山谷型非标准填埋场防渗改造设计

俞 楷，吴邦业

（1.浙江省城乡规划设计研究院，浙江 杭州 310007；2.松阳县城市建设发展有限公司，浙江 松阳 323400）

浙江省松阳县垃圾填埋场建成于2001年，其地形为K字型山谷，在谷口已建垃圾坝1座。该填埋场未做任何水平及垂直防渗，垃圾渗沥液渗漏严重，对周边及地下水体造成较大污染。该填埋场从2001年起已填垃圾量达7.4万m3。由于该县无场地临时存放所有已填埋垃圾，且考虑经过近10 a的消化及降解，渗沥液已所剩不多，因此业主要求对已填埋垃圾只作局部挖起，并在已填埋区内消化。

1 设计任务及解决方案

填埋场总体布置如图1所示。

图1 填埋场总体布置

本次设计的主要任务是选择安全且经济合理的方式将已填埋区与新建填埋区进行隔离，新建填埋区需按标准填埋场建设，已填埋区尽快封场并进行防渗改造。

1.1 新老填埋区隔离方式选择

方案1：选用填埋场常规使用的黏土芯墙土石坝。该坝顶宽6 m，上下游坡度均为1∶1.5，坝高约22 m，坝长约90 m。坝中心为黏土芯墙，两侧采用碎石压实。该坝经测算黏土使用量为2.06万m3，碎石5.66万m3。该方案优点是坝体的稳定性和抗渗性好，能就地取材，建成后填埋场运行管理容易。缺点是坝体断面大，占用填埋库容达7.72万m3，使该填埋场经济价值大为下降，该方案需要将已经填埋垃圾挖起约13 000 m3。该坝体的估算造价为234万元。

方案2：选用浆砌块石坝。如选用填埋场经常使用的作用于支挡垃圾的浆砌块石重力坝则断面较大，造价较高。该处浆砌块石坝主要作用为隔离，考虑仅能承受不大于5 m填土的侧向力，通过填埋场填埋作业管理来保证坝体稳定。该坝顶宽5 m，上下游坡度均为1∶0.1，坝高约22 m，坝长90 m，经测算坝体体积为1.43万m3。其做法见图2。该方案优点是坝体断面小，占用的填埋库容约1.43万m3，填埋场经济价值较方案1好，能就地取材。该方案需将已填埋垃圾挖起约9 000 m3。缺点是要求坝体两侧垃圾对称填埋，坝体两侧的填埋高度差必须小于5 m，填埋场运行管理要求高。可以考虑分段施工，第1段施工高度为8 m，第2段为8 m，第3段为7 m。该坝体的估算造价为218万元。

图2 浆砌块石坝剖面示意

方案3：选用隔离芯墙。该方案是根据该填埋场的特点制定的，做法为在隔离芯墙底部建1座浆砌块石挡墙，支挡已填埋区垃圾，使垃圾按1∶2.0放坡的条件下能满足垃圾边坡稳定。挡墙底宽2.5 m，顶宽1.5 m，高度为5 m。考虑到该处垃圾已填埋多年，沉降已完成大半，且该边坡为垃圾挖起后形成的，因此可考虑在隔离芯墙两侧垃圾填埋高差较小的前提下作为持力层。该隔离芯墙做法见图3。经测算，该隔离芯墙浆砌块石为900 m3，黏土为4 500 m3。该方案将2 m厚压实黏土层作为副防渗层，GCL作为防渗保护层，将HDPE土工膜作为主防渗层，起到防渗双保险的作用，可以在万一已填埋区垃圾边坡局部出现较大变形导致主防渗层出现局部破坏，主副防渗层可以协同作用保证防渗安全。且该方案施工简单，技术成熟，后续管理方便。该方案只需将已经填埋垃圾挖起约7 200 m3。占用填埋库容小，仅为5 400 m3。该坝体的估算造价约为95万元。

图3 渗沥液隔离芯墙

经过以上3个方案的比较，设计采用方案3，即隔离芯墙。

1.2 已填埋区防渗改造

由于已填埋区未做垂直及水平防渗，因此渗沥液渗漏严重，原埋设的渗沥液收集管道渗沥液排出量很少，有时甚至断流，要有效地减少渗沥液对周边环境的影响，一方面必须对已填埋区尽快封场以减少渗沥液量，另一方面必须进行防渗改造，有效收集渗沥液。由于该填埋场垃圾不可能进行全部挖起，因此无法进行水平防渗处理，本次设计采用的是老旧填埋场改造常用的垂直防渗来对已填埋区进行防渗改造。

垂直防渗选用的是帷幕灌浆的方法，位置位于已建垃圾坝处，因帷幕施工不能超越征地红线，因此帷幕需沿两侧截洪沟向上游延伸，延伸至帷幕进入的岩石不透水层顶标高高于垃圾坝顶标高5 m终止（在经费允许条件下帷幕与隔离芯墙相连效果会更好）。垂直防渗共布置2排帷幕灌浆孔，错开布置，单排孔间距2 m，排距1 m，深度需进入不透水层2 m。帷幕灌浆所用水泥必须检验合格，采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，采用自上而下分段灌浆法，优先采用孔内循环灌浆方式，射浆管距孔段底距离不大于0.5 m。帷幕灌浆孔接触段长度2.0 m，基本段长度5.0 m，孔底段长度不得大于7.0 m。注浆压力接触段为0.5 MPa，基本段为1.0 MPa，7.0～12.0 m注浆压力为1.5 MPa，以下为2.5 MPa。最终．帷幕灌浆质量以透水率w≤0.03 L/（min·m·m） 为合格，接触段及其下一段的合格率为100%，以下各孔段的合格率应在90%以上，不合格孔段的透水率应不大于0.05 L/（min·m·m），且不集中。

垂直防渗效果与水平防渗相比有一定的差距，但垂直防渗是对未进行有效防渗处理填埋场补救的最好措施。该填埋场现垂直防渗施工已完成并通过验收，已填埋区封场也已完成，环境污染的情况大为改善。

2 结论

21世纪初及以前建设的填埋场多未做水平防渗处理，很多甚至连垂直防渗都未实施，特别是山区中小型填埋场，又由于现在新征填埋用地十分困难，因此在老填埋场的基础上扩建较普遍。隔离芯墙是解决填埋场扩建过程中新老填埋区分隔既经济又有效的方式，垂直防渗做法是解决未进行有效防渗处理的老填埋场或老填埋区造成周边环境污染的有效措施。