貴州省生活垃圾填埋場截洪溝設(shè)計的探討

劉　志（貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，貴州 貴陽 550004）

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貴州省生活垃圾填埋場截洪溝設(shè)計的探討

劉志（貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，貴州 貴陽 550004）

十二五期間，貴州省垃圾填埋場建設(shè)進(jìn)入高峰期，但在設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營過程中，仍然存在諸多問題。為促進(jìn)未來貴州省垃圾填埋場建設(shè)工作有效的開展，結(jié)合貴州省山區(qū)地形，本文從截洪溝的相關(guān)設(shè)計參數(shù)，對截洪溝的流量計算、斷面選擇、截洪溝材質(zhì)、平面及縱向布置設(shè)計進(jìn)行探討，為以后貴州省填埋場截洪溝的設(shè)計提供建設(shè)性的建議。

貴州?。簧罾盥駡?；截洪溝

引言

在國家政策的指引下，貴州省城鎮(zhèn)化步伐加快，隨著城鎮(zhèn)的不斷擴(kuò)大、人民生活水平的提高，生活垃圾處理問題也得到高度的重視，在眾多需要解決的社會問題中，生活垃圾被列為亟待解決的三大環(huán)境問題之首。而目前貴州省生活垃圾隨意堆放的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，它不僅污染環(huán)境，還給居民的身體健康帶來威脅。近年來，我國政府已將垃圾無害化處理列入《中國二十一世紀(jì)議程優(yōu)先項目計劃》，并且出臺一系列鼓勵和優(yōu)惠政策，并從國債中拿出21億元專項資金用于城鎮(zhèn)生活垃圾的處理處置。為貴州省生活垃圾的處理處置提供了良機(jī)。

目前貴州省已建成的垃圾處理設(shè)施主要以衛(wèi)生填埋場為主，有少部分是采取垃圾焚燒發(fā)電和垃圾焚燒與水泥窯協(xié)同處置。在填埋場設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營的過程中，仍然存在不少問題。因此，結(jié)合貴州省的山谷地形，對填埋場的截洪溝設(shè)計進(jìn)行分析探討，促進(jìn)以后垃圾填埋場建設(shè)既快又好的進(jìn)行。

1　貴州省生活垃圾填埋場的選址

貴州省境內(nèi)地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，平均海拔在1100m左右，全省地貌以高原、山地、丘陵和盆地四種類型為主，高原山地居多，是全國唯一沒有平原支撐的省份。因此，填埋場的選址主要以溝谷地形為主，并且需避開河谷沖積物松散層和巖溶發(fā)育區(qū)，防止污染地下水，以免防滲處理費(fèi)用過高。由于貴州境內(nèi)卡斯特地貌分布廣泛，并且場址選擇還應(yīng)符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和環(huán)衛(wèi)設(shè)施專項規(guī)劃的要求，為填埋場的選址增加了難度。因此，符合要求的場址常常會出現(xiàn)邊坡較陡、石頭出沒等現(xiàn)象，從而截洪溝的設(shè)計就顯得尤為的重要。

2　截流溝功能

貴州省生活垃圾填埋場選址大多數(shù)在山谷中，匯水面積較大，山地形雨水匯集能力很強(qiáng)，在雨季，如雨水經(jīng)匯流一旦進(jìn)入填埋場庫區(qū)，將極大的增加滲濾液的產(chǎn)生量，對調(diào)節(jié)池、滲濾液處理站均會造成威脅，同時還會增加運(yùn)行成本，給管理單位增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，為減少地表徑流進(jìn)入填埋場庫區(qū)，在填埋場邊界外設(shè)置永久性截洪溝、在庫區(qū)內(nèi)設(shè)置臨時性截洪溝，將填埋場內(nèi)外分區(qū)的對地表徑流進(jìn)行分流，可以有效的減少地表徑流對填埋場的威脅。

3　截洪溝的設(shè)計

3.1設(shè)計原則

填埋場防洪系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201）、《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ50）、《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》（GB50869-2014）及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按不小于50年一遇洪水水位設(shè)計、按100年一遇洪水水位校核。

填埋場庫區(qū)外匯水面積較大時，宜根據(jù)地形設(shè)置數(shù)條不同高度的截洪溝。

填埋場庫區(qū)雨污分流系統(tǒng)應(yīng)阻止未作業(yè)區(qū)域的匯水流入生活垃圾堆體，應(yīng)根據(jù)填埋庫區(qū)分區(qū)和填埋作業(yè)工藝進(jìn)行設(shè)計。

垂直分區(qū)宜結(jié)合邊坡臨時截洪溝進(jìn)行設(shè)計，生活垃圾堆體高度達(dá)臨時截洪溝高程時，可將邊坡臨時性截洪溝改建成滲濾液收集盲溝。

3.2截洪流量計算

根據(jù) 《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》（GB50869-2014）的要求，填埋場庫區(qū)外匯水面積小于10km2或填埋場建設(shè)區(qū)域缺乏水文氣象資料時，可用公路巖土所經(jīng)驗公式計算洪水流量。

Qp=KFn

式中：Qp——設(shè)計頻率下的洪峰流量（m3/s）；

K——徑流模數(shù)，可根據(jù)表1進(jìn)行取值；

F——流域的匯水面積（km2）；

n——面積參數(shù)，當(dāng)K＜1km2時，n=1；當(dāng)F大于1km2時，可按表2進(jìn)行取值。

表1　徑流模數(shù)K值

表2　面積參數(shù)n值

填埋場建設(shè)區(qū)域水文氣象資料較為完整時，要求采用暴雨強(qiáng)度公式計算洪水流量。

Q=φ·q·F

式中：Q——雨水設(shè)計流量（L/s）；

q——設(shè)計暴雨強(qiáng)度，［L/（s·hm2）］；

φ——徑流系數(shù)；

F——匯流面積（km2）。

3.3斷面選擇

截洪溝的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)各段截流洪水量的大小和截洪溝的坡度等因素計算確定，斷面形式可采用梯形斷面、矩形斷面、U形斷面等。斷面計算按如下公式：

w=（b+mh）h（m2）

式中：b——排洪明渠底寬（m）；

h——排洪明渠水深（m）；

m——邊坡系數(shù)。

3.4截洪溝材料及基礎(chǔ)

截洪溝砌筑材料需根據(jù)填埋場場區(qū)地質(zhì)條件來選擇，一般情況下，截洪溝的砌筑材料一般為漿砌塊石、磚砌、混凝土等材料，由于貴州省為山地地形，山體石頭分布廣泛，取材較為容易，因此，在沒有特定限制條件下，填埋場截洪溝砌筑材料建議采用漿砌塊石，截洪溝溝內(nèi)采用水泥砂漿抹面，溝壁粗擦系數(shù)為0.025。

截洪溝基礎(chǔ)墊層一般采用厚100mm、粒徑為30～50mm的碎石墊層或C10混凝土，基礎(chǔ)黏土壓實密度為0.93～0.96g/cm3，非黏土壓實密度為0.70～0.75g/cm3。

3.5截洪溝跌水設(shè)計

截洪溝坡度較大時，需采用跌水或陡坡設(shè)計，以防止渠道沖刷，并根據(jù)相關(guān)規(guī)范對流速的要求設(shè)置跌水，跌水一般采用臺階跌水，跌水高度宜按照0.3～1.2m設(shè)置。

3.6出口形勢選擇

截洪溝出水口需根據(jù)場區(qū)外地形、受納水體或溝渠位置等確定，出水口建議采用八字出水口，出水口端墻上部及翼墻兩側(cè)，應(yīng)根據(jù)具體工程情況，采用干砌塊石襯砌，并采取防沖刷、消能、加固等措施。出水口翼墻墻身及端墻采用M7.5水泥漿砌筑，墻身外露部分用1.2水泥砂漿勾縫。

3.7截洪溝轉(zhuǎn)彎半徑的確定

截洪溝轉(zhuǎn)彎段的轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)根據(jù)截洪溝的平面布置確定，在滿足截洪溝水力條件的要求下，根據(jù)排水設(shè)計規(guī)范的要求設(shè)計。通常情況下，貴州省生活垃圾填埋場的截洪溝采用明溝設(shè)計，則轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于設(shè)計半徑的5倍，在截洪溝局部轉(zhuǎn)彎段，需設(shè)置蓋板溝，則轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于設(shè)計半徑的2.5倍。在實際工程實施時，需根據(jù)設(shè)計文件，并結(jié)合工程實際地形、地質(zhì)條件，合理確定截洪溝轉(zhuǎn)彎段的轉(zhuǎn)彎半徑。

3.8平面、縱向設(shè)計

截洪溝平面布置時，宜根據(jù)地形、地質(zhì)條件，并應(yīng)結(jié)合填埋場的功能結(jié)構(gòu)，充分利用現(xiàn)有的河、湖、洼地、溝渠等排水、滯水水域。永久性截洪溝一般宜按照設(shè)計坡度沿著地形等高線設(shè)計，在與道路合建段，宜設(shè)置在靠近山體一側(cè)，并充分利用與道路排水溝溝合建的形式。庫區(qū)臨時性截洪溝一般情況下采用與錨固溝合建的形式，庫內(nèi)臨時性截洪溝的砌筑材料建議采用袋裝沙土，當(dāng)垃圾堆體高度達(dá)到臨時性截洪溝高程時，在庫內(nèi)臨時性截洪溝內(nèi)填滿卵石再改建為滲濾液收集導(dǎo)排盲溝。為順暢的導(dǎo)排庫區(qū)內(nèi)的地表徑流，截洪溝的坡度需保證在1%以上。

同時，在沿每一垃圾平臺內(nèi)側(cè)及垃圾壩壩頂設(shè)置M7.5漿砌石矩形排水溝，與垃圾平臺兩側(cè)及壩肩排水溝連通，排水溝斷面采用矩形斷面，排水溝斷面尺寸需根據(jù)匯流洪水量進(jìn)行計算確定，排水溝溝底縱坡為1%以上。

4　結(jié)束語

貴州省處于山區(qū)地形，土地資源較為緊張，工程建設(shè)難度較大，多數(shù)填埋場的局部邊坡較為陡峭，這給填埋場截洪溝的設(shè)計、建設(shè)增加了難度，因此，對于此類截洪溝的設(shè)計，必須充分做好前期工作，盡量收集完善水文、氣象、地質(zhì)資料，并結(jié)合地質(zhì)勘察資料，認(rèn)真的分析難點、重點，同時根據(jù)填埋場場區(qū)的地質(zhì)條件，優(yōu)選截洪溝的砌筑材料，降低工程投資的同時，減少運(yùn)營期滲濾液的處理成本，為填埋場的正常、安全的運(yùn)行提供必要的條件。

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2016-5-20

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2095-2066（2016）16-0137-02