现代生活垃圾卫生填埋场的研究现状及存在的问题

2.4填埋场的稳定性研究
垃圾填埋场和一般岩土体一样也存在稳定性问题，近年来，国内外发生了不少垃圾填埋场因稳定性不足而造成的破坏。2002年6月14日，重庆沙坪坝区凉枫垭垃圾场也因暴雨而滑塌[1]，因此，垃圾填埋场的稳定性问题应该得到设计人员的重视，采取必要的工程措施。垃圾填埋场的稳定性可以从三个方面进行分析：衬垫系统和封盖系统的稳定性；垃圾体的稳定性和地基的稳定性。
国外学者把目光放在衬垫和封盖系统内部，他们通过室内试验和现场试验来分析研究GCL与相邻HDPE膜的接触面和GCL内部膨润土的抗剪强度。Stark等[9]用扭转环剪切仪对采用三种不同工艺制成的HDPE膜与无纺土工织物之间的接触面进行剪切试验。Stark等[10]还通过扭转环剪切仪来分析评价针织的GCL中膨润土对GCL和HDPE膜试样剪切强度的影响。Danel等[11]在美国俄亥俄州辛辛那提对封盖系统的稳定性做了14块试验场地，封盖系统采用GCL和HDPE膜作为防渗系统，但是14块场地的GCL和HDPE种类和接触方法不相同。试验结果为：9块坡度为50%的场地中，有3块发生失稳破坏，有4块出现较大的变形；而5块坡度为33.3%的场地均处于稳定状态。国内学者的研究重点放在了垃圾体本身的稳定性分析上，提出采用摩尔2库仑理论来分析垃圾体的稳定性，并提出采用毕肖普条分法进行稳定性验算[1，3]。
2.5岩土工程监测
施工过程和垃圾堆填过程的监测可以对施工和堆填进行指导，避免出现不良后果。而且垃圾填埋场的监测可以为研究人员和设计人员提供所需的参数。垃圾填埋场的监测包括垃圾体的含水量，衬垫或封盖系统的不均匀沉降，垃圾填埋场的水平向倾斜和竖向倾斜、沉降等几个方面的监测。S.T.S.Yuen等[12]提到了含水量监测的4种方法：电磁学的方法；电或热传导方法；表面张力法和中子散射法。他们着重分析了中子散射法的优缺点以及试验室和现场应用，结果证明这种方式是监测垃圾填埋场含水量的最理想方法。Daniel等[11]在进行试验场地封盖系统的稳定性试验时提到了对封盖系统进行不均匀沉降监测来检验其稳定性，在试验场地封盖系统的两侧分别埋设5个沉降监测装置来监测其不均匀沉降。
3存在的问题与建议
3.1垃圾体的物理力学性质
生活垃圾的构成极不均匀，其物理力学性质变化范围也很大，这就导致了垃圾体物理力学指标的量测存在着很大的问题，具体包括：
(1)不同地方的垃圾体成分相差很大，处理方法和工艺也有较大的差别，把其它地方的指标直接用于当地填埋场的设计和施工欠合理，因此最好的方法是对当地的垃圾体进行室内或现场试验测定这些指标。但是由于资金和技术的限制，也可以把垃圾体成分相似地区的垃圾体物理力学性质指标作为设计的参考。
(2)垃圾体成分极不均匀，各成分的物理力学性质离散性较大，小直径、小尺寸的试验结果难以反映垃圾体的宏观性质，试样也难以制作成型，对结果的其它影响因素较多，因此采用单一的试验方法难以合理反映垃圾体的实际物理力学性质，可以采用室内试验和现场试验相结合的方法。
(3)垃圾体的物理力学性质随时间而变，这是因为其中有机物不断降解和垃圾体的压缩造成的，因此不能用某一时刻的指标固定地作为设计的参考，最好采用动态的设计方法。
3.2衬垫系统和封盖系统的有效性
现代的生活垃圾卫生填埋场要求采用双层复合衬垫防渗系统和封盖系统，这些系统在国外已经得到了广泛的应用，国内外学者也做了大量的研究，但是仍然存在下列几方面的问题：
(1)在地下水位很高的地区使用时，由于地下水的浮托作用，水平防渗衬垫很难施工，即使铺设完成也极易受到破坏。这个问题可以通过采用垂直与水平防渗相结合的技术来解决。另一个途径是在填埋区四周设置降水井点，控制地下水水头。
(2)HDPE膜安装和保护的问题。HDPE膜是防渗系统中最重要的部分，如果受到损坏，会对垃圾填埋场的防渗造成重大的影响，所以在安装和使用过程中必须特别注意。首先，HDPE膜的上下都要有垫层，不能直接与坚硬材料接触；其次，尽量避免埋设垂直穿孔的管道或其它构筑物，如果必须埋设，接口处必须进行严格的处理，防止渗漏发生；最后，HDPE的焊接一定要保证质量，严格按照安装操作规范进行。
(3)HDPE膜抵抗不均匀沉降的能力问题。由于垃圾体的不均匀性，垃圾填埋场会存在较大的不均匀沉降，这会对HDPE膜施加一个侧向拉力导致其发生拉伸变形。HDPE膜都有较强的延伸能力。但是如果局部不均匀沉降过大，就会导致HDPE膜的破坏，所以在垃圾填埋过程中要对底面沉降进行监测，如发现较大的不均匀沉降应及时采取处理措施。
(4)衬垫和封盖系统都存在着内部不同土工合成材料之间和土工合成材料内部的抗剪强度的问题。其中不同材料之间接触面是抗剪强度薄弱环节，特别是光滑的HDPE土工膜与GCL的接触面抗剪强度非常低。如果实际剪切力超过它们本身的抗剪强度，不同材料之间就会发生剪切破坏，导致填埋场衬垫或封盖系统的破坏。
(5)封盖系统存在的一个问题就是表面坡度的问题。封盖表面必须有一个坡度，这样封盖中排水层才能够及时快速地排出大气降水，但是考虑到封盖系统的稳定性，这个坡度也不能过大，否则就会发生剪切滑动破坏。Danel等通过试验得出，对于采用GCL作为封盖材料，坡度为33.3%比较稳定，而坡度为50%时容易发生破坏；钱学德等指出封盖表面的坡度在任何地方均应>4%，但也不宜超过25%。