【導(dǎo)讀】市所產(chǎn)生的垃圾也越來越多。由于人口基數(shù)大，我國(guó)早已成為世界上年產(chǎn)垃圾最多的國(guó)家，目前垃圾處理主要分為焚燒，衛(wèi)生填埋和堆肥三種。由于衛(wèi)生填埋具有操作簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行成本低廉、對(duì)垃圾無特殊要求等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為我國(guó)城市垃圾處理的主要方式。因?yàn)樵撌欣a(chǎn)量大，所以對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)建設(shè)，并通過預(yù)測(cè)未來的垃圾量以及。相應(yīng)的規(guī)范選擇了符合要求的場(chǎng)地。隨著垃圾填埋時(shí)間的增長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生一定量的滲濾液和填。污染物進(jìn)行處理與利用。

　　

【正文】 m。 單個(gè)梯形臺(tái)的計(jì)算公式為： 3/)2121(1 HSSSSV ????? （ 41） 式中 V1梯形臺(tái)體積， m179。； S1上截面面積， ㎡ ； S2下截面面積， ㎡ ； H垂直高度， m。 每個(gè)填埋區(qū)都有三個(gè)截面，最下面開挖的截面成為下截面，垃圾壩最上面的截面為 中截面，填埋完成時(shí)最上面的截面為上截面。 (1)一期工程設(shè)計(jì)計(jì)算 下截面設(shè)計(jì)為 280*280m，中截面設(shè)計(jì)為 340*340m，上截面設(shè)計(jì)為 280*280m。 由公式（ 51）得： += 萬 m179。 萬 m179。 (2)二期工程設(shè)計(jì)計(jì)算 下截面設(shè)計(jì)為 300*300m，中截面設(shè)計(jì)為 350*350m，上截面設(shè)計(jì)為 250*250m。 由公式（ 51）得： 127+= 萬 m179。 萬 m179。 (3)三期工程設(shè)計(jì)計(jì)算 下截面設(shè)計(jì)為 400*400m，中截 面設(shè)計(jì)為 450*450m，上截面設(shè)計(jì)為 350*350m。 由公式（ 51）得： 217+= 萬 m179。 萬 m179。 總庫(kù)容為 : ++= 萬 m179。 萬 m179。,因此符合要求。 按照 《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》 和 《生活垃圾衛(wèi)生填埋》 中的規(guī)定取內(nèi)坡比為 1:2，每個(gè)單元堆體設(shè)計(jì)高度取 3m。 垃圾壩的結(jié)構(gòu) 一期工程垃圾壩圍繞在填埋場(chǎng)周邊，利用填埋區(qū)開挖的土量建成。經(jīng) 計(jì)算確定 其高度設(shè)計(jì) 5m，寬 6m，用運(yùn)輸垃圾的卡車進(jìn)入庫(kù)區(qū)，上下邊坡 1:3。 垃圾壩壩型 垃圾壩壩型需根據(jù)成本，材料和穩(wěn)定性等因素進(jìn)行選型。國(guó)外有很多垃圾壩種類，根據(jù)結(jié)構(gòu)分為重力、支墩板式和板樁等類型；根據(jù)建筑原料可分為土石壩、混凝土與鋼板樁壩等。從當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件看，雖然混凝土壩和漿砌石壩體型小，但是對(duì)地質(zhì)要求較高，土石壩雖然體積較大，所需筑壩材料多，但是對(duì)地質(zhì)條件要求較低；而且從經(jīng)濟(jì)角度考慮，混凝土壩和漿砌石壩地基都需要工程處理，自身造價(jià)高，而土石壩的材料可以就地選取，造價(jià)低。近年來國(guó)內(nèi)垃圾填埋場(chǎng)中，垃圾壩以土 石作為主要原料。由于 A 市石料產(chǎn)量多，土料還可用填埋場(chǎng)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 挖方的表土，所以本工程選取碾壓式土石壩。 垃圾壩防滲 衛(wèi)生 填埋場(chǎng)比 普通 工程 對(duì)防滲要求更高 ?！赌雺菏酵潦瘔卧O(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)防滲 土壤規(guī)定 ：均勻 土壩 的 滲透系數(shù) 需小于 1 104 cm/s，粘土心墻 的 滲透系數(shù) 需小于 1 105cm/s。從 相關(guān)的 規(guī)定 來看， 用土作為防滲材料的土石壩根本不能 滿足 垃圾處理場(chǎng) 的防滲要求。因此，在設(shè)計(jì)垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)時(shí)，土石料筑壩 只要 滿足“穩(wěn)定”要求即可，防滲問題 可通過用 HDPE 膜等人工防滲材料解決。 本工程 決定 在土石壩上游面設(shè)防 滲層，由內(nèi)到外分別 是 壩體 土石 、 400mm 厚粘土墊層，5mm 厚 GCL， 2mm HDPE 膜， 600g/m2 土工布，同時(shí) 設(shè)置 600mm 的 碼放袋裝土 用來來 保護(hù)土工膜，填埋 場(chǎng)內(nèi) 防滲層 與 垃圾壩上 坡 面防滲層 為一體 。 垃圾 壩下游外邊坡 用 干砌石 為原料 ， 其 厚 度為 ，在各 個(gè)土 石壩最低高程以上 左右位置 鋪設(shè) HDPE 管， 從而將 場(chǎng)區(qū)內(nèi)的 滲濾液導(dǎo)入 到調(diào)節(jié)池。 HDPE 土工膜的孔口四周 與 HDPE 排滲管 需要 焊接 好以防變形導(dǎo)致滲濾液漏出 。 填埋場(chǎng)使用年限和分區(qū)確定 根據(jù) A 市人口規(guī)劃、生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)表 3填埋場(chǎng)容積預(yù)測(cè)表 33 和填埋場(chǎng)庫(kù)容的設(shè)計(jì)計(jì)算，將填埋場(chǎng)分區(qū)為三塊：一期庫(kù)容 萬 m179。，使用四年；二期庫(kù)容 萬 m179。，使用年限為四年；三期庫(kù)容為 萬 m179。，使用年限為六年，總庫(kù)容為 萬 m179。 填埋場(chǎng)土方清理 基底構(gòu)建是在分析場(chǎng)址地形的基礎(chǔ)上，結(jié)合庫(kù)底的覆土厚度以及地貌特點(diǎn)，確定庫(kù)底的主軸線，并沿著此軸線做庫(kù)底平整。所構(gòu)建的基底應(yīng)該滿足場(chǎng)區(qū)庫(kù)底橫向和豎向的要求。橫向平整 的目的是促進(jìn)場(chǎng)區(qū)滲濾液、地下水以及雨水的收集導(dǎo)排 。豎向平整是考慮場(chǎng)區(qū)的防滲所需要建設(shè)的庫(kù)底錨固溝位 置，以加強(qiáng)膜的錨固。 （ 1）場(chǎng)地 挖方規(guī)定 ：主要是將 場(chǎng)區(qū) 內(nèi)的 石頭、雜草 等全部清除，挖方 的 坡度需 按照相關(guān)要求，不能超挖。 （ 2）土建構(gòu)筑面的 規(guī)定 ： 構(gòu)筑 面應(yīng) 平坦無裂縫 ；坡面 平穩(wěn) ，過渡平緩；基底 外部 沒有積水、 豎直高度 26cm之內(nèi)沒有 石塊、 雜草 以及其他 無關(guān)物質(zhì)。 （ 3）回填 規(guī)定 ：回填 底部 不能含有 石塊、 雜草、淤泥等 不利 物質(zhì)，填埋 底部無 積水， 回填 土質(zhì)需 與 設(shè)計(jì) 規(guī)定相符 ， 回填需根據(jù) 相關(guān) 要求 分層回填并 壓實(shí) ， 使 壓實(shí)密度 90%以上。 庫(kù)區(qū)在經(jīng)過開挖和平整后，基底可能會(huì)出現(xiàn)風(fēng)化泥巖碎塊區(qū)、礫石區(qū)和泥巖石區(qū)。為了保證水平防滲系統(tǒng)安全， 采取以下處理方式： 對(duì)庫(kù)底區(qū)域采用粘土壓平。 對(duì)邊坡區(qū)域采用噴射 C15 水泥砂漿并抹平。 下面對(duì)一期工程的土方量進(jìn)行計(jì)算說明： （ 1） 開挖土量計(jì)算 開挖的是一個(gè)梯臺(tái)，下截面為 280*280m，上截面為 318*318m，高度為 7m。根據(jù)梯臺(tái)體中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 積公式可得，開挖土量為 萬 m179。 （ 2）使用土量的計(jì)算 填埋場(chǎng)填埋過程中，每日覆蓋用土為 *8%= 萬 m179。；兩個(gè)垃圾壩用土量為：下截面邊長(zhǎng)為 11+6+4*3=29m，上截面邊長(zhǎng)為 6m，高度為 4m，所以根據(jù)梯臺(tái)計(jì)算公式得 萬 m179。， *2= 萬 m179。；總共需要土方量為 萬 m179。，再加上其他地方?jīng)]有計(jì)算的用土量，由于 萬 m179。遠(yuǎn)大于 萬 m179。，所以填埋場(chǎng)所需土量完全可以自行解決。 防滲工程設(shè)計(jì) 防滲設(shè)計(jì)是衛(wèi)生填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。防滲的一個(gè)作用是阻止?jié)B濾液滲入地下水中污染水源，導(dǎo)致生態(tài)惡化和影響使用地下水的村民的健康；另一作用是阻止地下水進(jìn)入垃圾里，增加滲濾液的產(chǎn)生，從而增加了填埋場(chǎng)的運(yùn)行成本。 按照 《 城市 生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》 相關(guān)規(guī)定，需要對(duì)沒有防滲能力的填埋場(chǎng)采取防滲工程避免污染周邊。具有天然防 滲條件的衛(wèi)生填埋場(chǎng)，其天然粘土類襯里系數(shù)不應(yīng)大于 107 cm/ s，庫(kù)底和四周襯里的厚度應(yīng)該大于 2m，填埋場(chǎng)若不滿足粘土襯里或其他土襯里防滲規(guī)定，應(yīng)采用人工防滲技術(shù)。防滲效果好壞是判斷填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。 填埋場(chǎng)的防滲舉措主要包括水平防滲、垂直防滲、垂直和水平的三個(gè)類別組合，一般根據(jù)填埋場(chǎng)的位置和水質(zhì)資料選取相應(yīng)的防滲措施。由于本填埋場(chǎng)地形是平原地形，故不需要做垂直防滲系統(tǒng)。 水平防滲 水平防滲對(duì)垃圾場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)底和邊坡鋪設(shè)，讓填埋場(chǎng)成為封閉的系統(tǒng)，通過使用防滲材料阻礙滲濾液通過，水 平防滲適用于庫(kù)區(qū)底部沒有不透水層以及需要較高防滲水平的填埋場(chǎng)。 水平防滲的結(jié)構(gòu)模式，由一開始的粘土單層設(shè)計(jì)發(fā)展到透氣的柔性膜和黏土復(fù)合層。防滲的天然材料包括粘土、膨潤(rùn)土、亞粘土，人工合成材料包括高密度聚乙烯（ HDPE）、聚氯乙烯（ PVC）、超低密度聚乙烯（ VLDPE）等。如今一般衛(wèi)生填埋場(chǎng)防滲材料以 HDPE 膜為主。 HDPE 膜是一種人工合成的高分子材料，具有抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗老化、使用壽命 50 年以上等優(yōu)點(diǎn)。其防滲能力比最好的壓實(shí)粘土高 107 倍，斷面抗形變能力強(qiáng) ，在垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)填埋過程中因土壤 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的形變以內(nèi)；方便了工程施工，有利于填埋運(yùn)行。 按照現(xiàn)場(chǎng)分析情況，本設(shè)計(jì)選取三種防滲方案進(jìn)行比對(duì)。 方案 一 ：雙層 HDPE 膜復(fù)合防滲襯墊 1 ） 豎 向 結(jié) 構(gòu) 其 豎 向 結(jié) 構(gòu) 構(gòu) 造 自 上 而 下 分 別 如 圖 所 示 ： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 圖 41 雙層膜 +粘土符合墊示意圖 方案 二 ：?jiǎn)螌?HDPE＋膨潤(rùn)土復(fù)合防滲襯墊 1）豎向結(jié)構(gòu) 其豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)造自上而下分別如圖所示： 圖 42 單層膜 +膨潤(rùn)土復(fù)合墊 示意圖 方案 三 ：?jiǎn)螌?HDPE 膜＋粘土復(fù)合襯墊 1）豎向結(jié)構(gòu) 其豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)造自上而下分別入圖所示 圖 43單層膜 +粘土 復(fù)合墊 示 意圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 各方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比 如下： 1） 對(duì)方案一的評(píng)價(jià)： 該方案優(yōu)點(diǎn)是雙層膜比單層膜更加保險(xiǎn)，因此可以將滲透量控制到最少，也可以降低后面對(duì)滲濾液的處理。缺點(diǎn)是此方案造價(jià)較高，并要求較高的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管水平。 2） 對(duì)方案二的評(píng)價(jià)： 該方案優(yōu)點(diǎn)是總價(jià)最少，并且本方案還可減少單層膜的容易破裂的問題，防滲效果好，耐久性好，施工方便。 3） 對(duì)方案三的評(píng)價(jià) 該方案是三個(gè)方案中比較經(jīng)濟(jì)的一個(gè)方案。然而其弊端是填埋工作時(shí)，填埋的第一層固體中如果有很尖銳的物體以及填放過程中壓實(shí)效果不好，單層膜就有可能遭到損壞，最終導(dǎo)致填埋場(chǎng)不具 有防滲能力，造成地下水污染。因此本方案要求更高的填埋的技術(shù)，但是膜被刺穿的風(fēng)險(xiǎn)仍很大。 考慮到該填埋場(chǎng)庫(kù)容較大，是 Ⅱ 類 Ⅰ 級(jí)處理場(chǎng)規(guī)模 ，建設(shè)成本較高以及其他各方面因素，所以選擇方案二 單層膜 +膨潤(rùn)土復(fù)合 防滲襯 墊 。 按照《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)防滲系統(tǒng)工程規(guī)范》要求，單層防滲的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須與下面要求相符： 1） HDPE 膜的厚度應(yīng)至少 ； 2） HDPE 膜上需選取非人工織造的土工布當(dāng)做保護(hù)層，規(guī)格應(yīng)至少 600g/㎡； 3） GCL 的滲透系數(shù)應(yīng)小于 5 1011 m/ s，規(guī)格應(yīng)大于 5000g/㎡； 4） GCL 底下需選取一定厚度的壓實(shí)粘土作為保護(hù)層，壓實(shí)粘土滲透系數(shù)應(yīng)小于 1 107 m/ s. 根據(jù)以上規(guī)定，本設(shè)計(jì)所選的 HDPE 膜規(guī)格為 700g/㎡，厚度 2mm。 GCL 土工布厚度為 5mm，壓實(shí)土壤 2m 厚，天然夯實(shí)地基 1m； 厚的 700g/㎡的非人工制造土工布當(dāng)做保護(hù)膜，并在此之上鋪設(shè) 700mm 的砂礫排水層和 160g/㎡的編織土工布。 防滲系統(tǒng)的錨固 為提高防滲系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)土工膜鋪設(shè)結(jié)束后，每上升 10m 建造一個(gè)環(huán)狀的錨固平臺(tái)，其寬度根據(jù)坡度而定。一般錨 固溝寬 ，深度為 ,距離垃圾壩邊線 。在沒有達(dá)到該標(biāo)高前，錨固溝可以當(dāng)做臨時(shí)截洪溝。 滲濾液收集和導(dǎo)排系統(tǒng) 垃圾 在堆 放過 程中 會(huì)因 為生 物降 解和 降 水等 作用 生成 一種 高濃 度有 機(jī) 廢水，被稱作滲濾液。滲濾液成分比較復(fù)雜，包含很多毒害物質(zhì)。滲濾液中的 crCOD和 5BOD 濃度有時(shí)估計(jì)能到數(shù)千甚至幾萬，所以衛(wèi)生填埋場(chǎng)需設(shè)計(jì)相應(yīng)的滲濾液收集和導(dǎo)排系統(tǒng) ，將垃圾堆放過程生成的垃圾滲濾液先收集再進(jìn)行處置，以防止其污染地下水和垃圾場(chǎng)周邊的環(huán)境。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 滲濾液收集和導(dǎo)排系統(tǒng)包括以下幾部分：滲濾液反濾和排水層、滲濾液收集池、多孔收集管網(wǎng)、提升管、檢修孔、清洗端口、滲濾液儲(chǔ)存罐以及水泵。滲濾液收集和導(dǎo)排熊必須設(shè)計(jì)有足夠的導(dǎo)排能力，能夠在填埋場(chǎng)的長(zhǎng)期運(yùn)行中承擔(dān)各種情況下的滲濾液導(dǎo)排任務(wù)。雙層襯墊系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須建造相應(yīng)的滲濾液防滲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 滲濾液的產(chǎn)量 由于許多因素的影響，如蒸發(fā)量、降雨量、地下滲入、不同垃圾的性質(zhì)、場(chǎng)底排水設(shè)備的情況等，滲濾液的 產(chǎn)量也會(huì)不同。按照國(guó)內(nèi)衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，滲濾液主要是由雨水和垃圾自身滲瀝物組成的。 （ 1）垃圾自身滲出的水分 按照已有的填埋場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，垃圾總重的 10～ 20%是 垃圾本身滲出的滲濾液 ，本工程設(shè)計(jì)取 14%。 則該期內(nèi)平均日滲濾液產(chǎn)量 L（單位 m179。/d）為： %14?? ?AL （ 42） 其中 ?A為 該期內(nèi)平均垃圾日產(chǎn)量，單位為 t/d。 經(jīng)計(jì)算可得出下表 表 43 垃圾滲濾液產(chǎn)量 工程期數(shù) 年份 該市日均垃圾產(chǎn)量 A 該期內(nèi)平均垃圾 日 產(chǎn) 量 ?A（ t/d ） 該期內(nèi)平均日滲濾液產(chǎn)量 L（ m179。/d） 一期 2020 2020 2020 2017 二期 2018 2019 2020 2021 2022 2023 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 三期 2024 2025 2026 2027 （ 2）降水引起的滲濾液量 垃圾場(chǎng)生成的液體大部分由大氣降水組成。本設(shè)計(jì)選取如下經(jīng)驗(yàn)公式： 1000/365/)( 332211 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