地質技術在城市納污坑塘治理中的應用探討

李 哲 劉同喆 劉振陽

山東省地礦局八〇一水文地質工程地質大隊（山東省地礦工程勘察院） 山東 濟南 252000

引言：

我國的環境問題突出，經濟的高速發展引發大氣環境質量下降、土壤和地下水污染等一系列問題。城市廢棄坑塘被傾倒各類固體廢物的現象極為嚴重，這些固體廢物種類復雜，具有毒性、感染性等特征，各種有機物、重金屬等有害物質嚴重污染土壤及地下水。文結合典型固體廢物填埋場整治案例，對地質技術在城市納污坑塘治理中的應用進行探討。本案例涉及固體廢物種類多，成分復雜，填埋深度大，具有很強代表性，該納污坑塘填埋位于廣饒某地，北側和西側均靠近河流，水文條件復雜，并且填有醫療垃圾具有感染性的廢物，嚴重威脅周邊村民的健康生活。

1、地球物理勘探

在納污坑塘的勘探階段采用高密度電法與面波法相結合的方式，了解場區固廢填埋范圍與大體深度，為鉆探提供指導。高密度電法的基本工作原理與常規電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎的一種電探方法，根基在施加電場作用下中傳導電流的分布規律，推斷抵消具有不同電阻率的巖土體的賦存情況。高密度電阻率法的物理前提是地下介質間的導電性差異。根據不同深度的面波速度即可推算出不同深度的橫波速度Vs，進而推斷出不同介質的性質，從而達到勘探的目的。根據物探資料解譯得知，固體廢物填埋面積約為16200m2，填埋深度為最大為10m。

2、工程地質鉆探

工程地質鉆探是巖土工程勘察的基本手段，到其成果是進行工程地質評價和設計、施工的基礎資料，鉆探質量的高低對整個地質勘察的質量起決定性作用。工程地質鉆探也可在運用到納污坑塘前期調查工作中，鉆探目的主要是為了確定場地的地層結構、土壤類別、分層厚度、均勻性、固體廢物的厚度、固體廢物的種類，下伏軟弱地層和堅硬地層的分布，查明地下水埋藏深度，并在孔內進行采取原裝或擾動試樣及原位測試。為環保工程設計提供基礎資料。

通過鉆探繪制各類柱狀圖、剖面圖及三維模型，精確刻畫各類固廢的空間分布，最大限度控制較為敏感的危險廢物的邊界，避免了治理過程中危廢的二次混合，從而增加治理難度和成本。

圖1 納污坑塘工程地質剖面圖

3、基坑支護帷幕與降排水工程

納污坑塘北側緊鄰河流，固廢開挖邊線距離約為4.6m；東側緊鄰房屋建筑，基坑開挖邊線距房屋最小距離約為4.1m；基坑南側部分區域緊鄰墳地，上述部位不具備放坡條件采用樁錨支護形式，并采取在支護樁間設置高壓旋噴樁的方式，使支護樁、高壓旋噴樁相互咬合，共同作為止水帷幕。基坑西側及南側（除墳地部位）具有放坡空間，采用土釘墻支護形式，止水帷幕采取造價更低的雙軸攪拌樁作為止水帷幕。

在支護樁間設置一棵高壓旋噴樁止水帷幕，高壓旋噴樁樁徑1100mm，支護樁間引導孔間距1500mm，高壓旋噴樁與支護樁搭接寬度不小于200mm。高壓旋噴樁采用三重管高壓旋噴樁施工工藝，土釘墻及復合土釘墻部分設置雙軸攪拌樁，雙軸攪拌樁中心距離基坑坡頂線距離1.0m。雙軸攪拌樁樁徑700mm，樁間距為500mm，搭接寬度不小于200mm。

針對治理區內地下水水位淺，地下水水量豐富，以及局部存在居民建筑物，受地下水位降幅影響敏感的特點，為保證基坑及周邊建筑物安全，變形值在允許閾值之內，本基坑降水采用周圈閉合止水帷幕結合大口徑管徑降水。坑內降排水方案采取內部采用疏干井的方法進行降水，在治理區內較深范圍內布置48口疏干井。疏干井進入基底以下5m，疏干井井間距約15.00m。

圖2 基坑形態及支護帷幕示意圖

結論：

簡而言之，從上述案例來看，地球物理勘探及工程地質鉆探在調查階段能夠準確、有效的確定納污坑塘中各類固廢的確切位置和體量，固廢精準清挖提供依據；在治理和修復階段，止水帷幕工程能有效阻隔納污坑塘與周邊水土的水力聯系，阻止污染物的遷移擴散；支護工程確保固廢清挖時邊坡穩定性，因此地質技術在納污坑塘治理過程中起到重要作用。