某垃圾填埋場(chǎng)防滲帷幕方案設(shè)計(jì)及效果淺析

臧 貽 甜

(山東省濰坊基礎(chǔ)工程公司，山東 濰坊 261061)

1 概述

垃圾填埋場(chǎng)中產(chǎn)生的滲濾液會(huì)在防滲薄弱處發(fā)生滲濾，給環(huán)境造成二次污染。文章根據(jù)某城市垃圾處理廠的水文地質(zhì)情況，結(jié)合滲濾污染現(xiàn)狀，采取注漿防滲帷幕設(shè)計(jì)方案，根據(jù)工程治理方案實(shí)施后的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果及分析計(jì)算結(jié)果，利用數(shù)值模擬進(jìn)一步綜合分析評(píng)價(jià)治理工程完成后的效果，表明防滲帷幕注漿效果是十分有效的。

2 工程概況及場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

該城市生活垃圾綜合處理廠始建于2003年，南北長(zhǎng)600 m、東西寬330 m，填埋場(chǎng)北東側(cè)(下游)為防滲土壩，壩高21.5 m，壩底設(shè)置兩道滲濾液收集管(DN600)。由于地質(zhì)構(gòu)造、滲濾液收集管腐蝕破損等諸多因素的影響，填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液不能及時(shí)排出而長(zhǎng)期積存，在防滲薄弱處向壩下游滲濾，填埋場(chǎng)下游地下水受到一定程度的污染。

項(xiàng)目區(qū)地貌類(lèi)型屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵區(qū)，地層較發(fā)育，巖性構(gòu)造以脆性斷裂為主，地下水類(lèi)型為碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙水。

3 滲漏原因分析

根據(jù)對(duì)填埋場(chǎng)地層巖性和斷裂構(gòu)造特征、地下水徑流方向及水化學(xué)特征、壩體及防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滲漏現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析，造成填埋場(chǎng)滲濾液產(chǎn)生滲漏的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1)填埋場(chǎng)場(chǎng)外地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)，基礎(chǔ)以下巖石裂隙極為發(fā)育，中風(fēng)化帶內(nèi)巖石破碎，為滲濾液的滲漏提供了有利通道。

2)填埋場(chǎng)西側(cè)場(chǎng)底及邊坡為斷裂的交匯部位，致使該地段地層破碎、地基強(qiáng)度減弱，容易產(chǎn)生不均勻沉降，使場(chǎng)底及邊坡防滲層結(jié)構(gòu)變形破壞。

3)壩下鋪設(shè)的滲濾液收集管在滲濾液長(zhǎng)期腐蝕淤堵和管道基礎(chǔ)及管周填筑土變形，造成收集管破損而引起土壩壩體變形，滲濾液會(huì)沿管壁周邊裂縫向壩下游滲漏。

4)滲濾液收集管的損毀，滲濾液不能正常排出，導(dǎo)致填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液液面升高，超出了場(chǎng)底及邊坡防滲層設(shè)計(jì)承受的靜水壓力，也加劇防滲層破壞和增大滲漏速度。

4 滲漏通道分析

1)由于壩下西側(cè)滲濾液收集管損毀變形，影響到下部地下水排水管變形損毀，使兩條管道聯(lián)通，造成垃圾滲濾液沿地下水排水管滲漏。

2)區(qū)內(nèi)地層層向裂隙、構(gòu)造裂隙、巖溶裂隙較發(fā)育，鉆孔在非構(gòu)造部位均漏水，因此滲濾液沿上述裂隙擴(kuò)散，也是滲漏的重要途徑。

5 設(shè)計(jì)方案

1)設(shè)置垂直防滲帷幕，加固壩下?lián)p毀的滲濾液收集管、地下水排水管滲漏土層。2)設(shè)置傾斜帷幕。根據(jù)填埋場(chǎng)防滲帷幕設(shè)計(jì)部位地層結(jié)構(gòu)、巖性、構(gòu)造條件，防滲帷幕分為土層帷幕設(shè)計(jì)與巖石帷幕設(shè)計(jì)，鉆孔分為鉛直鉆孔和傾斜鉆孔。根據(jù)我國(guó)北方石灰?guī)r地區(qū)注漿帷幕施工資料，注漿鉆孔漿液有效擴(kuò)散半徑為5 m～10 m。針對(duì)本項(xiàng)目斷層及巖石溶蝕裂隙較發(fā)育，工程巖石層注漿有效半徑按5 m～7 m設(shè)計(jì)。土層注漿鉆孔漿液有效擴(kuò)散半徑為3 m～5 m，工程土層注漿有效半徑按2 m～4 m設(shè)計(jì)。

防滲加固主要為封堵垃圾填埋場(chǎng)周邊斷裂破碎帶、巖石裂隙，地層巖性以石灰?guī)r為主。考慮水泥與石灰?guī)r的結(jié)合性，參考其他類(lèi)似工程施工經(jīng)驗(yàn)，選用純水泥漿液封堵效果較好。水泥為42.5 MPa礦渣硅酸鹽水泥，為了縮短漿液凝固時(shí)間，漿液中添加少量水玻璃(波美度Be=35°～40°)速凝劑。

6 效果分析

6.1 物探成果對(duì)比驗(yàn)證

通過(guò)施工前后對(duì)滲漏位置物探成果(如圖1所示)進(jìn)行比對(duì)，垃圾填埋場(chǎng)北側(cè)粘土壩上測(cè)線總體視電阻率值明顯增大，較前期測(cè)量增大約25 Ω·m，地下電阻率增大與帷幕注漿施工階段呈正相關(guān)關(guān)系，表明帷幕注漿施工達(dá)到了較好的堵漏效果。

6.2 數(shù)值模擬分析驗(yàn)證

在地下水流模型的基礎(chǔ)上，建立地下水溶質(zhì)運(yùn)移模型，預(yù)測(cè)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液和浸泡液中的污染組分在含水層中的濃度分布及其隨時(shí)間的變化，從而確定垃圾填埋場(chǎng)污染組分對(duì)地下水的污染程度，評(píng)價(jià)垃圾填埋場(chǎng)對(duì)地下水污染的危險(xiǎn)性。根據(jù)圖2，圖3可以看出，垃圾填埋場(chǎng)受控工況下，即填埋場(chǎng)在水平防滲與垂直防滲均較好的情況下，運(yùn)行期間滲濾液污染物運(yùn)移范圍較小，高濃度擴(kuò)散范圍基本在填埋場(chǎng)附近，運(yùn)行停止后，填埋場(chǎng)底部殘余污染物濃度隨著時(shí)間增加逐漸消散。防滲帷幕注漿使得垃圾場(chǎng)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)降低，但垃圾場(chǎng)未注漿區(qū)域仍存在風(fēng)險(xiǎn)。注漿后，風(fēng)險(xiǎn)源被堵住，污染通道被切斷，垃圾填埋場(chǎng)附近地下水水位下降，污染源得到控制，下游污染濃度逐漸下降。注漿區(qū)域污染范圍縮小，污染程度等有明顯的改善。

7 結(jié)語(yǔ)

利用現(xiàn)場(chǎng)檢查孔質(zhì)量、物探成果對(duì)比、水位及水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析和數(shù)值模擬等進(jìn)行多方位驗(yàn)證，運(yùn)行期間滲濾液污染物運(yùn)移范圍較小，高濃度擴(kuò)散范圍基本控制在填埋場(chǎng)附近，表明防滲帷幕注漿效果是十分有效的。