導（dǎo）滲管應用 垃圾掩埋管應用

生活垃圾填埋場擴建（jiàn）工程滲瀝（lì）液導排設計

1工程概況 
桃（táo）花（huā）山垃圾填埋（mái）場是無錫市區（qū）的生活垃圾衛生填埋場，位（wèi）於濱湖區河埒街（jiē）道與惠山（shān）區錢橋（qiáo）鎮交界處的桃花山山坳。 
該場屬於典型山穀型填埋場（chǎng），建（jiàn）於（yú）上（shàng）世紀90年代初，是我國批按照（zhào）建設部1988年頒布標準《生活垃圾衛生填埋技術規範》(CJJ17-88)建設的生（shēng）活垃圾（jī）衛生填埋場。填埋場原工程總庫（kù）容462萬m3，設計垃圾填（tián）埋量434萬t，采用垂直防滲帷幕，設計服務（wù）年限為（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程是解決原工（gōng）程填埋場日趨（qū）飽和（hé）以及重新選址存（cún）在較大困難（nán）之（zhī）間矛盾的方案（àn）。擴建工程建設範圍（wéi）主（zhǔ）要位於原工程頂部，擴建工程設計庫容419.15萬m3，可填（tián）埋的垃圾為377.24萬m3，可使用（yòng）17年（nián）(至2024年)，在服務（wù）期內，處理量（liàng）為675m3/d。 
2原工程滲瀝液收集與導排係統 
2.1原工程滲瀝液導排問題（tí） 
原工程填埋氣體發電廠投產後，為了保持填埋氣體發電（diàn）廠的采氣量，台麵盲（máng）溝係統停止建設。同時，汙水處理廠汙泥進（jìn）入垃圾填埋廠（chǎng）填埋後，堵塞了盲溝係統。地質勘察發現，原（yuán）工程每10m一層的覆蓋土層（céng）均（jun1）形成了相對隔水層，導致垃圾滲瀝液無法通過原盲溝係統排出，從而聚集在每個相（xiàng）對隔水層之上。 
2.2原工程滲瀝液導排的（de）必要性 
原工程（chéng）垃圾滲濾液聚集在庫區（qū）底部會對擴建工程產生一定的（de）危害，主要表現為：影響垃圾堆（duī）體穩定性；滲瀝液水位過高時（shí），會對擴（kuò）建工程防滲係統產（chǎn）生浮力；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（dǎo）排措施降低原工程（chéng）滲瀝液水位，以確保擴建工程的正常建設及運行，同時減少擴建工程建成後原工程滲瀝液對周圍地下水環（huán）境的汙染。 
2.3原（yuán）工程滲瀝液導排方案 
由於原工程滲瀝液導排不暢，導致原工程滲瀝液水位較（jiào）高，局部地段從垃圾堆（duī）體表麵直接溢出，不利於擴建（jiàn）工程垃圾堆體的穩定。根據穩定分析，認為原工（gōng）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（yuē）5m(平均深度)，才能確保垃圾堆體的穩定性（xìng）。 
擴（kuò）建工程依現（xiàn）場實（shí）際情況，在整個（gè）填埋場建設運（yùn）營周期內，原工程滲（shèn）瀝液導（dǎo）排設計（jì）采（cǎi）用了（le）重力導排方案、固結排水方案和原（yuán）工程（chéng）頂部排水層相結合（hé）的降水措施（shī）。 
2.3.1重（chóng）力導排方案 
對原工程垃（lā）圾壩及汙水池實施改建、汙水調蓄池實施新（xīn）建等措施，將原工程滲（shèn）瀝（lì）液以重（chóng）力流導（dǎo）排方式導排至新建（jiàn）汙水調蓄池。 
在新建汙水調蓄（xù）池周邊新建（jiàn）檢查及反衝洗管，作為原工程滲瀝液導排樞紐。原工程、擴建工程滲（shèn）瀝液在各自獨立的導排係統下匯集至各自導（dǎo）流層出口處，分別通過一根φ600mm的HDPE管將滲瀝液導（dǎo）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（gōng）程滲瀝液均導排至新建汙水調蓄池（chí）。滲瀝液（yè）導排盡可能利用（yòng）地勢條件采用重力流方（fāng）式，節省能耗。 
2.3.2固（gù）結排水（shuǐ）方案（àn） 
固（gù）結排水方案是在原工程垃圾堆體頂（dǐng）部設置塑料排水板，以加快原工程垃圾堆體在擴建工（gōng）程垃（lā）圾荷載作用下的固結排水效果，改善原工程垃圾堆體內（nèi）的（de）滲瀝液導排途經。塑料排水板作（zuò）為原工程滲瀝液導排通道，將深入原（yuán）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(兼作原庫區填埋氣導排層與滲瀝液橫向排水層)。原工（gōng）程垃圾堆體固結後所排出的滲瀝液沿塑料排水板豎向排放至碎石導（dǎo）排層，通過原工程滲瀝液（yè）收集係（xì）統，在下遊低處滲瀝（lì）液由一根φ600mm收集管進入檢查及反衝洗井，後導排至新建汙水調蓄池。 
固結排水方案與原工程（chéng）垃圾土地基加固方（fāng）案應相結合，排水（shuǐ）板間距設計為3m，采用梅花型布置；排水板（bǎn）進入原工程庫區垃圾土的（de）深度為5m。 
固結排水（shuǐ）方案在原工程停止填埋作業後實施（shī），在擴建工程整個填埋運行期間均有效，隨著（zhe）擴建工程垃圾堆體的堆高，原（yuán）工程垃圾土的固結度將不斷提高，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（pái）水層 
頂部排水層是沿整個原工程垃圾堆體頂（dǐng）部鋪設一定厚度的碎石排水（shuǐ）層(兼作原（yuán）工程（chéng）填埋氣導排層)，將原（yuán）工程滲瀝液導排至新建汙水調蓄池。此方案能排走匯集在原工程垃圾堆體頂部的滲瀝液，減小原工（gōng）程滲瀝液（yè）對擴建（jiàn）工程防滲（shèn）襯墊（diàn）係統的浮托影響。 
以上3種導排降（jiàng）水措施是相輔相成的，在擴建工（gōng）程的不同運行（háng）時期（qī）發揮著不同的導排效果，可確保原工程（chéng）垃圾（jī）堆體滲瀝液降低（dī）至安全浸潤線以下，為擴建工程（chéng）實施豎向堆高提供必要保證。 
2.4原（yuán）工程各區滲瀝（lì）液導排（pái）設（shè）計 
該場屬於典型山穀型填埋場，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，因此滲瀝液導排采用重力導排、固結排水和垃圾堆體頂部排水層3種方案。垃圾堆體頂部排水層（céng）為300mm厚碎石（shí）導流層加盲（máng）溝係統（tǒng）。盲溝斷麵為（wéi）梯形，上底寬1000mm，下（xià）底寬（kuān）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（bāo）裹土工布，溝（gōu）內鋪設φ350mmHDPE穿孔管，如圖1(a)所示。孔徑及開孔布局如圖2所示，縱向布置孔中心間距L為100mm，孔徑為20mm。 

其餘平台，原工程的滲（shèn）瀝液導排僅采用垃圾堆體頂部排水層方案。頂部排水層（céng）方案僅設計為300mm厚碎（suì）石導流層（céng）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（máng）溝（gōu）僅設置在（zài）平台一側坡（pō）腳處。 
垃圾堆體坡麵同樣僅采用（yòng）垃圾堆（duī）體（tǐ）頂部排水層方案。垃圾坡麵因坡度較大，若采用碎石層做為導水層，不易施工，且（qiě）堆（duī）體穩定性能較差。因此，設計在坡麵上（shàng）僅設置盲溝係統（tǒng），盲溝斷麵如圖1(b)，內填碎石，但不鋪設穿孔HDPE管。 

圖1盲溝斷麵圖 

圖2開孔布局 
3擴建工程滲瀝液導排設計 
3.1導排方案及材料的選擇 
本次擴建工程庫底（dǐ）滲瀝液導（dǎo）排在不同部位采（cǎi）用不同的導排方式及材料。 
3.1.1平台部位 
滲瀝液導排係統設置為400mm厚的碎石導流層，導（dǎo）流層中內置導滲（shèn）管，如圖3。又由於垃圾（jī）堆體（tǐ）存在不（bú）均勻沉降，故（gù）同時使用三維土工排水（shuǐ）網格以提高導排能力，兼有碎石導排層的保（bǎo）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筋混凝土有腐蝕作用（yòng），導（dǎo）滲管通（tōng）常采用HDPE管，並（bìng）預先置孔，管壁包裹土工（gōng）布起滲瀝（lì）液過濾作用。 
3.1.2坡麵部位 
坡麵坡（pō）度較陡，使用碎石做為導排層，施（shī）工較為困難，堆體穩定性較差，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設碎石盲溝係（xì）統，加強導（dǎo）滲導氣效果。 
3.2庫區底（dǐ）部（bù）導滲（shèn）係統總體設計 
導滲（shèn）管設計內容包括布局格式、管道間距、管道尺寸及管（guǎn）道穿孔數（shù）。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。 

圖3導滲管斷麵圖 
3.2.1導滲管平（píng）麵布局格式 
整個碎石層中導滲管布局呈樹枝狀[1]，如圖4所示。導滲（shèn）主管為南北（běi）走向，管間距為50m，采（cǎi）用φ350mm的穿孔（kǒng）HDPE管，開（kāi）孔布局如圖2，縱（zòng）向布置孔中心間距（jù）L為100mm，孔徑（jìng）為20mm。主管上每隔25m兩邊各設置支（zhī）管，支管與主管夾角為60°[2]，管間距為25m，采用φ200mm的穿孔HDPE管，縱向布置孔中心間距L為200mm，孔徑為20mm。 

圖4導滲管布局格式（shì） 
3.2.2導滲管基層布局格式 
結合現場地形條件，導滲主管間的基層設計為起伏波紋狀（zhuàng），波紋坡度為4%。“起伏波紋狀”的基層布置不僅增（zēng）加了開挖量、拓寬了庫容，而且構（gòu）成了“人（rén）工的”獨立水文單元（yuán），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（jiān）的（de）地基則（zé）結合現場北高（gāo）南低的（de）地形條件設計為連續坡度狀，坡度為2.5%，如圖5所（suǒ）示。 

圖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（shèn）結構中，設計每間距50m設一填埋氣體收集（jí）豎井，兼具導滲功能（néng），管材為φ250mm的穿孔HDPE管。填埋（mái）庫（kù）區每（měi）隔（gé）10m填埋高度鋪設碎石盲溝係統，加強各（gè）層導（dǎo）滲導氣效果。 
盲溝斷麵為梯形，上底寬1000mm，下底寬600mm，高為600mm。盲溝內填級配碎石，粒徑為20～60mm，按照上大下小形成反濾，碎石外包裹土工布，溝內鋪設φ200mm的HDPE水平穿孔管。水平管布管（guǎn）格局（jú）為井字型，間距為（wéi）50m。盲溝分南北和東（dōng）西走向（xiàng），南北向管底坡（pō）度結合地形（xíng）條（tiáo）件，擬設計為（wéi）2.5%。 
填埋（mái）氣體垂直收集豎井和各層水平管環向均布8個孔，縱向布置孔中心間距為100mm，孔徑為8mm。 
填埋氣體收（shōu）集豎（shù）井與各層碎石盲溝內水平管連通，這樣可以通過各填埋層的水（shuǐ）平管（guǎn）收集不同高程（chéng）產生的（de）滲瀝液和填埋（mái）氣體（tǐ），形成垂直（zhí）2水平立體收集係統，強化（huà）滲瀝液和填埋氣體收集效果。 
4結論 
(1)原工程垃圾滲瀝（lì）液聚集在庫區底部會對擴建工（gōng）程產（chǎn）生一定的危害，因此擴建工程需對原工程滲瀝液做導排設計。設計采用重力導排方案、固結（jié）排水方（fāng）案和原工程頂部排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（cǎi）用不同的導（dǎo）排方式及材料。平台部位滲（shèn）瀝液導排係統設置為400mm厚（hòu）的碎石導流層，導（dǎo）流（liú）層中內置導（dǎo）滲管。坡麵部位因坡度較大，設置三維土（tǔ）工排水網格做（zuò）為導排層。 
(3)在庫區豎向導滲結（jié）構中，每間距50m設1個填埋氣體收集豎井，兼具導滲功能。 
(4)填埋庫區（qū）每隔10m填（tián）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（máng）溝（gōu）內水平管連通，收集不同高（gāo）程產生的滲瀝液和填埋氣體，形成垂直-水平立體收集係統加（jiā）強各（gè）層導滲導氣效果。