平原型軟基地質危險廢物安全填埋場庫區設計要點思考*

陳 亮，劉樹峰，裘曉鵬

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300381）

平原型軟基地質危險廢物安全填埋場庫區設計要點思考*

陳 亮1，劉樹峰2，裘曉鵬1

（1.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津 300381）

針對沿海地帶平原型軟基地質危險廢物安全填埋場的特點，就填埋場的地基處理、防滲結構、導排系統、填埋作業及整體結構安全控制等設計要點提出了意見和建議。

安全填埋場；地基處理；壩內抽排；外圍截水；內部導水；黏土阻隔；逐步分區；逐層加高

2003年12月國務院批復通過了《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》，而后全國各省市陸續建成投產了一批危險廢物處置項目。2013年6月最高人民法院、最高人民檢察院聯合公布了《關于辦理環境污染刑事案件適用法律若干問題的解釋》，明確提出非法排放、傾倒、處置危險廢物3 t以上的認定為“嚴重污染環境”罪，將直接追究刑責。“兩高司法解釋”進一步推動了危險廢物規范化處置與管理，也從某種意義上增加了危險廢物的處置需求。

我國危險廢物處理以“減量化、資源化、無害化”為原則，鼓勵以綜合利用為主，無法利用的再尋求焚燒、安全填埋等途徑。其中，安全填埋一方面作為一種常規處置措施接納危險廢物，同時也作為焚燒等其他處置技術二次污染物的消納場所，在危險廢物處置領域扮演著重要的角色。

1 相關規范

目前，我國已頒布實施的涉及危險廢物安全填埋的規范標準主要有2001年國家環保總局出臺的《危險廢物填埋污染控制標準》 （以下簡稱《標準》）、《危險廢物安全填埋處置工程建設技術要求》 （以下簡稱《要求》） 以及2013年工業和信息化部出臺的《化工危險廢物填埋場設計規定》（以下簡稱《規定》）。這2類規范整體要求基本保持一致，但是由于歸口部門不一樣，所以側重點各不相同。《標準》、《要求》對防滲、導排等工藝系統的要求更為精確，而《規定》對填埋場、填埋年限、運行安全等方面要求更高。這3個規范基本涵蓋了危險廢物填埋全過程的內容，但是多為一般性的做法和要求，對于不同地質、不同類型的填埋場缺乏針對性。

2 設計中的問題

江浙地區，由于選址的約束，有一批工業園區分布在遠離城市的沿海地帶，導致作為園區配套的危險廢物填埋場也只能以海邊灘涂地、回填地作為建設場址，這一特殊地質條件的危險廢物填埋場（一般多為平原型垃圾填埋場），在填埋庫區的設計上如地基處理、防滲導排系統等都對設計提出了規范之外的全新的要求。

2.1 地基處理

這一類危險廢物安全填埋場場底一般為粉質黏土、淤泥質粉質黏土，其滲透系數大、含水率高而地基承載力、抗剪強度等指標一般都很低。這種軟基地質，在大面積堆載作用下庫底地基極易出現不穩定的情況，所以在滿足庫容要求的前提下，應謹慎選擇庫底持力層，若持力層無法滿足庫容堆體的荷載要求，則必須進行地基處理。如果庫底挖深較淺，可采用全部換填或者全區域水泥攪拌樁的方式對地基進行整體處理。如果庫底挖深較深，建議采用真空預壓、排水固結等地基加固方案，或者淺層換填、深層地基加固的綜合處理方案。尤其是排水固結法，由于其固結方式可以結合庫底上部填埋堆體的加載，而排水方式可以結合庫底下部地下水導排結構的設置進行綜合考慮，所以較為適合軟基危險廢物安全填埋場的地基處理。

2.2 防滲結構

關于防滲結構在《要求》中明確指出，危險廢物安全填埋場防滲系統“應以柔性結構為主，且柔性結構的防滲系統必須采用雙人工襯層”，即以雙層高密度聚乙烯膜作為主結構的防滲系統。當地質條件不能滿足要求時“可采用鋼筋混凝土外殼與柔性人工襯層組合的剛性結構”，即以鋼筋混凝土底板+高密度聚乙烯膜作為主結構的防滲系統。對于沿海地帶的軟基地質危險廢物安全填埋場來說，建議優先考慮雙層高密度聚乙烯膜的柔性防滲結構，謹慎選擇剛性防滲結構。剛性結構僅僅是填埋場防滲的一個替代方案，并不是常規的建設類型。由于受到水泥抗折強度等性質的影響，剛性填埋場的底板跨度有一定的限制，一般不宜超過50 m，這就造成了剛性填埋場單位容積較小、單位造價較高、操作運行不便的特點。再加上混凝土本身的性質，如果施工不到位，容易出現裂縫滲漏的情況。而且沿海地帶危險廢物安全填埋場場底地下水位普遍較高，庫底土層滲透系數大，剛性填埋場抗浮處理的難度非常大，地下水一旦導排不暢，超過剛性底板，整個填埋場庫底底板極易出現上浮隱患。

如確定使用柔性防滲結構，必須結合填埋場堆填工藝、最終堆體高度及地基處理方案等，模擬庫底整體沉降量，根據庫底沉降的模擬結果，核算防滲膜所受的拉應力，從而選擇合適規格的防滲材料。對于防滲材料的保護層，建議盡量采用足夠厚度的符合規范要求的黏土層或者土工加筋材料。盡量少采用土工布，因為無論從土工布本身的規格性質還是連接方式來說，其應對庫底沉降的能力都較差，極易出現破損的情況，致使防滲膜直接接觸導排層的碎石或卵石，給防滲系統帶來隱患。

2.3 導排系統

2.3.1 地下水導排

沿海地帶的危險廢物填埋場多為平原型填埋場，其地表水的導排壓力較小，導排重點主要在于滲瀝液與地下水。其中最為關鍵的是地下水的控制，如果不妥善控制好地下水，對于軟基地質的危險廢物安全填埋場來說，不僅直接影響到防滲系統，還會影響整個庫底結構的安全。

這一類型的填埋場場底地下水水位較高，多為淺層孔隙水，流動性大，變化幅度大。根據這些特點，建議采用“庫區外圍截水+庫區內部導水+黏土阻隔”的綜合地下水控制方式。

外圍截水指庫區外圍設垂直防滲系統，可采用截水效果較好的水泥攪拌樁，通過建立地下水的流動模型，確定水泥攪拌樁設置的位置、深度等參數。對于地下水非常豐富的極端場址，建議沿庫區外圍整體設置一圈垂直防滲系統，從而在填埋庫區底部形成一道阻隔外圍地下水匯入的屏障。

內部導水指在庫底設置地下水導排層，導排層內設導排盲溝，盲溝末端設集水井，集水井內設提升泵，通過主動抽排的方式，將庫區地下水排出。另外根據前文介紹，地下水導排系統可結合排水固結的地基加固方案綜合考慮，建議將排水固結方案設置的排水豎井、排水板等排水設施與地下水導排層連接，將地下水導排層直接作為排水的出口，從而將水導出。

同時根據《要求》的規定，在地下水導排層以上還需設置至少1 m的黏土阻隔層。這樣就形成了“庫區外圍截水+庫區內部導水+黏土阻隔”的綜合地下水控制系統，通過“截、導、阻”的方式，對地下水進行有效的控制。

2.3.2 滲瀝液導排

滲瀝液導排系統的設置以足夠厚度的碎石層、卵石層為首選，盡量少采用排水網、導排管等容易受沉降影響的材料。平原型填埋場一般根據庫區的填埋分區形成獨立導排分區。在分區末端建議采用壩內抽排的方式將滲瀝液導出庫區，壩內抽排可采用斜管提升或者壩內側設豎井提升的方式。應盡量避免穿壩至庫區外側導排的做法，由于分區的緣故，若采用穿壩導排則會出現多個穿壩點。受庫底沉降的影響，這些穿壩的位置容易出現穿壩管變形、穿壩點滲漏的情況，給防滲系統帶來隱患。

2.4 填埋作業規劃

制定填埋作業規劃之前，首先應根據庫容需求，以及地基處理方案的模擬結果，確定最終填埋高度。沿海地帶平原型危險廢物安全填埋場，其最終填埋高度還應考慮與周邊環境相協調。在確定最終填埋高度之后，應進行分區作業規劃，對于軟基地質、地下水水位較高的填埋場，建議采用逐步分區、逐層加高的方案。

首先通過沉降模擬，根據場區地質及廢物的工程特點，核算出在快速堆載、地基不能及時排水固結（強度和穩定性主要取決于地基土的天然強度和堆載高度）的條件下一次性堆體加載高度。以這個高度為基準，將填埋堆體總高度劃分成若干段。如填埋設計總高度為10 m，一次性堆體加載高度為3.5 m。則可將整個堆體高度劃分為3.5、7.0、10.0 m的3個填埋階段。

第1個分區在填埋達到3.5 m后實施中間封場，進行第2個分區的作業；第2個分區在填埋達到3.5 m后也實施中間封場，進行第3個分區的作業，以此類推，直至整個庫區所有分區均完成3.5 m的第1階段填埋。而后由第1個分區開始按分區順序逐步進行3.5～7.0 m的第2階段填埋。第2階段填埋完成后，再進行7.0～10.0 m第3階段填埋，從而完成全部高程的填埋作業。

這樣的作業方式，在實現分區的同時，通過展開作業面，增加了庫區場底整體的受力面積，避免了單個分區一次性集中加載給地基帶來的沉降隱患和地下水的擠壓影響。

2.5 庫區整體結構

庫底地基、防滲導排系統、廢物堆體共同形成了填埋場庫區的縱向結構，設計在確定了這個結構層的具體做法之后，建議選取幾個滑動面，如軟基、防滲膜等進行堆體整體穩定計算，確保堆體實際填埋作業的安全。

3 結束語

我國沿海地帶多為經濟發達區，工業園區分布較多，危險廢物安全填埋場有較大的配置需求。而由于沿海地帶特殊的地質結構，給危險廢物安全填埋場的設計提出了非常高的要求。在規范標準之外，作為設計者，應該切實結合每個填埋場的特點，分析場址地質、水文等各種參數，制定經濟合理的設計方案，有效指導后續填埋場的建設和運行，從而充分發揮危險廢物安全填埋場的綜合效益。

Thoughts on Design Points of Hazardous Waste Safety Landfill Site in Plain Type Soft Ground

Chen Liang1，Liu Shufeng2，Qiu Xiaopeng1
（1.Power China Huadong Engineering Co.Ltd.，Hangzhou Zhejiang 311122；2.North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.Ltd.，Tianjin 300381）

Based on the characteristicsofthe safe landfill ofgeologic and hazardouswaste in the plain ofthe coastal zone，the opinions and suggestions on the design points of landfill foundation treatment，anti-seepage structure，drainage system，landfilloperation，safety control ofthe overall structure were put forward.

safety landfill；foundation treatment；pumping in dam；external intercepting water；internal conductance；clay barrier；progressive zoning；layer by layer heightening

X705；X327

B

1005-8206（2017） 05-0066-03

中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司科研項目（KY120209-05-08）

2016-09-15

陳亮（1983—），高級工程師，主要從事生活垃圾、危險廢物填埋場等設計工作。