导渗管应用 垃圾掩埋管应用
生活垃圾填埋场扩（kuò）建工程渗（shèn）沥（lì）液导（dǎo）排设计
1工（gōng）程概况
桃花（huā）山垃圾（jī）填埋场是无锡市区的生（shēng）活垃圾卫生（shēng）填埋场，位于滨湖区（qū）河埒街道与惠山区钱桥镇交界处（chù）的桃花山山（shān）坳。
该场属于典型山谷型填埋场，建于上（shàng）世纪90年代初，是我国批按照建设部1988年颁布标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-88)建设（shè）的（de）生（shēng）活垃圾卫生填埋场。填埋场原工程总库容462万m3，设计垃圾（jī）填埋量434万t，采（cǎi）用垂直防渗帷幕，设计服务（wù）年限为1995年（nián）～2007年，即将达到（dào）使用寿命。
桃花山垃圾填埋（mái）场扩建工程是解决原工程填埋场（chǎng）日趋（qū）饱和以及重新（xīn）选址存在较大困难之间矛盾的方案。扩（kuò）建（jiàn）工程建设范围主（zhǔ）要位于原工程顶部，扩（kuò）建工程设计库容419.15万m3，可填埋的垃圾为377.24万m3，可使用17年(至2024年)，在服务期（qī）内，处理量为675m3/d。
2原工程渗沥液收集与导排系统
2.1原工程渗沥液导排（pái）问题
原工程填埋气体（tǐ）发电厂投产后，为了保持填埋气体发电厂的（de）采气量，台面盲（máng）沟系统停止建设。同时，污水处理厂污（wū）泥进（jìn）入垃圾填埋厂填埋后，堵塞了盲沟系统。地质勘察发现，原工程每10m一层的覆盖土层均形成（chéng）了相对隔水层，导致垃圾渗沥液无法通过原盲（máng）沟系统排出，从而聚集在（zài）每个相对隔水层之上。
2.2原工（gōng）程渗沥液（yè）导排的必要性
原工程垃圾渗滤液聚集在库（kù）区底部会（huì）对扩建工程产生（shēng）一定的危害，主要表现为：影响垃圾堆体稳（wěn）定性；渗（shèn）沥液水（shuǐ）位过高时，会对扩建工（gōng）程防（fáng）渗系统产生浮力；影响填埋气体的（de）排出。 因此（cǐ），在原工程封场之前需采取切实（shí）有（yǒu）效的导排措施降低（dī）原工程渗（shèn）沥液水位，以确保扩建工程的正常建设及运行，同时减少扩（kuò）建工程（chéng）建成后原工程（chéng）渗沥液对周围地下水环境的污染。
2.3原工程渗沥液导排方案
由于原工程渗沥（lì）液导排不畅，导致原（yuán）工程渗沥液水位较高，局部地段从垃圾（jī）堆体表面直接溢出，不利于扩建工程（chéng）垃圾堆体的稳定。根据（jù）稳（wěn）定分析，认（rèn）为原工程渗沥液（yè）安全控制（zhì）浸润线应位于（yú）原工程垃圾土顶面（miàn）以下约5m(平均（jun1）深度)，才能确保垃圾堆体的稳（wěn）定性。
扩建工程依现场实际情况，在整个填埋（mái）场建设运营周期内（nèi），原工程渗沥液导排设计采用了重力导排方案、固结排水方案和原工程顶部排水层相结合的降水措施。
2.3.1重力导排方案
对原工程垃圾（jī）坝及污水池实施改建、污水（shuǐ）调蓄池实施新（xīn）建等措施，将原工程渗沥（lì）液（yè）以重力流导排方式（shì）导排至新建污水（shuǐ）调（diào）蓄池。
在（zài）新建污水调蓄池周边新（xīn）建检查及反冲洗管，作为原工程渗沥液导排枢纽。原工程、扩建工程渗沥液在各自独立的导排系统（tǒng）下汇集至各自导流层出口处，分别通过（guò）一根φ600mm的HDPE管将渗沥液导（dǎo）排进（jìn）入各自的检查及反冲洗管（guǎn），终导排通道将原工程（chéng）和（hé）扩建工程渗沥液均导排至新建污水调蓄池。渗沥液导排尽可能利用地势条件采用重力流（liú）方式，节省能耗。
2.3.2固结（jié）排水方（fāng）案
固结排水方（fāng）案（àn）是在原工程垃圾堆体顶部设置塑料排水板，以加快原工程垃（lā）圾（jī）堆体在扩建工程（chéng）垃圾荷载作用下的固结（jié）排水效果，改善原工程垃圾堆体内的渗沥液导排途经。塑料排（pái）水板作为原工程渗沥液导排通道，将深入原工程渗沥液安（ān）全浸润线以下，同时顶部接入一定厚度的碎石（shí）导排层(兼作原库区填埋（mái）气（qì）导排层与渗沥液横向排水层)。原工程垃（lā）圾堆体固结后所排出的渗沥液沿塑料排水板竖向排放至碎石导排层，通过原工程（chéng）渗沥液收集系统，在下游低处渗沥液由一根φ600mm收集管进入检（jiǎn）查及反冲洗井，后导排至新建污水调蓄池（chí）。
固结（jié）排水（shuǐ）方案与原工程垃圾土地基加固方案（àn）应相结合，排水板间距设计为3m，采用梅花型（xíng）布置；排水板进入原工程库区垃圾土的深度为5m。
固结排水方案在原工程停止填埋作业后实施，在扩建工程整个填埋运行期间均有效，随着扩建工程垃（lā）圾堆体的堆高，原工程垃圾土的固结度将不（bú）断（duàn）提高，原工程渗沥液也将被有效导（dǎo）排（pái）至场外。
2.3.3原工程垃圾堆（duī）体顶部排水（shuǐ）层
顶部排水层是沿整个原工程垃圾堆体顶部铺设一定（dìng）厚（hòu）度的碎石排水层(兼（jiān）作原工程填埋气导（dǎo）排层)，将原工程渗（shèn）沥液导排至新建污水调蓄池。此方（fāng）案（àn）能排走汇集在原（yuán）工程垃圾堆体顶（dǐng）部的渗沥液，减小原工程渗沥液对扩建工（gōng）程防渗衬垫系统的浮托影响。
以上3种导排降水措施是相辅相成的，在扩建工程的不同（tóng）运行时期发挥着（zhe）不同的导排效（xiào）果，可确（què）保原工程垃圾堆体渗沥液降低至安全浸润（rùn）线以下，为扩建工（gōng）程实（shí）施竖向堆高提供必要保证。
2.4原工程各区渗沥液（yè）导排设计
该场属于典（diǎn）型（xíng）山谷型填埋场，分平台和坡面部位。
填埋库区（qū）的低平台处渗沥液溢出现象严重，因此渗沥液导排采用重力导排、固结排水和垃圾堆体顶部（bù）排（pái）水层3种方案。垃圾堆体顶部排水层为300mm厚碎石（shí）导流层加盲沟系统。盲沟断面为（wéi）梯形，上底宽1000mm，下底宽600mm，高为600mm。盲沟内填碎石，粒径大小为（wéi）20～60mm，按照上大下小形成反滤，碎石外包裹土工布，沟内铺设φ350mmHDPE穿孔管（guǎn），如（rú）图1(a)所（suǒ）示。孔（kǒng）径及开孔布局如图2所示，纵向布置孔中心间距L为100mm，孔径为（wéi）20mm。
其余（yú）平台（tái），原工程的渗沥液导排仅采用垃圾堆体顶部排水（shuǐ）层（céng）方案（àn）。顶部排水层方（fāng）案仅设计为300mm厚碎石导流层加盲沟系统，盲沟内填碎石，不（bú）设置HDPE管，断面如图1(b)所示。盲沟仅设（shè）置在平台一侧坡（pō）脚处。
垃圾堆体（tǐ）坡面同样仅采用垃圾堆体顶部排水层方案。垃圾坡面因坡（pō）度较大，若采用碎石层（céng）做为导水层，不易施工，且堆体稳（wěn）定性能较差。因此，设计在坡面（miàn）上仅设置盲沟系统，盲沟断面如图（tú）1(b)，内（nèi）填碎（suì）石，但不铺设穿孔HDPE管。
图1盲沟断（duàn）面图
图2开孔布局
3扩建工程渗沥液导排设（shè）计
3.1导排（pái）方案及材料的选择
本次扩建工程库底渗沥液导排在不同部（bù）位采（cǎi）用不同（tóng）的导（dǎo）排方式及材料。
3.1.1平台部（bù）位
渗沥液导排系统设（shè）置为（wéi）400mm厚的碎石导流层（céng），导流（liú）层中内置导渗（shèn）管，如图3。又由于垃圾堆体存在不均匀沉降，故同时使用三维土（tǔ）工排水网格（gé）以提高导排能（néng）力，兼有碎石导排（pái）层的（de）保护层作用。其中（zhōng），碎石粒径分布在20～60mm范围内；考虑到（dào）垃圾渗沥液对钢筋混凝土有腐（fǔ）蚀作用，导渗管（guǎn）通常采用HDPE管，并（bìng）预先置孔，管壁包裹土工布起渗沥液过滤作用。
3.1.2坡（pō）面部位
坡面坡度较陡，使用碎石做为（wéi）导排层（céng），施工较为困难，堆体稳（wěn）定性较差，故仅设置三维土工排水网格做为导排层。
3.1.3碎石盲沟系统
每隔10m设碎石盲沟系统，加强导（dǎo）渗导气效（xiào）果。
3.2库区底部导渗系统总体设计
导渗管设计内容包括布局格（gé）式、管道间距、管道尺寸及管道穿孔数。其中（zhōng）管道间距、管道尺（chǐ）寸及管道穿孔（kǒng）数通过计算机软（ruǎn）件计算。
图3导渗（shèn）管断面（miàn）图
3.2.1导渗管平面布局格式
整个碎石层中导渗管布局（jú）呈树枝状（zhuàng）[1]，如图4所示。导渗主管为南北走向，管间距为50m，采用φ350mm的穿孔HDPE管，开（kāi）孔（kǒng）布（bù）局如图2，纵向布置孔中心间距L为100mm，孔径为20mm。主管上每隔25m两边各设置支管，支（zhī）管与主管夹（jiá）角为60°[2]，管间距为25m，采用（yòng）φ200mm的穿孔HDPE管，纵向布置孔中心间距L为200mm，孔径为20mm。
图4导渗管布局格式（shì）
3.2.2导渗管基层布局格式
结合现场地形条件（jiàn），导渗主管间（jiān）的基层设计为起伏波纹状，波纹坡度为4%。“起伏波纹状”的基层布（bù）置不仅增加了开（kāi）挖量（liàng）、拓宽了（le）库容，而且构成了“人工的”独立水文单元，每（měi）个单元都有独立的渗沥液收集与导（dǎo）排系（xì）统[3]。导渗支（zhī）管间的地基（jī）则结合现场北高南低的（de）地形条件（jiàn）设计为连续坡度状（zhuàng），坡度为2.5%，如图5所示。
图5渗管地基布置
3.3库区竖向（xiàng）导渗（shèn）系统设计
在库区竖向导渗结构中，设计每间距50m设一填埋（mái）气体收（shōu）集竖井（jǐng），兼具导渗（shèn）功能，管材为φ250mm的穿孔HDPE管。填埋库区每隔10m填埋高（gāo）度铺设碎石盲沟系（xì）统，加强各层导（dǎo）渗导气效果。
盲沟（gōu）断面（miàn）为梯（tī）形，上底宽1000mm，下底宽600mm，高为600mm。盲沟内填级配碎（suì）石（shí），粒径（jìng）为20～60mm，按照上（shàng）大下小（xiǎo）形成反滤，碎石外包裹土工布（bù），沟内铺设φ200mm的HDPE水平穿孔管。水平管布管格（gé）局为井字型，间距为50m。盲沟分南（nán）北和东西走向，南北向管底坡度结合地形条件，拟设计为2.5%。
填埋（mái）气体垂直收集竖井和各层水平管（guǎn）环（huán）向均布8个孔，纵向布置孔中心间距为100mm，孔径（jìng）为8mm。
填（tián）埋气（qì）体收集竖井（jǐng）与各层碎石盲沟内水平管连通，这样可以通过各填埋层的水平管收集不同高程产生的渗沥液和填埋气体，形（xíng）成垂直2水平立体收（shōu）集系统，强化（huà）渗沥（lì）液和填埋气体收集效（xiào）果。
4结论
(1)原工程垃圾渗沥液（yè）聚集在库区（qū）底部会（huì）对扩建工程产生一（yī）定的危（wēi）害，因此扩建工程（chéng）需对原工程渗沥液做导排设计（jì）。设计采用（yòng）重力导排方案、固（gù）结排水方案和原工程顶部排水层相（xiàng）联合的（de）降水措施。
(2)扩建工程库（kù）底渗沥液导流层在不同部位（wèi）采用不同的导排方式及材料。平（píng）台（tái）部位渗沥液导排系统设置为（wéi）400mm厚的碎石导流层，导流层中内置导渗管（guǎn）。坡面部位因坡度较大，设置三维土工排水网格做为导排层。
(3)在（zài）库区竖向导渗结构中，每间距50m设1个填埋气体收集竖井，兼具导渗功能。
(4)填（tián）埋库区每隔10m填埋高度铺设（shè）碎石盲沟系统。填埋气（qì）体收集竖井与各层碎石盲沟内水平管连通，收集不同（tóng）高程产生的渗沥液和填（tián）埋气体，形（xíng）成垂直-水平立体收集（jí）系统加强各层导渗导气效果。
