填埋場(chǎng)底防滲系統(tǒng)

1、填埋場(chǎng)底防滲系統(tǒng)場(chǎng)地處理場(chǎng)底平基平整原則為清除掉所有的植被和及表層耕作物，確定所有的軟土有機(jī)土和和其他所有可能降低防滲性能的異物去除，堵塞掉所有的了裂縫和坑洞，并配合場(chǎng)地滲濾液收集系統(tǒng)的布設(shè)，使場(chǎng)底形成整體坡度，以2%的坡度坡向垃圾壩；同時(shí)要求場(chǎng)地進(jìn)行壓實(shí)壓實(shí)度不小于 90%。為了使襯墊層與土質(zhì)基礎(chǔ)之間的緊密接觸，場(chǎng)地表面要用滾筒式碾壓機(jī)進(jìn)行碾壓，使壓實(shí)地基后的表面密度分布均勻，最帶限度地減少不均勻沉降。平整順序最好從垃圾主壩向庫(kù)區(qū)后端延伸。邊坡平基大部分的邊坡含有碎石、砂的雜填土和殘積土，坡面植被豐盛山坡較陡，邊坡穩(wěn)定性差。平整原則為：為避免地基基礎(chǔ)層內(nèi)有植被生長(zhǎng)，必要時(shí)可添加化學(xué)藥劑邊坡坡

2、度一般取 1：3，局部坡度應(yīng)緩于 1：2 否則削坡處理；極少部分低洼處采用黏性土回填夯實(shí)；夯實(shí)密度大于 0.85；錨固溝回填土必須夯實(shí)；應(yīng)盡量減少開(kāi)挖量、平整開(kāi)挖順序先上后下。場(chǎng)底防滲系統(tǒng)填埋場(chǎng)主要是通過(guò)填埋場(chǎng)底部和周邊的襯托層系統(tǒng)來(lái)達(dá)到防滲的目的。填埋場(chǎng)襯托層通常從上到下可依次分為過(guò)濾層、排水層、保護(hù)層和防滲層等。填埋場(chǎng)防滲系統(tǒng)要防止?jié)B濾液滲出污染地下水，還要防止降雨量造成的雨水大量滲入。防滲層的材料有天然黏土礦物如改性粘土、膨潤(rùn)土，人工合成材料如柔性膜，天然與有機(jī)復(fù)合材料如聚合物水泥（pcc）等。（1）保護(hù)層的作用- 51 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)保護(hù)層是對(duì)防滲層提供合適的保護(hù)。防止防滲層受

3、到外界的干擾而被破壞，如石料或垃圾堆其表面的刺穿，應(yīng)力集中造成膜破損，黏土等礦物質(zhì)受侵蝕等。（2）排水層的作用排水層的作用是及時(shí)將阻隔的滲濾液排除，減輕對(duì)防滲層的壓力，減少滲濾液外派的可能性。（3）過(guò)濾層的作用過(guò)濾層的作用保護(hù)排水層，過(guò)濾掉滲濾液中的懸浮物及其他固態(tài)半固態(tài)物質(zhì)，否則這些物質(zhì)在排水層中積累，造成排水系統(tǒng)堵塞，使排水系統(tǒng)降低效率或完全失效。（4）防滲層的作用在于防止?jié)B濾液（由于滲濾液常常含有有毒有害物質(zhì)，包括重金屬離子、腐殖質(zhì)、溶解性有毒氣體如 h2s）等滲入地下而引起地下水的污染。防滲層層主要由防滲材料構(gòu)成，從國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例來(lái)看，該層的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，有兩層土工膜中間夾一層膨潤(rùn)土的

4、，也有一層土工膜上鋪一層膨潤(rùn)土的，還有土工膜與壓實(shí)粘土組成復(fù)合襯墊的以及重復(fù)使用單層土工膜防滲層組成雙層復(fù)合襯墊的?？偟膩?lái)講，該層至少應(yīng)設(shè)一層土工膜，防滲層層數(shù)越多，安全性能越強(qiáng)，但造價(jià)也相應(yīng)提高。庫(kù)區(qū)（包括盲溝、泵站、預(yù)處理池）水平和垂直方向均采用人工防滲技術(shù)，防滲材料為 hdpe 黑膜，膜厚 1.5毫米。對(duì)于防滲層的滲透系數(shù) kf 必須小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)要求 kf 小于 10-9m/s。4.2.1 場(chǎng)底防滲系統(tǒng)分類根據(jù)填埋場(chǎng)底防滲設(shè)施（或材料）鋪設(shè)方向的不同，可將場(chǎng)底防滲分為水平防滲及垂直防滲。場(chǎng)底的防滲材料有多種類型，但根據(jù)材料的來(lái)源不同可將防滲材料分為自然防滲和人工防滲。垂直防滲場(chǎng)底防

5、滲系統(tǒng)水平防滲天然防滲單層防滲層人工防滲單層符合襯托層雙層襯墊系統(tǒng)雙層合襯墊系統(tǒng)- 52 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)填埋場(chǎng)防滲設(shè)施 (或材料) 鋪設(shè)方向的不同，可將填埋場(chǎng)防滲分為垂直防滲和水平防滲，根據(jù)所用防滲材料的來(lái)源不同又可將水平防滲進(jìn)一步分為自然防滲和人工防滲兩種如上圖所示。（1）垂直防滲系統(tǒng)垂直防滲系統(tǒng)是根據(jù)填埋場(chǎng)的工程、水文地質(zhì)特征，利用填埋場(chǎng)基礎(chǔ)下方存在的獨(dú)立水文地質(zhì)單元、不透水或弱透水層等，在填埋場(chǎng)一邊或周邊設(shè)置垂直的防滲工程(如防滲墻、防滲板、注漿帷幕等)，將垃圾瀝出液封閉于填埋場(chǎng)中進(jìn)行有控制地導(dǎo)出，防止瀝出液向周?chē)鷿B透污染地下水和填埋場(chǎng)氣體無(wú)控制釋放，同時(shí)也有阻止周?chē)叵滤?/p>

6、入填埋場(chǎng)的功能。垂直防滲系統(tǒng)在山谷型填埋場(chǎng)中應(yīng)用較多，這主要是山谷型填埋場(chǎng)大多具備獨(dú)立的水文地質(zhì)單元條件，在平原區(qū)填埋廠中也有應(yīng)用?？梢杂糜谛陆ㄌ盥駡?chǎng)的工程，也可以用于老填埋場(chǎng)的污染治理工程，尤其是對(duì)于老填埋場(chǎng)，其基底防滲是不可能的此時(shí)周邊防身就特別重要。根據(jù)施工方法的不同，通常采用垂直防滲工程有土層改性法防滲墻，打入法防滲墻和 工程開(kāi)挖防滲墻等。防滲墻的施工有以下方法：土層改性法防滲墻地基土改性方法施工防滲墻是通過(guò)充填、壓密地基土等方法使原土滲透性降低而形成的防滲墻。在填埋場(chǎng)垂直防滲墻施工中主要有原土就地混合法、噴射法、注漿法3 種。原土就地混合防滲墻:美國(guó)大多應(yīng)用原土就地混合法施工防滲墻，

7、并采用彭軟土漿液護(hù)壁保證吊鏟施工的連續(xù)運(yùn)行，挖出的水泥或土及其他充填材料就地混合后重新回填到截槽中。這種方法適合于較淺的截槽深度。a、噴射墻：噴射法施工是指通過(guò)高壓發(fā)生裝置使液體獲得巨大能量后，經(jīng)注漿管將漿液高速噴出。漿液與地基土攪拌混合，凝固后成為具有特殊結(jié)構(gòu)、滲透性低、有一定固結(jié)強(qiáng)度的固結(jié)體。該方法可使防滲墻的滲透系數(shù)達(dá)到 10- 8cm/ s。注漿孔孔距通常為 1.0- 53 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1.5m。當(dāng)孔距為 2.0m 時(shí)，可設(shè)兩排孔，呈梅花形分布。b、注漿墻：注漿就是把防滲材料用壓力注入土層，在我國(guó)填埋場(chǎng)應(yīng)運(yùn)廣泛。該法采用一定的注漿方法和壓力把防滲材料通過(guò)鉆孔注入地層，使其充填

8、地層孔隙，達(dá)到防滲的目的。同噴射墻法一樣，注漿孔孔距通常為 1.01.5m。當(dāng)孔距為 2.0m 時(shí)，可設(shè)兩排孔，呈梅花形分布。 打入法施工防滲墻打入法施工防滲墻是利用夯擊或液壓動(dòng)力將預(yù)制好的防滲墻體構(gòu)件打入土體，用這種方法施工的防滲墻有板樁墻、復(fù)合窄壁墻及擠壓和換層防滲墻。a、板樁墻板樁墻的施工是將已預(yù)制好的板樁構(gòu)件垂直夯入地層中。常用的板樁有鋼板樁和外包鐵皮的木板樁，板樁之間要用板樁鎖連接 ,兩板樁之間要有重疊，間隙要保持閉合或進(jìn)行密封，防止?jié)B漏。板樁墻還要有耐腐蝕性。板樁墻比較適宜在軟弱土層中使用，對(duì)于硬塑性土層則由于打夯困難而受到限制。b、窄壁墻窄壁墻施工是：首先通過(guò)夯擊或振動(dòng)，將土體向

9、周?chē)艛D形成防滲墻中央空間，把防滲板放入已沖壓好的空間，然后注漿充填縫隙形成防滲墻體，各個(gè)墻體相互連接起來(lái)形成膜片類型的垂直防滲墻體。c、擠壓和換層防滲墻利用擠壓和開(kāi)挖換層法施工防滲墻可獲得足夠好的墻壁，施工方法可分為水泥構(gòu)件成型墻和換層防滲墻。一般 5 6 個(gè)夯入件同時(shí)使用形成一個(gè)循環(huán) ,當(dāng)?shù)?三個(gè)和第四個(gè)夯入件打入后，前兩個(gè)打入件可起出，將打好的槽注漿充填，依次向前推進(jìn)施工。開(kāi)挖法施工防滲墻工成開(kāi)挖方法是通過(guò)挖掘土方，在挖好的溝槽內(nèi)灌入的泥漿，然后在溝槽中灌注墻體材料并將泥漿排擠出而形成的防滲墻。a、截槽墻：按傳統(tǒng)截槽墻施工的防滲墻，先講地表下的土挖出去形成槽，然后在槽內(nèi)灌入疆- 54 -

10、太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)也可來(lái)維持其墻壁的壓力，待施工防滲墻時(shí)將將防滲夜擠出去。截槽法施工要求支撐漿液滿足應(yīng)滿足以下要求；膨潤(rùn)水土泥漿應(yīng)按一定標(biāo)準(zhǔn)配置，漿液必須有一定的液限要求，防滲材料也要滿足一定要求。（2）水平防滲系統(tǒng)水平防滲系統(tǒng)是在填埋區(qū)底部及周?chē)佋O(shè)低滲透性材料制作的襯層系統(tǒng)。它是將滲濾液封閉于填埋場(chǎng)中進(jìn)行有空地導(dǎo)出，防止?jié)B濾液向周?chē)鷿B透污染地下水和填埋場(chǎng)氣體無(wú)控釋放。水平防滲層的構(gòu)造，經(jīng)歷了最初的不加限制到早期的粘土單層設(shè)計(jì)，直至進(jìn)氣的柔性膜與粘土復(fù)合層的發(fā)展歷程。填埋場(chǎng)防滲層的天然材料主要有粘土、亞粘土、膨潤(rùn)土，人工合成材料主要有聚氯乙烯（pvc）、高密度聚乙烯（hdpe），條狀低密度

11、聚乙烯（lldpe）、超低密度聚乙烯（vldpe）等。天然防滲系統(tǒng)天然防滲系統(tǒng)是指采用黏土類土壤和改良類土壤作防滲底層的防滲方法。黏土設(shè)計(jì)考慮黏土的防水性能、含水率、密實(shí)度、強(qiáng)度、塑性、粒徑與黏土層厚度等。a、滲透性；度量粘土滲透性能的指標(biāo)是滲透系數(shù)，根據(jù)城市生活垃圾填埋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范（cjj17-2001）滲透系數(shù)不應(yīng)大于 1.0×10-7cm/s。b、強(qiáng)度：粘土材料應(yīng)具有足夠強(qiáng)度，不應(yīng)在施工和填埋作業(yè)負(fù)荷作用下發(fā)生形變。c、塑性：粘土要有一定的塑性，但高度塑性的土壤容易收縮和干化。一般液限指數(shù)在 20%30%之間，塑限在 10%15%之間。- 55 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 4.1

12、 天然防滲示意圖人工防滲系統(tǒng)人工防滲是人工合成的有機(jī)材料（柔性模）與黏土結(jié)合作防滲襯層的防滲方法。其主要防滲材料是高密度聚乙烯（hdpe）膜，它是一種抗拉性好、抗老化性能高、抗腐蝕性強(qiáng)、抗化學(xué)性能的高分子合成材料，它比如防滲功能比最好的壓實(shí)粘土高 107倍（hdpe 防膜的滲透系數(shù)級(jí)數(shù)為 10-14 級(jí)，而壓實(shí)粘土的滲透系數(shù)級(jí)數(shù)只為 10-7級(jí)），其使用壽命 50 年以上。其斷裂延伸率高達(dá) 600%以上，由蠕變運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的變形，它能完全滿足垃圾填埋運(yùn)行產(chǎn)生的變形并且它有利于施工、填埋運(yùn)行。人工防滲系統(tǒng)的分類一般有以下四種如下所示：a、單層襯層防滲系統(tǒng)它是由基礎(chǔ)、地下水導(dǎo)流層、膜下保護(hù)層、hdp

13、e 土工膜、膜上保護(hù)層、滲濾液導(dǎo)流層、土工織物層、垃圾層等一系列組成。此種防滲系統(tǒng)只有一層防滲層，其中包含有是滲濾液收集系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，這種類型只能使用在抗損性低的情況下。對(duì)于場(chǎng)地低于于地下水位的填埋場(chǎng)，只要地下水的流流入速度不致造成滲濾液過(guò)量或者是地下水的上升壓力不致破壞襯墊系統(tǒng)，可采用此系統(tǒng)。- 56 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)b、單復(fù)合襯層防滲系統(tǒng)此種防滲系統(tǒng)是有兩種材料相貼而組成的防滲層。兩種防滲材料緊密地排列，提供綜合效力。比較典型的復(fù)合材料是上層為柔性膜、下層為滲透性低的黏土礦物層。與單層陳襯層的防滲系統(tǒng)相似，復(fù)合防滲系統(tǒng)上層為滲濾液收集系統(tǒng)，下層為地下水收集系統(tǒng)。用黏土和高密度聚乙烯

14、 (hdpe)材料組成的復(fù)合襯層的防滲效果優(yōu)于雙層襯層（有上下兩層防滲層，兩層之間為排水層 )的防滲效果。若出現(xiàn)膜破裂由于膜與黏土表面接觸緊密，具有一定的防滲效果。c、雙層襯層防滲系- 57 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)此種防滲系統(tǒng)有兩層防滲層，兩層之間是排水層，以控制和收集防滲層之間的液體和氣體。襯層上方為滲濾液收集系統(tǒng)，下方為有地下水收集系統(tǒng)。透過(guò)上部防滲層的滲濾液或者氣體受到下部防滲層的阻擋而在中間的排水層中得到控制和收集。網(wǎng) td、雙復(fù)合襯層防滲系統(tǒng)它的原理是在兩層防滲層之間設(shè)排水層，用于控制和收集填埋場(chǎng)滲出的液體；不同之處在于上部防滲層采用的是復(fù)合防滲層。防滲層之后上為滲濾液收集系統(tǒng)，下方

15、為地下水收集系統(tǒng)。- 58 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4.2.2 場(chǎng)底防滲系統(tǒng)的選擇根據(jù)地質(zhì)勘查情況，本設(shè)計(jì)通過(guò)三種防滲方案進(jìn)行技術(shù)比較，以便確定最合適的防滲結(jié)構(gòu)體系，其目的為達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又保證安全。黏土襯層滲透性的主要指標(biāo)是滲透系數(shù)，根據(jù)城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范，天然黏土襯里要 2 米厚的粘土，其滲透系數(shù)不應(yīng)大于 10-7cm/s。方案一：?jiǎn)螌右r層防滲系統(tǒng)（1）應(yīng)用范圍：此種防滲系統(tǒng)只有一層防滲層，其中包含有是滲濾液收集系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)，這種類型只能使用在抗損性低的情況下。對(duì)于場(chǎng)地低于于地下水位的填埋場(chǎng)，只要地下水的流流入速度不致造成滲濾液過(guò)量或者是地下水的上升壓力不致破壞襯墊系統(tǒng)，可采用此系統(tǒng)

16、。（2）工程造價(jià)：hdpe 膜選用進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的土工網(wǎng)格、土工布，此類產(chǎn)品相對(duì)其另外兩種，造其價(jià)比較低。方案二：?jiǎn)螐?fù)合襯層防滲系統(tǒng)（1）應(yīng)用范圍：當(dāng)天埋場(chǎng)場(chǎng)地工程、水文地質(zhì)條件不理想，或者對(duì)周?chē)鷪?chǎng)地和- 59 -太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量嚴(yán)格要求時(shí)應(yīng)選用復(fù)合防滲。（2）工程造價(jià)：hdpe 膜選用進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的土工網(wǎng)格、土工布，外加黏土襯層這種情況下要比襯層防滲造價(jià)要高。方案三：雙層襯層防滲襯墊（1）應(yīng)用范圍：a、基礎(chǔ)天然土層較差，(滲透系數(shù)大于 10-5cm/s)、地下水位較高；b、建設(shè)混合型填埋場(chǎng)，即生活垃圾與危險(xiǎn)廢物共同處置；（2）工程造價(jià)：hdpe 膜選用進(jìn)口產(chǎn)品，土工網(wǎng)格、土工布選用國(guó)產(chǎn)，此方案相比于土方工程費(fèi)用較高，采用 hdpe 膜費(fèi)用則低于土方工程費(fèi)用；方案四：雙復(fù)合襯層防滲系統(tǒng)（1）應(yīng)用范圍：在兩層防滲層之間設(shè)排水層