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汨罗新桥老垃圾场污染深度及防渗下限分析

2016-12-23曾宪斌毛成钧

湖南水利水电 2016年2期
关键词:垃圾场水层填埋场

曾宪斌 毛成钧

(湖南省水利水电勘测设计研究总院 长沙市 410007)

汨罗新桥老垃圾场污染深度及防渗下限分析

曾宪斌毛成钧

(湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市410007)

老垃圾场污染深度为老垃圾场防渗封闭处理的关键指标,文章文根据现场物理测试初判,分层取水样测试指标进行详判,得出垃圾场内土污染深度,但该值浅于弱透水层埋藏深度。根据防渗帷幕各工况模拟,随着防渗帷幕深度的增加,其污染物渗漏量在中等透水土层中减少量较明显,在弱透水层中渗漏减少量不明显,故采用弱透水层做为防渗帷幕的下限具有防渗效果好和经济性好的双重效果。

老垃圾场污染深度防渗帷幕下限分析

1 工程概况

汨罗新桥垃圾场于2004年选址,2007年完成设计,设计日处理规模为400 t,2007年8月,第一库区正式动工建设,2009年9月完成第一库区 (总库容66万m3)竣工并投入使用。在2004~2009年该垃圾填埋场第一库区未完工之前,城区垃圾堆放在第一库区的东侧,形成一座老垃圾填埋场,垃圾总量约40万m3;由于当时没有按卫生填埋规范处理,对当地环境造成部分污染,需对老垃圾场进行处理。根据相关设计部门核算,将老垃圾场垃圾搬运至新老垃圾场,费用较高。因此提出地下污水封闭防渗处理方案,而防渗帷幕下限的确定成为关键。

2 场地工程地质条件

场地内为侵蚀剥蚀丘陵地貌、构造简单,未见大的断层发育,岩体为侵入岩,出露地层为燕山晚期第一次长乐街侵入岩体()花岗岩及第四系地层。岩体风化分为全风化、强风化、中风化三个亚带。其中全风化花岗岩呈土状,红褐色~灰白色等,中粗粒结构,黑云母,长石等风化强烈,原岩结构清晰,节理清晰可辨,标贯实测击数31~38击,平均33.7击。厚度(1.5~10.8)m;层顶埋深(15.0~37.2)m;强风化花岗岩:红褐色为主,多呈碎块~短柱状,节理发育一般,强度较低,其风化不均一,局部见全风化碎块。厚(2.0~20.8)m;中风化花岗岩:灰白色为主,岩芯多呈长柱状,节理不发育,完整程度好,锤击声清脆,强度高。钻孔揭露厚度(2.2~9.0)m。第四系为残坡积堆积(Qedl)红褐色~黄褐色砂质粘性土,稍干~稍湿,可塑状,含少量碎石,碎石含量约占5%~10%,粒径(1~4)cm,厚(5.4~24.2)m,层顶高程(39.64~46.0)m,标贯实测击数10~26击,平均14.7击;人工堆积(Qs)为红褐色~黄褐色砂质粘性土,垃圾等有机混合物,结构松散~较密实,标贯击数5~12击,厚(0.5~16.9)m。层顶高程(43.31~50.1)m。

3 水文地质条件

场地地下水类型主要为孔隙水和裂隙水二类。其中孔隙水主要赋存于第四系残坡积层中粉质粘土中,中等透水性,水量贫乏,受大气降水补给。排泄于老垃圾场地地势低洼地带即截污坝处,裂隙水赋存于花岗岩节理裂隙中,含水贫乏,受大气降水,排泄于老垃圾场低洼地带即截污坝处。

场地地下水位埋深(0.5~14.98)m,地下水位标高(43.01~50.54)m。根据注水及压水试验结果表明,场地内人工填土(主要位于截污坝)其渗透系数均值为2.55×10-3,为中等透水层。残坡积砂质粘土渗透系数均值为4.88×10-4,为中等透水层。全风化花岗岩渗透系数均值为4.52×10-5,为弱透水层;强风化花岗岩为弱~微透水层,中风化花岗岩为微透水层。

4 老垃圾场污染深度分析

本次采取了对钻孔水样、土样用物理方法进行初判和分层取水样进行详判的方式。

物理方法主要采取对水土的颜色,气味、pH值做初步的判定。结果表明:明显污染的水的特点:浑浊,深褐色,有恶臭味,久闻让人恶心,发晕等性状。明显污染的土特点:原始土壤灰白~灰黄等色,污染变成灰绿色~黄绿色,闻其气味有明显恶臭感,稍湿~湿状。

经过物理方法判断,场地内老垃圾场垃圾层以下6 m范围内,高程分布为(37.31~39.72)m,存在明显污染现象。

对经过初判不能判定的水样,采用室内试验的方法进行详判,按照 《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)判定,场地内按已建垃圾场污水排放标准,在(6.0~8.6)m以下地下水指标均未超标。按照IV类水质标准评价,在(8.0~10.0)m以下地下水满足农业和工业用水排放指标,故本次垃圾污染下限定为老垃圾场地场以下10 m,高程分布在(33.31~34.39)m。

5 防渗帷幕下限分析

根据以上结论,垃圾场污染深度为10 m,位于中等透水层内,浅于弱透水的埋藏深度,以截污坝为例,其工程地质剖面如图1。

图1 截污坝地质纵剖面图(1∶200 楼1∶500)

防渗处理方法为对截污坝表部采用土工膜覆盖,截污坝下部采用防渗混凝土墙,防渗混凝土墙渗漏模拟计算深度分别为坝基一下10 m、12 m、15 m、17.3 m(进入弱透水层)、18.3 m、20.3 m这6种工况计算,截污坝渗流计算模型如图2。

图2 截污坝渗流计算图

各模型按理正岩土6.0版计算,分别得出截污坝渗流量见附表。

附表 截污坝流量

根据以上模拟可知,各工况下,截污坝渗流量随着防渗帷幕深度增大而减少,在进入弱透水层后,污水渗漏减少量不明显,显然选择弱透水层(17.3 m)作为防渗帷幕下限,既能有效减少污水渗漏量,又能节约资金。

6 结论

老垃圾场污染下限可根据野外物理测验进行初判,而后根据分层取水样测试指标进行详判,但得出其污染深度一般高于弱透水层深度值。根据模拟,随着防渗帷幕深度的增加,在弱透水层,其渗漏量减少不明显,故选择弱透水层作为防渗帷幕下限,既能有效减少污水渗漏量,又能节约资金。参考文献

[1]中华人民共和国行业标准编写组.CJJ 17-2004.城市生活垃圾卫生填埋技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]胡中雄.土力学与环境土工学[M].上海:同济大学出版社, 1997.

[3]唐晓武,罗春泳,陈云敏,等.粘土环境岩土工程特性对填埋场衬垫防渗标准的影响[J].岩石力学与工程学报,2005,24(8): 1396-1401.

[4]张文杰,陈云敏,詹良通.垃圾填埋场内的渗流和稳定分析[C].全国岩土与工程学术大会,2006.

[5]彭振斌.注浆工程设计计算与施工[M].武汉:中国地质大学出版社,1997.

[6]刘斌.地下工程特殊施工[M].北京:冶金工业出版社,1994.

曾宪斌(1978-),工学硕士,注册岩土工程师,手机:15580990865。

(2015-12-10)

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