山谷型非標(biāo)準(zhǔn)填埋場(chǎng)防滲改造設(shè)計(jì)

俞 楷，吳邦業(yè)

（1.浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310007；2.松陽(yáng)縣城市建設(shè)發(fā)展有限公司，浙江 松陽(yáng) 323400）

浙江省松陽(yáng)縣垃圾填埋場(chǎng)建成于2001年，其地形為K字型山谷，在谷口已建垃圾壩1座。該填埋場(chǎng)未做任何水平及垂直防滲，垃圾滲瀝液滲漏嚴(yán)重，對(duì)周邊及地下水體造成較大污染。該填埋場(chǎng)從2001年起已填垃圾量達(dá)7.4萬(wàn)m3。由于該縣無(wú)場(chǎng)地臨時(shí)存放所有已填埋垃圾，且考慮經(jīng)過(guò)近10 a的消化及降解，滲瀝液已所剩不多，因此業(yè)主要求對(duì)已填埋垃圾只作局部挖起，并在已填埋區(qū)內(nèi)消化。

1 設(shè)計(jì)任務(wù)及解決方案

填埋場(chǎng)總體布置如圖1所示。

圖1 填埋場(chǎng)總體布置

本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇安全且經(jīng)濟(jì)合理的方式將已填埋區(qū)與新建填埋區(qū)進(jìn)行隔離，新建填埋區(qū)需按標(biāo)準(zhǔn)填埋場(chǎng)建設(shè)，已填埋區(qū)盡快封場(chǎng)并進(jìn)行防滲改造。

1.1 新老填埋區(qū)隔離方式選擇

方案1：選用填埋場(chǎng)常規(guī)使用的黏土芯墻土石壩。該壩頂寬6 m，上下游坡度均為1∶1.5，壩高約22 m，壩長(zhǎng)約90 m。壩中心為黏土芯墻，兩側(cè)采用碎石壓實(shí)。該壩經(jīng)測(cè)算黏土使用量為2.06萬(wàn)m3，碎石5.66萬(wàn)m3。該方案優(yōu)點(diǎn)是壩體的穩(wěn)定性和抗?jié)B性好，能就地取材，建成后填埋場(chǎng)運(yùn)行管理容易。缺點(diǎn)是壩體斷面大，占用填埋庫(kù)容達(dá)7.72萬(wàn)m3，使該填埋場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值大為下降，該方案需要將已經(jīng)填埋垃圾挖起約13 000 m3。該壩體的估算造價(jià)為234萬(wàn)元。

方案2：選用漿砌塊石壩。如選用填埋場(chǎng)經(jīng)常使用的作用于支擋垃圾的漿砌塊石重力壩則斷面較大，造價(jià)較高。該處漿砌塊石壩主要作用為隔離，考慮僅能承受不大于5 m填土的側(cè)向力，通過(guò)填埋場(chǎng)填埋作業(yè)管理來(lái)保證壩體穩(wěn)定。該壩頂寬5 m，上下游坡度均為1∶0.1，壩高約22 m，壩長(zhǎng)90 m，經(jīng)測(cè)算壩體體積為1.43萬(wàn)m3。其做法見圖2。該方案優(yōu)點(diǎn)是壩體斷面小，占用的填埋庫(kù)容約1.43萬(wàn)m3，填埋場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值較方案1好，能就地取材。該方案需將已填埋垃圾挖起約9 000 m3。缺點(diǎn)是要求壩體兩側(cè)垃圾對(duì)稱填埋，壩體兩側(cè)的填埋高度差必須小于5 m，填埋場(chǎng)運(yùn)行管理要求高。可以考慮分段施工，第1段施工高度為8 m，第2段為8 m，第3段為7 m。該壩體的估算造價(jià)為218萬(wàn)元。

圖2 漿砌塊石壩剖面示意

方案3：選用隔離芯墻。該方案是根據(jù)該填埋場(chǎng)的特點(diǎn)制定的，做法為在隔離芯墻底部建1座漿砌塊石擋墻，支擋已填埋區(qū)垃圾，使垃圾按1∶2.0放坡的條件下能滿足垃圾邊坡穩(wěn)定。擋墻底寬2.5 m，頂寬1.5 m，高度為5 m?？紤]到該處垃圾已填埋多年，沉降已完成大半，且該邊坡為垃圾挖起后形成的，因此可考慮在隔離芯墻兩側(cè)垃圾填埋高差較小的前提下作為持力層。該隔離芯墻做法見圖3。經(jīng)測(cè)算，該隔離芯墻漿砌塊石為900 m3，黏土為4 500 m3。該方案將2 m厚壓實(shí)黏土層作為副防滲層，GCL作為防滲保護(hù)層，將HDPE土工膜作為主防滲層，起到防滲雙保險(xiǎn)的作用，可以在萬(wàn)一已填埋區(qū)垃圾邊坡局部出現(xiàn)較大變形導(dǎo)致主防滲層出現(xiàn)局部破壞，主副防滲層可以協(xié)同作用保證防滲安全。且該方案施工簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，后續(xù)管理方便。該方案只需將已經(jīng)填埋垃圾挖起約7 200 m3。占用填埋庫(kù)容小，僅為5 400 m3。該壩體的估算造價(jià)約為95萬(wàn)元。

圖3 滲瀝液隔離芯墻

經(jīng)過(guò)以上3個(gè)方案的比較，設(shè)計(jì)采用方案3，即隔離芯墻。

1.2 已填埋區(qū)防滲改造

由于已填埋區(qū)未做垂直及水平防滲，因此滲瀝液滲漏嚴(yán)重，原埋設(shè)的滲瀝液收集管道滲瀝液排出量很少，有時(shí)甚至斷流，要有效地減少滲瀝液對(duì)周邊環(huán)境的影響，一方面必須對(duì)已填埋區(qū)盡快封場(chǎng)以減少滲瀝液量，另一方面必須進(jìn)行防滲改造，有效收集滲瀝液。由于該填埋場(chǎng)垃圾不可能進(jìn)行全部挖起，因此無(wú)法進(jìn)行水平防滲處理，本次設(shè)計(jì)采用的是老舊填埋場(chǎng)改造常用的垂直防滲來(lái)對(duì)已填埋區(qū)進(jìn)行防滲改造。

垂直防滲選用的是帷幕灌漿的方法，位置位于已建垃圾壩處，因帷幕施工不能超越征地紅線，因此帷幕需沿兩側(cè)截洪溝向上游延伸，延伸至帷幕進(jìn)入的巖石不透水層頂標(biāo)高高于垃圾壩頂標(biāo)高5 m終止（在經(jīng)費(fèi)允許條件下帷幕與隔離芯墻相連效果會(huì)更好）。垂直防滲共布置2排帷幕灌漿孔，錯(cuò)開布置，單排孔間距2 m，排距1 m，深度需進(jìn)入不透水層2 m。帷幕灌漿所用水泥必須檢驗(yàn)合格，采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥，采用自上而下分段灌漿法，優(yōu)先采用孔內(nèi)循環(huán)灌漿方式，射漿管距孔段底距離不大于0.5 m。帷幕灌漿孔接觸段長(zhǎng)度2.0 m，基本段長(zhǎng)度5.0 m，孔底段長(zhǎng)度不得大于7.0 m。注漿壓力接觸段為0.5 MPa，基本段為1.0 MPa，7.0～12.0 m注漿壓力為1.5 MPa，以下為2.5 MPa。最終．帷幕灌漿質(zhì)量以透水率w≤0.03 L/（min·m·m） 為合格，接觸段及其下一段的合格率為100%，以下各孔段的合格率應(yīng)在90%以上，不合格孔段的透水率應(yīng)不大于0.05 L/（min·m·m），且不集中。

垂直防滲效果與水平防滲相比有一定的差距，但垂直防滲是對(duì)未進(jìn)行有效防滲處理填埋場(chǎng)補(bǔ)救的最好措施。該填埋場(chǎng)現(xiàn)垂直防滲施工已完成并通過(guò)驗(yàn)收，已填埋區(qū)封場(chǎng)也已完成，環(huán)境污染的情況大為改善。

2 結(jié)論

21世紀(jì)初及以前建設(shè)的填埋場(chǎng)多未做水平防滲處理，很多甚至連垂直防滲都未實(shí)施，特別是山區(qū)中小型填埋場(chǎng)，又由于現(xiàn)在新征填埋用地十分困難，因此在老填埋場(chǎng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)建較普遍。隔離芯墻是解決填埋場(chǎng)擴(kuò)建過(guò)程中新老填埋區(qū)分隔既經(jīng)濟(jì)又有效的方式，垂直防滲做法是解決未進(jìn)行有效防滲處理的老填埋場(chǎng)或老填埋區(qū)造成周邊環(huán)境污染的有效措施。