黄家湾垃圾填埋场终场覆盖方案及雨污分流系统设计

黄蔷　杨立群　刘松

摘要：指出了垃圾填埋场终场覆盖和雨污分流系统的科学设计是防止其潜在危害的有力保证。以宜昌市黄家湾垃圾填埋场为例，结合实际运营中情况及特点，分析了其终场覆盖系统的结构及组成，依照相应国家规范提出了黄家湾终场覆盖系统方案，同时通过预测封场后的地形，结合填埋场现有的雨污分流措施及已有的雨污分流经验，设计了填埋场封场后的雨污分流系统。

关键词：垃圾填埋场；封场工程；终场覆盖系统；雨污分流系统

中图分类号：X799.1文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02021503

1引言

我国目前对城市生活垃圾的处理绝大部分采用填埋法，城市生活垃圾填埋场封场的技术研究尚处于起步阶段，至今没有较为完善的垃圾填埋场封场工程规范。随着人们环境意识的不断增强，对垃圾填埋场进行封场技术研究显得尤为迫切。终场覆盖系统及雨污分流系统作为填埋场封场工程的重要组成部分，其设计施工的成功与否更是衡量填埋场封场工程是否达标的关键因素[1]。

2项目概况

黄家湾垃圾处理场由垃圾卫生填埋场、垃圾综合处理场所组成。场址位于宜昌市西陵区沙河村，距中心城区8km，是湖北省利用世行贷款兴建的城市环保项目之一。黄家湾垃圾处理场占地面积23hm2，概算投资10356万元，现实际总投资11556万元，设计使用年限15年。主要服务于宜昌市中心城区的西陵区、伍家岗区、宜昌开发区约60万人。填埋场占地面积18.87hm2，该场于1998年开工建设，2001年8月正式投入使用。填埋总量已达约280万m3，由于填埋垃圾量的增加，预计黄家湾垃圾填埋场在近两年后库容将逐步达到饱和。场址位于宜昌市西陵区沙河村，原距中心城区8km。本场属于山谷型填埋场，汇水面积较大，除库区面积外，通常还有比其面积大得多的场外汇水面积。而渗沥液的产生量主要受降雨强度和汇水面积影响，在降雨强度一定的情况下，减少库区汇水面积是降低渗沥液产生量的最有效途径[2]。在工程设计中，通过采取不同的工程措施，及时收集和导排雨水与渗沥液，减少场外雨水进入填埋库区，降低渗沥液产生量，实现场区雨污分流。

2.1设计数据

2.1.1设计气象数据

宜昌市属亚热带大陆性季风气候，地处中亚热带和北亚热带的交汇地带，气候特点是：春早、夏温、秋迟、冬缓，四季分明。宜昌市年平均气温16.8℃，极端最高气温43.9℃，极端最低气温-8.9℃；平均相对湿度77%，年平均气压1000 mbar，绝对最高气压1029 mbar，绝对最低气压976 mbar，年平均风速1m/s，最大风速18 m/s，冬季主导风向NE，夏季主导风向SE，日照时数1698.4 h，日照百分率39%，最大日照月8月，年平均霜日数273天，多年平均蒸发量1305.9 mm，月平均蒸发量195.5 mm，多年平均降水量1164.1 mm，年最大降水量1702.7 mm，6月最大降水量320.1 mm，7月最大降水量483.3 mm，8月最大降水量398.3 mm，10年一遇日降水量187.1 mm，20年一遇日降水量184.1 mm，50年一遇日降水量218.9 mm，最长连续降雨日数16d，雨量合计132.6 mm[3]。

2.1.2设计地形及水文地质数据

本垃圾填埋场交通较为方便，填埋场库区，北面为东西向展布的条状带分水岭，为城区与宜昌县的天然屏幕。场地包括沙河主河道，两侧支沟以及溪河两旁的山岗斜坡等地，占地面积约360亩。场地在区域地质构造上，位于北北东向黄陵背斜东南翼白垩系河湖相沉积的红色地层上，岩层呈一单斜构造，走向40°～50°东，倾向东南，倾角3°～5°，断裂不发育，断层稀少，节理少见。场地内的第四系堆积物，岩性变化较大，按其主要成因，可分为冲积、坡洪积和坡积层三类。基岩为白垩系下统五龙组地层，按场地出露的岩性特征，可分为上、下二层，上层为砂岩，下层为砾岩。场内水文地质条件简单。基岩除砾岩层含有少量空隙裂隙水外，砾岩层基本为一相对隔水层。在基岩内的地下水，主要受裂隙水控制，但由于场内基岩裂隙不发育，致使岩石的透水富水性较差，很少有泉水出露。沙河谷底堆积物下部的砂卵石层，是场区的主要含水层，淤泥质粉细砂次之。据钻孔揭露砂卵石含水层内地下水具有承压水性质，地下水位埋深0.3～0.6m，K=10～12m/d。含水层内地下水与沙河地表面水关系密切，主要靠沙河水及两岸溪沟水补给。地下水流向与地表水基本一致，在溪沟地段由山坡流向溪沟，由溪沟汇集后再流入沙河，沙河谷底砂卵石含水层内地下水流向与沙河河谷方向基本一致。

3工程设计

3.1主要计算公式

3.1.1库区洪水流量预测及暴雨强度公式

3.1.2水力计算公式

3.2终场覆盖系统

按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJl7-2004）中的规定，填埋场最后封场应在填埋场上覆盖渗透系数小于1.0×10-7cm/s，厚度为20～30cm 的粘土或复合材料作为防渗层，并在防渗层上下应设置排水层和排气层。

3.3垃圾堆体的整形

堆体的整形是对填埋堆体周边填埋坡度做稳定分析，不能满足设计要求的可根据地形特征重新修整坡度或设置挡墙等，确保堆体稳定、满足封场操作及封场排水等要求。其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患，尽量减少不均匀沉降，为封场覆盖系统提供稳定的工作面和支撑面。根据《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》（CJJ 112-2007）的规定，堆体整形时，要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。同时规定当边坡坡度大于10%时，应设置台阶式收坡，台阶宽度不宜小于2m，高差不宜大于5m。对于台阶和高差的要求，规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考虑，但从实际工程案例看，台阶和高差的设定，要充分考虑施工作业机具的运行、封场后养管、堆体排水沟设置等因素，本工程平台宽度拟设为3m，高差5m为宜，台阶间边坡不宜大于1∶3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。

3.4终场覆盖方案

终场覆盖系统是在达到设计填埋高度的区域，为了在填埋场封场后尽可能减少雨水等下渗而形成渗沥液以及防止填埋气体的无规则迁移而采取的措施[5]。本工程终场覆盖系统方案如表1所示。

4结论

通过对宜昌市黄家湾垃圾填埋场工程的技术方案、设备方案、实施方案等的参照与研究，结合生产实践将封场工程中的重要部分——终场覆盖系统及雨污分流系统共同进行设计。通过本设计的实施可以有效地控制填埋场对地下水、地表水和大气的污染。在整个封场工程完工后，仍需一定的人力物力对封场覆盖系统及雨污分流系统进行维护，如防治鼠害、定时清淤、定时检查覆盖系统的损毁情况、及时修补等。

参考文献：

＼[1＼] 李屹，法甜甜，孙月华. 提出垃圾渗滤液的处理及雨污分流的重要性＼[J＼]. 北方环境，2011（4）： 31～32.

＼[2＼] 徐玉龙. 山谷型填埋场雨污分流系统设计＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（6）： 45～46.

＼[3＼] 黎青松. 垃圾场终场覆盖技术策略研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2000（3）： 3～5.

＼[4＼] 邵建越，盛宇翔，黄耆馨，等. 杭州天子岭垃圾填埋场提高雨污分流效果研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（2）：50～52.

＼[5＼] 黄建东，王伟，乔玮.封场填埋场垃圾与渗沥液变化特征分析＼[J＼].环境卫生工程，2007（1）：32～35.endprint

摘要：指出了垃圾填埋场终场覆盖和雨污分流系统的科学设计是防止其潜在危害的有力保证。以宜昌市黄家湾垃圾填埋场为例，结合实际运营中情况及特点，分析了其终场覆盖系统的结构及组成，依照相应国家规范提出了黄家湾终场覆盖系统方案，同时通过预测封场后的地形，结合填埋场现有的雨污分流措施及已有的雨污分流经验，设计了填埋场封场后的雨污分流系统。

关键词：垃圾填埋场；封场工程；终场覆盖系统；雨污分流系统

中图分类号：X799.1文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02021503

1引言

我国目前对城市生活垃圾的处理绝大部分采用填埋法，城市生活垃圾填埋场封场的技术研究尚处于起步阶段，至今没有较为完善的垃圾填埋场封场工程规范。随着人们环境意识的不断增强，对垃圾填埋场进行封场技术研究显得尤为迫切。终场覆盖系统及雨污分流系统作为填埋场封场工程的重要组成部分，其设计施工的成功与否更是衡量填埋场封场工程是否达标的关键因素[1]。

2项目概况

黄家湾垃圾处理场由垃圾卫生填埋场、垃圾综合处理场所组成。场址位于宜昌市西陵区沙河村，距中心城区8km，是湖北省利用世行贷款兴建的城市环保项目之一。黄家湾垃圾处理场占地面积23hm2，概算投资10356万元，现实际总投资11556万元，设计使用年限15年。主要服务于宜昌市中心城区的西陵区、伍家岗区、宜昌开发区约60万人。填埋场占地面积18.87hm2，该场于1998年开工建设，2001年8月正式投入使用。填埋总量已达约280万m3，由于填埋垃圾量的增加，预计黄家湾垃圾填埋场在近两年后库容将逐步达到饱和。场址位于宜昌市西陵区沙河村，原距中心城区8km。本场属于山谷型填埋场，汇水面积较大，除库区面积外，通常还有比其面积大得多的场外汇水面积。而渗沥液的产生量主要受降雨强度和汇水面积影响，在降雨强度一定的情况下，减少库区汇水面积是降低渗沥液产生量的最有效途径[2]。在工程设计中，通过采取不同的工程措施，及时收集和导排雨水与渗沥液，减少场外雨水进入填埋库区，降低渗沥液产生量，实现场区雨污分流。

2.1设计数据

2.1.1设计气象数据

宜昌市属亚热带大陆性季风气候，地处中亚热带和北亚热带的交汇地带，气候特点是：春早、夏温、秋迟、冬缓，四季分明。宜昌市年平均气温16.8℃，极端最高气温43.9℃，极端最低气温-8.9℃；平均相对湿度77%，年平均气压1000 mbar，绝对最高气压1029 mbar，绝对最低气压976 mbar，年平均风速1m/s，最大风速18 m/s，冬季主导风向NE，夏季主导风向SE，日照时数1698.4 h，日照百分率39%，最大日照月8月，年平均霜日数273天，多年平均蒸发量1305.9 mm，月平均蒸发量195.5 mm，多年平均降水量1164.1 mm，年最大降水量1702.7 mm，6月最大降水量320.1 mm，7月最大降水量483.3 mm，8月最大降水量398.3 mm，10年一遇日降水量187.1 mm，20年一遇日降水量184.1 mm，50年一遇日降水量218.9 mm，最长连续降雨日数16d，雨量合计132.6 mm[3]。

2.1.2设计地形及水文地质数据

本垃圾填埋场交通较为方便，填埋场库区，北面为东西向展布的条状带分水岭，为城区与宜昌县的天然屏幕。场地包括沙河主河道，两侧支沟以及溪河两旁的山岗斜坡等地，占地面积约360亩。场地在区域地质构造上，位于北北东向黄陵背斜东南翼白垩系河湖相沉积的红色地层上，岩层呈一单斜构造，走向40°～50°东，倾向东南，倾角3°～5°，断裂不发育，断层稀少，节理少见。场地内的第四系堆积物，岩性变化较大，按其主要成因，可分为冲积、坡洪积和坡积层三类。基岩为白垩系下统五龙组地层，按场地出露的岩性特征，可分为上、下二层，上层为砂岩，下层为砾岩。场内水文地质条件简单。基岩除砾岩层含有少量空隙裂隙水外，砾岩层基本为一相对隔水层。在基岩内的地下水，主要受裂隙水控制，但由于场内基岩裂隙不发育，致使岩石的透水富水性较差，很少有泉水出露。沙河谷底堆积物下部的砂卵石层，是场区的主要含水层，淤泥质粉细砂次之。据钻孔揭露砂卵石含水层内地下水具有承压水性质，地下水位埋深0.3～0.6m，K=10～12m/d。含水层内地下水与沙河地表面水关系密切，主要靠沙河水及两岸溪沟水补给。地下水流向与地表水基本一致，在溪沟地段由山坡流向溪沟，由溪沟汇集后再流入沙河，沙河谷底砂卵石含水层内地下水流向与沙河河谷方向基本一致。

3工程设计

3.1主要计算公式

3.1.1库区洪水流量预测及暴雨强度公式

3.1.2水力计算公式

3.2终场覆盖系统

按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJl7-2004）中的规定，填埋场最后封场应在填埋场上覆盖渗透系数小于1.0×10-7cm/s，厚度为20～30cm 的粘土或复合材料作为防渗层，并在防渗层上下应设置排水层和排气层。

3.3垃圾堆体的整形

堆体的整形是对填埋堆体周边填埋坡度做稳定分析，不能满足设计要求的可根据地形特征重新修整坡度或设置挡墙等，确保堆体稳定、满足封场操作及封场排水等要求。其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患，尽量减少不均匀沉降，为封场覆盖系统提供稳定的工作面和支撑面。根据《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》（CJJ 112-2007）的规定，堆体整形时，要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。同时规定当边坡坡度大于10%时，应设置台阶式收坡，台阶宽度不宜小于2m，高差不宜大于5m。对于台阶和高差的要求，规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考虑，但从实际工程案例看，台阶和高差的设定，要充分考虑施工作业机具的运行、封场后养管、堆体排水沟设置等因素，本工程平台宽度拟设为3m，高差5m为宜，台阶间边坡不宜大于1∶3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。

3.4终场覆盖方案

终场覆盖系统是在达到设计填埋高度的区域，为了在填埋场封场后尽可能减少雨水等下渗而形成渗沥液以及防止填埋气体的无规则迁移而采取的措施[5]。本工程终场覆盖系统方案如表1所示。

4结论

通过对宜昌市黄家湾垃圾填埋场工程的技术方案、设备方案、实施方案等的参照与研究，结合生产实践将封场工程中的重要部分——终场覆盖系统及雨污分流系统共同进行设计。通过本设计的实施可以有效地控制填埋场对地下水、地表水和大气的污染。在整个封场工程完工后，仍需一定的人力物力对封场覆盖系统及雨污分流系统进行维护，如防治鼠害、定时清淤、定时检查覆盖系统的损毁情况、及时修补等。

参考文献：

＼[1＼] 李屹，法甜甜，孙月华. 提出垃圾渗滤液的处理及雨污分流的重要性＼[J＼]. 北方环境，2011（4）： 31～32.

＼[2＼] 徐玉龙. 山谷型填埋场雨污分流系统设计＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（6）： 45～46.

＼[3＼] 黎青松. 垃圾场终场覆盖技术策略研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2000（3）： 3～5.

＼[4＼] 邵建越，盛宇翔，黄耆馨，等. 杭州天子岭垃圾填埋场提高雨污分流效果研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（2）：50～52.

＼[5＼] 黄建东，王伟，乔玮.封场填埋场垃圾与渗沥液变化特征分析＼[J＼].环境卫生工程，2007（1）：32～35.endprint

摘要：指出了垃圾填埋场终场覆盖和雨污分流系统的科学设计是防止其潜在危害的有力保证。以宜昌市黄家湾垃圾填埋场为例，结合实际运营中情况及特点，分析了其终场覆盖系统的结构及组成，依照相应国家规范提出了黄家湾终场覆盖系统方案，同时通过预测封场后的地形，结合填埋场现有的雨污分流措施及已有的雨污分流经验，设计了填埋场封场后的雨污分流系统。

关键词：垃圾填埋场；封场工程；终场覆盖系统；雨污分流系统

中图分类号：X799.1文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02021503

1引言

我国目前对城市生活垃圾的处理绝大部分采用填埋法，城市生活垃圾填埋场封场的技术研究尚处于起步阶段，至今没有较为完善的垃圾填埋场封场工程规范。随着人们环境意识的不断增强，对垃圾填埋场进行封场技术研究显得尤为迫切。终场覆盖系统及雨污分流系统作为填埋场封场工程的重要组成部分，其设计施工的成功与否更是衡量填埋场封场工程是否达标的关键因素[1]。

2项目概况

黄家湾垃圾处理场由垃圾卫生填埋场、垃圾综合处理场所组成。场址位于宜昌市西陵区沙河村，距中心城区8km，是湖北省利用世行贷款兴建的城市环保项目之一。黄家湾垃圾处理场占地面积23hm2，概算投资10356万元，现实际总投资11556万元，设计使用年限15年。主要服务于宜昌市中心城区的西陵区、伍家岗区、宜昌开发区约60万人。填埋场占地面积18.87hm2，该场于1998年开工建设，2001年8月正式投入使用。填埋总量已达约280万m3，由于填埋垃圾量的增加，预计黄家湾垃圾填埋场在近两年后库容将逐步达到饱和。场址位于宜昌市西陵区沙河村，原距中心城区8km。本场属于山谷型填埋场，汇水面积较大，除库区面积外，通常还有比其面积大得多的场外汇水面积。而渗沥液的产生量主要受降雨强度和汇水面积影响，在降雨强度一定的情况下，减少库区汇水面积是降低渗沥液产生量的最有效途径[2]。在工程设计中，通过采取不同的工程措施，及时收集和导排雨水与渗沥液，减少场外雨水进入填埋库区，降低渗沥液产生量，实现场区雨污分流。

2.1设计数据

2.1.1设计气象数据

宜昌市属亚热带大陆性季风气候，地处中亚热带和北亚热带的交汇地带，气候特点是：春早、夏温、秋迟、冬缓，四季分明。宜昌市年平均气温16.8℃，极端最高气温43.9℃，极端最低气温-8.9℃；平均相对湿度77%，年平均气压1000 mbar，绝对最高气压1029 mbar，绝对最低气压976 mbar，年平均风速1m/s，最大风速18 m/s，冬季主导风向NE，夏季主导风向SE，日照时数1698.4 h，日照百分率39%，最大日照月8月，年平均霜日数273天，多年平均蒸发量1305.9 mm，月平均蒸发量195.5 mm，多年平均降水量1164.1 mm，年最大降水量1702.7 mm，6月最大降水量320.1 mm，7月最大降水量483.3 mm，8月最大降水量398.3 mm，10年一遇日降水量187.1 mm，20年一遇日降水量184.1 mm，50年一遇日降水量218.9 mm，最长连续降雨日数16d，雨量合计132.6 mm[3]。

2.1.2设计地形及水文地质数据

本垃圾填埋场交通较为方便，填埋场库区，北面为东西向展布的条状带分水岭，为城区与宜昌县的天然屏幕。场地包括沙河主河道，两侧支沟以及溪河两旁的山岗斜坡等地，占地面积约360亩。场地在区域地质构造上，位于北北东向黄陵背斜东南翼白垩系河湖相沉积的红色地层上，岩层呈一单斜构造，走向40°～50°东，倾向东南，倾角3°～5°，断裂不发育，断层稀少，节理少见。场地内的第四系堆积物，岩性变化较大，按其主要成因，可分为冲积、坡洪积和坡积层三类。基岩为白垩系下统五龙组地层，按场地出露的岩性特征，可分为上、下二层，上层为砂岩，下层为砾岩。场内水文地质条件简单。基岩除砾岩层含有少量空隙裂隙水外，砾岩层基本为一相对隔水层。在基岩内的地下水，主要受裂隙水控制，但由于场内基岩裂隙不发育，致使岩石的透水富水性较差，很少有泉水出露。沙河谷底堆积物下部的砂卵石层，是场区的主要含水层，淤泥质粉细砂次之。据钻孔揭露砂卵石含水层内地下水具有承压水性质，地下水位埋深0.3～0.6m，K=10～12m/d。含水层内地下水与沙河地表面水关系密切，主要靠沙河水及两岸溪沟水补给。地下水流向与地表水基本一致，在溪沟地段由山坡流向溪沟，由溪沟汇集后再流入沙河，沙河谷底砂卵石含水层内地下水流向与沙河河谷方向基本一致。

3工程设计

3.1主要计算公式

3.1.1库区洪水流量预测及暴雨强度公式

3.1.2水力计算公式

3.2终场覆盖系统

按照《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJl7-2004）中的规定，填埋场最后封场应在填埋场上覆盖渗透系数小于1.0×10-7cm/s，厚度为20～30cm 的粘土或复合材料作为防渗层，并在防渗层上下应设置排水层和排气层。

3.3垃圾堆体的整形

堆体的整形是对填埋堆体周边填埋坡度做稳定分析，不能满足设计要求的可根据地形特征重新修整坡度或设置挡墙等，确保堆体稳定、满足封场操作及封场排水等要求。其目的是消除填埋作业中不规范运行所带来的安全隐患，尽量减少不均匀沉降，为封场覆盖系统提供稳定的工作面和支撑面。根据《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》（CJJ 112-2007）的规定，堆体整形时，要求垃圾分层压实密度应大于800kg/m3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。同时规定当边坡坡度大于10%时，应设置台阶式收坡，台阶宽度不宜小于2m，高差不宜大于5m。对于台阶和高差的要求，规范从堆体稳定性等方面已做了充分的考虑，但从实际工程案例看，台阶和高差的设定，要充分考虑施工作业机具的运行、封场后养管、堆体排水沟设置等因素，本工程平台宽度拟设为3m，高差5m为宜，台阶间边坡不宜大于1∶3，垃圾堆体顶面坡度不应小于5%。

3.4终场覆盖方案

终场覆盖系统是在达到设计填埋高度的区域，为了在填埋场封场后尽可能减少雨水等下渗而形成渗沥液以及防止填埋气体的无规则迁移而采取的措施[5]。本工程终场覆盖系统方案如表1所示。

4结论

通过对宜昌市黄家湾垃圾填埋场工程的技术方案、设备方案、实施方案等的参照与研究，结合生产实践将封场工程中的重要部分——终场覆盖系统及雨污分流系统共同进行设计。通过本设计的实施可以有效地控制填埋场对地下水、地表水和大气的污染。在整个封场工程完工后，仍需一定的人力物力对封场覆盖系统及雨污分流系统进行维护，如防治鼠害、定时清淤、定时检查覆盖系统的损毁情况、及时修补等。

参考文献：

＼[1＼] 李屹，法甜甜，孙月华. 提出垃圾渗滤液的处理及雨污分流的重要性＼[J＼]. 北方环境，2011（4）： 31～32.

＼[2＼] 徐玉龙. 山谷型填埋场雨污分流系统设计＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（6）： 45～46.

＼[3＼] 黎青松. 垃圾场终场覆盖技术策略研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2000（3）： 3～5.

＼[4＼] 邵建越，盛宇翔，黄耆馨，等. 杭州天子岭垃圾填埋场提高雨污分流效果研究＼[J＼]. 环境卫生工程，2010（2）：50～52.

＼[5＼] 黄建东，王伟，乔玮.封场填埋场垃圾与渗沥液变化特征分析＼[J＼].环境卫生工程，2007（1）：32～35.endprint