導滲管應用 垃圾掩埋管應用

生活垃圾填埋場擴建工程滲瀝液導排設計

1工程概況 
桃（táo）花山垃圾填埋（mái）場是無錫市區的生（shēng）活垃圾衛生填埋場，位於濱湖區河埒街道（dào）與惠山（shān）區錢橋鎮交界處（chù）的桃花山山坳。 
該場屬於典型山穀型填埋場，建於上世紀90年代初，是我國批（pī）按照建設部1988年頒（bān）布標準（zhǔn）《生活垃（lā）圾衛生填（tián）埋技術規（guī）範》(CJJ17-88)建設的（de）生活垃圾衛生填埋場。填（tián）埋場原工程總（zǒng）庫容（róng）462萬（wàn）m3，設計垃圾填埋（mái）量434萬t，采用垂直防滲帷幕，設計服務年限（xiàn）為（wéi）1995年（nián）～2007年（nián），即將達到（dào）使用（yòng）壽命。 
桃花山垃圾填埋場擴建工程是解決原工程填埋場日趨飽和以及重新（xīn）選址存在較大困難之間矛盾的方（fāng）案。擴建工程建設範（fàn）圍主（zhǔ）要位於原（yuán）工程頂部，擴建工程設計庫容（róng）419.15萬m3，可填（tián）埋的垃圾為377.24萬m3，可使用（yòng）17年(至2024年)，在（zài）服務期內，處（chù）理（lǐ）量為675m3/d。 
2原工程滲瀝液收集與導（dǎo）排係統 
2.1原工程滲瀝液導排問題 
原工程填埋氣體發（fā）電廠投產後，為（wéi）了保持填埋氣體發電廠的采氣量，台麵盲溝係統（tǒng）停止建設。同時（shí），汙水處理廠汙泥進入垃圾填埋廠填埋後，堵塞了盲（máng）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（gé）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之上（shàng）。 
2.2原工程滲瀝（lì）液導排的（de）必要性 
原工程垃圾滲濾液聚集在庫區底部會對擴建工程產生一定的危害，主要表現（xiàn）為：影響垃圾堆體穩定性；滲瀝液水位過高時，會對擴建工程防滲係統產生浮力；影響填埋氣體的排出。 因此，在原工程封（fēng）場之前需采（cǎi）取切實有（yǒu）效的導排措施（shī）降低原工（gōng）程滲瀝液水位，以確保擴（kuò）建工程的正（zhèng）常建（jiàn）設及運行，同時減少擴建工（gōng）程建成後原工程滲瀝液對周圍地（dì）下水環境的汙染。 
2.3原工程滲瀝液導排方案 
由於原工程滲瀝液導排不暢，導致（zhì）原工程滲瀝液水位較（jiào）高，局部地段從垃圾堆（duī）體表麵直接（jiē）溢出（chū），不利於擴建工程垃圾堆體的穩定（dìng）。根據穩定分析，認為原工程滲瀝液安全控製浸潤線應位（wèi）於原工程垃圾土頂（dǐng）麵以（yǐ）下約5m(平均深度)，才（cái）能確保垃圾堆體的（de）穩定性。 
擴建工程依現場實際情況，在整個（gè）填（tián）埋場建設運營周期內，原工程滲瀝液導排設計采用了重力導排方案、固結排水方案和原工程頂部排水層（céng）相結（jié）合的降水措（cuò）施。 
2.3.1重力導排方案 
對原工程垃圾壩及汙水池實施（shī）改建、汙水調蓄池實施新建等措施，將原工程滲瀝液以重力流導排方式導排至新建汙水調蓄池。 
在新建（jiàn）汙水調蓄池周（zhōu）邊新建檢（jiǎn）查及反衝洗管，作為原工程滲瀝液導排樞（shū）紐。原工程、擴建工程滲（shèn）瀝液在各（gè）自（zì）獨立的導排係統下匯集至各自導（dǎo）流層出口處，分（fèn）別（bié）通過一（yī）根φ600mm的HDPE管將滲瀝液導排進入（rù）各自的檢（jiǎn）查及反衝洗管（guǎn），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調蓄池。滲瀝液導排盡可能利用地勢條件（jiàn）采用重力流方式，節省能耗。 
2.3.2固結排（pái）水方案（àn） 
固結排水（shuǐ）方案是在原工程垃圾堆體頂部設置塑料排水板，以加快原工程垃圾堆體在擴建工程垃圾荷載作用下的固結排水效（xiào）果，改善原工程垃圾堆體內的滲瀝（lì）液導排途經。塑料排水板（bǎn）作（zuò）為原（yuán）工（gōng）程滲瀝液（yè）導排通道，將深入原工程滲瀝液安全浸潤線以下，同時頂部接入一定厚度的碎石導排層(兼作原庫區（qū）填（tián）埋（mái）氣導排層與滲瀝液橫向（xiàng）排水層)。原（yuán）工程垃圾（jī）堆體固結後所排出的滲瀝液沿塑料排水（shuǐ）板豎向排放至碎石導排層，通過原工程滲瀝液收集係統（tǒng），在（zài）下遊低處滲瀝液由一根φ600mm收集管進入檢查及反（fǎn）衝洗井，後導排至新建（jiàn）汙水（shuǐ）調蓄池。 
固結排水方案與原工程垃圾土地基加固方案應相結合，排水板間距設計為3m，采用梅花型布置；排（pái）水板進入原工程庫區（qū）垃圾土的深度為5m。 
固結排水方案在原工程（chéng）停止填埋作業後實施，在擴建工程整個填埋運（yùn）行期間均有效，隨著擴建工程垃（lā）圾堆體的堆高，原工程垃圾（jī）土的固結度（dù）將（jiāng）不斷提高，原工程滲瀝液也將被有效導排至場外。 
2.3.3原工程垃圾堆體頂部排水（shuǐ）層 
頂（dǐng）部排水層是沿（yán）整個原工（gōng）程垃圾堆體頂部鋪設一定厚度的碎石排（pái）水層(兼作原工程填埋氣（qì）導排層)，將原工程滲瀝液導排（pái）至（zhì）新建汙水調（diào）蓄池。此方案能排走匯（huì）集在原工程垃圾堆體頂部的滲瀝液，減小原工程滲瀝（lì）液對擴（kuò）建工程防滲襯（chèn）墊係統的浮托影響。 
以上3種導排降（jiàng）水措施是相輔相（xiàng）成的，在擴建工程（chéng）的不同運行時期發揮著不同的導排效果，可確保原工（gōng）程垃圾堆體滲瀝液降低至安全浸潤線以下（xià），為擴建工程實施豎向堆高（gāo）提供必要（yào）保證。 
2.4原工程各區滲瀝液導排設計 
該（gāi）場屬於典型山（shān）穀型填（tián）埋場，分平台和（hé）坡麵部位。 
填埋（mái）庫區的低平台處滲瀝液溢出現象嚴重，因此滲（shèn）瀝液導排采用重（chóng）力導排、固結排水和垃圾堆體頂部排水層3種（zhǒng）方案。垃圾堆體頂（dǐng）部排水層為300mm厚碎石導流層加盲溝係統。盲溝斷麵為梯形，上底寬1000mm，下底寬600mm，高為（wéi）600mm。盲溝（gōu）內填碎石，粒徑大小為20～60mm，按照上大下小（xiǎo）形成反濾，碎石外包裹土工布，溝內鋪設φ350mmHDPE穿孔管（guǎn），如圖（tú）1(a)所示。孔徑及開孔布局如圖2所示，縱（zòng）向布置孔中心間距L為100mm，孔徑為20mm。 

其餘平台，原（yuán）工程的滲瀝液導排僅采用垃圾堆體頂部排水層方（fāng）案。頂部排水層方案（àn）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（shì）。盲溝僅設置（zhì）在平台一側坡腳處。 
垃（lā）圾堆體坡麵同樣僅采用垃圾堆體頂部排水層方案。垃（lā）圾坡麵因坡度較大，若（ruò）采用碎（suì）石層做為導水層，不易（yì）施（shī）工，且堆體穩定性能較（jiào）差。因此，設計在坡麵（miàn）上僅設置盲溝係統，盲溝斷麵（miàn）如圖1(b)，內填（tián）碎石，但不鋪設穿孔HDPE管。 

圖1盲溝斷麵圖 

圖2開（kāi）孔布局 
3擴建工程滲瀝液導排設計（jì） 
3.1導排方案及材料的選擇 
本次擴建工（gōng）程庫底（dǐ）滲瀝液（yè）導排在不同部位采用不同的導（dǎo）排方式及材料。 
3.1.1平台部位 
滲瀝液導排係統設置為400mm厚的碎（suì）石導流層，導（dǎo）流層中內置導滲管，如圖（tú）3。又（yòu）由於垃圾堆體存（cún）在不均勻沉降，故同（tóng）時使（shǐ）用三維土工排水網格以提高導排能力，兼有碎（suì）石導排層的保護（hù）層作用。其中（zhōng），碎石（shí）粒徑分布在20～60mm範圍內；考慮到垃圾（jī）滲瀝液對鋼筋混凝土有腐蝕作用（yòng），導（dǎo）滲管通常采用HDPE管，並預先置孔，管壁（bì）包裹土工布起滲瀝（lì）液（yè）過濾作用。 
3.1.2坡麵部位 
坡麵坡度較陡，使用碎石做為導排層，施工較為困難，堆體穩定性較差，故僅（jǐn）設置三維（wéi）土工排水網格做為導排層。 
3.1.3碎（suì）石（shí）盲溝（gōu）係統 
每隔10m設碎（suì）石盲溝（gōu）係統，加強導滲（shèn）導氣效果。 
3.2庫區底部導滲係統總體（tǐ）設計 
導滲管設計內容包括布局格式、管道間距（jù）、管道尺寸及管道穿孔數。其中（zhōng）管道間距、管道尺寸及管道穿孔數通過計算機軟件計算（suàn）。 

圖3導滲管斷麵圖 
3.2.1導滲管平麵布局格式（shì） 
整個碎石層中導滲管布局呈（chéng）樹枝（zhī）狀[1]，如圖4所示。導滲主管為南北走向，管間（jiān）距為50m，采用φ350mm的穿孔HDPE管（guǎn），開孔布局如圖（tú）2，縱（zòng）向布置孔中心間距L為100mm，孔徑為20mm。主管上每隔25m兩邊各設（shè）置支管，支管（guǎn）與主管夾角為60°[2]，管間距為（wéi）25m，采用φ200mm的穿孔HDPE管，縱向布置孔中心間距L為200mm，孔徑為20mm。 

圖4導滲管布局格式 
3.2.2導（dǎo）滲管基層布局格式 
結合現場地形（xíng）條件，導（dǎo）滲主管間的基層設計為起伏波紋狀，波（bō）紋坡度為4%。“起伏波紋狀”的基層布置不僅增加（jiā）了開挖量、拓寬了庫容，而且構成了（le）“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係統[3]。導滲支管間的地基則（zé）結合現場北高南低的地形條件設計為連（lián）續坡度狀，坡度為2.5%，如圖（tú）5所示。 

圖5滲管（guǎn）地基布置

3.3庫區（qū）豎向導滲係統設計（jì） 
在庫區（qū）豎向導滲（shèn）結構中，設計（jì）每間距（jù）50m設一填埋氣體收（shōu）集豎井，兼具導滲功能，管材（cái）為φ250mm的穿孔HDPE管。填埋庫區每隔10m填埋高度鋪設碎石盲（máng）溝（gōu）係統，加強各層導滲（shèn）導氣效果。 
盲溝斷（duàn）麵（miàn）為梯形，上底寬1000mm，下底寬600mm，高為600mm。盲溝內填（tián）級配碎石，粒徑為20～60mm，按照（zhào）上大下小形成反濾，碎石外包裹土工布，溝內鋪設（shè）φ200mm的HDPE水平穿孔管。水平管布管格局為井字型，間距為50m。盲溝分南北和東西走向（xiàng），南北向（xiàng）管底坡度結合地形條件，擬設計（jì）為2.5%。 
填埋氣體垂直收集豎井和各層水平管環向均（jun1）布8個孔，縱向布置孔中（zhōng）心（xīn）間距為100mm，孔徑為8mm。 
填埋氣體收集豎井與各層碎石盲溝內水（shuǐ）平管連通（tōng），這樣可以通過各（gè）填（tián）埋層的水平管收集不同高程產生的滲瀝液和填埋氣體，形成垂（chuí）直2水平立體收集係統（tǒng），強化滲瀝（lì）液和填埋（mái）氣體收集效果。 
4結（jié）論 
(1)原工程垃圾滲瀝（lì）液聚集在庫區底（dǐ）部會對擴建工程產生一定的危害，因此（cǐ）擴建工程需對原工（gōng）程滲瀝液做導排設計。設計（jì）采用（yòng）重（chóng）力導排方案、固結（jié）排水方案和原工程頂部（bù）排（pái）水層相聯合的降水措施。 
(2)擴建工程庫底滲瀝液導流（liú）層在不同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，導流層中內置導滲管。坡麵部位因坡度較大，設置三維土（tǔ）工排水網格做為導排層。 
(3)在庫區（qū）豎向（xiàng）導滲（shèn）結構中，每間（jiān）距50m設1個填埋氣體收（shōu）集豎井，兼具導滲功能。 
(4)填埋庫區每隔10m填埋高度鋪設碎石盲溝係統。填埋氣體收集豎井與各層碎石盲溝內水平管連通，收集不同高程產（chǎn）生的（de）滲瀝液和填埋氣體，形成垂（chuí）直-水平（píng）立體收集（jí）係統加強各層導滲導氣效果。