【文章內(nèi)容簡介】 國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。 把嚴(yán)格控制二次污染作為衛(wèi)生填埋場設(shè)計建設(shè)的首要問題，配備較完善的處理設(shè)施和保證設(shè)施。 衛(wèi)生填埋場設(shè)計使用期 20 年，填埋垃圾經(jīng)壓實、腐熟后密度為 ～ 。 庫區(qū)設(shè)計 庫區(qū)建設(shè)主要包括垃圾壩、滲濾液 收排工程、庫區(qū)通道、防滲工程、護(hù)坡工程、填埋場氣體集排設(shè)施等。根據(jù)前面對 深圳南山區(qū) 垃圾產(chǎn)量的預(yù)測，在 20212032 年間，深圳南山區(qū)累計產(chǎn)生的垃圾量約 萬噸 ，而覆蓋土按垃圾量的 20%計，則所需庫容為 萬 m3。 11 垃圾壩 壩型選擇 填埋場用土石壩沒有防滲要求 ,不設(shè)心墻 ,一般可分為均質(zhì)壩和多種土質(zhì)壩。由于場地地質(zhì)情況不同 ,又兼土石考慮就地取材及降低造價 ,采用多種土質(zhì)壩是合適的選擇。 材料選擇 材料的選擇基本同水工壩的要求 ,技術(shù)條件可放寬 ,材料選擇更廣泛。筑壩材料壓實后 ,應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和一定的抗風(fēng)化能力 ,并具有較好的長期穩(wěn)定性。除了含有機(jī)質(zhì)太多的土料、淤泥和軟粘土外 ,幾乎所有土石料都可用作筑壩材料。 壩體結(jié)構(gòu) ( 1)壩體高度 土石壩的高度主要由填埋庫容確定。對于某一特定的填埋場地和紅線范圍 ,最大庫容對應(yīng)某一壩高，根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗 ,壩高一般在 30ｍ以下 ,按水工分類標(biāo)準(zhǔn)都屬于低壩。 ( 2)壩坡 一般確定壩坡均在 1∶ 2 附近。上下游可采用同樣的壩坡。填埋場內(nèi)邊坡每隔一定高度根據(jù)需要設(shè)土工膜錨固平臺。填埋垃圾一側(cè)的壩面因上覆防滲層 ,可僅做壓實土層防護(hù) 。長期暴露的壩面應(yīng)做坡面防護(hù) ,根據(jù)重要性可選擇植草防護(hù) ,干砌石防護(hù) ,預(yù)制板鋪砌等 ,為防止壩體材料流失 ,應(yīng)做反濾層。 ( 3)壩頂構(gòu)造 填埋場往往將土石壩頂作為運(yùn)輸或巡檢通道 ,不宜將壩頂寬度定的太小，一般不少于 5ｍ。常用泥結(jié)碎石、瀝青碎石等材料 ,既防止雨水沖蝕 ,又能滿足車輛行使的要求。壩軸線中點附近填筑高度最大 ,壩基覆蓋層也可能最厚，設(shè)計中應(yīng)留有一定超高 ,到軸線兩側(cè)逐漸降到設(shè)計高度 ,同時也有利于壩頂排水。 ( 4)壩基選擇 土石壩既可建在巖基上 ,也可建在土基上。對于地基的強(qiáng)度和變形的要求 ,比其它形式的壩要低。但地基中如含有不良地質(zhì)情況 ,則須慎重對待 ,進(jìn)行地基處理。土石壩竣工后的總沉降量 (包括壩基及壩體 )一般不應(yīng)大于壩高的 1%。 ( 5 )土石壩與岸坡的連接 岸坡開挖要去掉表土、浮石 ,并將表層土壓實。對于失水很快分化變質(zhì)的軟巖石 ,開挖時預(yù)留保護(hù)層 ,填筑時 ,邊開挖 ,邊回填 ,也可開挖后噴漿防護(hù)。土石壩面與岸坡形成自然溝渠 ,為防止此處沖 刷 ,必須設(shè)置排水溝。 12 場底工程 填埋區(qū)基底工程 《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技規(guī)范》規(guī)定，場底地基是具有承載能力的自然土層或經(jīng)過碾壓、夯實的平穩(wěn)層，且不應(yīng)因填埋垃圾的沉陷而使場底變形、斷裂，場底基礎(chǔ)表面經(jīng)碾壓后，方可在其上貼鋪人工襯里。場底應(yīng)有縱、橫向坡度。縱橫坡度宜在 2%以上，以利于滲濾液的導(dǎo)流。實際設(shè)計建設(shè)中，長寬一般為 300～ 400m 或更大，如按 2%坡度進(jìn)行設(shè)計，則場區(qū)兩端高差在 6～ 8m或更多。受地下水埋深土方平衡及整體設(shè)計的影響，場區(qū)兩端高差過大會造成較大的困難。根據(jù)北京填埋場 （安定、北神樹）建設(shè)經(jīng)驗，垃圾衛(wèi)生填埋場場底縱向主要坡度為 1%～ %時可以保證滲濾液排順暢。為確保填埋場安全，考慮到填埋場土體條件較差，需要對其整形，坑底及周圍進(jìn)行平整，取土同時作為坑四壁局部填土、每日覆蓋用土和最終覆蓋用土。填埋區(qū)底部按設(shè)計高程完成基底工程以后，底部要求平整，以利于防滲膜的鋪設(shè)。 填埋場的防滲系統(tǒng) 填埋場防滲系統(tǒng)，不僅要能防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止地下水涌入填埋場。場底防滲系統(tǒng)主要有水平防滲系統(tǒng)和垂直防滲系統(tǒng)兩種類型。水平防滲系統(tǒng)是在填埋區(qū)底部及周圍鋪設(shè)低滲透性材 料制作的襯層系統(tǒng)。垂直防滲系統(tǒng)將密封層建在填埋場的四周，主要利用填埋場基礎(chǔ)下方存在的不透水層或弱透水層，將垂直密封層構(gòu)筑在其上，以達(dá)到將填埋氣體和垃圾滲濾液控制在填埋場之內(nèi)的目的，同時也有阻止周圍地下水流入填埋場的功能。 防滲層的建設(shè)方法多種多樣 ,采用何種工藝方法建設(shè)防滲層是設(shè)計中的重要內(nèi)容，不管使用什么方法、什么材料，最終達(dá)到的目的是滲透系數(shù) Kf小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，我國要求 Kf小于 109m/s。同時要考慮： 1)使用壽命。填埋場的使用壽命，封場后要求的防滲層的壽命，以及本身的可靠性。 2)與填埋場的相容性。選 用的材料不能被填埋物侵蝕，由于滲濾液的性質(zhì)不穩(wěn)定，所以選擇的材料要適應(yīng)滲濾液的各種性質(zhì)，如抗酸、抗堿等。 3)場地條件及氣候條件。 4)建設(shè)費用。防滲材料的選擇既要達(dá)到防滲要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)合理，厚的土工膜具有更好的防滲性能，但必將提高建設(shè)費用。 防滲材料 防身材料多種多樣，目前常用的主要有兩類：黏土與人工合成材料。黏土除天然黏土外，還有改良土（如改良膨潤土等）；人工合成材料種類很多，如高密度聚氯乙烯（ HDPE）、低密度聚氯乙烯（ LDPE）、聚氯乙烯 (PVC)膜等 ,但近二十年來，國內(nèi)外填埋場最 常用的是高密度聚氯乙烯（ HDPE）膜。實際上，大部分填埋場所選用的防滲層材料均是黏土和 HDPE 膜。 黏土 13 粘土是土襯層中最重要的部分，其具有低滲透特性。填埋場黏土襯層分為兩類：自然黏土襯層與人工壓實粘土襯層。自然黏土襯層是具有低滲透率、富含粘土的自然形成物，其滲透率應(yīng)小于或等于 。一般來說，天然粘土層和巖石層是否均一以及是否具有較低的滲透率，是很難檢測驗證的，僅僅使用自然黏土襯層作為填埋場防滲層是不可靠的。 人工合成材料 高密度聚乙烯（ HDPE）膜是人工合成材料中最常用，也是最理想的防滲材料，它能有 效阻止?jié)B濾液的滲漏。美國環(huán)保署于 1982 年停止單獨使用黏土作為有害廢棄物處理場的防滲材料，并規(guī)定所有填埋場必須有一層防滲襯墊，在填埋場封場后，也必須采用防滲層進(jìn)行封場以減少滲濾液的產(chǎn)生。 HDPE 膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂和良好的彈性，隨著厚度增加（一般范圍在 ），其斷裂點強(qiáng)度、屈服點強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、抗穿刺強(qiáng)度逐漸增加。垃圾填埋場一般采用 厚的 HDPE 膜作襯墊層。 表 5 HDPE 膜與壓實黏土的特點和性能 材料類型 滲透系數(shù) K（ m/s） 對庫容的影響 抗穿刺能力 應(yīng)用范圍 HDPE 膜 1(10131014） 較小 較差 整個基底層防滲 壓實黏土 1（ 106107） 較大 較好 場底防滲 防滲系統(tǒng)構(gòu)造 防滲層組成主要有以下 6 種類型 單層 HDPE 膜防滲層 壓實粘土防滲層 雙層 HDPE 膜（中間含 HDPE 網(wǎng)格）與壓實粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層 雙層 HDPE 膜與壓實粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層 HDPE 膜與壓實粘土構(gòu)成的復(fù)合防滲層 雙層 HDPE 膜（中間含 HDPE 網(wǎng)格）防滲層 單層 HDPE 膜防滲層結(jié)構(gòu)簡單、施工容易、投資較省，但是其防滲安全性差，一旦 HDPE膜某處受損，下面的自然土層滲透系數(shù)大 ，垃圾滲濾液很容易通過 HDPE 膜的破損處滲出，使整個防滲層失去防滲作用，這種防滲層目前也很少采用。 復(fù)合防滲層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工也較難，投資相對較高，但其防滲安全性很高。因為即使單層 HDPE 膜 發(fā)生破損，但很快滲濾液會遇到另一層 HDPE 膜或者壓實粘土層，阻止?jié)B濾液繼續(xù)滲漏，整個防滲層仍能有效發(fā)揮防滲作用。 14 復(fù)合襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖 復(fù)合襯里（庫區(qū)邊坡）系統(tǒng)示意圖 15 單層襯里（庫區(qū)底部） 系統(tǒng)示意圖 單層襯里（庫區(qū)邊坡）系統(tǒng)示意圖 場地防滲系統(tǒng)法案的選定 在本設(shè)計中根據(jù)所給的原始資料可以知道：土壤滲透系數(shù)為 104 m/s，故k=102105cm/s 屬于滲漏性場地。 場區(qū)地下水位較低，離地面僅 ,此填埋場沒有獨立的水文地質(zhì)單元，也無不透水層或弱透水層，因此也屬于滲透性場地，故不宜采用垂直防滲系統(tǒng)，而采用水平防滲系統(tǒng)。 由于度量粘土襯層滲透性的主要指標(biāo)是滲透系數(shù)，根據(jù)《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》可知道，天然粘土類襯里的滲透系數(shù)不應(yīng)大于 107cm/s 并且要 2 米厚的粘土。 因原始資料中并未給出當(dāng)?shù)赝翆又刑烊徽惩恋臐B透系數(shù)，對比以上所介紹的三種防滲材料性能并考慮施工中常用的材料，故排除了用天然材料作襯墊層的方案，而選擇了人工合成防滲膜。在人工合成防滲膜中選用了性能較優(yōu)，國內(nèi)外使用經(jīng)驗較多的高密度聚乙烯（ HDPE）防滲膜。 根據(jù)原始資料可知該填埋場土壤滲透系數(shù)為 104m/s 大于 105cm/s，地下水穩(wěn)定水位平均埋深 ，即地下水位較高，場區(qū)地質(zhì)條件不好，因此選擇了雙層襯層防滲系統(tǒng)。 雙層襯里（庫區(qū)底部）系統(tǒng)示意圖 16 滲濾液的產(chǎn)生及收集處理 垃圾滲濾液概念和來源 垃圾滲濾液是指超過垃圾所覆蓋土層飽和蓄水量和表面蒸發(fā)潛力的雨水進(jìn)入填埋場地后，瀝經(jīng)垃圾層和所覆蓋土層而產(chǎn)生的污水。滲濾液還包括垃圾自身所含的水分、垃圾分解所產(chǎn)生的水及浸入的地下水。 城市垃圾填埋場滲濾液的處理一直是填埋場設(shè)計、運(yùn)行和管理中非常棘手的問題。主要來源有： (1) 降水的滲入，降水包括降雨和降雪，它是滲濾液產(chǎn)生的主要來源； (2) 外部地表水的滲入，這包括地表徑流和地表灌溉； (3) 地下水的滲入，這與滲濾液數(shù)量和性質(zhì)與地下水同 垃圾接觸量、時間及流動方向等有關(guān)；當(dāng)填埋場內(nèi)滲濾液水位低于場外地下水水位，并沒有設(shè)置防滲系統(tǒng)時，地下水就有可能滲入填埋場內(nèi)； (4) 垃圾本身含有的水分，這包括垃圾本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附量； (5) 覆蓋材料中的水分，與覆蓋材料的類型、來源以及季節(jié)有關(guān)； (6) 垃圾在降解過程中產(chǎn)生的水分，與垃圾組成、 pH 值、溫度和菌種等有關(guān)，垃圾中的有機(jī)組分在填埋場內(nèi)分解時會產(chǎn)生水分； 垃圾滲濾液的水質(zhì)特征 垃圾滲濾液主要來源于降水和垃圾本身的內(nèi)含水和分解產(chǎn)生的水。垃圾滲濾液的主要污染成分有 ：有機(jī)物、氨氮和重金屬等。其種類和濃度與垃圾類型、組分、填埋方式、填埋時間、填埋地點的水文地質(zhì)條件、不同的季節(jié)和氣候等密切相關(guān)，其水質(zhì)主要呈現(xiàn)以下特征： (1)CODCr 和 BOD5濃度高：在新的垃圾填埋場，大量揮發(fā)性酸的存在可能會產(chǎn)生高的 CODCr和 BOD5； (2)BOD5與 CODCr比值變化大： BOD5/CODCr 值的高低與滲濾液處理工藝方法的選擇密切相關(guān)。滲濾液 BOD5/CODCr 值與垃圾填埋場的使用年限有關(guān)，對 “年輕 ”填埋場而言，其滲濾液多具有良好的生化處理可行性，可采用生物方法加以處理。而對于 “年老 ”填埋場的滲濾液的處理而言，必須考慮其可生化性隨時間的變化； (3)金屬含量高：垃圾滲濾液中含有 10 多種金屬（重金屬）離子，由于物理、化學(xué)、生物等的作用，垃圾中的高價不溶性金屬被