隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平的提高，各種不同的垃圾大量產(chǎn)生，進(jìn)行垃圾處理研究顯得非常必要，其中，垃圾衛(wèi)生填埋是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的一種固體廢棄物處理技術(shù)。在上世紀(jì)80年代中期，人們就開(kāi)始研究垃圾填埋處置技術(shù)，特別是近十年來(lái)，其研究日新月異。主要研究的內(nèi)容是：垃圾填埋場(chǎng)的場(chǎng)地選擇，城市垃圾的成分分析及其工程性質(zhì)，垃圾填埋場(chǎng)分層覆蓋粘性土層的工程性質(zhì)，垃圾填埋場(chǎng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)什，滲流理論及防滲技術(shù)研究，垃圾壩的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性計(jì)算，滲濾液的運(yùn)移模型研究，垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液對(duì)地下水和地表水的污染及處理等，這些相關(guān)研究取得了很多研究成果，這些成果為垃圾場(chǎng)研究及設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的防滲方面，土工合成材料粘土墊(Geosynthetic Liner簡(jiǎn)稱GCL)是一種新型的復(fù)合土工合成材料，具有極好的防滲隔氣功能。將GCL引入垃圾填埋場(chǎng)中可以增大垃圾填埋場(chǎng)的容積，提高垃圾填埋場(chǎng)密封系統(tǒng)的防滲隔氣性能。

1填埋場(chǎng)防滲工程技術(shù)

污染物(包括廢棄物、浸出液和氣體)的泄漏會(huì)引起環(huán)境污染，環(huán)境污染區(qū)域主要相關(guān)于垃圾填埋場(chǎng)下臥層的滲透特性，以及防滲結(jié)構(gòu)布置和防滲材料特性。解決的辦法就是作好防滲措施，既要防止污染物外滲，也要防止外水內(nèi)滲(會(huì)增加浸出液量、導(dǎo)致堆體重量增加、下滑阻力增加，從而失穩(wěn)等)。防滲結(jié)構(gòu)包括底層防滲層和各級(jí)覆蓋層，為人工構(gòu)筑的防滲體系，涉及防滲結(jié)構(gòu)功能和防滲材料性能等問(wèn)題。在垃圾填埋場(chǎng)中要合理地使用防滲材料，并做好工程處理，以達(dá)到更好的防滲功能，目前我國(guó)采用的方法有帷幕灌漿垂直防滲和鋪設(shè)水平防滲襯層兩種。垂直防滲在我國(guó)的山谷型填埋場(chǎng)采用較多，在地質(zhì)條件較好的基巖上設(shè)置截污壩及帷幕灌漿垂直防滲措施。

衛(wèi)生填埋是通過(guò)防滲結(jié)構(gòu)，最大限度地將垃圾體及垃圾產(chǎn)生的滲濾液和周圍環(huán)境隔離開(kāi)，不影響人類健康和自然環(huán)境，為此，必須做好垃圾填埋場(chǎng)的封場(chǎng)，使入滲水盡量減少，減少滲濾液的產(chǎn)生；填埋場(chǎng)底應(yīng)布置有效的防滲襯墊和滲濾液收集導(dǎo)排襯墊，以收集滲濾液，并加以檢測(cè)和排走，

美國(guó)EPA對(duì)垃圾處置制訂了專門法規(guī)《資源保護(hù)和回收法規(guī)》(Resource Conservation and Recovery Act，RCRA)，要求防滲結(jié)構(gòu)在垃圾坑封頂后的使用壽命應(yīng)不小于30年，并將垃圾區(qū)分為兩大類：危險(xiǎn)性廢料(見(jiàn)法規(guī)中標(biāo)題C，40CFR2644)和城市固體廢料(見(jiàn)法規(guī)中標(biāo)題D，40CFR257和258)，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的防滲結(jié)構(gòu)均提出了具體要求；

早期的防滲襯墊幾乎都以壓實(shí)粘土作填埋場(chǎng)底防滲層(CCL)，要求土料的滲透系數(shù)k≥1×10-7cm/s。這類材料在應(yīng)用合適時(shí)雖然也可達(dá)到預(yù)期的防滲要求，但它們有以下嚴(yán)重缺點(diǎn)：a.墊層厚度要求為0.6～1.8m，占用了填埋場(chǎng)的有效容量；

b.粘土與滲濾液有相互作用，容易導(dǎo)致粘土結(jié)構(gòu)疏松或產(chǎn)生裂縫。為此，上述法規(guī)中的C，40CFR的條款規(guī)定：對(duì)危險(xiǎn)廢棄物填埋場(chǎng)，用土工膜作為主防滲層，比用壓實(shí)性粘土減少滲流量的環(huán)保要求要好。

上述法規(guī)中C，40CFR對(duì)危險(xiǎn)廢棄物填埋場(chǎng)雙層襯墊規(guī)定了以下技術(shù)要求。

a.上層防滲墊層上的滲濾液最大深度應(yīng)小于30cm，目的是減小水頭，減小由于土工膜等防滲層破壞產(chǎn)生的滲漏量。

b.滲濾液導(dǎo)排層(上層)和滲漏檢測(cè)層(下層)要求使用30cm厚的粒料透水層或相當(dāng)?shù)耐凉づ潘牧�，粒料的滲透系數(shù)要求k≥10-2cm/s，并能經(jīng)受垃圾和滲濾液的化學(xué)作用。

c.滲濾液收集層上面必須有防止排水層被淤堵的粒料或其它材料濾層。

d.如果用天然土建造雙層系統(tǒng)墊層，在透水層中應(yīng)設(shè)置多孔管，以收集滲濾液。管材應(yīng)有足夠強(qiáng)度和抗化學(xué)腐蝕性能，能承受預(yù)期的垃圾荷載。

上述法規(guī)中D，40CFR對(duì)城市固體廢料作如下規(guī)定。

a.防滲襯墊上的滲濾液最大液體水頭30cm。

b.單層襯墊布設(shè)滲漏檢測(cè)層，單層襯墊用土工膜，置于壓實(shí)性粘土層或者GCL襯墊上。

c.膜的原材料為高密度聚乙烯(HDPE)，厚度為1.5mm，膜與下部壓實(shí)粘土要求接觸緊密。

d.壓實(shí)粘土層厚度應(yīng)為60cm，其滲透系數(shù)k＜1×10-7cm/s。

目前我國(guó)填埋場(chǎng)的水平防滲方法采用的墊層有四種：HDPE和粘土復(fù)合襯層；膨潤(rùn)土防滲襯層；粘土防滲襯層；瀝青混凝土襯層。

2衛(wèi)生填埋場(chǎng)防滲工程

湖北應(yīng)城市垃圾處理場(chǎng)地為山谷型填埋場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探及試驗(yàn)資料，地基土除局部人工填土外，均為第四系上更新統(tǒng)沖洪積層，和中更新統(tǒng)沖洪積層，下伏基巖為上第三系粘土巖。場(chǎng)區(qū)地下水主要為上層滯水，存于崗地坳谷土層中，中更新統(tǒng)粘土下覆第三系粘土巖為相對(duì)隔水層，滲透系數(shù)10-6～10-7m/s。場(chǎng)地地形高差18m，地貌類型較單一，地層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主要持力層分布連續(xù)，厚度較穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)較均勻，力學(xué)強(qiáng)度較高�？辈旖沂�，勘察深度范圍內(nèi)無(wú)采空區(qū)無(wú)巖溶，地面無(wú)塌陷，無(wú)滑坡及泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象分布。

對(duì)于該垃圾填埋場(chǎng)，在滲流分析基礎(chǔ)上，布置防滲結(jié)構(gòu)工程，包括場(chǎng)底防滲和周邊防滲體系等。

場(chǎng)底防滲：在場(chǎng)底平整壓實(shí)后，先鋪設(shè)300mm厚的壓實(shí)粘土層；在其上鋪設(shè)4500g/m2的GCL膨潤(rùn)土毯做為膜下防滲保護(hù)層；上鋪1.5mm厚的HDPE膜防滲層；防滲膜之上鋪設(shè)500g/m2土工布和排水片材構(gòu)成的保護(hù)層；之上為300mm厚的滲濾液導(dǎo)流層，導(dǎo)流層包括粒徑15～30mm的200mm厚卵石層和100mm厚的粗砂層；其上為150g/m2土工布防堵塞隔層；在此之上為垃圾堆埋體(圖1)。

圖1填埋場(chǎng)區(qū)水平防滲結(jié)構(gòu)示意

這種布置結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)-滲透作用機(jī)理為：滲濾液通過(guò)土工布防堵塞隔層、卵石層及粗砂層等聚集到滲濾液排水管之中，如有滲濾液通過(guò)土工布和排水片材構(gòu)成的HDPE膜保護(hù)層，HDPE膜將發(fā)揮阻隔滲濾液滲出的作用；如果HDPE膜破壞或滲濾液從HDPE膜中滲出而進(jìn)入膨脹土中，膨脹土遇水膨脹，則滲透系數(shù)下降，阻止?jié)B濾液滲出；如果在膨脹土之下的粘土發(fā)生開(kāi)裂等破壞，膨脹土?xí)M(jìn)入到粘土之中，填補(bǔ)粘土的孔隙，降低粘土的滲透系數(shù)，由此形成了三道滲濾液防護(hù)屏障。

周邊防滲：在周邊設(shè)平臺(tái)，寬3m，布設(shè)防滲膜(HDPE膜)的錨固溝。鋪設(shè)在周邊上的HDPE膜與場(chǎng)底防滲膜連成整體；在防滲膜之上設(shè)置緩沖保護(hù)層，緩沖保護(hù)層由廢舊輪胎或者素土袋組成，防止防滲膜被填埋垃圾中尖利物刺破。

填埋場(chǎng)周邊防滲結(jié)構(gòu)由下至上依次為：平整后地基基礎(chǔ)，4500g/m2的GCL膜下保護(hù)層，1.5mm厚HDPE膜防滲層，500g/m2土工布保護(hù)層，素土袋或廢舊汽車輪胎緩沖保護(hù)層，垃圾堆埋體(圖2)。

為了保證防滲系統(tǒng)的穩(wěn)定，庫(kù)區(qū)周圍做環(huán)庫(kù)的膜錨固溝，起穩(wěn)定膜的作用，錨固溝兼做截洪溝。整個(gè)防滲體系的計(jì)算，未考慮非飽和及污水不同滲流特性的影響。在計(jì)算分析基礎(chǔ)上，在該填埋場(chǎng)提出了水平圖1和周邊圖2的防滲結(jié)構(gòu)體系。

圖2填埋場(chǎng)區(qū)周邊防滲結(jié)構(gòu)示意

3結(jié)論

垃圾衛(wèi)生填埋工程除污水處理之外，基本上是和巖土工程相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，垃圾填埋工程中存在巖土工程和相應(yīng)的處理對(duì)策問(wèn)題，其中最重要問(wèn)題之一是防滲結(jié)構(gòu)體系研究，完好的防滲結(jié)構(gòu)是環(huán)境保護(hù)、污染防治等的重要保障：防滲體系研究對(duì)垃圾填埋、核廢料處置等至關(guān)重要，本文提出的多層防滲體系，對(duì)工程防滲具有指導(dǎo)和借鑒。

垃圾填埋場(chǎng)目前存在許多未解決的問(wèn)題，現(xiàn)代生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)是個(gè)集垃圾填埋、環(huán)境保護(hù)和后期開(kāi)發(fā)功能于一體的系統(tǒng)，在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中必然會(huì)碰到上述的巖土工程與環(huán)境工程問(wèn)題，這些問(wèn)題是巖土工程研究者必須解決的。

參考文獻(xiàn)略

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