導滲管(guǎn)應用 垃圾掩(yǎn)埋管應用
生活垃(lā)圾填埋(mái)場(chǎng)擴建工程滲(shèn)瀝液導排設(shè)計
1工(gōng)程概況
桃花山垃圾(jī)填埋場是無錫市(shì)區的生(shēng)活垃圾衛生填埋場,位於濱湖區河埒街道與惠山區(qū)錢橋鎮交界處的桃花山山坳。
該場屬(shǔ)於(yú)典型山穀型填埋場,建於(yú)上世紀(jì)90年代初,是我國批按照建設部1988年頒(bān)布標準《生活垃圾衛生填埋技術規範》(CJJ17-88)建設的生活垃(lā)圾衛生填埋場。填埋場原工程總庫容462萬m3,設計(jì)垃圾填埋量434萬t,采用垂直(zhí)防滲帷幕,設計服務年限(xiàn)為(wéi)1995年(nián)~2007年,即將達到使用壽命。
桃花山垃圾填埋場擴建工(gōng)程是解決原(yuán)工程填埋場(chǎng)日趨(qū)飽和以及重新選址存在較大困難之間矛盾的方案。擴建工(gōng)程建設範圍主要位(wèi)於原(yuán)工(gōng)程頂部,擴(kuò)建工程(chéng)設計庫容419.15萬m3,可(kě)填埋(mái)的垃圾(jī)為377.24萬(wàn)m3,可使用17年(至2024年),在服務期內,處(chù)理量為675m3/d。
2原工程(chéng)滲瀝液收集與導排係統
2.1原工程滲瀝液導排問題(tí)
原工程填埋氣體(tǐ)發電廠投產(chǎn)後,為了保持填埋氣(qì)體發電廠(chǎng)的采氣(qì)量,台麵盲溝係(xì)統停止建設。同時,汙水處理廠汙泥進入垃(lā)圾填埋廠填(tián)埋後,堵(dǔ)塞了盲溝係統。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(tōng)過原盲溝係統排(pái)出,從而聚集在每個相對隔水層(céng)之上。
2.2原工程滲瀝液(yè)導排的必要性
原工程垃(lā)圾滲濾液聚集在庫區底部會對擴建工程(chéng)產生一定的危害,主要表現為:影響垃圾堆體穩定性(xìng);滲瀝液水位過高時,會對擴建工(gōng)程防滲係統產生浮(fú)力;影響填埋氣體的排出。 因此,在原工程封場之前需采取切實有效的導排措施降低(dī)原工程滲瀝液水位,以確保擴建(jiàn)工程的正常建設(shè)及運行,同時(shí)減(jiǎn)少擴建工程建成後原工程滲瀝液對周圍(wéi)地下水(shuǐ)環境的汙染。
2.3原工程(chéng)滲瀝液導(dǎo)排方案(àn)
由於原工程滲瀝液導排不暢,導致原工程滲瀝液(yè)水位較高,局部地段(duàn)從垃圾堆體表麵直接溢出,不利於擴建工程垃圾堆體的穩定。根據穩定分析,認為原工程滲瀝液安全控製浸潤線(xiàn)應位於原工程垃圾土頂麵以下約5m(平均深度),才能確保垃圾堆體的(de)穩定性。
擴建工程依現場實際(jì)情況,在整個填埋場建設運營周期內(nèi),原工程(chéng)滲瀝液導排設計采用了重力導排方案、固結排水(shuǐ)方案和原工程頂部排水層相結合(hé)的降(jiàng)水措施。
2.3.1重(chóng)力導排方案
對原工程垃圾壩及汙水池實施改建、汙水調蓄池實施新建等措(cuò)施,將原工程滲瀝(lì)液以重力流導排方式導排至新建汙水調蓄池。
在(zài)新建汙水調蓄池周邊新建檢查及反衝洗管,作(zuò)為原工程滲瀝(lì)液導排樞紐。原工程、擴建工程滲瀝液在各自獨(dú)立的導排係統下匯集至各自導(dǎo)流層出口處,分(fèn)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,終導排通道將原工程和擴建工程滲瀝液均導排至新建汙水(shuǐ)調蓄(xù)池。滲瀝液導排盡可能利用地勢(shì)條件采用重力流方式,節省能耗。
2.3.2固結排(pái)水方案
固結排水方案是(shì)在原工程垃圾堆體頂部設置塑料排水板,以加(jiā)快原工程垃圾堆體(tǐ)在擴建工程垃圾荷載作用下(xià)的固結(jié)排(pái)水效果,改善原工程垃圾堆體內的(de)滲瀝液導(dǎo)排途經。塑料排水板作為原工(gōng)程滲瀝液導排通道,將深入原工程滲瀝液安全浸潤(rùn)線以下,同時頂部接入一定厚(hòu)度的碎石導(dǎo)排層(兼作原庫區填埋氣導排層與滲瀝液橫向排水層)。原工程垃圾堆體固結後所排出的滲瀝液沿(yán)塑料排水板豎(shù)向排(pái)放至碎石導排層,通過原工程滲(shèn)瀝液收集係統,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,後導排至新建汙水(shuǐ)調蓄池。
固結排水方案與(yǔ)原工程垃圾土地基加(jiā)固方案應(yīng)相結合(hé),排水板間距設計為3m,采用(yòng)梅花型布(bù)置(zhì);排水板進入原工程庫區垃圾土的(de)深度為5m。
固結排水方案在原工(gōng)程停止填埋作業後實施,在擴建工程整個填埋運行期(qī)間均有效,隨著擴建工程(chéng)垃圾堆體的堆高(gāo),原工程垃圾(jī)土的(de)固結度將不斷提高,原工程滲瀝液也將(jiāng)被有效(xiào)導排至場外。
2.3.3原工程垃圾堆體頂部排水層
頂部排水(shuǐ)層是沿整個原工(gōng)程垃圾堆體頂部鋪設一定厚度(dù)的碎石排(pái)水層(兼作原工程填埋氣導排層),將原工程滲(shèn)瀝液導排至新建(jiàn)汙水調蓄池。此方案能(néng)排走匯集在原工(gōng)程垃圾堆體頂部的(de)滲瀝液,減小原(yuán)工(gōng)程滲瀝液對擴(kuò)建工(gōng)程防滲襯墊係統的浮托(tuō)影響。
以上(shàng)3種導排(pái)降水措施是相輔(fǔ)相成的,在擴建工程的不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(zhì)安全浸潤線以下(xià),為擴建(jiàn)工(gōng)程實施豎向堆高提供(gòng)必要保證。
2.4原工程各區滲瀝液(yè)導排設計
該場屬於典型(xíng)山穀型(xíng)填埋場,分平(píng)台和坡麵部位。
填埋庫區的低平台處滲瀝液溢出現象嚴重(chóng),因此滲瀝液導排采用重(chóng)力導排、固結排水和垃圾堆體頂(dǐng)部排水層3種方案。垃圾堆體頂部排(pái)水層為300mm厚碎石(shí)導流層加盲溝係統(tǒng)。盲溝斷麵為梯形,上底寬1000mm,下底寬600mm,高為600mm。盲溝內填碎石,粒徑大小為20~60mm,按照上大下小形成反濾,碎石外包裹土工布(bù),溝內鋪設φ350mmHDPE穿(chuān)孔(kǒng)管,如圖(tú)1(a)所示(shì)。孔徑及開孔布局如圖(tú)2所示,縱向布置孔中心(xīn)間距L為100mm,孔徑(jìng)為(wéi)20mm。
其餘平台,原工程的滲瀝(lì)液導排僅采用垃圾堆體頂部排水層方案。頂部排水層方案僅設計為300mm厚碎石導(dǎo)流層加盲溝係統,盲溝內填碎石,不設置HDPE管,斷麵如圖1(b)所示。盲溝僅設置在平(píng)台一側坡腳處。
垃圾堆體坡麵同樣僅采用垃圾堆體頂部排水層方案(àn)。垃圾坡麵因坡度較大,若采用(yòng)碎石層做為導(dǎo)水層(céng),不易施(shī)工(gōng),且堆體穩定性(xìng)能較差(chà)。因此,設(shè)計在坡麵上僅設置盲溝係統,盲(máng)溝斷麵如圖1(b),內(nèi)填(tián)碎石,但不鋪設穿孔HDPE管(guǎn)。

圖1盲溝斷麵圖

圖2開孔布局
3擴建工程滲瀝(lì)液導排設計
3.1導排方案及材料(liào)的(de)選擇
本次擴建工程庫底滲瀝液導排在不同部位采用不同的導排方式及材(cái)料。
3.1.1平台部(bù)位
滲瀝液(yè)導排係統設置為400mm厚的碎石導(dǎo)流層(céng),導流層中內置導滲(shèn)管,如圖3。又由於垃圾(jī)堆體存在不均勻沉降,故同(tóng)時使用三維土工排(pái)水(shuǐ)網格以提高導排能力,兼有碎(suì)石導排(pái)層的保護層作用。其中,碎石粒徑分布在20~60mm範圍內;考慮到垃圾滲瀝液對鋼(gāng)筋混凝土有腐蝕作用,導滲管通常采用HDPE管,並(bìng)預先置孔(kǒng),管壁包裹(guǒ)土工布起滲瀝液過濾作(zuò)用。
3.1.2坡麵部位
坡(pō)麵坡度較陡,使用碎石做為導排層,施工較為(wéi)困難,堆體穩(wěn)定性(xìng)較差,故僅設置三維土工排水網格做為導排層。
3.1.3碎石盲溝係統
每隔10m設(shè)碎石盲溝係統,加強導滲導氣(qì)效果。
3.2庫區底部導滲係統總體設計
導(dǎo)滲管設計內容包括布局格式、管道間距、管道尺寸及管道穿孔數(shù)。其中管道間距、管道尺寸及管道穿孔數通過(guò)計算機軟件計算。

圖3導滲管斷麵圖
3.2.1導滲管平(píng)麵布局格式
整個碎石層(céng)中導滲管布局呈(chéng)樹枝狀(zhuàng)[1],如(rú)圖4所示。導滲主管為南(nán)北走向,管間距為50m,采用φ350mm的穿孔HDPE管,開孔布局如圖2,縱向(xiàng)布置孔(kǒng)中(zhōng)心間距L為100mm,孔徑為20mm。主(zhǔ)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HDPE管,縱向布置(zhì)孔中心(xīn)間距L為200mm,孔徑為20mm。

圖4導滲管布(bù)局格式
3.2.2導滲管基層布局格式
結(jié)合現場(chǎng)地形條(tiáo)件,導滲主管間的基層設計為起伏波紋狀(zhuàng),波紋坡度為4%。“起伏波紋(wén)狀”的基層布置不(bú)僅增加了開挖量、拓寬了庫容,而且構成了“人工的”獨立水文單元,每個單元都有獨立的滲瀝液收集與導排(pái)係統[3]。導滲支管間的地基則(zé)結合現場北高(gāo)南低的地形條件設計為連續坡度狀(zhuàng),坡度為(wéi)2.5%,如(rú)圖5所示。

圖(tú)5滲管地基布置
3.3庫區豎向導滲係統設計
在庫區豎向導滲結構中,設計每間距50m設一填埋氣體收集豎井,兼(jiān)具導滲(shèn)功能,管材為(wéi)φ250mm的穿(chuān)孔HDPE管。填埋庫區每隔10m填埋(mái)高度鋪設碎石(shí)盲(máng)溝係統,加(jiā)強各層(céng)導滲導氣效(xiào)果。
盲溝斷麵為梯(tī)形,上(shàng)底寬1000mm,下底寬600mm,高(gāo)為600mm。盲溝內填級配碎石,粒(lì)徑為20~60mm,按照上大下小形(xíng)成反濾,碎石(shí)外包裹土工布,溝內(nèi)鋪設φ200mm的HDPE水平穿孔管。水平管布管格局為井字型,間(jiān)距為50m。盲溝分南北(běi)和東西走(zǒu)向,南(nán)北向管底坡度結合地形條件,擬設計為2.5%。
填埋氣體垂直收集豎井和各層水平管環向均布8個孔,縱向布置孔(kǒng)中心間距為100mm,孔徑為8mm。
填埋氣體收集(jí)豎井與各層碎石盲溝內水平(píng)管(guǎn)連通,這樣可以通過各填埋層的水平管收集不(bú)同(tóng)高程產生的(de)滲瀝液和填埋氣體,形成垂直2水(shuǐ)平立(lì)體收集係統,強(qiáng)化滲瀝液和填埋氣體(tǐ)收集效果。
4結論
(1)原(yuán)工程垃圾滲瀝液聚集在庫區底部(bù)會對擴(kuò)建工程產生一定的危害,因此(cǐ)擴建工程需對原工程滲瀝液做導排設計。設計采用重力(lì)導排方案、固結排水方案和原工程頂部排水層相聯合的降水措(cuò)施。
(2)擴建工程庫底滲(shèn)瀝液導流層在不同(tóng)部位采用不同的導排方式及材料。平台部位滲瀝液導排係統設置為400mm厚的碎石導流層(céng),導流層中內(nèi)置導滲管(guǎn)。坡麵部位因坡度較大,設置三維土工排水網格做為導排層。
(3)在庫區豎向導滲結構中,每間距50m設1個(gè)填(tián)埋氣體收(shōu)集豎井,兼具導滲功能。
(4)填埋庫(kù)區每隔10m填埋高度鋪設碎石盲溝(gōu)係統。填埋氣體收集豎井與各層碎石盲溝內水平(píng)管(guǎn)連通,收集不(bú)同(tóng)高程產生的滲瀝液(yè)和填埋氣體,形成(chéng)垂直-水平立體收集係統加強各層導滲導氣效果。





