简易生活垃圾填埋场垂直防渗治理工程方案

1.引言
在南方许多地方，特别是县（县级市），目前正在使用或即将终场的简易生活垃圾填埋场，都是山谷型填埋场，选址建设时利用原状山体，对山体进行开挖、填筑坝体围闭而成，这类简易填埋场的建成并投入使用，对提高城市垃圾的处理能力，改善城市环境有着积极的意义。但这类填埋场在建设时执行的是《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》（CJJ17-1988）标准，填埋库区采用粘土防渗甚至没有防渗措施。许多简易的生活垃圾填埋场使用到末期都出现渗漏现象，特别是垃圾挡坝，由于建设时没有按照规范的要求采用粘土压实填筑，都会出现渗沥液在坝体渗漏的情况。垃圾填埋场终场后，按照现行的规范要求，都必须进行封场处理，防止雨水渗入垃圾堆体，避免产生大量的渗沥液，污染地下水等环境。简易垃圾填埋场的封场重点，其中一个就是对垃圾挡坝的防渗漏处理。现作者就南方某城市旧型垃圾场封场设计中对垃圾挡坝的处理方案进行介绍，以供参考。
2.工程概况
填埋区垃圾挡坝在建设期间进行填筑，从现场踏勘看出，坝体材料多为沙质土及块石，连续结构疏松，含大量的粗砂颗粒，粘性弱。在建设时采用的防渗要求不同，填埋区库底及边坡采用刚性防渗，浇注0.6米厚钢筋混凝土作为防渗层，边坡的防渗层最高标高为65.50米。坝面标高为62.00米，由于建设时没有对坝体内侧做防渗处理，经过5年的填埋作业，雨水或渗沥液已从坝体渗漏，导致坝体的含水率饱和，有三处地方曾出现滑坡现象，因此为便于封场工程垃圾堆体的整形，要对坝体进行增高。为了坝体的安全稳定，采用止水帷幕的工程处理方案对坝体进行防渗加固处理。在坝体增高部分的内侧铺设膨润土防水垫层（GCL）+1.5mmHDPE人工防渗膜，膨润土防水垫层及HDPE人工防渗膜在止水帷幕处连接，这样可以将堆体内的渗沥液完全与整个坝体隔绝，防止坝体渗水，出现滑坡现象，以免对坝体的安全稳定性构成威胁。
3.垃圾坝体加固处理方案
现有填埋区的垃圾挡坝在建设时垃圾内侧采用浆砌块石的防渗措施，随着垃圾堆体的增高，垃圾渗沥液长期浸泡坝体，使坝体处于浸润状态，在2003年曾出现三处局部滑坡。封场工程需对垃圾堆体进行修整，且目前垃圾填埋区已超负荷填埋，为了在封场后垃圾堆体的稳定性，需要对坝体进行加固处理。
根据本工程的实际情况，使用压力灌浆形成帷幕防渗，就是用专门灌浆设备通过钻孔施用一定压力把桨液材料输入地下砂砾质土内的空隙中，与土粒胶合，粘结形成密实的不透水的整体帷幕，从而达到阻水防渗的作用。这种工程措施技术在水利建设工程和建筑工程中广泛使用，广州市李坑生活垃圾卫生填埋场和广州市大田山生活垃圾卫生填埋场，其垃圾库主挡坝址地下基岩层渗水的防渗措施均采用帷幕灌浆防渗，取得良好效果。
4.垃圾坝体稳定计算
本项目的坝体防渗治理工程的处理方案是：在坝体内侧（垃圾填埋侧）设止水帷幕，单排孔间距1.2米，灌浆孔径Φ80mm，深度约16米，钻孔灌浆深度要求到原坝址地下2米，止水帷幕长度深入坝体两侧山体各两米。坝体经过止水帷幕处理后，可以防止坝体透水，降低坝体含水率，加强坝体的稳定性，利于坝体加高，便于垃圾堆体的修整。本项目垃圾挡坝需要加高，首先分析其安全稳定性。由于填埋场设有通畅的地下水导排系统，堤坝设有防渗系统，不需考虑渗流计算，仅进行堤坝边坡稳定计算。
已知土坝坝高10.8米，下游坡度为1:2，即β=26.57°,土重度γ=18KN/m2，内摩擦角φ=21°，粘聚力C=21KPa。
计算方法采用瑞典条分法：
计算公式为：

满足稳定要求。
5.工程施工情况
施工采用压力灌浆形成帷幕防渗，在坝体内侧（垃圾填埋侧）设止水帷幕，单排孔间距1.2米，灌浆孔径80mm，深度约16米，钻孔灌浆深度要求到原坝址地下2米，止水帷幕长度175米，共147个孔。帷幕灌浆材料采用粘土和水泥，混合比（水泥：粘土）为1:2.2—3.5，选用的水泥及粘土要求见表1。灌浆压力根据灌浆试验选用，并在灌浆施工中依据实际予以适当、合理的调整，帷幕灌浆施工程序依照逐渐加密法进行，灌浆优先采用循环式。现场施工有建设单位、监理单位和施工单位等工程技术人员旁站监督，并做好压力（注）浆旋喷桩施工记录表，见表2。