垃圾填埋场污染物击穿竖向防渗帷幕时间的影响因素分析及设计厚度的简化计算公式

第35卷第11期岩土工程学报Vol.35No.112013年11月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringNov.2013垃圾填埋场污染物击穿竖向防渗帷幕时间的影响因素分析及设计厚度的简化计算公式詹良通1，刘伟1，2，曾兴1，陈云敏1（1.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州310058；2.中国能源建设集团广东省电力设计研究院，广东广州510663）摘要：为了解中国第一代垃圾填埋场中防渗帷幕的服役性能及其影响因素，以苏州七子山填埋场地质条件为例，以COD作为代表性污染物，在前期现场勘查基础上建立了有限差分计算模型，对防渗帷幕被污染物击穿时间的影响因素进行了计算分析，并基于Ogata解析解给出了防渗帷幕击穿时间和设计厚度的简化计算公式。模拟和分析结果表明：场地地质条件对嵌入式防渗帷幕击穿时间影响不十分显著；帷幕上下游水头差、帷幕渗透系数、阻滞因子和厚度对嵌入式防渗帷幕的击穿时间有显著影响，击穿时间与上下游水头差、帷幕渗透系数、阻滞因子、以及帷幕厚度的平方近似呈线性关系；扩散系数对嵌入式防渗帷幕击穿时间的影响不可忽略。关键词：垃圾填埋场；竖向防渗帷幕；击穿时间；设计厚度；水头差中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：1000–4548(2013)11–1988–09作者简介：詹良通（1972–），男，教授，博士生导师，主要从事非饱和土力学、环境岩土工程和边坡工程等方面的教学与科研工作。E-mail:zhanlt@zju.edu.cn。ParametricstudyonbreakthroughtimeofverticalcutoffwallforMSWlandfillsandsimplifieddesignformulaforwallthicknessZHANLiang-tong1,LIUWei1，2,ZENGXing1,CHENYun-min1（1.MOEKeyLaboratoryofSoftSoilsandGeoenvironmentalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China;2.GuangDongElectricPowerDesignInstitute,ChinaEngrgyEngineeringGroupCo.,Ltd.,Guangzhou510663,China）Abstract:Inordertoinvestigatetheperformanceofverticalcutoffwallforasimpledumplandfill,afinitedifferencemodelissetuponthebasisofthegeologicalconditionoftheQizishanlandfillinSuzhou.ThebreakthroughtimeofverticalcutoffwallbythecontaminantofCODisanalyzedconsideringdifferentmaterialsanddesignparameters.Theparametricstudyshowsthatcrosshydraulichead,wallpermeability,retardingfactoranddesignthicknessaretheprimaryparameterstoaffectthebreakthroughtimeofthecutoffwallbeingkeyedintoanaquitardlayer.Theeffectofgeologicalconditiononthekeyed-incutoffwallisrelativelyinsignificant.Theinfluenceofdiffusioncoefficientcannotbeneglected,especiallyfortheconditionoflowcrosshydraulichead.Keywords:landfill;verticalcutoffwall;breakthroughtime;wallthickness;hydraulicheaddifference0引言中国约有90%的生活垃圾采用填埋方式处理，其中仅有56%达到无害化标准[1]。第一代填埋场大多建成于20世纪90年代，这些填埋场场底缺少完善的渗滤液导排和人工防渗衬垫系统，主要依靠天然土层及在下游设置的竖向防渗帷幕作为污控措施。另外，在一些老填埋场和污染场地污控治理项目中也大量采用竖向帷幕作为防污屏障和措施[2]。填埋场中常见的防渗帷幕形式有多种，各国常用的帷幕形式也不尽相同，如美国普遍采用黏土–膨润土材料的竖向帷幕[2]；德国、英国等欧洲国家更多