黃樹其

(廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司， 廣東 廣州 510000)

某生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋防滲系統(tǒng)施工技術(shù)

黃樹其

(廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司， 廣東 廣州 510000)

垃圾填埋場的防滲系統(tǒng)施工質(zhì)量好壞是關(guān)系到地下環(huán)境污染的關(guān)鍵問題。以廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場為研究背景，詳細(xì)介紹了國內(nèi)首次采用雙層防滲系統(tǒng)的施工工藝和施工難點(diǎn)的解決方法，并首次在HDPE防滲膜焊縫進(jìn)行強(qiáng)度測試檢測焊縫質(zhì)量，為垃圾填埋場防滲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)。

垃圾填埋場；防滲系統(tǒng)；施工技術(shù)

1 工程概況

廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場的工作內(nèi)容包括：構(gòu)建面開挖、回填、基礎(chǔ)處理、壓實(shí)、邊坡成型、區(qū)內(nèi)相關(guān)道路、地下水收集系統(tǒng)、地表水收集系統(tǒng)，從而達(dá)到防滲系統(tǒng)鋪設(shè)要求。該工程構(gòu)建面積為16萬m2，挖土120.66萬m3，填土65.723萬m3，邊坡修整12.47萬g/m2，采用540 g/m2無紡?fù)凉げ?51萬m2、美國GSE 1.5 mm 雙糙面HDPE土工膜41萬m2、美國GSE 土工復(fù)合物14.5萬m2、PE100-HDPE管：Ф160 mm×3200 m、Ф200 mm×2200 m，整個(gè)場地60 cm厚礫石鋪設(shè)71675.5 m3，場底石方爆破3.5萬m3，道路邊界排水溝鋪設(shè)1037.62 m。

2 基底面施工技術(shù)

2.1 挖方質(zhì)量控制

第三區(qū)場地構(gòu)建挖土包括堆積土、石方、堆積淤泥挖運(yùn)，總挖方量為1107773 m3，大部分是在山坡上施工。由于挖土方量大，地形地貌變化大，所以采用分區(qū)分段由上往下施工。

從上到下挖成階梯型分層分段進(jìn)行，每個(gè)階梯寬約4 m，挖深3 m，階梯與階梯中心距離8 m，每段長40 m左右。沿等高線走向同一階梯挖通道，隨挖隨運(yùn)，即為第一層挖方，依次進(jìn)行。根據(jù)二期施工經(jīng)驗(yàn)，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高上0.5 m時(shí)停止。預(yù)留0.5 m深土方，以防止雨水沖刷，待邊坡施工時(shí)再進(jìn)行修整。

當(dāng)挖至基底標(biāo)高時(shí)，會(huì)同建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位檢查基底土質(zhì)是否符合設(shè)計(jì)要求，地基容許承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如不符合設(shè)計(jì)要求的松軟土應(yīng)作出地基處理記錄或簽證，符合要求后，參加單位應(yīng)驗(yàn)收，并做好隱蔽工程記錄。

2.2 填方質(zhì)量控制

第三區(qū)場地構(gòu)建填土277847 m3，擋壩回填3萬m3，填土前表土清運(yùn)和基坑開挖符合要求后，方可進(jìn)行回填土施工。填方工藝流程為：表土清運(yùn)→取土→運(yùn)土→分層鋪填→分層碾壓→檢驗(yàn)密實(shí)度。回填土必須按規(guī)定分層夯壓密實(shí)。取樣測定壓實(shí)后土的干土重力密度，其合格率不應(yīng)小于90%；不合格干土重力密度的最低值與設(shè)計(jì)值的差不應(yīng)大于0.08 g/cm3，且不應(yīng)集中。

2.3 邊坡質(zhì)量控制

第三填埋區(qū)邊坡修整數(shù)量111440 m2，邊坡修整應(yīng)分施工區(qū)進(jìn)行，完成一個(gè)區(qū)驗(yàn)收一個(gè)，依次連續(xù)進(jìn)行。邊坡修整工藝流程為：測量紡線→邊坡修整→碾壓→中間驗(yàn)收，斜坡碾壓6～8遍，平碾行駛速度為2 km/h，碾跡重疊0.5～1.0 m左右。邊坡碾壓見圖1。施工區(qū)碾壓完成后，會(huì)同建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位檢查，邊坡修整符合要求后，參加單位應(yīng)驗(yàn)收，并做好隱蔽工程記錄。

3 防滲系統(tǒng)的施工技術(shù)

3.1 防滲系統(tǒng)施工工序

防滲系統(tǒng)首先要完成地下水的導(dǎo)排，沿溝槽用織質(zhì)布鋪設(shè)(過濾地下水)，其接口處用滌綸線縫合，預(yù)埋鋪設(shè)(熱熔焊接)有孔HDPE管(收集輸送地下水)調(diào)整至標(biāo)高后填碎石。其次完成構(gòu)筑面土方工程，要求達(dá)到壓實(shí)度93%以上，表面要求1英寸內(nèi)純凈(沒有樹根、石頭、玻璃等)，平整(沒有大于1英寸深的坑)。最后鋪設(shè)HDPE(高密度聚乙烯)膜。由于在整個(gè)防滲系統(tǒng)中，HDPE膜的鋪設(shè)是工程核心環(huán)節(jié)，在施工過程的保護(hù)作用對于工程進(jìn)度和質(zhì)量都非常重要，因此應(yīng)該以先坡后底(邊坡兩級(jí)和兩級(jí)以上時(shí)則先下坡后上坡)、從高到低的原則推進(jìn)。在興豐三期施工時(shí)，為了解決前期施工工序多、工期長、施工質(zhì)量難控制的問題，提出了中間平臺(tái)只錨固下段邊坡次防滲層、主次防滲系統(tǒng)相對獨(dú)立、同層防滲系統(tǒng)完整統(tǒng)一的施工方案，鋪設(shè)平臺(tái)以下第一層土工布(在場底向外延4 m)、鋪設(shè)平臺(tái)下次防滲層HDPE膜(在場底外延3.5 m便于場底土工復(fù)合物的橫向預(yù)埋)。橫向距離在30 m以內(nèi)(避免降雨造成平臺(tái)以上邊坡沖壞、以下膜面被泥水污染)、將中間平臺(tái)錨固溝回填壓實(shí)、鋪設(shè)平臺(tái)以上第一層土工布到中間平臺(tái)、鋪設(shè)平臺(tái)以上次防滲層HDPE膜、回填頂部錨固溝，如此循環(huán)、平行推進(jìn)，可以用最短時(shí)間完成整個(gè)坡面的鋪設(shè)和保護(hù)，防滲系統(tǒng)見圖2。

圖1 邊坡碾壓

圖2 填埋場防滲系統(tǒng)

3.2 HDPE防滲膜的鋪設(shè)

HDPE防滲膜的鋪設(shè)在填埋場底部時(shí)，用盡可能大的完整膜。但在邊坡則不然，在滿足施工規(guī)范，焊縫的走向要在最大坡度線方向，且越接近越好，這樣既方便焊接又美觀。因此應(yīng)根據(jù)不同地形將HDPE膜裁成適當(dāng)?shù)男螤?，如坡面呈扇形是弧線過渡，則有兩種方式處理：一是采取將膜沿近對角線裁開呈兩同樣(形狀、大小相同)的膜，再分頭卷起，集中(兩片以上)鋪設(shè)或間隔(用完整直片膜將其分開)鋪設(shè)；二是在出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎處采取正梯形或倒梯形裁剪，都以能將焊縫放在接近最大坡度線位置為原則。否則就很難焊接，即使強(qiáng)行焊也可能出現(xiàn)“魚嘴”(搭接越來越多)或者是焊接不了(搭接越來越少)。即不能保證質(zhì)量，又不美觀，施工速度慢。根據(jù)國外HDPE膜的鋪設(shè)要求，HDPE膜在大于10%的坡面上不能有小于和水平線成450°夾角的接縫，為了滿足這一要求，在陰面(以底為圓心)若為弧形過渡坡面，則以放射狀鋪設(shè)。在陰面(以底為圓心)若為角度過渡坡面，則以上直下斜狀鋪設(shè)。在陽面(以頂為圓心)的弧形過渡坡面，則應(yīng)以集束狀鋪設(shè)。在陽面(以頂為圓心)若為角度過渡坡面，則應(yīng)以下直上斜狀鋪設(shè)。采取上述的鋪設(shè)方法，本工程的HDPE防滲膜的鋪設(shè)施工時(shí)既整齊美觀，焊接質(zhì)量又好，施工速度又快。

3.3 溫差影響HDPE防滲膜質(zhì)量的解決方法

HDPE防滲膜具有較強(qiáng)的熱脹冷縮特性，線膨脹會(huì)使每100 m長的膜在溫度增減100℃的情況下長度方向會(huì)增減14 cm。由于廣州地區(qū)秋季晝夜溫差大(經(jīng)實(shí)測防滲膜面溫度晝夜變化范圍為60℃～200℃)，有400℃的溫差影響，使100 m長的防滲膜可變化56 cm，因此施工時(shí)不得不考慮膜長度的變化對鋪設(shè)質(zhì)量和效果的影響，特別是在坡腳地帶容易因膜的伸縮變化引起懸空或者褶皺。施工應(yīng)盡量減少在當(dāng)日內(nèi)氣溫最高或最低的時(shí)候鋪膜；根據(jù)平均溫差調(diào)節(jié)鋪膜的預(yù)留長度；不同日期鋪設(shè)的防滲膜，要盡量調(diào)整到與上一次鋪設(shè)時(shí)同一溫度環(huán)境下焊接才能減少褶皺，經(jīng)過實(shí)踐，使用LEISTER雙軌焊接機(jī)解決的方法一是適當(dāng)預(yù)留搭接寬度，早晨鋪膜搭接8 cm，午間鋪膜搭接10 cm，午后鋪膜搭接14 cm，這樣可以在總體上保證雙軌順利焊接；但縱向搭接(邊坡與場底)預(yù)留則要據(jù)坡長確定，通常在坡腳外1.5 m后的搭接要預(yù)留40～50 cm(午后鋪設(shè)的膜)而與場底的防滲膜的連接時(shí)間最好是在次日早晨(經(jīng)過一夜的收縮平衡應(yīng)力后，其伸縮已基本穩(wěn)定)；二是相鄰兩片膜的焊接應(yīng)等到同一溫度環(huán)境后進(jìn)行，特別早晨鋪設(shè)的第一片膜與昨天鋪的最后一片膜焊接時(shí)要注意這一因素，原因是成卷的膜對外界溫度的變化不敏感，而鋪好的膜則對溫差十分敏感，否則會(huì)造成焊接兩邊的膜，一片是平的，另一片卻是均勻的發(fā)生橫向皺紋，解決的方法是在該片鋪好后不要立即焊接，待半小時(shí)后再焊接。

4 雙層防滲層間水氣排放的方法選擇

在廣州地區(qū)，由于空氣濕度大，夜間起露，使已鋪的土工布受潮吸水，按要求應(yīng)待其干燥后才能鋪膜，但因工期原因只能在未干燥的土工布上鋪設(shè)主防滲膜，由于層間水蒸氣在主防滲膜吸熱后快速膨脹，將膜鼓起，在興豐填埋場西坡最高達(dá)到1.2 m，膜面易被風(fēng)吹起翻滾，十分危險(xiǎn)。若采取砂袋壓膜的方式，其效果很差，砂袋壓膜后水蒸氣仍會(huì)將膜頂起。可采取在坡頂開洞放氣，其缺點(diǎn)是每天要補(bǔ)洞(搬運(yùn)設(shè)備難且防滲膜越補(bǔ)越大)，還可能有異物進(jìn)入，如土建施工在砌截洪溝使飛石渣進(jìn)入膜間，更怕暴雨灌入。但水蒸氣又必須排出，因此需要尋求既排氣又防水的最佳方法，經(jīng)過反復(fù)分析，在坡面近頂開口(掏洞)，在其上先后焊兩片膜覆蓋洞口，第一片膜只焊下邊，第二片膜只焊上邊，見圖3。實(shí)踐表明，采用上述措施取得了理想的效果。

圖3 邊坡頂部掏洞排氣

5 HDPE膜的檢測要求

(1) 雙軌焊縫的氣壓測試。雙軌焊縫完成后兩道焊縫的中間會(huì)留下一道約1.5 mm寬的空腔，把焊縫空腔兩端密封，利用氣針加壓，就可以檢測出焊縫氣密性的程度?，F(xiàn)場檢測過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)，加壓至250 kPa，靜觀10 min，壓力仍能維持在240 kPa以上視為合格。

(2) 雙軌焊縫的強(qiáng)度測試。 根據(jù)有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，HDPE防滲膜焊縫要保證其防滲性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，焊縫的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求?，F(xiàn)場測試采取抽樣檢測的辦法，對不同焊機(jī)生產(chǎn)的焊縫每150 m隨機(jī)取樣，取樣大小為1.1 m×0.3 m，其中截取兩段0.3 m×0.3 m存檔，余下部分裁取10個(gè)25 mm×150 mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣，其中5個(gè)做撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)；5個(gè)做剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，依據(jù)ASTM D4437標(biāo)準(zhǔn)。

(3) 擠壓焊縫的真空測試。對于HDPE膜因取樣等形成的孔洞需進(jìn)行修補(bǔ)，對焊縫質(zhì)量的評(píng)價(jià)，主要利用真空測試檢測其氣密性。真空檢測設(shè)備包括一個(gè)帶真空氣壓表的透明真空罩和一臺(tái)真空泵。測試時(shí)先用肥皂液涂滿待檢測部位，再用真空罩罩住，啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空罩內(nèi)壓力達(dá)到-35 kPa時(shí)，仔細(xì)觀察檢查部位，無氣泡出現(xiàn)視為合格，否則需要修補(bǔ)直至試驗(yàn)通過。

(4) 擠壓焊縫的電火花測試。對于HDPE膜擠壓焊縫，由于地形的特殊性，會(huì)有個(gè)別部位不能用真空檢測。按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，所有的焊縫要保證100%的檢測合格，所以對特殊部位的檢測采用了電火花測試的方法。其原理是預(yù)先在焊縫中埋設(shè)銅線，利用20 kV的高壓脈沖電源探頭在距離焊縫5 cm慢慢掃過(5 m/分)，無火花出現(xiàn)視為合格。利用電火花測試能準(zhǔn)確而直觀地發(fā)現(xiàn)滲漏的位置。

6 質(zhì)量控制的方法

(1) HDPE防滲膜材料質(zhì)量的控制。興豐垃圾填埋場三期工程選用的材料是美國GSE1.5 mm雙糙面HDPE土工膜，材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全能滿足生活垃圾衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)要求。在現(xiàn)場對進(jìn)場的材料進(jìn)行抽樣并送到北京國家化學(xué)建筑材料測試中心進(jìn)行試驗(yàn)，抽樣檢測結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

(2) HDPE防滲膜焊接質(zhì)量的控制。嚴(yán)格執(zhí)行自檢、交接檢和監(jiān)理檢查制度；嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行施工，每次焊機(jī)啟動(dòng)后先進(jìn)行試焊。裁兩片0.3 m×1.0 m HDPE防滲膜，把焊機(jī)調(diào)整到合適的焊接溫度和焊接速度對兩片膜進(jìn)行試焊接，待焊接產(chǎn)品完全冷卻后，對其做焊縫強(qiáng)度和類型判斷測試，只有滿足設(shè)計(jì)要求有關(guān)規(guī)范的設(shè)定參數(shù)才允許進(jìn)行焊接施工。每條焊縫完成后立即在其末端取樣試驗(yàn)，及時(shí)修正運(yùn)行參數(shù)。

(3) 按照要求做好焊接記錄，對每道焊縫的位置、焊接方向、焊接參數(shù)、焊工、焊機(jī)、焊接時(shí)間及檢測情況等都有一個(gè)詳盡的施工記錄，保證所有的焊接施工都是在標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下進(jìn)行，有效地監(jiān)控焊接的質(zhì)量。對焊縫進(jìn)行100%的檢測，利用氣壓檢測、真空檢測、電火花測試和強(qiáng)度測試等4種測試手段對所有的焊縫進(jìn)行100%的測試，對每一條焊縫的檢測結(jié)果記錄在案。

(4) 做好成果保護(hù)。HDPE防滲膜鋪設(shè)施工過程中要防止大風(fēng)暴雨的浸蝕，隨時(shí)做好防風(fēng)、防雨措施，錨固溝及時(shí)回填；臨時(shí)錨固用壓載充分，場地截洪排水良好；派專人守護(hù)，防止不規(guī)范施工和人為破壞。

[1]錢學(xué)德，郭志平，施建勇，等.現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]CJJ17-2001.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB/T17642-2008.非組織復(fù)合土工膜[S].

[4]GB50290-2014.土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JGJ79-20012.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

趙艷艷(1986-)，女，遼寧阜新人，碩士，工程師，主要從事礦山安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建的咨詢與考評(píng)等方面的研究，Email：zhaoyanyan0216@126.com。

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