摘要:结合作者的设计经验,介绍了山谷型垃圾填埋场的防渗系统和作业道路的设计。
关键词:山谷型垃圾填埋场;防渗系统;作业道路;设计
目前,在我国已建成的城市生活垃圾处置工程中,约80%采用了卫生填埋工艺。该工艺相对于焚烧或堆肥具有投资省、流程简洁、操作管理方便、运行费用低等优点,因此在全国尤其是欠发达地区得到了广泛的应用。
卫生填埋场设计的关键是场址的选择。理想的卫生填埋场场址除应符合CJJ17-2004《生活垃圾卫生填埋技术规范》(以下简称规范)中4.0.2节的强制性要求外,还应满足城市总体规划和环卫专项规划,达到交通方便、运距合理、库容足够、拆迁量较小、工程地质及水文地质条件较好、地形地貌适宜、覆盖土源充足且距离较近等要求。因此选到合适的卫生填埋场场址是非常困难的,对于建设用地匮乏、地形坡度较大、覆盖土层较薄的山区尤其如此。在山区,当填埋场场址选择边坡较陡(>45°)、覆盖土层较薄的山谷时,必须采取针对性的措施。
1山谷型垃圾填埋场防渗系统的设计
完善的防渗系统是卫生填埋场的核心。目前的卫生填埋场人工防渗系统以高密度聚乙烯(HDPE)膜为核心的人工衬层应用最为广泛。为发挥HDPE膜的高效阻隔作用,避免HDPE膜损坏,规范要求在膜下面要有厚度大于100cm的黏土保护层,在边坡上也要求厚度大于75cm;在膜上要有渗沥液导渗层和保护层。
如果山谷型填埋场的边坡大于45°,膜下的地下水导渗层、黏土保护层,膜上的渗沥液导渗层、黏土保护层的敷设十分困难。同时,由于较陡的边坡覆盖土层很薄,开挖后边坡岩石裸露,形成锋利的棱角,即使没有垃圾堆体加载,对HDPE膜的安全也构成了极大的威胁,进而影响到防渗系统的有效性。
针对上述问题,工程技术人员在实践中探索出了用袋装土代替黏土。对于大于45°而小于75°的岩石边坡,首先在边坡上开凿纵向的排水盲沟,沟内填充HDPE软式透水管,排水盲沟同库区底部的地下水导渗层连通,地下水较丰富的填埋场,可以在纵向盲沟之间增加人字形支沟;然后用袋装土(不宜装得过满,80%为宜)靠边坡堆码至上一个锚固平台,袋与袋之间的凹槽可用黏土填平拍实;袋装土保护层上还需铺设一层较厚的土工布,以600~1000g/m2为宜;土工布上铺设HDPE防渗膜(厚度不小于2mm);膜上再铺一层600~1000g/m2的土工布,这一层土工布既可以起到一定的保护作用,也可以代替渗沥液导渗层,因此宜选用较厚的或设双层土工布。要完全避免垃圾在压实时戳穿防渗膜,还需在土工布上再堆码一层袋装土,这一步工作可以在填埋作业时进行。
如果边坡坡度大于75°,或者边坡岩石较碎小,上述办法也难以奏效。在笔者设计的一个填埋场中,场地为喀斯特地貌,没有连续完整的岩体,没有清晰的岩面,岩石和土间隔分布,爆破后犬牙交错,棱角锋利,即使人工修凿也很难形成较为光滑平顺的基底,而且坡度奇陡,部分边坡甚至达到了90°。袋装土的堆码高度超过2m以上,很容易崩塌。经过现场多次试验,采用了砖砌护壁的方法。砖砌护壁下的盲沟设置同前,砖壁厚240mm,砖壁厚的凹陷用浆砌块石填平。砖壁中设置纵向钢筋混凝土构造柱、横向钢筋混凝土圈梁以加固整体,构造柱与圈梁相交处植入锚杆,使砖壁与山体结合紧密。砖壁外表面用水泥砂浆找平抹光,其上铺设一层1000g/m2的土工布,其上的防渗膜、土工布的铺设同前。边坡处理示意见图1。
图1边坡处理示意
需要指出的是,在这种陡峭边坡上防渗膜和土工布的固定完全靠锚固沟来实现,因此锚固沟的设计很重要。锚固沟应能提供足够的抗拔力。加长锚固沟横断面的周长,将沟的形状设计成收口式都是有效的方式。
对于高差达5~10m的边坡,防渗膜的重力及填埋作业时产生的拉力全部由锚固沟承担,存在较大的风险。在锚固平台边缘,防渗膜很容易拉断、撕裂。在设计中可以采取以下措施加以解决:其一是锚固平台边缘一定要修圆、磨光,其半径不小于500mm;其二是选择带毛面的防渗膜,以加大防渗膜与边坡之间的摩擦;最有效的方法是用不锈钢螺栓按一定间距将防渗膜与土工布固定在边坡上。螺栓的直径6mm,间距500~1000mm,垫条和压条均为HDPE材质,压条完整覆盖住螺栓露头,并同基膜焊接在一起,避免渗沥液腐蚀螺栓或泄漏。
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2021-07-30
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