威海市垃圾填埋场的防渗技术

第8卷第2期防渗技术Vol.8No.22002年6月TechniqueofSeepageControlJun.,2002威海市垃圾填埋场的防渗技术黄炳坚1,陈昊2(1.广东省高明市水利水电勘测设计室,高明528500;2.长江科学院岩基所,武汉430010)摘要:通过对水泥和化学灌浆防渗技术在威海城市生活垃圾填埋场防渗工程中应用实例的阐述,表明此类防渗技术在类似城市环境保护工程中的重要地位。关键词:帷幕灌浆;垃圾填埋场;防渗技术中图分类号:X705文献标识码:B文章编号:1008-9829(2002)02-0035-020前言近年来,环境保护越来越受到各国政府的重视,环保技术的研究也成为当今科学研究的重要课题。随着我国城市经济的发展,城市生活垃圾量不断增加,垃圾的无害化处置成为了一项非常紧迫的任务。在我国目前主要方法是建造垃圾填埋场。建设部为贯彻《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,为防止生活垃圾填埋处理造成的二次污染,于1997年首次制定了《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—97)。标准要求生活垃圾填埋场工程环境保护设计必须包含场区垃圾渗滤液的防渗工程。威海市城市生活垃圾产生量随着城市规模的不断扩大也不断增加。据统计,到2000年城市生活垃圾达300t�d。该市新建垃圾填埋场于1999年10月动工,主体防渗工程于2001年底完成,现已投入使用。长江科学院作为主要承建单位,负责实施了防渗体系的设计优化及其施工。文中着重总结和讨论水泥和化学帷幕灌浆技术在防渗体系建立中的应用实例。1威海垃圾填埋场的防渗设计1.1工程地质概况威海城市生活垃圾填埋场位于威海市西南17km,场区总面积32.4万m2。场区水文条件、地层分布主要由第四系及基岩组成。表层为由残坡积和坡洪积组成的第四系粉土、粗砂砾等,沿沟谷岸坡呈带状分布,厚度3～7m;基岩由变质岩和岩浆岩组成,岩性为黑云片岩(属强风化)一般厚度3～8m,最大33.20m;黑云变粒岩(中风化)沿黑云片岩外围分布,最大厚度25m;大理岩,上部裂隙较发育,下部岩石较完整,经钻孔勘测未穿过周围山脊,对场区防渗无影响;斜长角闪岩,岩石完整,坚硬致密,裂隙不发育;花岗岩,岩石完整,坚硬致密,裂隙不发育,属微风化,厚度在数十米以上。该层东、南、北三面垃圾场边缘向上隆起,与自然地形相同,形成一个簸箕状谷地。据地质报告场区内仅发现一条张性断裂带,对场区防渗亦无影响。地表水流源短、量少。地下水可分为两类:一类是赋存于第四系中的孔隙潜水,埋深0.71～1.50m左右;另一类是赋存于基岩中的裂隙水,地下水位埋深0.67～30.45m。1.2防渗系统设计根据《生活垃圾填埋污染控制标准》[1]规定,在生活垃圾填埋场的防渗工程中,要求防渗体的渗透系数达到10-7cm�s量级,比普通水工�级坝的防渗要求高得多。目前生活垃圾填埋场的防渗系统工程多采用填埋场区底部水平防渗系统和以填埋区下游垃圾坝或截污坝为主的垂直防渗系统相结合的防渗技术。防渗系统的建立要因地制宜,场区底部的水平防渗通常利用天然不透水层,如较完整的不透水岩收稿日期:2002-03-08作者简介:黄炳坚(1963-),男,1984年毕业于武汉水利电力学院水工建筑专业,现任工程师,广东省高明市水利水电勘察设计室主任。层或土层,其渗透系数满足规范要求。根据上述地质条件,场区最下层为完整的花岗岩层,渗透系数为5.517×10-7～7.05×10-8cm�s,可用作填埋场的天然隔水层。场区下游截渗设施主要由截污坝、截渗墙以及基岩防渗帷幕组成(图1)。由此组成的防渗体系,可将垃圾产生的渗滤液封闭在场区内,防止对下游水体的污染。1.3防渗材料的选择填埋场渗滤液水质受垃圾成分的影响很大,组分比较复杂,且与填埋场的使用年限有关。有资料表明,国内填埋场垃圾渗滤液中主要污染物是有机污染物、氨氮、磷、重金属等。pH值一般在6.5～7.8之间[2]。因此,在垃圾填埋场防渗工程中使用的防渗材料必须具有良好的抗侵蚀能力和耐久性能,才能满足工程防渗需要。图1威海垃圾填埋场垂直防渗系统帷幕灌浆防渗技术能否应用于此类防渗工程的关键在于灌浆材料的抗渗性和耐久性能否满足规范要求。考虑到垃圾填埋场工程实际和经济等因素,目前我国对此类防渗工程化学灌浆材料多采用水玻璃类材料。水玻璃类灌浆材料具有良好的化学稳定性,凝胶体不受酸、弱碱、盐溶液的物质侵蚀。在材料中加入改性剂后能改善凝胶体的脱水收缩和脆性,凝胶体在垃圾渗滤液中浸泡体积不收缩,稳定性能良好。其胶凝体抗渗性能好,渗透系数k=(10-7～10-8)cm�s,完全满足工程实际要求。2防渗工程施工2.1截污坝施工截污坝为混凝土重力坝。坝高22.0m,坝基坐落在基岩上,标高20.0m。坝轴线长45m,顶宽2.0m,底宽16m,坝体前后边坡均为1∶