《生活垃圾卫生填埋技术规范》国标编制研究——以防渗系统为例

曹丽 谢文刚 彭贵芬

（1深圳市中兰环保科技有限公司 广东深圳 518067 2中国市政工程中南设计研究总院 湖北武汉 430010）

2004年我国建设部颁布的《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）（简称《原规范》），对我国的垃圾处理及填埋中起到了很大的作用。为了能够更好地对生活垃圾进行处理，将其运营进行标准化，让其更加符合建设部颁布的原规定的要求，并且和我国已颁布和正在编制的相关填埋技术相符合，根据我国住房和城乡建设部《关于印发<2008年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）>的通知》（建标[2008]102号文）的要求，要求编辑人员在对新技术进行发表之前必须要经过具体而广泛的调查，认真的总结经验，同时要借鉴发达国家的一些先进的技术，还需要听取广大群主的一些意见和要求，从而编辑出了国家标准生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB50869-2013）（简称《新国标》）。此次编辑工作有华中科技大学主持，并由深圳市中兰环保科技有限公司作为主要参编单位参与编制。

2013年8月8日住房城乡建设部发布关于发布《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》的公告。公告称，现批准《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》为国家标准，编号为GB50869-2013，自2014年3月1日起实施。其中，第3.0.3、4.0.2、8.1.1、10.1.1、11.1.1、11.6.1、11.6.3、11.6.4、15.0.5条为强制性条文，必须严格执行。原行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2004同时废止。

1 防渗系统条文编制

防渗系统就是要将垃圾进行隔离，同时防止垃圾里面的液体进入到地下水中，也防止地表的水渗透进垃圾填埋场里面，防渗系统是垃圾填埋场建设的最关键的一个环节。《原规范》6.0.1条以强制性条文规定”垃圾填埋场必须要进行防渗设置，以免造成地下水和地表水源的污染。并且也要防止地下水进入到垃圾填埋场内。所以从这些方便来看，建立一套完善的垃圾填埋场防渗透系统是非常有必要的。在我国的垃圾填埋场防渗透系统的建设中主要经历了3个不同的阶段[1]。（1）自然防渗，（2）垂直防渗，（3）水平防渗。

1.1 防渗方式选择

1.1.1 国外防渗方式要求

各国在生活垃圾处理中对防渗的要求都不一样，但是在技术上都是运用高分子材料做成土工膜为主，并以一些其他的防渗材料相结合。在垃圾填埋处理技术上，防渗系统都是各国需要重点考虑的一个问题，土工膜与复合土、钠基膨润土防水毯等一起作为复合防渗层使用。各国垃圾填埋场防渗方式如表3-1[2~4]。

表3 -1 各国垃圾填埋场防渗构造方式

（1）美国

在美国的垃圾填埋场的防渗透系统建设中所采用的是复合衬层的防渗系统，防渗系统在保持衬层上的渗沥水头不能够超过30cm。复合衬层是有合成人工膜衬层和压实粘土衬层两个部分组成的，人工膜厚度一定要大于0.75mm，用HDPE膜做的人工膜其厚度肯定大于1.5mm。粘土衬层的厚度一定要大于60mm，渗透系数一定要比1.0×10-7cm/s[5,6]要小。

在美国，虽然各个州所用的标准不一样，但是都是需要遵循《城市固体废物填埋场标准》的。在美国的密歇根州的垃圾填埋场的防渗系统就是采用下面几个部分构成：一个是大于三米的厚的非人工粘土、在第二层采用的是0.9m厚的压实粘土、第二层为人工膜衬层、主要渗透液体的收集层、以及0.6后的一层保护层。在防渗系统中，人工膜衬层的厚度不能够小于1.5mm，但是压实粘土的防渗系数值要保持在1.0×10-7cm/s[7,8]以内。

（2）德国

德国也制定了相关的垃圾防渗系统管理条例。在德国的垃圾法第三管理条例中将城市垃圾处理方案分为两个部分进行，第一个部分就是建立城市垃圾填埋场，规定垃圾填埋场的防渗系统必须要由人工膜衬土层和复合防渗透系统两个中方式相结合。在采取HDPE膜作为人工衬层的时候，其厚度一定要大于或者等于2.5mm；防渗系统的粘土层厚度一定要大于0.75m，并且其防渗系数需要符合K≤1.0×10-8cm/s[9,10]。

（3）日本

日本的城市垃圾填埋方案必须要符合《一般废弃物最终处置场与产业废弃物最终处置场技术标准》，他们对城市垃圾填埋防渗透要求主要是一下几个方面：第一，填埋厚度必须要大于50cm以上，并且粘土的防渗透系数必须要小于1×10-6cm/s；第二，厚度超过5cm以上，并且防渗透系数不超过1×10-7cm/s的沥青和混凝土进行填埋；第三，需要用其他材料设置一道双面防水衬层。

在亚洲国家中，如本的城市垃圾填埋工作中，防渗透技术是做得最好的。日本的垃圾填埋场在首都东京，他们的防渗透系统采用两层HDPE土工膜、一层厚度为50cm的复合土层、一层GCL、总共一起可以算作是四道保护。如果再HDPE层收到损坏，那么GCL层中的沥青就会立刻的产生膨胀效果，这样就能够防止渗透。并且在GCL下面还设置了一道HDPE和复合土，这样的设置就非常保险了。日本的填埋场的防渗透技术高，性能很不错，这样让周边的居民感觉到很安全。

通过上面的分析，我们可以看出，在西方国家中的填埋技术主要是用土工膜和添加有膨润土的复合土层两个部分构成的双层复合防渗透层。土工膜层是由高分子组成，其防渗效果好，并且抗老化、强度大，但是容易被刺穿。如果加上复合土层就能够很好的补充了它这个弱点，因为复合土层的防渗系数比较小，而且不容易被刺穿，假如土工膜层不小心被损害之后，复合膜层就能够很好的保护渗沥液不被渗漏。

1.1.2 不同防渗方式比较选择

我国的生活垃圾处理规定《原规范》是这样规定的：天然粘土和人工粘土的防渗透系数必须要大于1×10-7cm/s，而且填埋场的四壁厚度必须大于2m；通过复合系统构成人工合衬层的防渗系统，如果是在地下水比较少的地区就可以采用单层的衬层防渗系统，但是在一些地形比较复杂,对环境要求非常高的地区，如在库底就应该采用双层的衬层防渗系统。

垃圾填埋场的防渗透方式的选择一定要考虑到其渗漏的比例，而且必须要考虑到系统的抗老化性。在防渗系统中，产生的渗漏问题是因为防渗膜破损而造成的。在现在的技术条件和其他不确定因素的影响下，绝对不渗透的垃圾填埋场是难以保证的。但是我们可以通过分析渗透率，再加上一些先进的技术为基础，同时满足最严格的防渗系统的要求要计算出渗漏率，用这种方式进行比较最终选出的防渗系统防渗就应该是最合适的。

渗沥液通过土工膜穿过复合土衬层。渗沥液从不破裂、无法刺穿、完美的土工膜被透过的主要原因是通过分子扩散的原理进行渗透的，但是分子扩散又是在梯度比较集中的地方进行的，这符合Fick第一定律；在复合土衬垫中，渗沥液通过破损孔和缝隙处流过，在土层里面进行渗透。但是通过经验得知，渗沥液在穿过土工膜的时候其扩散速度比在复合土衬层中要低[13]。

在我国垃圾填埋场的防渗透方式一般是：单层衬里、复合衬里双层衬里。现在我们就来对比一下以下几种的渗漏率。（1）压实粘土衬垫；（2）土工膜衬垫，下面是高透水性土层；（3）土工膜衬垫，下面是低透水性土层；（4）土工膜衬垫，下面是钠基膨润土防水层。

我们先设置一个前提条件，在进行垃圾填埋的建设中，控制好膜上的渗沥液能够有效的减少渗沥液的渗漏，这样就能够很好的保证防渗系统的安全性。在美国，对防渗系统的要求是规定防渗层最大的渗沥液水头不能够大于0.3m，现在我们将把这条规范写入到新的规范中，并增加一项条文，必须要保证垃圾填埋场的渗沥液进行顺利的导排，以便于将上层的渗沥液水头控制在0.3m以下。由于篇幅的限制，我们现在不能够对水头的计算进行说明。在接下来的篇幅中，渗漏率的比较最大的水头都是用0.3m。

（1）压实粘土衬垫

在对粘土衬垫的渗漏率进行计算的时候，我们可以选择用达西定律来进行计算，达西定律是一种流体通过多孔介质进行换算的一个方程式，表达形式为：Q=ksiA（3-1）式中Q——通过衬垫的渗漏量cm3/s；ks——土体的渗透系数，cm/s；i——水力梯度；A——流体穿过的面积，cm2；水力梯度为：i=（h+D）/D（3-2）式中I——水力梯度；H——衬垫上方水头；D——压实粘土衬垫厚度；通过对不同的压实粘土衬垫的渗漏率进行计算，发现不同的渗透系数是导致渗透率变化的原因。当水头值是0.3m的时候，按照我国垃圾填埋的《原规范》，在采用渗漏系数最低限度的时候，渗漏率为9.94×10-5m/d，而压实粘土衬至少需要2m厚。

计算渗沥液透过压实的粘土层所需要的时间我们可以用以下方程进行计算：T=D/ksi=D2/ks（h+D）（3-3）若D=2m，则T=20120天=55年，由此得出，在控制好水头的情况下，将粘土的渗透性和厚度都控制在理想的范围内，那么渗沥液透过防渗透系统的时间至少要55年，这是一个比较合理的时间。但是由于这需要对土质的要求和厚度都保证较高的标准，所以将《新标准》和《原规范》进行结合，发现需要采用的天然粘土和通过改良的粘土其渗透系数必须小于1×10-7cm/s，而且垃圾填埋场的厚度应该大于等于2m。新规范将会采纳这一观点，但是这种防渗透的方式不是最好的防渗方式。

（2）土工膜衬垫，下方为高透水性土层

如果在土工膜衬垫中有许多小圆孔，一定要保证它们之间是分开的，不能相互连通。土工膜下方土体的透水性相当高，对土工膜上小孔的渗漏没有阻力。则可以用伯努利方程估算穿过土工膜上孔的渗漏率。伯努利方程：（3-4）式中Q——土工膜的渗透量，cm3/s；Cb——渗流系数，对圆孔大约值为0.6；a——土工膜中一个圆孔的面积，cm2；g——重力加速度，981cm/s2；h——衬垫上水头，crn。表3-2为水头为0.3m时，土工膜衬垫不同孔数，孔不同大小的情况下的土工膜渗漏率计算。

表3 -2 水头为0.3m 的土工膜渗漏率计算

在垃圾填埋场的施工过程中，每四千平米出现一个1cm2的小孔，这就是属于好的工程了，这种情况用3.7×10-3m3/（m2d）计算其渗漏时间，土工膜取2mm，可以看出渗漏的时间不在控制范围内，如果出现了这种情况，在土工膜出现损坏时，渗沥液的渗漏量就会过大，其后果就会非常的严重，所以坚决不能够使用这种防渗方式，在施工的时候坚决不能将高渗透性的土和其他一些渗透性比较高的土作为防渗材料。

（3）土工膜衬垫，下方为低透水性土层

复合衬层是通过将土工膜和压实性的粘土混合而成的一层衬垫，这种复合衬垫渗漏水的原因是由于土工膜的损坏而出现的，复合衬垫的质量可以通过衬垫渗漏率计算出来，而且它是渗漏的关键因素，因为它直接决定了渗漏的严重性。

Giroud和Bonaparte提出了下面两个经验公式来计算穿过复合衬垫中土工膜上一个圆孔的渗漏量：接合较好的情况：Q=0.21a0.1h0.9ks0.74（3-5） 接合较差的情况；Q=1.15a0.1h0.9ks0.74（3-6）式中Q——土工膜上有一小圆孔的渗漏率，m3/s；a——土工膜上小圆孔的面积，m2；h——土工膜上水头，m；ks——复合衬垫中低透水土层的渗透系数，m/s。

表3-3为在不同情况下的渗漏率，在结合比较好的情况下，渗漏率就是下面计算值的五分之一。如果复合衬垫每4047m2的土工膜出现一个cm2的小孔，它下层土系数就应该是1×10-7cm/s，而水头就是3cm。土工膜和土层之间的结合状况也会产生一定的影响，如果结合的质量差，那么渗漏率就会是0.9×10-6m3/（m2·d），如接合较好，那么渗漏率则是1.8×10-7m3/（m2·d）。

表3 -3 水头为0.3m 的复合衬垫渗漏率计算

以下层土的渗透系数1×10-7cm/s，每4000m2有30个1cm2的小孔的最不利情况来计算渗沥液透过0.5m厚的下层土的时间：T=D/ksi=0.5×106/26.96=18546天=51a，这表明渗沥液透过的时间是51年，这是一个比较合理的时间，控制在这个时间范围内是比较安全的，在西方发到国家，他们的复合土层的厚度一般为50cm-100cm。通过我们的研究，取50cm厚的土工膜压实粘土就能够符合要求了。

（4）土工膜衬垫，下方为钠基膨润土防水层

此种防渗方式也可采用下面两个经验公式来计算穿过复合衬垫中土工膜上一个圆孔的渗漏量：

根据行业标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》和国家产品标准《钠基膨润土防水毯》，渗透系数不得大于5×10-11m/s；如果用这个值计算出来的结果不理想的话，土工膜上的小孔的渗漏率，但是，如果是结合比较好的情况下，渗漏率应该接近以下计算结构的五分之一。如果在复合衬垫中，土工膜每四千平方米中就有一个1cm2的小孔，水头是30cm，并且土工膜和土之间的结合状况比较差，那么就应该通过0.9×10-6m3/（m2·d）来计算它的渗漏率，但是如果结合状况比较好的话就应该1.8×10-7m3/（m2·d）来计算它的渗漏率。

目前对钠基膨润土的防水性能各方面的指标都没有一个比较权威的测量标准，所以在本文的分析中，我们只是对钠基膨润土进行了大概的计算。根据《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》和《钠基膨润土防水毯》中的规定，我们我们可以知道在单位面积中的膨润土其质量必须要大于等于4500g/m2，膨润土的膨胀体积必须要大于等于24mL/2g；由此我们可以得出，当膨润土遇到渗沥液渗漏的时候，就应该会产生54000mL/m2的体积，就是说厚度大概应该是0.054m，那么我们就可以用每4000m2有30个1cm2的小孔的不利情况来对渗沥液透过的时间进行计算：

T=D/ksi=0.054×107/29.4=18367天=50a

如果渗沥液的渗透时间控制在五十年以上，那么这是一个比较合理的时间范围，所以，在垃圾填埋场的设计中可以采用这种方式，并且钠基膨润土防水毯具有它自己独有的特点，并且在最近几年中，它在防渗水系统中运用得比较广泛，而且被建议代替衬垫中的压实粘土层。压实粘土衬垫与膨润土防水毯的区别如表3-5[13]：

表3 -5 压实粘土衬垫与膨润土防水毯的区别

下面我们把压实粘土衬垫和膨润土进行一下比较分析，并总结一下它们各自的优点：压实粘土的优势就在于：第一，取材方便，如果在选址的附近有很多的粘土资源，那么我们选择这种方式就比较合理；第二，由于压实粘土衬垫的厚度比较大，所以一般情况下不会被刺穿；第三，由于压实粘土层比较厚，而且是采用复合的施工方式，所以当出现一些小的缺陷时，对整个工程影响不大；第四，使用时间比较长，并且对这种方式的经验比较多。膨润土防水毯所具有的优势：（1）由于它的厚度比较薄，所以可以节约空间；（2）操作简单，方便施工；（3）其施工的方式可以多样性，不需要考虑土源问题，可以从工厂直接运往指定的地点；（4）其质量比较轻巧，可以减少垃圾的沉降。

通过上面的分析我们可以对防渗系统中的复合衬层系统所使用的压实粘土和钠基膨润土防水毯做一个对比分析：当通过对垃圾填埋场的场址进行勘查后发现，当地有大量的符合低渗透系数要求的粘土，那么在进行工程建设的时候，就可以选择使用粘土作为防渗材料，如果不是这种情况，那么就应该选择钠基膨润土防水毯作为防渗材料就是最合适的。

现在的主流防渗技术是采用土工膜+钠基膨润土防水毯相结合的复合式防渗技术，但是在使用这种技术的时候我们还需要考虑到以下几个方面的问题：

（1）施工时由于铺设卵石导流层、填埋堆体沉降、对防渗材料的搭接问题、防渗层被地下水破坏之后还有可能破坏HDPE膜，并对GCL同时也造成影响，如果下面的土层渗透系数比较大，就会产生比较严重的后果。

（2）地下水导排层不能够直接跟GCL进行接触，因为GCL的工作原理是当GCL遇到透过土工膜的渗沥液时迅速的发生膨胀，来方式渗透。如果GCL接触到地下会之后，就会导致GCL产生膨胀，就不能够达到防渗效果，使得整个防渗系统遭到破坏。

由于防止这些情况的发生，所以在新推出的规范中，对防渗透层的下面再加了一层粘土进行加强防护，并且要求渗透系数必须要在1×10-7m/s以下，同时其厚度必须在30cm以上。

不管用任何方式，最重要的是保证垃圾填埋场的防渗透系统的安全性。

在《原规范》中，对一些特殊的地质条件和环境下要求采用双层防渗水系统，如库区底部等。本次修订决定采纳，限于篇幅，本文不对双层防渗系统展开讨论。

1.2 防渗材料

在防渗透系统建筑过程中，其材料的选择也是保证质量的一个重要因素，一定要根据以下几个要求对材料进行选择：（1）所选择的材料必须是最低在最低渗透系数以内；（2）强度要大，并具有延伸性；（3）施工方便；（4）抗腐蚀性和耐久性良好；（5）不受气候影响；（6）经济实惠成本低。

1.2.1 土工膜选择

土工膜是一种聚合物材料，它是由多种聚合物和一些其他材料进行混合而成的，在防渗透建设中，一般所用到的人工合成材料主要有以下几种：

（1）热塑塑料，如聚氯乙烯（PVC）

（2）晶状热塑材料，如高密聚乙烯（HDPE）

（3）热塑合成橡胶。如氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯CCSPE）

表3-6为常用人工合成防渗膜优缺点比较：这几种防渗膜的具体性能对比见表3-7：

表3 -6 常用人工合成防渗膜优缺点比较

表3 -7 人工合成防渗膜性能比较

进行水穿透土工膜的测试，不同土工膜的测试结果见表3-8。

表3 -8 不同土工膜的渗漏率比较

从表中我们可以看出，HDPE的土工膜在防渗水性能上要比其他的土工膜更加具有优势。

在1982年的时候，在美国就已经停止了用单纯的粘土作为垃圾填埋场的防渗透系统的材料，如今，美国的防渗透材料都是选用HDPE膜。我国在上世纪九十年代初期也开始使用HDPT膜作为防渗透材料。在国内，许多新建成的垃圾填埋场的防渗系统中，基本上都是使用的HDPE土工膜。并且在以后新建的或者是正在筹建的城市垃圾填埋场的防渗系统必须都要使用HDPE膜作为材料。所以，HDPE土工膜在城市生活垃圾的填埋场工程建设中具有广泛的使用前景。

1.2.2 HDPE土工膜参数设计

在选择防渗系统材料的时候，HDPE膜一定要复合国家的相关规定，对于HDPE膜还说主要是控制好它的强度和厚度就可以，现在我们来对它这两个参数进行一些分析。

（1）HDPE土工膜厚度设计

HDPE膜的厚度有多种尺寸，确定用那种厚度尺寸就必须要通过对土工膜的耐久性和受力状况以及抗机损能力进行判断。

在对HDPE土工膜进行水平和坡面铺设时，其厚度设计采用薄膜理论公式[14]：

式中：T为单宽土工膜所受拉力，kN/m；

p为膜承受的垂直压力，kPa；

b为预计膜下支持层可能产生的裂缝宽度，m；

ε 为膜的拉应变，%。

对于HDPE膜来说，不同的厚度同样也就承受不一样的拉力，通过对拉力的计算我们可以很好的选择它的厚度，根据规定，在建设土工膜时所选择的HDPE膜厚度必须在1.5mm以上。

（2）HDPE土工膜强度设计

HDPE土工膜的强度设计需要满足下式：

式中：Tf为土工膜的极限抗拉强度，kN/m；

T为土工膜实际所受拉力，kN/m

Fs为安全系数，在填埋场设计中建议Fs≥10。

1.2.3 钠基膨润土防水毯（GCL）材料选择及参数设计

早在1986年的美国垃圾填埋防渗透系统中就应用了膨润土防水毯（GCL），得到了有效的控制，在我国现代的垃圾填埋场的施工建设中，也已经广泛的使用这种材料进行防渗透保护。

钠基膨润土是膨润土防水毯（GCL）防渗透的核心部分，是一种膨润土。它的矿物学名称叫蒙脱石是一种天然的纳米材料，它是通过亿万年前的火山喷发在高温高压的情况下在经过实践的演变而形成的一种矿物质。通过化学成分可以将天然的膨润土划分为钠基和钙基两个类别。天然钠基膨润土是埋在地下100多米一下的地方，所以在开采的时候就比较困难，成本也比较大。但是天然钙基膨润土就是一种露天矿石，开采的时候比较方便，所以成本也相应比较低[14]。

天然钠基膨润土在膨胀的时候，能够产生比自身大15倍左右的体积，同时可以吸收比自身要重6倍的水，所以，这种材料能够具有排斥水的性能，用这种材料建成的防渗系统能够在遇到水的时候形成密实不透水的凝胶，将垃圾填埋场的防渗透系统形成一个整体，从而能够防止渗沥液渗透。

人工制造的钠基膨润土是通过技术手段将钙基膨润土中加入碱进行混合而成的一种合成材料，它的密实性和耐久性不及天然的，当遇到水的时候，膨胀体积比原来体积大很多倍，但是它的使用寿命不够长，容易流失，所以用它做防渗材料容易导致漏水现象，从而影响到整个防渗透系统的安全性。

天然钠基膨润土是通过漫长的地质条件下形成的，物体性和化学性质都比较稳定，蒙脱石具有膨胀性和凝胶性性能的关键是应该里面含有一种水化钠离子的物质，但是通过人工将钠化膨润土中添加纯碱进行配置的方法来替换，这种方式所制造出来的钠基膨润土蒙脱石的钠离子不能够进入物质里面，只能够停留在表面上，同时被置换出来存在于膨润土中形成的碳酸钙也是具有活性，在某些情况下，这种电荷量比较大的钙离子就能够进入蒙脱石里面，将钠离子挤出来，使得钠化失去了效果。那么它的膨胀和胶体的性能就会大大的降低。

正是由于天然钠基膨润土和人工钠基膨润土的这些差异，所以在国外的垃圾填埋场的防渗透系统中只采用天然的钠基膨润土进行生产GCL和一些防水产品，而人工的钠基膨润土一般只作为一些辅助材料进行配合，不能够直接的用在防渗系统上。

而在价格上人工钠基膨润土就非常具有优势，是天然钠基膨润土价格的1/5～1/4，所以在国内的一些垃圾填埋场的防渗透系统的施工建设中，为了能够尽量的减少成本，导致人工钠基膨润土大量的使用，这种情况下就不能够保证防渗透系统的持久安全性了。有的可能防渗能力可能有一到两年，有的建成之后可能几个月的时间就失效了，给垃圾填埋场的防渗系统工程造成了大量的安全隐患。

由于人工钠基膨润土的性能不稳定，所以在一般情况下不能够用来制作防水毯材料。《地下工程防水技术规范》GB50108-2008中已经进行了明文的规定，垃圾填埋场的防渗系统中在选择钠基膨润土做原材料时，只能够选择天然钠基膨润土进行施工。有关天然钠基膨润土的一些关于防渗性的参数我们在下文中再进行一些相关的分析。

1.2.4 钠基膨润土参数设计

在垃圾填埋场的防渗系统中所选用的钠基膨润土的防渗一定要符合相关规定的要求，在对钠基膨润土进行选择的时候，其中有两个要求是必须要进行控制的：一个就是膨胀指数和一个就是吸蓝量。膨润土防渗透系数主要是受到膨胀指数的影响，而膨润土的纯度则收到吸蓝量的控制。接下来，我们就对这两个参数进行分析。

（1）膨胀指数

在对钠基膨润土进行选择的时候，一定要注意其膨胀指数不能够大于等于24ml/2g，但是要保证≥15ml/2g。在我国使用的天然钠基膨润土的膨胀指数一般为15～20ml/2g，这个指数是在合理的范围之内，美国在垃圾填埋场的防渗系统建设中规定了钠基膨润土的膨胀指数必须要大于等于15ml/2g。在我国的垃圾填埋场的防渗系统建设中规定了钠基膨润土其膨胀指数必须在24ml/2g以上，但是由于普通的天然钠基膨润土是不能够到达这个要求的，就必须要通过一些手段进行加工，一般情况下是加一些膨胀剂，但是对于天然的钠基膨润土来说，如果添加了膨胀剂就会影响到它的耐用性能；但是通过人工制造的钠化膨润土通过加碱处理后很容易的就能够达到这个要求，但是通过添加了碱的人工钠化膨润土其防渗透系数就不能够达到垃圾填埋场的防渗透要求。所以，我们建议选择防渗透系数在15ml/2g的天然钠基膨润土，这样就非常有利于天然钠基膨润土的推广和使用。

（2）吸蓝量

建议使用吸蓝量建议≥35g/100g的钠基膨润土，但是不能够使用吸蓝量≥30g/100g钠基膨润土。钠基膨润土对防渗起作用的主要是其中的蒙脱石，蒙脱石的含量直接代表着钠基膨润土的纯度。

蒙脱石含量的计算方式是通过测定膨润土吸收亚甲基蓝来进行判定的，蒙脱石含量计算公式为：

其中M——蒙脱石含量

B——蒙脱石吸收亚甲基蓝量

K——换算系数，大致为0.44～0.48。

如取B=35g/100g，K取0.46，则蒙脱石含量计算为75%；

如取B=30g/100g，K取0.46，则蒙脱石含量计算为65%。

蒙脱石含量≥75%能满足防渗要求，65%则安全系数稍低。因此，钠基膨润土的吸蓝量建议≥35g/100g，不宜≥30g/100g。

2 结论与建议

2.1 结论

以上内容我们对新国标中的防渗系统的一些问题进行了研究，考虑到在修订《原规范》的时候一定要与国际接轨，从而提高我国垃圾填埋场的防渗系统的安全性。但是考虑到我国是个幅员辽阔的国家，各地区的气候条件和经济发展水平不同，修改的标准也应该有针对性。推荐使用的渗透系统应该是人工防渗的符合衬层防渗系统。复合衬层的防渗系统的构建是通过使用钠基膨润土防水毯（GCL）+压实粘土进行防渗透的保护，同时也可以使用压实的粘土作为单独的保护层。通过研究表明，防渗系统的最新技术要点主要是一下几个方面：1）在建设垃圾填埋场的防渗系统时，可以采用天然的防渗系统模式和人工的放生系统两种不同的形式；2）天然的防渗系统是通过粘土和改良的粘土进行压实处理后作为防渗材料，它的防渗系数一定要小于1.0×10-7cm/s，并且垃圾场底部和四周的厚度不能够小于2m；3）人工防渗系统就需要采用复合的上渗透方式，复合防渗系统的结构由HDPE膜和膜下防渗进行保护；4）用高密度聚乙烯(HDPE)土工膜作为防渗衬里时，膜的厚度一定要大于1.5mm，同时还应该按照国家所规定的垃圾填埋场材料性能要求进行选择；5）对膜下保护层进行处理的时候一定要按照以下几种方法进行操作：（1）在建设膜下渗透层的时候，建议所用天然的钠基膨润土防水毯（GCL）+压实粘土相结合的方式进行保护。其中选择的渗透系数小于5×10-11m/s的GCL，同时需要规格必须在4800g/m2以上；在选择GCL时，要确定其采用的钠基膨润土膨胀系数应该在15mL/2g以上，并且吸蓝量应该在35g/100g以上。GCL下的压实粘土进行防渗透保护，其防渗系数应该小于1×10-5cm/s，其厚度也应该大于等于300mm；（2）膜下的防护保护层应该使用压实的粘土作为防渗材料作为单独的防渗透保护。其压实粘土的防渗系统需要小于等于1×10-7cm/s，其厚度也需要大于等于500mm。6）在一些比较特殊的地区，或者是对环境要求比较高的区域里面，需要采取双层衬里防渗系统进行防渗透保护。

2.2 建议

（1）通过分析和研究，发现在我国的有关生活垃圾填埋处理的相关法规存在着一些缺陷和重复，有的地方甚至相互矛盾，所以在本规范的以后的编辑中一定要同相关部门进行协商交流，以便于更好地将本标准编辑完成，并保证它的先进性和权威性。

（2）新标准是我们通过了研究大量的资料，并针对国内的垃圾填埋现状和借鉴了一些国外的建设标准开始编辑的，在整个新标准的编辑过程中，一定会将新的垃圾填埋场的建设同相关的管理部门进行更多的交流和沟通，以便于获取到更多的最新资料，使得本规范能够更加的具有实践意义和更加规范的指导效果。

[1]刘景岳,刘晶昊,徐文龙.我国垃圾卫生填埋技术的发展历程与展望[J].环境卫生工程,2007,15(4):58-61.

[2]Council Directive 1999/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste.1999.

[3]许四法,张文华,冯伟彪.国外垃圾填埋场防渗构造介绍[J].施工技术,2005,34(11):56-57.

[4]杨良斌,李丽,刘玉强.各国生活垃圾填埋场防渗结构标准研究[J].环境工程,2007,25(4):62-69.

[5]USEPA.40CFR258.Municipal Solid Waste Landfill Criteria.1991.[6]乔辉,黄俊,周申范.美国的城市固体废弃物填埋标准[J].环境卫生工程,1999,7(4):133-137.

[7]DEQ.Solid Waste Landfill Guidance Document.1993.[8]MDEQ.Michigan Regulationsfor MSWLandfills.1993.

[9]李锐.联邦德国生活垃圾填埋场与生物垃圾堆肥技术标准综述[J].国外环境科学技术,1997,2(87):1-5.

[10]Ordinance on Landfills and Long-Term Storage Facilities and Amending the Ordinance on Environmentally Compatible Storage of Waste from Human Settlements and on Biological Waste-Treatment Facilities.2002.

[11]Ministerial Ordinance Determining Engineering Standards Pertainingto Final Disposal Site for Municipal Solid Wastes and Final Disposal Sitefor Industrial Wastes.1979.

[12]许四法,杨杨.防渗材料在日本垃圾填埋场的应用[J].环境工程,2006,24(6):68-70.

[13]钱学德,郭志平,施建勇等.现代卫生填埋场德设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版中心,2003.

[14]肖诚,熊向阳,夏军.生活垃圾卫生填埋场防渗结构设计影响因素分析[J].环境卫生工程,2007,15(5):29-32.