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垃圾填埋場施工和填埋過程中防止水平滲漏的對策

文檔作者：劉東偉文檔來源：上海百菲特環(huán)?？萍加邢薰?/div>		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月19日
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第3 期（總第179 期）
2015 年6 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
No.3 (Serial No.179)
Jun. 2015
38
垃圾填埋場施工和填埋過程中防止水平滲漏的對策
劉 東 偉
（上海百菲特環(huán)保科技有限公司，上海 200127）
目前，國內(nèi)和國際上的大多數(shù)國家對固體廢物
處置的方法仍采用填埋方式進(jìn)行處理。主要是將生
活垃圾直接填埋；工業(yè)廢物進(jìn)行焚燒，然后將焚燒
物填埋在已具有防滲功能庫區(qū)中。在庫區(qū)中人工合
成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜起著主要的防滲
作用，用以防止填埋物所產(chǎn)生滲瀝液的滲透，防止
污染地下水，從而保護(hù)環(huán)境。但在防滲系統(tǒng)施工和
填埋過程中，由于施工方法不當(dāng)和填埋作業(yè)方式的
不合理，易對HDPE 膜造成破壞，且不能及時(shí)檢測。
一旦垃圾進(jìn)行回填，通過水質(zhì)污染而發(fā)現(xiàn)水平防滲
系統(tǒng)有所破壞，再對該系統(tǒng)進(jìn)行維修，將耗費(fèi)巨大
的資源。
所以采用合理的施工方法和填埋工藝避免水平
防滲系統(tǒng)的破壞，不僅能保護(hù)環(huán)境，防止地下水源
受污染，還能節(jié)約成本，避免不必要的浪費(fèi)。
1 固體廢物處理的發(fā)展概況[1]
在使用高密度聚乙烯（HDPE）膜作為防滲材
料之前，固體廢物填埋處理的發(fā)展主要經(jīng)歷3 個階
段。
第一階段：傳統(tǒng)的簡單填埋，在城市周邊利用
一些凹地、溝谷等簡單填埋，既未進(jìn)行防滲處理，
也沒有達(dá)到衛(wèi)生填埋，又對環(huán)境和地下水產(chǎn)生嚴(yán)重
的污染。
第二階段：簡易的衛(wèi)生填埋，在選址時(shí)注意填
收稿日期：2014-12-19
作者簡介：劉東偉（1980—），男，工程師，本科，主要從
事市政環(huán)保工作。
摘要：平原地區(qū)垃圾填埋場采用水平防滲系統(tǒng)的缺點(diǎn)是填埋場施工過程中和投入使用后防滲系統(tǒng)一旦遭到破壞將
很難進(jìn)行修補(bǔ)，并且不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。提出施工過程中和填埋作業(yè)時(shí)應(yīng)注意的問題，并總結(jié)出避免水平防滲系統(tǒng)
破壞應(yīng)采取的措施。
關(guān)鍵詞：垃圾填埋場；水平防滲系統(tǒng)；雙層防滲結(jié)構(gòu)；HDPE 防滲膜；防滲施工；填埋作業(yè)
中圖分類號：X705 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1004-4655（2015）03-0038 -03
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.03.012
埋場的滲透系數(shù)，利用黏土層的天然防滲，一定程
度上起到防滲作用，且在垃圾的填埋過程中，采用
黏土覆蓋等措施，相對減少污染。但離真正意義上
的衛(wèi)生填埋相差甚遠(yuǎn)。
第三階段：采用垂直防滲方式的衛(wèi)生填埋，垂
直防滲是指在滲瀝液滲漏路徑上進(jìn)行垂直帷幕灌漿，
以減少滲漏量，達(dá)到防滲的目的。目前垂直防滲的
各種施工方法所達(dá)到的滲透系數(shù)k ＞ 1×10-7cm/s，
這與GB 50869—2013《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)
規(guī)范》對防滲系統(tǒng)滲透系數(shù)k ＜ 1×10-7 cm/s 的要
求是有差距的。
2 固體廢物處理的現(xiàn)狀及存在的問題
2.1 固體廢物處理的現(xiàn)狀
目前固體廢物處置的方式國內(nèi)外大部分采用水
平防滲方式的衛(wèi)生填埋，工藝是采用高密度聚乙
烯（HDPE）防滲膜把整個垃圾填埋場鋪成一個水
平的防滲系統(tǒng)。同時(shí)，在庫區(qū)底部防滲膜上安裝高
密度聚乙烯（HDPE）滲瀝液收集管，收集滲瀝液，
導(dǎo)流至污水處理站，沼氣通過沼氣石籠引出排放或
綜合利用，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的效果。水平防滲技
術(shù)的主要特點(diǎn)有以下幾方面。
1）HDPE 防滲膜具有很強(qiáng)的防滲透性，對多
種液體的滲透系數(shù)達(dá)到10-11cm ／ s。
2）HDPE 防滲膜具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，耐酸、
堿及抗老化能力。
3）HDPE 防滲膜與黏土具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，
共同構(gòu)成防滲結(jié)構(gòu)層，增強(qiáng)防滲性能。
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劉東偉：垃圾填埋場施工和填埋過程中防止水平滲漏的對策 2015 年第 3 期
人工水平防滲在國外已成功應(yīng)用近30 a，已達(dá)
到確保環(huán)境不受污染的目的。HDPE 防滲膜作為一
種高分子合成材料，有抗拉性好、抗腐蝕性強(qiáng)、抗
老化性能高等優(yōu)良的物理性能、化學(xué)性能，使用壽
命可達(dá)50 a，防滲功能比最好的壓實(shí)黏土高107 倍
（壓實(shí)黏土的滲透系數(shù)級數(shù)為10-7 級，而HDPE 防
滲膜的滲透系數(shù)級數(shù)為10-l4 級 ），完全滿足垃圾
填埋運(yùn)行過程中防滲漏的要求。
2.2 目前存在的問題
根據(jù)全國十幾個在建填埋場的調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，
HDPE 防滲膜實(shí)際上是非常脆弱的材料，除HDPE
防滲膜制造時(shí)的自身缺陷外，不管是在施工階段還
是在填埋場的運(yùn)營階段，HDPE 防滲膜受到破壞的
幾率是非常高的。造成防滲材料破壞的主要原因包
括以下幾個方面。
1）在HDPE 防滲膜上鋪設(shè)保護(hù)層、導(dǎo)排層時(shí)
很可能對防滲膜造成損害，但此時(shí)防滲膜已被黏
土、砂石等材料覆蓋，無法再對防滲膜的質(zhì)量進(jìn)行
驗(yàn)收。
2）填埋場的施工是分段、分區(qū)域進(jìn)行的，往
往因施工工序的交叉，對已經(jīng)鋪設(shè)的HDPE 防滲
膜造成破壞。
3）對于已經(jīng)鋪設(shè)完畢的HDPE 防滲膜，保護(hù)
措施往往不能及時(shí)到位；而下一個工序的施工對
HDPE 防滲膜的保護(hù)也很難落實(shí)。
4）在垃圾填埋過程中容易對HDPE 防滲膜產(chǎn)
生破壞。
雖然目前已具有對HDPE 防滲膜的檢測技術(shù)，
但該技術(shù)還存在一定的缺陷與不足。
1）該技術(shù)主要針對竣工但未進(jìn)行回填的庫區(qū)，
如果因回填過程中對水平防滲系統(tǒng)造成破壞，很難
檢測。
2）檢測成本高。防滲系統(tǒng)的電學(xué)滲漏檢測成
本高達(dá)10 元/m2，1 個5 萬m2 的中小庫區(qū)就需要
50 萬元。
3 改進(jìn)的方法和建議
防止垃圾填埋場出現(xiàn)水平滲漏的根本辦法就是
防止HDPE 防滲膜受到破壞，建議從施工方案、工
藝和垃圾回填等方面來防止水平防滲系統(tǒng)的破壞。
3.1 采用雙層防滲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的方案施工
防滲結(jié)構(gòu)的類型主要有單層防滲結(jié)構(gòu)和雙層防
滲結(jié)構(gòu)[2]。單層防滲結(jié)構(gòu)（見圖1）的層次從上至
下為滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)、防滲層（含防滲材料及
保護(hù)材料）、基礎(chǔ)層、地下水收集導(dǎo)排層（碎石）。
雙層防滲結(jié)構(gòu)（見圖2）的層次從上至下為：滲瀝
液收集導(dǎo)排層（碎石）、主防滲層（含防滲材料及
保護(hù)材料）、滲漏檢測層（碎石）、次防滲層（含防
滲材料及保護(hù)材料）、基礎(chǔ)層、地下水收集導(dǎo)排層
（碎石）。水平防滲系統(tǒng)中防滲的主要材料為人工合
成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜，在填埋場的底
部和周邊形成中間隔離層，防止?jié)B瀝液的滲透。
過濾層
滲瀝液收集層
保護(hù)層
防滲層
防滲層
黏土保護(hù)層
保護(hù)層
地下水導(dǎo)排層
支撐層
基層
固體廢物
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
300 mm 碎石
800 g/m2 短纖針刺土工布
2.0 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土襯墊
750 mm 壓實(shí)黏土
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
300 mm 碎石
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
基土
圖1 單層防滲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖
過濾層
滲瀝液收集層
保護(hù)層
主防滲層
主防滲層
次滲瀝液收集層
次防滲層
次防滲層
黏土保護(hù)層
保護(hù)層
地下水導(dǎo)排層
支撐層
基層
固體廢物
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
300 mm 碎石
800 g/m2 短纖針刺土工布
2.0 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土襯墊
5.0 mm 土工復(fù)合排水網(wǎng)格
1.5 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土襯墊
750 mm 壓實(shí)黏土
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
300 mm 碎石
150 g/m2 輕質(zhì)有紡?fù)凉げ?
基土
圖2 雙層防滲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖
從單層防滲結(jié)構(gòu)和雙層防滲結(jié)構(gòu)不難看出，單
層防滲結(jié)構(gòu)只具有1 個防滲層，而雙層防滲結(jié)構(gòu)具
有主防滲層和次防滲層2 個防滲層。雙層防滲結(jié)構(gòu)
有效避免水平防滲系統(tǒng)受到全部破壞，即使有一層
防滲膜遭到破壞，仍然可以阻止?jié)B瀝液滲漏到地下
水中，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。因此，采用雙層
防滲結(jié)構(gòu)作為垃圾填埋場的防滲系統(tǒng)有效地避免防
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劉東偉：垃圾填埋場施工和填埋過程中防止水平滲漏的對策 2015 年第 3 期
滲系統(tǒng)完全受到破壞。
3.2 填埋場施工作業(yè)過程中的改進(jìn)措施
1）對庫區(qū)基礎(chǔ)采取成型一塊，檢查一塊，形
成記錄。在庫區(qū)底部常含有一些堅(jiān)硬物質(zhì)，在檢查
過程中如發(fā)現(xiàn)鋼筋等雜物，盡量將鋼筋拔除，如果
埋設(shè)較深拔除有困難，則在根部開挖20 ～ 30 cm，
然后貼根部剪斷，再用土方回填，采用人工夯實(shí)；
在檢查中如有建筑垃圾等堅(jiān)硬的石塊，須將這類物
質(zhì)清除，然后采用黏土回填。這些物質(zhì)如不及時(shí)清
除，在壓力的作用下，極易戳穿防滲系統(tǒng)而產(chǎn)生滲
漏。
2）碎石應(yīng)采用正確的方法運(yùn)送和鋪設(shè)。為加
快運(yùn)送時(shí)間，采用溜槽的方式運(yùn)送到庫底，如果直
接溜到防滲系統(tǒng)上，先在防滲系統(tǒng)上做好保護(hù)層。
溜槽的位置選在庫區(qū)一側(cè)，以便碎石從一邊一次性
施工到另一邊，避免出現(xiàn)反復(fù)來回。
3）在滲瀝液管道或其他設(shè)施上施工，應(yīng)在碎
石鋪設(shè)期間做好保護(hù)，以免受機(jī)械損壞。如果確認(rèn)
有可能產(chǎn)生破壞，在管道和設(shè)施周圍采用人工鋪設(shè)
碎石，以免對滲瀝液管道和其他設(shè)施造成破壞。
4）嚴(yán)禁在土工合成材料上直接使用各種車輛。
車輛輪胎與土工合成材料之間的碎石厚度要≥ 1 m ；
在交通繁重的區(qū)域，像斜坡入口，碎石的厚度至少
要有1.5 m。履帶車輛和土工合成材料之間滿足以下
的地面壓力限值[3]。履帶設(shè)備接觸面壓力值與碎石
最小厚度關(guān)系見表1。
表1 履帶設(shè)備接觸面壓力值與碎石最小厚度關(guān)系表
設(shè)備接觸面壓力/kPa 最小厚度/mm
＜ 10 500
10~45 800
＞ 45 1 000
3.3 垃圾填埋作業(yè)過程中的改進(jìn)措施
1）控制垃圾的來源。對填埋的垃圾進(jìn)行檢查，
剔除其中的尖銳物質(zhì)，防止破壞防滲系統(tǒng)。
2）對新建的垃圾填埋場回填垃圾時(shí)首先設(shè)置
卸料平臺。卸料平臺底部采用袋裝飛灰從坡腳到邊
坡逐步堆高填筑，采用人工填筑，加強(qiáng)對底部及邊
坡防滲系統(tǒng)的保護(hù)，施工時(shí)派專人對水平防滲系統(tǒng)
進(jìn)行檢查。卸料平臺頂部在采用袋裝飛灰填筑后，
要敷設(shè)鋼板予以保護(hù)。在填埋時(shí)靠近防滲系統(tǒng)底部
（厚度≥ 1.5 m）和邊坡（厚度≥ 0.3 m），采用袋裝
飛灰人工壓實(shí)保護(hù)。
3）合理保持填埋機(jī)械與水平防滲系統(tǒng)的距離。
填埋場的水平防滲系統(tǒng)表面有袋裝土保護(hù)層，若填
埋機(jī)械操作不當(dāng)，會破壞水平防滲系統(tǒng)。保護(hù)層厚
度不應(yīng)＜ 0.3 m。在填埋作業(yè)時(shí)，考慮垃圾堆體穩(wěn)
定性，盡量使壓實(shí)機(jī)壓到每處垃圾。對靠近邊坡的
垃圾，填埋機(jī)械要保持好與邊坡水平防滲系統(tǒng)的距
離。在邊坡進(jìn)行填埋壓實(shí)作業(yè)時(shí)，必須保持機(jī)械與
邊坡距離≥ 1 m，并在作業(yè)時(shí)有專人進(jìn)行指揮。
4）在填埋過程中回填的垃圾須按照《危險(xiǎn)
廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行分層碾壓，分層厚
度≤ 0.3 m，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按照設(shè)計(jì)要求，填埋壓實(shí)過
程中做好危險(xiǎn)廢物填埋物料、填埋位置、填埋標(biāo)高、
填埋容量、填埋時(shí)間的資料記錄，同時(shí)在靠近邊坡
底部及邊坡部位、收集坑及側(cè)管井安裝部位做好保
護(hù)工作，嚴(yán)禁破壞防滲系統(tǒng)和導(dǎo)排系統(tǒng)。
4 結(jié)語
1）由高密度聚乙烯（HDPE）防滲膜所組成
的水平防滲系統(tǒng)可有效防止垃圾填埋場中滲瀝液的
滲漏，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。
2）如果防滲系統(tǒng)被破壞，垃圾所產(chǎn)生的滲瀝
液將嚴(yán)重污染地下水源，并且防滲膜滲漏部分的維
修費(fèi)用非常昂貴。
3）采用雙層防滲結(jié)構(gòu)作為垃圾填埋場的防滲
系統(tǒng)，能有效避免水平防滲系統(tǒng)被破壞。
4）碎石導(dǎo)排層要采取單向的施工方向，機(jī)械
在碎石導(dǎo)排層上行駛時(shí)保護(hù)層的厚度≥ 1 m，在繁
重區(qū)域碎石厚度要≥ 1.5 m。以防止防滲系統(tǒng)在施
工機(jī)械行使過程中被破壞。
5）垃圾在填埋前先對庫區(qū)做卸料平臺，靠近
防滲系統(tǒng)底部厚度≥ 1.5 m，邊坡厚度≥ 0.3 m，采
用袋裝飛灰人工壓實(shí)保護(hù)。機(jī)械對回填的垃圾要分
層壓實(shí)，分層厚度≤ 0.3 m，以免防滲系統(tǒng)在以后
沉降過程中發(fā)生斷裂。
參考文獻(xiàn):
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