应有的作用，帷幕应植入地基下部不透水层（隔水层），至少是低渗透性土层，如果地基中不存在合适的水平防渗土层，可以考虑采用人工方法，如注浆，建立水平防渗层。但显然，这将极大地增加填埋场的投资。
在上海这样的软土地区，地下水水力坡度小，渗透系数小，只要填埋场边坡防渗衬里系统不被破环为节约投资可以不考虑采用垂直防渗帷幕。而对于原有的老港填埋场，由于没有采用严格的卫生填埋措施，应当在填埋场的一侧或四周设置垂直防渗帷幕，控制垃圾渗滤液等有害物质的进一步扩散。