城市垃圾地下填埋场对水环境污染控制对策研究

根据防渗处理工艺，在垃圾填埋场防渗系统工程中可选择使用不同类型的防渗材料。目前在采用人工水平防渗技术中，国内常用的防渗材料有高密度聚乙烯土工布等合成高分子防渗卷材。此类防渗材料经实践证明均具有良好的不透水性能、抗化学侵蚀能力和耐久性。国外类似的防渗材料有一种加筋的土工织物膨润土毯（GCL），它使用专利针织法将不可分解的高强拉力有纺及高透水性无纺聚丙烯土工布针织而成，辅助材料是膨润土防渗粉。材料渗透系数K<5×10-9cm/s。该类防渗材料同时具有易施工等特点，随着材料性能的进一步提高和成本的降低，它已成为垃圾填埋场防渗处理主体工程采用的主流防渗材料。
另外，在垃圾填埋场防渗系统垂直岩土防渗工程中较多采用的一类防渗处理技术是帷幕灌浆。灌浆材料主要使用超细水泥和化学灌浆材料。试验表明这些灌浆材料具有良好的化学稳定性，材料在垃圾渗滤液中长期浸泡不易受垃圾渗滤液的侵蚀，稳定性能良好，同时固结体抗渗性能好（渗透系数K=1×10-7~10-8cm/s）。
三、工程实例
威海市新建城市生活垃圾填埋场场区总面积32.4万m2。场区水文条件、地层分布主要由第四系及花岗岩基岩组成。花岗岩基岩由变质岩和岩浆岩组成，岩石完整，坚硬致密，裂隙不发育，岩体渗透系数k=5.517×10-7～7.05×10-8cm/s，厚度在数十米以上。该岩层由东、南、北三面向上隆起，与自然地形相同，形成一个簸箕状谷地。场区地下水可分为两类：一类是赋存于第四系中的孔隙潜水；另一类是赋存于基岩中的裂隙水。据地质报告场区内仅发现一条张性断裂带，对场区整体岩层防渗无影响。因此设计填埋场岩土防渗处理以该天然岩层自然防渗为主，填埋区底部依次铺设人工合成防渗材料、块石垫层和人工粘土层，如图1。
 
图1垃圾填埋区防渗设施示意图
场区垂直防渗系统主要由在下游谷口处的混凝土截污坝、地下截渗墙以及基岩防渗帷幕组成。结合场区底层的天然不透水层，即可将垃圾渗滤液封闭在场区内，防止对水体的污染。（如图2）此外，根据填埋场地貌及渗滤液水量水质情况，在垃圾透水坝和截污坝之间设置一座调节池，设计库容5万m3。
 
图2垃圾填埋场垂直防渗系统设计图
截污坝为砼重力坝，坝基坐落在基岩上。坝前趾水板进行帷幕灌浆防渗，左右岸坝肩边坡地下岩土防渗采用地下连续混凝土防渗墙结合基岩防渗帷幕，墙底到不透水基岩之间岩土层防渗采用帷幕灌浆。整个垃圾填埋场岩土防渗体系工程的难点为基岩灌浆帷幕。帷幕终点深入天然不透水基岩层，帷幕平均深度30~40m。工程实践证明在强、中风化岩层中单纯采用普通水泥帷幕灌浆不能完全达到国家规范要求。灌浆必须采用超细水泥与化学灌浆相结合的防渗技术工艺。在工程帷幕灌浆施工过程中，经过对不同灌浆防渗材料反复进行现场试验，最后确定采用双排湿磨细水泥灌浆结合单排化学灌浆的施工工艺。工程总计完成水泥灌浆14291m，化学灌浆19119m。经检查验收，帷幕防渗系数K≤1×10-7cm/s，全部达到设计要求。
四、结语
城市生活垃圾卫生填埋场中的地下岩土防渗要求比普通水工I级坝防渗要求高100倍，这对当前常用地下岩土防渗处理技术和防渗材料在垃圾填埋场工程建设中的应用提出了较高要求。通过以上工程实例可见，采用铺设人工防渗层、防渗帷幕以及与自然岩土防渗层相结合等防渗处理工艺完全可以满足工程的环境保护设计要求。随着地下岩土防渗处理技术的成熟，防渗材料性能的进一步提高，岩土防渗处理技术今后必将在城市环境保护工程建设中发挥更大的作用。
参考文献略