1.场底基础工程
根据枟生活垃圾卫生填埋技术规范枠(CJJ 17—2004)的规定,卫生填埋场底地基应是具有承载能力的自然土层或经过碾压、夯实的平稳层,且不应因填埋场垃圾的沉陷而使场底变形、断裂。场底基础表面经碾压后,方可在其上贴铺人工衬里。
枟生活垃圾卫生填埋技术规范枠还规定场底应有纵、横向坡度。纵横坡度宜在2%以上,以利于渗滤液的导流。由于填埋场长度达到300m,如按2%坡度进行设计,则场区两端高差达6m。受地下水埋深土方平衡及整体设计的影响,场区两端高差过大会造成较大的困难。实际设计建设中,垃圾卫生填埋场场底纵向主要坡度取1.3%,以保证渗滤液排放顺畅。
为确保填埋场安全,考虑到该填埋场土体条件较差,需要对其整形,对坑底及周围进行平整,取土同时作为坑四壁局部填土、每日覆盖用土和最终覆盖用土。填埋区底部按设计高程完成基底工程以后,底部要求平整,以利于防渗膜的铺设。
2.场区防渗工程
根据枟生活垃圾卫生填埋技术规范枠的规定,“填埋场必须进行防渗处理,防止对地下水和地表水的污染,同时还应防止地下水进入填埋区”。防渗工程是卫生填埋场的重要工程,主要作用有:①将填埋场内外隔绝,防止渗滤液进入地下水;②阻止场外地表水、地下水进入垃圾填埋场以减少渗滤液的产生量;③有利于填埋气体的收集和利用。防渗一般分为天然防渗和人工防渗。
(1)天然防渗 天然防渗是指在填埋场填埋库区,具有天然防渗层,其隔水性能完全达到填埋场防渗要求,不需要采用人工合成材料进行防渗。天然防渗的填埋场场地一般位于黏土和膨润土的土层中。枟生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范枠(CJJ 113—2007)对天然防渗的要求:天然黏土类衬里及改性黏土类衬里的渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s,且场底及四壁衬里厚度不应小于2cm。
(2)人工防渗 根据枟生活垃圾卫生填埋技术规范枠的规定,“填埋场必须防止对地下水的污染,不具备自然防渗条件的填埋场和因填埋垃圾可能引起污染地下水的填埋场,必须进行人工防渗,即场底及四壁用防渗材料作防渗处理”。
当填埋场不具备黏土类衬里或改良土衬里的防渗要求时,需采用人工合成材料进行防渗的方式。枟生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范枠对人工防渗的要求:在填埋库区底部及四壁铺设高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为防渗衬里时,膜厚度不应小于1.5mm,并应符合填埋场防渗的材料性能和现行国家相关标准的要求。
①防渗材料 防渗材料有多种类型,目前常用的主要有两类:黏土与人工合成材料。黏土除天然黏土外,还有改良膨润土等;人工合成材料种类很多,如高密度聚氯乙烯(HDPE)膜、低密度聚氯乙烯(LDPE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜等。近20年来,国内外填埋场最常用的是高密度聚氯乙烯(HDPE)膜。实际上,大部分填埋场所选用的防渗层材料均是黏土和HDPE膜。压实黏土与HDPE膜的特点和性能见表4-3。
表4-3 压实黏土与HDPE膜的特点和性能
②防渗系统构造 根据枟生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范枠的规定,防渗结构的类型应分为单层防渗结构和双层防渗结构。
单层防渗结构的层次从上至下为渗滤液收集导排系统、防渗层(含防渗材料及保护材料)、基础层、地下水收集导排系统。单层防渗结构的设计包括4种类型:HDPE膜+压实土壤复合防渗结构(图4-1)、HDPE膜+GCL复合防渗结构(图4-2)、压实土壤单层防渗结构(图4-3)和HDPE膜单层防渗结构(图4-4)。
图4-1 HDPE膜+压实土壤复合防渗结构示意图
图4-2 HDPE膜+GCL复合防渗结构示意图
图4-3 压实土壤单层防渗结构示意图
图4-4 HDPE膜单层防渗结构示意图
双层防渗结构的层次从上至下为渗滤液收集导排系统、主防渗层(含防渗材料及保护材料)、渗漏检测层、次防渗层(含防渗材料及保护材料)、基础层、地下水收集导排系统。双层防渗结构的设计如图4-5所示。
图4-5 双层防渗结构示意图
③场地水平防渗系统方案比选 枟生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范枠规定,防渗层设计应符合下列要求:
a.能有效地阻止渗滤液透过,以保护地下水不受污染;
b.具有相应的物理力学性能;
c.具有相应的抗化学腐蚀能力;
d.具有相应的抗老化能力;
e.应覆盖垃圾填埋场场底和四周边坡,形成完整、有效的防水屏障。
由本设计中根据所给的原始资料可以知道:土壤渗透系数为6.0×10-4m/s,大于10-5m/s,属于渗漏性场地。
场区地下水位较低,离地面仅0.8m,此填埋场没有独立的水文地质单位,也无不透水层或弱透水层,因此也属于渗透性场地,故不宜采用水平防渗系统。
由于度量黏土衬层渗透性的主要指标是渗透系数,根据枟城市生活垃圾卫生填埋技术规范枠,天然黏土类衬里的渗透系数不应大于10-7cm/s,并且黏土层厚度要≥2m。
因原始资料中并未给出当地土层中天然黏土的渗透系数,对比以上所介绍的3种防渗材料性能并考虑施工中常用的材料,故排除了用天然材料作衬垫层的方案,而选择人工合成防渗膜。在人工合成防渗膜中选用了性能较优、国内外使用经验较多的HDPE防渗膜。
根据原始资料可知,该填埋场土壤渗透系数为6.0×10-4m/s,大于10-5m/s,地下水稳定水位平均埋深0.8m,即地下水位较高,场区地质条件不好,因此选择双层衬里的防渗系统。
防渗结构中,主防渗层和次防渗层均采用厚度为2.0mm的HDPE膜作为防渗材料;主防渗层HDPE膜上均采用面密度为600g/m2的非织造土工布作为保护层,HDPE膜下采用非织造土工布作为保护层;次防渗层HDPE膜上采用非织造土工布作为保护层,HDPE膜下采用渗透系数≤1.0×10-7m/s的压实土壤作为保护层,压实土壤厚度为800mm;主防渗层和次防渗层之间的排水层采用复合土工排水网。
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