導滲管應用 垃圾掩埋管應用

生活垃圾填埋場擴建工程滲瀝液（yè）導（dǎo）排設計

1工程概況 
桃花山垃圾填埋場是（shì）無（wú）錫市區（qū）的生活（huó）垃圾衛生填埋（mái）場（chǎng），位於濱（bīn）湖區河埒街道與惠山區錢橋鎮交界處的桃花山山坳。 
該場屬於典型山穀（gǔ）型（xíng）填埋場（chǎng），建於（yú）上（shàng）世（shì）紀90年（nián）代初，是我國批按照建設（shè）部1988年頒（bān）布標（biāo）準《生活垃圾衛生填埋技術規範（fàn）》(CJJ17-88)建（jiàn）設的生活垃圾衛生（shēng）填埋場。填埋場原工程總庫容462萬m3，設（shè）計垃圾（jī）填埋量434萬t，采用垂直防滲（shèn）帷幕，設計服務年限為1995年～2007年，即將達到使（shǐ）用壽命。 
桃花山垃圾填埋場擴建工（gōng）程是解決原工程填埋場日趨飽和以及重（chóng）新選址（zhǐ）存在較大困難（nán）之間矛盾的方案。擴建工程建設範圍主要位於原工程頂部，擴建工程設計庫容419.15萬m3，可填埋的垃圾（jī）為377.24萬m3，可使用（yòng）17年(至2024年)，在服務（wù）期內，處理量為675m3/d。 
2原工程滲瀝液收集與（yǔ）導排係統 
2.1原工程滲瀝液導排問題 
原工（gōng）程填埋氣體發電廠（chǎng）投產後，為了保持填埋氣體發電廠的采氣量，台麵盲溝係統停止建設。同時，汙水處理廠汙泥進入垃圾填（tián）埋廠（chǎng）填埋後，堵塞（sāi）了盲溝係統（tǒng）。地質勘察發現，原工程每10m一層的覆蓋土層均形成了相對隔水層，導致垃圾滲瀝液無法通過原盲溝係統排出，從（cóng）而聚集在每個相對隔水層之上。 
2.2原工程滲瀝液導排的必要性（xìng） 
原工（gōng）程垃圾滲濾液聚集在（zài）庫區底（dǐ）部會對擴建工程產生一定的危害，主要（yào）表現為：影響垃圾堆體穩定（dìng）性；滲瀝液水位過高時，會對擴建工程防滲係統（tǒng）產生浮力；影（yǐng）響填埋氣體的排出。 因此，在原工程封場之（zhī）前需采取切實有效的導排措施降低原工（gōng）程（chéng）滲瀝液水位，以確保（bǎo）擴建工程的正常建設及運行，同時減少擴建工程建成（chéng）後原工程（chéng）滲瀝液對周圍地下水環境的汙染。 
2.3原工程滲瀝液導排（pái）方案 
由於原工程（chéng）滲瀝液導排不暢，導致原工程滲瀝液水位較高，局部地段從垃圾堆體表麵直接溢（yì）出，不利於擴建工程垃圾堆體的穩（wěn）定。根據穩定分析，認為原工程滲瀝液安全控製浸潤線應位於原工程垃圾土頂麵以下約5m(平均深度)，才能確（què）保垃圾（jī）堆體的穩定性。 
擴建工程依現場實際情況，在整個填埋場（chǎng）建設運營周期（qī）內，原工程滲（shèn）瀝液（yè）導排設計采用了重力導排方（fāng）案、固結排水方案和原工程頂部排水層（céng）相結合的降水措施。 
2.3.1重力導排方案 
對原工程（chéng）垃圾（jī）壩及（jí）汙水池實施改建、汙水調蓄（xù）池實施新建等措施，將原工程滲瀝液以重（chóng）力流導排方式導排至新建（jiàn）汙水調蓄池。 
在新建汙水調蓄池周邊新建檢查及反衝洗管，作為原工程滲瀝液導排樞紐（niǔ）。原工程（chéng）、擴建工程滲瀝液在各自獨立的導排係統下匯集至各自導流層出口處，分別通過一根φ600mm的HDPE管將滲瀝液導排進入各自的檢查及反衝洗管，終導（dǎo）排通道將原工程和擴建工程滲瀝液均導排至新建汙水調蓄池（chí）。滲瀝液導排盡可能利用地勢條件采用重力流方式，節省能耗。 
2.3.2固結排水方案 
固結排水方（fāng）案是在原工程垃圾堆體頂部設置塑料（liào）排水（shuǐ）板，以加快原工程垃圾（jī）堆體在擴建工程垃圾（jī）荷載作用下的固結排水效果（guǒ），改善原工程垃圾堆體內的滲瀝液導排途經。塑料排水板作為原工程（chéng）滲（shèn）瀝液導排通（tōng）道（dào），將深入原工程滲瀝液安全浸潤線以下，同時頂部接入一定厚（hòu）度的碎石導排層(兼作原庫區填埋（mái）氣導排層（céng）與滲瀝液橫向排水層)。原工程垃圾堆體（tǐ）固結後所排出的滲瀝液沿塑料排水（shuǐ）板豎向排放至（zhì）碎石導排層，通過原工程（chéng）滲瀝（lì）液收集係統，在下遊低處滲瀝液由一根φ600mm收集管進入檢（jiǎn）查及反衝洗井，後導排至新建（jiàn）汙水調蓄池。 
固結排水方（fāng）案與原工程垃圾土（tǔ）地基加（jiā）固方案（àn）應相結合，排水板間距設計為3m，采用梅花型布置；排水板進入原工程庫區垃圾土的深度為5m。 
固結（jié）排水方案在原（yuán）工程停止填埋作業後實施，在擴建工程整個填埋運行期間均有效，隨著擴建工程垃圾堆體（tǐ）的堆高，原工程垃圾土的固結度將不斷提高，原工程滲瀝液也將（jiāng）被有效導排至場外。 
2.3.3原工（gōng）程垃圾堆體頂（dǐng）部排水層 
頂部排水層是沿整個原工程垃圾堆體頂部鋪設一定厚度的碎石排水層(兼作（zuò）原工程填埋氣導排層)，將原（yuán）工程滲瀝液導排至新建汙水調蓄（xù）池。此方案能排走匯集在（zài）原工程（chéng）垃圾堆體頂部的滲瀝液，減小原工程滲瀝液對（duì）擴建工程防滲襯墊係統的浮托影響。 
以上3種導排降水措施是相輔相（xiàng）成的，在擴建（jiàn）工（gōng）程的不（bú）同運行時期發揮著不同的導排效果，可確保原工程垃圾堆體滲瀝液降低至安全浸潤線以下，為（wéi）擴建工程實施豎向堆（duī）高提供必要保證。 
2.4原工程各區滲瀝液導排設計 
該場屬於典型山穀型填埋場（chǎng），分平（píng）台（tái）和坡麵部（bù）位。 
填埋庫區的（de）低平台處滲瀝液溢出現象嚴重，因此滲瀝液導（dǎo）排采用重力導排、固結排水和垃圾（jī）堆體頂部排水層3種方案。垃圾堆（duī）體頂部排（pái）水層（céng）為300mm厚碎（suì）石導（dǎo）流層加盲溝（gōu）係統。盲溝（gōu）斷麵為梯形，上底寬1000mm，下底寬600mm，高為600mm。盲溝內填碎石，粒徑（jìng）大小為20～60mm，按照（zhào）上大下小形成反濾（lǜ），碎石外包裹（guǒ）土工布，溝內鋪設φ350mmHDPE穿孔管（guǎn），如圖1(a)所示。孔徑（jìng）及開孔布局如圖2所示，縱向布置孔中心間距（jù）L為100mm，孔徑為20mm。 

其（qí）餘平台，原工程（chéng）的（de）滲瀝液導排（pái）僅采用垃圾（jī）堆（duī）體頂部排水（shuǐ）層方案。頂（dǐng）部排水層方案僅設（shè）計為300mm厚碎石導流層加盲溝係統，盲溝內填（tián）碎石，不設置HDPE管，斷麵如圖1(b)所示。盲溝僅（jǐn）設置在平台一（yī）側坡腳處。 
垃圾堆體坡麵同樣僅采用垃圾堆（duī）體頂部排水層方案。垃圾坡麵因坡度較大，若（ruò）采用碎（suì）石層做為導水層，不易施工（gōng），且堆體穩定性能較（jiào）差。因此，設計在坡麵上僅設置盲溝係統，盲（máng）溝斷麵如圖1(b)，內（nèi）填碎石，但不鋪設穿孔HDPE管。 

圖1盲溝斷麵圖（tú） 

圖2開孔（kǒng）布局 
3擴建工程滲瀝液導排設計 
3.1導排（pái）方案及材料的選擇 
本次擴建工程庫底滲瀝液導排在不同部（bù）位采用（yòng）不同的導排方（fāng）式及材料。 
3.1.1平台部（bù）位 
滲瀝液導排係統設置為400mm厚（hòu）的碎石導流層，導流層中內置導滲管，如圖3。又由於垃圾堆（duī）體存在不均勻沉降，故同時使用三維土工排水網格以提高導排能力，兼有碎（suì）石導排層的保護層（céng）作用。其中，碎（suì）石粒徑分布在20～60mm範圍內；考慮到垃圾滲瀝（lì）液對（duì）鋼筋混凝土（tǔ）有腐蝕作用，導（dǎo）滲管（guǎn）通常采（cǎi）用HDPE管，並預先置孔，管壁包裹（guǒ）土（tǔ）工（gōng）布起滲瀝液過濾作用。 
3.1.2坡麵部位 
坡麵坡度較陡，使用碎（suì）石做（zuò）為導（dǎo）排層，施工較為困難，堆體穩定性較（jiào）差，故僅（jǐn）設置三維土工排水網格做為導排層（céng）。 
3.1.3碎石盲（máng）溝（gōu）係統 
每隔10m設碎石盲溝（gōu）係統，加強導滲導氣效果。 
3.2庫區（qū）底部導（dǎo）滲係統總體設計 
導（dǎo）滲管設計（jì）內（nèi）容包括布局格式、管（guǎn）道間距、管道尺寸（cùn）及管道穿（chuān）孔數。其中管道間距、管道尺寸及管（guǎn）道穿（chuān）孔數通過計算（suàn）機（jī）軟（ruǎn）件計算（suàn）。 

圖3導滲管斷麵圖 
3.2.1導滲管平麵布局格（gé）式（shì） 
整個碎石層中導滲管布局呈樹枝狀[1]，如圖4所示。導滲主管為南北走向，管間距為50m，采（cǎi）用φ350mm的穿（chuān）孔HDPE管，開孔（kǒng）布局如（rú）圖2，縱向布置孔中心間距L為100mm，孔徑為20mm。主管上每隔25m兩邊各設置支管，支管與主管夾角為60°[2]，管間距為25m，采用φ200mm的穿孔（kǒng）HDPE管，縱向布置孔中心間距L為200mm，孔徑為20mm。 

圖4導滲管布局（jú）格式 
3.2.2導滲管基層布局格式 
結合現場地形條件（jiàn），導滲主管間的基層（céng）設計為起伏波紋狀，波紋坡度為4%。“起伏波紋狀”的基（jī）層布置不僅增加了開挖量、拓寬了庫容，而且構成了“人工的”獨立水（shuǐ）文單元，每個單元都有獨立（lì）的滲瀝液收集與導排係統[3]。導滲支管間的地基則結合現場北高南低的（de）地形條件設計為（wéi）連續坡度（dù）狀，坡度為2.5%，如圖5所示。 

圖5滲管地基布置

3.3庫區豎（shù）向導滲係統設計 
在庫區豎向導（dǎo）滲結構中，設計（jì）每間距50m設一（yī）填埋氣體收集豎井，兼具導滲（shèn）功能，管材（cái）為φ250mm的穿孔HDPE管。填埋庫區每（měi）隔10m填埋高度鋪設碎石盲溝係（xì）統，加強各層（céng）導滲導氣效果。 
盲溝斷麵為梯（tī）形，上底寬1000mm，下底寬600mm，高為（wéi）600mm。盲（máng）溝內（nèi）填級配碎石，粒（lì）徑（jìng）為20～60mm，按照上大下小形成（chéng）反濾，碎石外包裹土工布，溝內鋪設φ200mm的HDPE水平穿孔管。水（shuǐ）平管布管格局（jú）為井字型，間距為50m。盲溝分南北和東西走向，南北向管（guǎn）底坡度（dù）結合地形條件，擬設計為2.5%。 
填埋氣體垂（chuí）直收（shōu）集豎井和各層水平管環向均（jun1）布8個孔，縱向布置孔中心間距為100mm，孔（kǒng）徑為8mm。 
填埋氣體收集豎井與各層碎石盲溝內水平管連通，這樣可（kě）以通過各填埋層的水平管收（shōu）集不同高程產生的滲瀝（lì）液和填埋氣體，形成垂直2水平立體收集係統，強化滲瀝液和填埋氣體收集效果。 
4結論 
(1)原工程垃圾滲瀝液聚集在庫區底部會對擴建工程產生一定的危害，因此擴建工程（chéng）需對原工程滲瀝液做導排設計（jì）。設計采用重力導（dǎo）排方案、固結排水方案和原工程頂（dǐng）部排水層相聯合的降水措施。 
(2)擴建工（gōng）程庫底滲瀝液導流層在不同部位采用不（bú）同的導排方式及材料。平台部位滲瀝液導排係統設置為（wéi）400mm厚的碎石導流層，導（dǎo）流層中內置導滲管。坡麵部位因坡度較大，設置三維土工排水網格做為（wéi）導排層。 
(3)在庫區豎向導滲結（jié）構中，每（měi）間距50m設1個填埋氣體收集豎井，兼具導滲功能。 
(4)填埋庫區每隔10m填埋高度鋪設碎石盲溝係統。填埋氣體收集豎井（jǐng）與各層碎石盲溝內水平管連通，收集（jí）不（bú）同高程產生（shēng）的（de）滲瀝液和填埋氣體，形成垂直-水平立體收集係統加強各層導滲導氣效果。