填埋场设计新理念及其工程应用

摘要：对现代垃圾填埋技术的设计要点进行归纳，并结合上海市老港填埋场四期工程介绍其在工程设计中的具体应用。
关键词：现代填埋；设计理念；分期实施；发展规划；高维填埋
垃圾填埋一直是解决我国城市生活垃圾出路的主要方法，有关统计资料表明，目前我国垃圾填埋处理量约占垃圾处理总量的90%，作为发展中国家，我国垃圾处理在相当长的时间内仍将以填埋处置为主。
在传统的计划经济体制和投融资模式下，国内现有填埋场大都采用一次性投资与建设，即将可以使用十几年的大面积填埋库区一次性建成投产，然后由财政计划拨款逐年支付数年后的运营管理费用。按照这种传统模式建设的填埋场，一般在投产运营不久就纷纷暴露诸多运营上的不便和潜在的环境污染等问题。
目前国内填埋场工程一方面由于采用传统的填埋技术理念，填埋场工程建设的技术含量不高，普遍未达到环保标准，造成新建填埋场选址尤为困难；另一方面对已建垃圾填埋场仍然沿用粗放型运行管理模式，对拟建垃圾填埋场继续采用传统的设计与建设理念，填埋场的空间利用系数明显偏低，平均为15～30，仅为欧美发达国家的1/3～1/2，土地利用率很低，土地资源浪费严重。近年来，随着欧美发达国家一些专业从事固体废弃物处理处置的著名公司进入我国，以及我国环卫工程建设在投融资体制方面的变革，国外专业公司进入我国固体废弃物处理处置领域的同时，亦带来了全新的现代垃圾填埋技术理念。
如何应用现代填埋技术设计理念，提升垃圾填埋运营管理水平，使多年来传统意义上的“堆填”成为真正意义上的“卫生”填埋迫在眉睫。
1填埋场设计新理念
区别于传统粗放型填埋技术，现代垃圾填埋技术理念认为填埋场工程不能被简单地看成是在短期内一次性完成库区工程建设的静态工程，而应是一项在时间与空间上均不断拓展与变化的动态的土建工程，直至整个填埋服务期。
现代垃圾填埋技术设计理念一般应包括以下内容：
（1)充分研究填埋场选址特点，拟定合理的填埋场库区发展规划和分期实施计划，最大程度减少废弃工程，减少一次性资金投入，提高资金利用率；
(2)分析场址的工程地质与水文地质条件，从库区库容、堆体稳定和填埋作业要求等多方面充分论证，合理确定库底标高和高维填埋堆体的封场标高，最大限度增加场址的填埋库容，提高土地利用率，节约土地资源；
(3)采用现代化沼气收集、利用系统，实现沼气资源化回收利用，有效减少温室效应；
(4)填埋场库底单元划分应有利于运行管理，即各单元应有独立的地下水控制系统、渗沥液导排系统，且各单元衔接具有可靠的雨污分流措施，从根本上实现有效的雨污分流，有效减少渗沥液产生量；
(5)采用安全可靠的防渗系统，防止垃圾渗沥液渗漏；
(6)具有完备的封场计划，实现封场后渐进的生态修复；
(7)针对高维填埋作业的特点，拟定详细的填埋动态发展规划，包括分期土方平衡规划、填埋单元与作业道路发展规划以及分期投资计划，有利于实现现代化的运营管理；
（8)采取全方位的环保措施，并对渗沥液采用安全可靠的处理措施，满足达标排放。
2工程应用
2.1场址概况
上海老港生活垃圾卫生填埋场四期工程位于上海市南汇现有老港垃圾填埋场的东侧，地处上海地区四大地貌单元中的潮坪地带，整个滩地由西向东以1%0的自然坡度倾斜，地面高程为3.7～4.1m，规划用地南北界距约4200m，东西宽度约800m。
场址自上而下各土层的土力学参数见表1。
表1各土层土力学参数

场址地下水补给、径流关系明显：地下潜水含水层主要赋存于①～⑥层，该含水层具有多层状分布发育的特点，其水量较大，富水性强，补给来源主要为大气降水及浅滩地表河流水体的渗入，排泄方式以蒸发及水平渗透为主，另有少部分向下渗透。承压含水层主要赋存于砂质粉土夹粉质黏土和粉细砂层中，埋深在自然地面34.50m以下，其补给来源主要为近海水域及地表河流，部分为上部潜水下渗补给，排泄以人工开采为主。该层承压水与近海水体呈补径排关系。
各主要土层的渗透系数详见表2。
表2各土层渗透特性

2.2填埋工艺设计
工程设计处理规模为4900t/d，设计服务年限为20a，填埋库区四周为吹填施工或填土碾压施工构筑的围堤，围堤圈围的库区面积约为8.1×105m2，设计总库容为23.6×106m3，占地为765m×1055m的矩形区域，属典型的平原型填埋场。
根据填埋作业发展规划，填埋库区按照4个阶段分期实施，从北向南依次发展阶段1至阶段4库区，详见图1。阶段1库区呈765m×522m的矩形区域，设计库容约为9.O×106m3；阶段2至阶段4库区均呈约765m×180m的矩形区域，设计库容约为4.9×106m3；各期库区以南北走向的中脊线为界，阶段1库区共划分为6个大单元，每个单元尺寸约为382m×175m，阶段2至阶段4库区分别划分为2个大单元，每个单元尺寸约为382m×178m，见图1。库区填埋发展规划允许在前阶段的单元实施填埋作业时，同时可以进行下一阶段单元的施工，而运营交通和填埋作业不会受后续土建工程的影响。