俞 楷,吳邦業(yè)
(1.浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院,浙江 杭州 310007;2.松陽縣城市建設發(fā)展有限公司,浙江 松陽 323400)
浙江省松陽縣垃圾填埋場建成于2001年,其地形為K字型山谷,在谷口已建垃圾壩1座。該填埋場未做任何水平及垂直防滲,垃圾滲瀝液滲漏嚴重,對周邊及地下水體造成較大污染。該填埋場從2001年起已填垃圾量達7.4萬m3。由于該縣無場地臨時存放所有已填埋垃圾,且考慮經過近10 a的消化及降解,滲瀝液已所剩不多,因此業(yè)主要求對已填埋垃圾只作局部挖起,并在已填埋區(qū)內消化。
填埋場總體布置如圖1所示。
圖1 填埋場總體布置
本次設計的主要任務是選擇安全且經濟合理的方式將已填埋區(qū)與新建填埋區(qū)進行隔離,新建填埋區(qū)需按標準填埋場建設,已填埋區(qū)盡快封場并進行防滲改造。
方案1:選用填埋場常規(guī)使用的黏土芯墻土石壩。該壩頂寬6 m,上下游坡度均為1∶1.5,壩高約22 m,壩長約90 m。壩中心為黏土芯墻,兩側采用碎石壓實。該壩經測算黏土使用量為2.06萬m3,碎石5.66萬m3。該方案優(yōu)點是壩體的穩(wěn)定性和抗?jié)B性好,能就地取材,建成后填埋場運行管理容易。缺點是壩體斷面大,占用填埋庫容達7.72萬m3,使該填埋場經濟價值大為下降,該方案需要將已經填埋垃圾挖起約13 000 m3。該壩體的估算造價為234萬元。
方案2:選用漿砌塊石壩。如選用填埋場經常使用的作用于支擋垃圾的漿砌塊石重力壩則斷面較大,造價較高。該處漿砌塊石壩主要作用為隔離,考慮僅能承受不大于5 m填土的側向力,通過填埋場填埋作業(yè)管理來保證壩體穩(wěn)定。該壩頂寬5 m,上下游坡度均為1∶0.1,壩高約22 m,壩長90 m,經測算壩體體積為1.43萬m3。其做法見圖2。該方案優(yōu)點是壩體斷面小,占用的填埋庫容約1.43萬m3,填埋場經濟價值較方案1好,能就地取材。該方案需將已填埋垃圾挖起約9 000 m3。缺點是要求壩體兩側垃圾對稱填埋,壩體兩側的填埋高度差必須小于5 m,填埋場運行管理要求高??梢钥紤]分段施工,第1段施工高度為8 m,第2段為8 m,第3段為7 m。該壩體的估算造價為218萬元。
圖2 漿砌塊石壩剖面示意
方案3:選用隔離芯墻。該方案是根據(jù)該填埋場的特點制定的,做法為在隔離芯墻底部建1座漿砌塊石擋墻,支擋已填埋區(qū)垃圾,使垃圾按1∶2.0放坡的條件下能滿足垃圾邊坡穩(wěn)定。擋墻底寬2.5 m,頂寬1.5 m,高度為5 m??紤]到該處垃圾已填埋多年,沉降已完成大半,且該邊坡為垃圾挖起后形成的,因此可考慮在隔離芯墻兩側垃圾填埋高差較小的前提下作為持力層。該隔離芯墻做法見圖3。經測算,該隔離芯墻漿砌塊石為900 m3,黏土為4 500 m3。該方案將2 m厚壓實黏土層作為副防滲層,GCL作為防滲保護層,將HDPE土工膜作為主防滲層,起到防滲雙保險的作用,可以在萬一已填埋區(qū)垃圾邊坡局部出現(xiàn)較大變形導致主防滲層出現(xiàn)局部破壞,主副防滲層可以協(xié)同作用保證防滲安全。且該方案施工簡單,技術成熟,后續(xù)管理方便。該方案只需將已經填埋垃圾挖起約7 200 m3。占用填埋庫容小,僅為5 400 m3。該壩體的估算造價約為95萬元。
圖3 滲瀝液隔離芯墻
經過以上3個方案的比較,設計采用方案3,即隔離芯墻。
由于已填埋區(qū)未做垂直及水平防滲,因此滲瀝液滲漏嚴重,原埋設的滲瀝液收集管道滲瀝液排出量很少,有時甚至斷流,要有效地減少滲瀝液對周邊環(huán)境的影響,一方面必須對已填埋區(qū)盡快封場以減少滲瀝液量,另一方面必須進行防滲改造,有效收集滲瀝液。由于該填埋場垃圾不可能進行全部挖起,因此無法進行水平防滲處理,本次設計采用的是老舊填埋場改造常用的垂直防滲來對已填埋區(qū)進行防滲改造。
垂直防滲選用的是帷幕灌漿的方法,位置位于已建垃圾壩處,因帷幕施工不能超越征地紅線,因此帷幕需沿兩側截洪溝向上游延伸,延伸至帷幕進入的巖石不透水層頂標高高于垃圾壩頂標高5 m終止(在經費允許條件下帷幕與隔離芯墻相連效果會更好)。垂直防滲共布置2排帷幕灌漿孔,錯開布置,單排孔間距2 m,排距1 m,深度需進入不透水層2 m。帷幕灌漿所用水泥必須檢驗合格,采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥,采用自上而下分段灌漿法,優(yōu)先采用孔內循環(huán)灌漿方式,射漿管距孔段底距離不大于0.5 m。帷幕灌漿孔接觸段長度2.0 m,基本段長度5.0 m,孔底段長度不得大于7.0 m。注漿壓力接觸段為0.5 MPa,基本段為1.0 MPa,7.0~12.0 m注漿壓力為1.5 MPa,以下為2.5 MPa。最終.帷幕灌漿質量以透水率w≤0.03 L/(min·m·m) 為合格,接觸段及其下一段的合格率為100%,以下各孔段的合格率應在90%以上,不合格孔段的透水率應不大于0.05 L/(min·m·m),且不集中。
垂直防滲效果與水平防滲相比有一定的差距,但垂直防滲是對未進行有效防滲處理填埋場補救的最好措施。該填埋場現(xiàn)垂直防滲施工已完成并通過驗收,已填埋區(qū)封場也已完成,環(huán)境污染的情況大為改善。
21世紀初及以前建設的填埋場多未做水平防滲處理,很多甚至連垂直防滲都未實施,特別是山區(qū)中小型填埋場,又由于現(xiàn)在新征填埋用地十分困難,因此在老填埋場的基礎上擴建較普遍。隔離芯墻是解決填埋場擴建過程中新老填埋區(qū)分隔既經濟又有效的方式,垂直防滲做法是解決未進行有效防滲處理的老填埋場或老填埋區(qū)造成周邊環(huán)境污染的有效措施。