浅论某平原型卫生填埋场渗沥液及地下水收集导排系统设计

邱亭　淦方茂

【摘要】本文主要论述了平原型填埋场渗沥液及地下水收集导排系统设计。

【关键词】平原型卫生填埋场；防渗系统；渗滤液；地下水；收集导排系统

某平原型填埋场距离城区11公里，总征地面积为157.8亩，总设计规模为290t/d，设计使用年限13年，采用卫生填埋法。主要填埋工艺：结构型式采用传统厌氧卫生填埋场，垃圾填埋采取分区、分单元逐日填埋覆土的工艺；填埋场防渗采用1.5mm厚的高密度聚乙烯HDPE土工膜和4800g/m2的GCL组成复合衬层的水平防渗工艺；对填埋场填埋气体进行集中收集后，采用集中焚烧处理。

工程实践中，设计不合理的渗沥液及地下水收集导排系统，易导致渗沥液及地下水蓄积，常会引起下列问题：

1）填埋场内的水位升高导致更强烈的浸出，从而使渗沥液的污染物浓度增大；地下水蓄集后对防渗膜产生顶托从而破坏防渗层。

2）底部衬层之上的静水压增加，增加渗沥液泄漏到地下水-土壤系统中的危险；

3）填埋场的稳定性受到影响。

为了防止渗沥液在场内积聚而影响作业、污染环境，同时保护防渗结构层不受地下水顶托，必须对渗沥液及地下水采取合理的收集、导排。笔者结合平原型填埋场的技术特点，针对某填埋场实际情况，对渗沥液及地下水收集导排系统进行专项设计。

1、渗沥液收集导排系统

渗沥液收集导排系统主要由设置在底部防渗层上的反滤层、集液导排主次盲沟和竖向石笼组成。渗沥液收集导排系统的工作机理为：各垃圾层的渗沥液通过中间层次盲沟进入附近的石笼或流到库底及坡面上，再经石笼或坡面流入主盲沟，最后经主盲沟排入调节池。

1）反滤层：在库底防渗保护层上铺设一层300mm粒径级配为d30mm～60mm级配卵石。为防止细小颗粒进入反滤层造成堵塞，反滤层的级配砾石粒径按上小下大配置。反滤层应有≥2%坡度坡向集水盲沟。

不宜在渗沥液收集盲沟反滤层面上铺设土工布过滤层，更不宜采用土工布包裹盲沟中的HDPE收集花管的做法，以上做法源于七十年代、八十年代美国有关填埋场的设计规范。后来，欧美国家通过大量工程实践证明，上述土工布在约1～2年左右的时间内就被渗沥液中高浓度的悬浮物和细小杂质堵塞而板结，渗沥液被阻隔在该层土工布的表面上，无法渗入到下层盲沟和花管中导排至库外。从而造成渗沥液长期在库底蓄集的严重后果，使库底防渗层的安全受到极大的影响。因此从九十年代开始，欧、美等国在相关规范中就已取消了上述土工布过滤层，而是设置复合土工滤网隔离层。

2）主盲沟：沿库区底部南北向设置渗沥液收集主盲沟，采用菱形断面，最大断面尺寸为：上底宽1.0m，下底宽1.8m，深0.8m。盲沟内铺设HDPE穿孔花管和级配卵石（粒径d30～d60mm），设计HDPE穿孔花管管径为dn400。

3）次盲沟：为了垃圾堆体中渗沥液及填埋气体导排顺畅，在垃圾每填埋5米高度，均设置渗沥液和气体横向收集次盲沟，次盲沟均按40m间距设置，采用矩形断面，断面尺寸为B×H=0.30×0.30m，盲沟内填充级配碎石，粒径d30～d60mm，次盲沟均按2‰的坡度与竖向石笼连接。

4）竖向石笼：除在主盲沟与次盲沟交汇点设置外，以此为基准，沿着次盲沟铺设方向每隔约40～50m进行设置，石笼直径为1.0m，石笼由土工网格内填充级配卵石构成，石笼中设dn110HDPE穿孔花管，竖向石笼与各中间层覆土下设置的次盲沟连通，随着填埋高度的增加，石笼逐渐升高。

反滤层、主次盲沟、竖向石笼形成一个完整的导排系统。

5）集液池与抽排井

主盲沟铺设至垃圾坝内侧的最低洼处设置集液池，渗滤液汇集后经提升系统越过垃圾坝排入调节池内。渗滤液提升系统采用大斜管，管径DN600，潜水泵从管道放入集液池内，水泵维修时或故障时可将水泵直接拉出。渗沥液抽排井东西各3座，共6座。

2、地下水收集导排系统

在库底及池底防渗膜下层设置排除地下水盲沟系统，其中库底地下水盲沟与渗沥液主盲沟对应设置，主盲沟采用三角形断面，最大断面尺寸为底宽3.0m，高0.5m，盲沟中铺设级配碎石，库区内地下水通过地下水抽排井内潜水泵抽排至库区外东西两侧沟渠。级配碎石粒径为20～50mm。

在调节池池底防渗层以下设置地下水导排盲沟，盲沟内铺级配碎石，碎石粒径为d20～d50mm，池底地下水通过盲沟中的地下水收集花管导入调节池内的1座地下水抽排井中，通过潜水泵抽排至库区外东侧沟渠。

平原型卫生填埋场因地形条件限制，与山谷型卫生填埋场不同，库区渗滤液与地下水一般均无法采用重力自排，设计可靠经济的渗滤液及地下水导排系统，是保障卫生填埋场日常运行的基本条件，同时确保投巨资建成的市政公用设施发挥应有的经济与社会效益。工程实践证明，平原型卫生填埋场的渗滤液及地下水导排系统采用上述技术方案，能满足工程运行的需求。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.生活垃圾卫生填埋技术规范[M].北京：中国计划出版社，2013.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.室外排水设计规范[M].北京：中国计划出版社，2014.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范[M].北京：中國计划出版社，2007.

作者简介

邱亭（1984-），男，湖北监利人，工程师，注册设备工程师，本科，研究方向：给排水、固废及消防系统设计。

淦方茂（1986-），男，江西九江人，高级工程师，注册设备工程师，研究生，研究方向：给排水、环境工程设计。