山谷型填埋及堆体边坡稳定分析

1前言
根据场址条件，填埋场可分为：①地面型；②山谷型；③沟壕型等。这几种形式填埋场，国内均有。山谷型填埋因不占用耕地、容量较大、污染范围限制在山谷小流域等优点，而在国内广被采用，主要有如杭州天子岭、苏州七子山、福州红庙岭、深圳下坪等填埋场。
山谷型填埋一般有以下共同特点：①场地为独立的水文单元和水文地质单元，场区降水及地下水流至谷口向外排泄；②建造堆石坝，形成填埋库区；③在谷口处帷幕灌浆，形成垂直防渗体系；④场底一般不作特别水平防渗处理；⑤在场区不同高程设置环库截洪沟，拦截流域洪水，排出场外；⑥浸出液汇至谷口下游的污水池，作集中处理；⑦投资较少，容量较大，经济指标较优。
山谷型填埋要保证一定的填埋容量，一般堆体的外坡度较陡。由于垃圾含水量较大，填埋后堆体内浸出液水位较高，形成一定水头，因此这类填埋场的边坡稳定和渗透稳定问题较突出。
2国内典型的山谷型填埋工程
天子岭填埋场，地处杭州市北郊天子岭，1991年4月建成使用。红庙岭填埋场，位于福州市北郊红庙岭，1995年10月投入使用。该两填埋场是国内较典型的山谷型填埋，有很大的可比性，这反映出山谷型填埋的工程特点。
2.1地形地质条件
天子岭的基岩为石英砂岩和粉砂质页岩。沟底表层为厚1～11m壤土，两岸覆盖层较薄或基岩裸露。地下水位深0.2～0.3m，上部亚粘土渗透系数K＝(1.83～2.03)×10-4cm/s，底部粘土层的K更小。
红庙岭场底为山坡残积层(厚约3m)和谷底冲洪积层(厚1～2m)，基岩为流纹质晶屑凝灰熔岩。孔隙水位埋深0.2～1.8m，区内粘土渗透系数K＝5×10-3～3.8×10-7cm/s，深部基岩K＜1×10-7Cm/s。
2.2工程组成
填埋场分为三个功能区：填埋库区、浸出液收集处理区及管理生活区。工程项目主要有：
(1)垃圾坝：作为山谷型填埋，在谷口建一个坝，以形成填埋库区。天子岭坝型为不均质透水堆石坝；红庙岭为碾压土石混合坝。坝基及上游坡均铺设土工布、砂石组成的反滤层，浸出液通过反滤层渗出，通过坝底排水盲沟，自流进入污水池。
(2)环库截洪沟：沿库盆环向布置截洪沟，以拦截并外排外围洪水。天子岭按十年一遇设计，三十年一遇校核；红庙岭按十年一遇设计。
(3)排水井管：天子岭在库内设置Φ2m排水竖井，通过地下的Φ1.5m管将作业面0.074km2降水排入污水池内。
(4)排渗导气：排渗导气设施用于有控引导浸出液和填埋气体。天子岭设置盲沟和垂向石笼。垂向石笼设置在盲沟的框架点上，形成立体的排渗导气网路。其优点：结构简单、成本低，便于填埋作业，随填随接，自成一整体，不因碾压而损坏，断面大，垃圾腐熟沉降变形后石笼仍能相接相通，与盲沟也能保持连通。
红庙岭则用D400mm(主盲沟)与D200mmPVC花管构筑空间盲沟网格。
(5)截污坝和污水池：在垃圾坝的下游建造截污坝，形成污水池，以蓄积来自填埋场的浸出液，并通过污水管送至污水处理厂。天子岭截污坝型为扶壁式钢筋砼坝；红庙岭为细石砼砌块石重力坝。
(6)防渗帷幕：在谷口截污坝位置及两侧一定高程范围设置灌浆帷幕，以防止浸出液向下游和两侧渗漏。
深度一般打至相对抗水层(ω≤0.03L/(min•m2))。天子岭的帷幕范围150m,双排，间距3m×3m，平均孔深25m，灌浆压力1～8kg/cm2，取10％作检查孔；红庙岭的范围154m，单排，孔距3m，孔深15～25m，灌浆压力5kg/cm2。
天子岭帷幕经压水试验验证ω≤0.03L/(min•m2)，岩芯样水泥结石充填良好。红庙岭在坝基还作了固结灌浆，孔深8～10m，灌浆压力3kg/cm2。
(7)环境监测系统：该系统为的是监测地下水、地表水、大气等受污染情况。天子岭设2个水文地质监测孔(帷幕下游20m及700m的1#、2#孔)，以监测填埋场运营后对地下水的影响，定期取样化验.观测地下水质变化，同时也验证防渗帷幕的可靠性，检测结果见表1。红庙岭则设3个监测孔，还设置3个地表水监测点。
表1天子岭地下水监测结果(1993年7月)

监测结果均符合为生活饮用水标准(GB5749-85)及地面水环境质量标准(GB3838-88)。经环境监测系统严格检测证明，天子岭工程用灌浆帷幕这一垂直防渗体系防污物外渗效果良好，达到环保要求。
(8)填埋作业及管理：采用斜坡作业法，按单元分层填埋，封场后坡顶坡比2％～3％。每天填层厚为2.5m，压实至2.2m，压实密度达0.6～0.7t/m3，腐熟沉降后达0.9～1.1t/m3。日覆盖、中间覆盖和最终覆盖为3级覆盖层，厚度各为0.2，0.4,0，5～0.8m。