垃圾填埋场的结构设计及渗漏分析

在填埋场防渗衬垫中，土工膜会因施工方法、机械操作和环境影响等发生破损，形成裂缝、孔洞和刮痕等缺陷，降低了衬垫的防渗效果。根据美国垃圾填埋场的应用经验和实测分析，土工膜的缺陷密度为2～10个/hm2，在设计时可取土工膜缺陷尺寸为1cm2，而评价土工膜衬垫防渗效果时可取土工膜缺陷尺寸为d=2mm(d为缺陷孔直径)。在分析通过土工膜缺陷的渗漏时，还应考虑其上部和下部介质渗透性的影响。
在填埋场防渗衬垫设计中，为了保护土工膜和达到防渗效果，国内常采用在土工膜上部铺设低渗透性的黏土层，国外常采用在土工膜的上部铺设渗透性较高的砂层，在土工膜下部铺设压实黏土。
3.3防渗衬垫的渗漏分析
渗沥液通过防渗层的渗漏除了与防渗材料本身的性质有关外，还与填埋场内应力、温度、土工膜缺陷特征及渗沥液成分等多种因素有关。为了提高衬垫系统的耐久性，控制各种外部条件的不利影响，应采用合理的设计与施工措施。理论表明，土工膜铺设中形成的折皱和波纹对防渗效果不利。一方面，折皱处土工膜与下部土层不易贴紧，形成缝隙；另一方面，折皱处的土工膜长期受到拉应力，容易形成裂缝等缺陷。土工膜的折皱往往是由施工和使用期间受太阳辐射、温度变化或地球曲率的影响而产生的，一旦形成就很难消除。有计算与实测的对比表明[11]，通过防渗衬垫的渗漏主要是由土工膜折皱上的缺陷引起的。
为了实现土工膜与下部土层紧密接触，避免出现折皱和起泡等不良情况，在铺设土工膜前应平整下部土层的上表面，剔除粒径较大的石子等坚硬物质，铺设时将土工膜尽量铺平。
为了避免土工膜上的裂缝和孔洞等的渗漏污染，需要设土工膜保护层，以避免土工膜直接与渗沥液接触、异物刺破以及暴露期间所承受太阳辐射和较大的温差应力等。此外，还应关注土工膜的接缝问题，实测表明，挤压缝比融合缝更易受损。根据对接缝破坏模式的研究，提出选择合适的焊条以提高土工膜接缝抗力是土工膜衬垫施工中应特别注意的问题。
3.4防渗衬垫的优化分析
根据防渗衬垫的设计，其优化主要包括2个方面：一是防渗材料的选择，二是防渗层结构的布置。防渗材料的选择一般要求为城市固体废物填埋场的压实黏土衬垫渗透系数不得大于10-7cm/s。
实际经验表明，由于施工质量等原因，单纯地采用压实黏土或土工膜，即使施工质量优等但其实际的渗漏量依然大于施工质量较差或中等复合衬垫。
在防渗层结构布置方面，填埋场应用主要为单层防渗和双层防渗。在单层防渗系统中，保证防渗效果的关键是土工膜与下部低渗透性土层之间紧密接触。同时，在土工膜上部覆盖的保护层应具有较高的渗透系数；在双层防渗系统中，渗沥液渗漏量计算应包括：①通过主防渗层的渗漏；②次防渗层上的水头值；③通过次防渗层的渗漏量。Giroudill[9]比较了2种不同结构布置的双层衬垫，结果表明，主防渗层采用复合衬垫，次防渗层采用单层土工膜的双层衬垫的防渗效果优于主防渗层采用单层土工膜，次防渗层采用复合衬垫的情况。
4结论
1)现代卫生填埋场主要由衬垫系统，覆盖系统，渗沥液收集、排放系统和气体收集系统等组成。为了充分发挥填埋场消纳垃圾，控制液、气污染的功能，必须对填埋场各组成系统进行精心设计，并结合科学的施工管理。
2)分析了压实黏土、土工膜等的渗漏情况，以及防渗衬垫由于外因损坏而产生的渗漏及防渗衬垫的优化。在防渗设计时，要考虑材料的抗渗效果，同时考虑污染物的浓度，污染物的分解特征，通过防渗层的对流和扩散，防渗层和地下含水层的间距，污染物的吸附和粘滞作用，含水层对污染物的稀释，填埋场各组成系统的使用寿命，填埋方式等各种因素的影响。
参考文献略