垃圾填埋场防渗膜施工技术探讨

郑汉周

（潮州市市政建设工程有限公司，广东 潮州 521000）

前言

随着城市化建设的发展，生活垃圾逐年增大，为保证人民健康生活,政府部门越来越重视城市环境卫生问题，越来越多的垃圾场已经投入使用或正在建设。与此同时，HDPE防渗土工膜在垃圾卫生填埋场的防渗结构中也得到了广泛应用。

1.工程概述

潮州市生活垃圾卫生填埋场工程设计年限为28.7年，防渗膜铺设面积约28万m2，建成后日平均处理垃圾750吨，接纳该地区城市和农村的生活垃圾及普通工业垃圾，规模大，使用年限长，对环境保护要求高。

2.防渗层结构和防渗膜的选用。

防渗层主体是防渗膜，防渗膜下方设有地下水收集沟和排水管，其作用是降低地下水位高度，防止地下水顶托防渗膜，按要求将地下水位控制在防渗膜以下2m处；防渗膜上方铺设无纺土工布、石粉层、碎石排水层和HDPE排污管，其作用是收集、排放垃圾渗滤液并保护防渗膜不会受到尖锐硬物的破坏。防渗膜采用单层高密度聚乙烯 (HDPE)土工膜。HDPE土工膜是目前垃圾卫生填埋场应用最广泛的土工膜,它是由高分子聚乙烯通过吹塑或平挤制成的防渗材料，具有很强的耐久性。

HDPE土工膜主要特征是:化学稳定性高、耐老化性能好、抗植物根系强、机械强度高的防渗材料，渗透系数10-13cm/s量级，防渗效果可靠；施工铺设容易，适应山地山谷不规则地形；高拉伸强度、高断裂伸长率及抗戳穿力高、抗微生物侵蚀和抗化学腐蚀性能强、对外界环境中的温度、湿度及紫外线的影响适应性强，使用寿命可达50年左右，材料力学性能均优于膨润土卷材，适应于沉降不均匀的地质情况；接逢采用热焊机双逢连接，接逢强度高，检测设备齐全，不易产生渗漏；造价适中，单位工程造价约50元/平方米。本工程采用了高等级的HDPE膜双层防渗工艺（如图 1）。

库底双层防渗结构示意图边坡双层防渗结构示意图

图1

3.HDPE膜施工质量控制

3.1 HDPE膜原材的检验。

HDPE膜的产品质量是防渗系统工程质量的基本保证，在材料进场时进行外观尺寸检查及有关物理性能指标检验；HDPE膜的铺设完成后，全面检查HDPE膜外观情况，发现有被损坏的地方，及时进行打磨修补。

3.2 HDPE膜焊缝的焊接及检验。

HDPE膜的焊接有两种方式：双轨热熔焊接和挤压焊接。双轨热熔焊接由双轨式自动爬行热熔焊机形成的双焊缝（如图2），称为"双缝焊接"，挤压焊接由挤压式热熔焊机形成的单焊缝（如图2），称为"单缝焊接"，在不同的部位利用不同的焊接方式，HDPE膜的焊接方式以双轨式热熔（即双焊缝）焊接为主。因地形限制无法采用双轨热熔焊接时，采用挤压式热熔焊接。将铺设好的HDPE膜焊接成一个整体，周边锚入锚固沟，形成HDPE膜防渗层。

图2 双轨热熔焊接和单轨挤出焊接搭接长度

焊缝质量对于防渗系统的性能非常关键。在施工前每台焊机必须做试验性焊接，以确定焊接机采用的温度与速度。所有焊缝都必须进。

行气密性检测，热熔焊接接缝采用气压检测，挤压式焊接接缝可以采用真空检测或电火花测试。同时HDPE膜焊缝强度应按规范要求现场

取样进行破坏性检测，以保证每条焊缝密封无渗漏。

3.3 竣工验收前的HDPE膜防渗检测

防渗工程竣工验收前，应进行功能性的渗漏检测，检测出渗漏点必须再修补及检测，确保整个填埋库区无渗漏点，才能投入使用。目前成功的渗漏检测方法极少，本工程采用电极法，较好的检测出渗漏点，经检测发现：平均HDPE膜每万平方米约有3处出现破洞。主要原因是在碎石层摊铺过程中，由于施工机械碾压，碎石的尖锐角刺破HDPE膜。

4.HDPE膜防渗工程中几个问题的探讨

4.1 地下水收集导排系统设置方式。

在我国南方地区，雨水丰富，特别对于山谷型填埋场，地下水水位较高，应设计地下水收集导排系统。地下水收集导排系统可采用地下盲沟、碎石导流层及土工复合排水网导流层等几种形式。笔者认为地下盲沟形式较为经济合理能有效的降低地下水水位，提高场底压实密度，以避免场底基础层长期受水浸泡，造成场底及边坡产生失稳破坏。本工程原设计采用中粗砂导流层形式，在施工过程中经过几种方案的比较论证，最终采用地下盲沟形式；在整个填埋库区设置树根状主次盲沟，特别对于地下水丰富有泉眼的地方，针对性的设置盲沟导排地下水效果非常明显。

4.2 HDPE膜热胀冷缩的问题。

HDPE膜热胀冷缩变形较大，因此在施工中应留出材料的热胀冷缩变形伸缩量。HDPE膜当天铺设当天完成，尽量减少皱褶及拖移，同时不宜拉得过紧，否则会因局部变形而产生的应力过大，造成HDPE膜破坏。

3.3 在渗滤液碎石导排层施工过程中对HDPE膜的保护问题。

渗滤液导排层一般选用卵石或碎石等材料，厚度不应小于30cm，由于垃圾填埋区面积大，碎石摊铺的工程量非常大，如何解决在HDPE膜上碎石运输、摊铺过程中而防止产生破坏HDPE膜的问题非常关键。在本工程中经过多次现场试验，采用分区施工的作业方式，以每铺设4片膜作为一个作业单元，在HDPE膜上铺设5mm厚钢板作为材料运输通道，按一定间距铺设1.5米厚度以上的碎石便道，然后在便道上使用挖掘机由里到外摊铺碎石。通过防渗漏检测，这种施工措施对HDPE膜保护效果较好，极少损坏HDPE膜。

4.4 渗滤液的导排问题。

渗滤液积累在HDPE膜上，会加快渗滤液的渗漏，应及时导排。本工程中将土工复合排水网调整到渗滤液导排层碎石下面较为合理，这样能加速渗滤液的导排，降低渗滤液渗透压力；同时在碎石摊铺及以后的营运过程中土工复合排水网可以更好的保护HDPE膜；在碎石层上增加一层无纺土工部进行反滤，这样可以使渗滤液收集系统具有长期的导排性能。

结束语

目前该填埋场已投入运营一年多来，地下水清澈透明，现场地下水取样试验，COD，BOD值均符合国家地下水标准，说明HDPE膜防渗性能、施工质量良好，没有产生渗漏，对周边的地下水未产生任何污染；HDPE膜阻隔了渗滤液污染地下资源，保护了生态环境，产生了显著的社会效益；也为HDPE膜在本地区的推广使用提供了宝贵意见。

[1]SL/T235-1999.土工合成材料测试规程[S].

[2]GB/T17643-1998.土工合成材料-聚乙烯土工膜[S].

[3]CJJ17-2004.城市生活固体废物填埋技术规范[S].

[4]SL/T231-98.聚乙烯土工膜防渗工程技术规范[S].

[5]GB50290-98.土工合成材料应用技术规范[S].