HDPE垂直防滲帷幕（填埋場垂直防滲阻隔）
生活垃圾填埋場垂直防滲帷幕治理工程方案
吳小雯 王豐 金嗣紅
杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計院股份有限公司，浙江杭州310016
摘要：赤峰市大黑山垃圾填埋場按規(guī)范建設(shè)施工，庫區(qū)底部及邊坡鋪設(shè)有土工布防滲層。該填埋場運(yùn)營數(shù)年后，發(fā)現(xiàn)下游垃圾壩外側(cè)出現(xiàn)濕坡和散浸現(xiàn)象，且檢測到填埋場下游水質(zhì)污染物質(zhì)超標(biāo)。為防止填埋場內(nèi)滲濾液進(jìn)一步擴(kuò)散，保護(hù)周邊水土環(huán)境安全，設(shè)計沿填埋場垃圾壩設(shè)置一道垂直防滲帷幕。考慮該填埋場垃圾壩為土石壩，壩基為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，設(shè)計采用攪拌樁及帷幕灌漿相結(jié)合的垂直防滲結(jié)構(gòu)類型，以有效截斷填埋場內(nèi)滲濾液向下游運(yùn)移。
1、引言
赤峰市元寶山區(qū)大黑山垃圾填埋場于2005年開始建設(shè)。垃圾壩壩頂標(biāo)高519. 30m，壩底標(biāo)高505. 50m，全長約72m。目前，作業(yè)一-區(qū) 即將填滿，現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)垃圾壩下游外側(cè)出現(xiàn)濕坡和散浸現(xiàn)象，滲漏點(diǎn)主要集中在標(biāo)高510. 00m處，且檢測填埋場下游水質(zhì)氨氮、亞硝酸鹽等污染物質(zhì)超標(biāo)。
根據(jù)地勘報告，該填埋場場地地質(zhì)主要為粉土、粉質(zhì)粘土和強(qiáng)風(fēng)化砂巖，滲透系數(shù)為5.5*10'cm/s,防滲性能較差,庫底及垃圾壩內(nèi)側(cè)邊坡鋪設(shè)有防滲膜。因此，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況分析，作業(yè)一區(qū)垃圾壩內(nèi)側(cè)防滲膜在施工或運(yùn)營階段極可能被破壞，導(dǎo)致填埋堆體內(nèi)滲濾液滲漏。為防止填埋場內(nèi)滲濾液進(jìn)一步擴(kuò)散， 污染周邊水土，需截斷垃圾滲濾液向下游運(yùn)移，以確保周邊環(huán)境質(zhì)量和安全。
2、垂直防滲帷幕施工方案對比
針對垃圾壩壩體存在的.上述問題，在上層粉土或粉質(zhì)粘土中提出如下處理方案進(jìn)行比較: (1)采用充填灌漿防滲:(2)在垃圾壩上游鋪設(shè)復(fù)合土工膜: (3)水泥膨潤土防滲墻: (4)高壓旋噴樁防滲墻; (5) 深層攪拌樁防滲。下部砂巖均采用帷幕灌漿防滲處理。方案(1)充填灌漿防滲投資小，施工簡單，可增加壩體密實(shí)度及滲透系數(shù)，但問題處理不徹底，每3~5年需要重復(fù)灌漿。方案(2)鋪設(shè)土工膜，工序多，需大量開挖垃圾壩內(nèi)側(cè)垃圾，且無法有效解決壩底防滲膜破壞的問題。方案(3)水泥膨潤土防滲墻有較高的強(qiáng)度和防滲性能，但其彈性模量較大，難以滿足防滲墻與土壩協(xié)調(diào)變形要求，且施工空間要求偏大，工程造價較高。方案(4)高壓旋噴樁和方案(5)深層攪拌樁都是形成水泥加固體，在加固效果方面，高壓旋噴法注漿量大，復(fù)合地基承載力和抗?jié)B性要優(yōu)于深層攪拌法，但深層攪拌法節(jié)省材料用量，工程質(zhì)量控制較好，且工程造價相對較低。
鑒于該工程環(huán)境等級要求較高，綜合相關(guān)因素分析，深層攪拌樁防滲墻在其可靠性、耐久性、防滲效果及經(jīng)濟(jì)性均明顯優(yōu)于其他方案。該工程采用深層攪拌樁防滲墻+帷幕灌漿作為防滲處理方案。防滲墻長度約為72m， 總平均深度約為10. 0m，其中深層攪拌樁防滲墻平均深度約為6m，嵌入砂巖約1m,帷幕灌漿鉆孔平均深度約為10. 0m,灌漿深度約為6m，與防滲墻接觸深度不小于2. 0m。
3、垂直防滲帷幕施工技術(shù)
3.1、水泥攪拌樁施工要求
(1)攪拌樁材料:漿液采用42. 5R普通硅酸鹽水泥配配制，水泥用量為天然土重的12%~ 15%， 摻入水泥質(zhì)量約10%的膨潤土，起降低彈性模量的作用，水灰比約為0. 5。
(2)施工技術(shù)參數(shù):鉆頭成樁直徑為600mm,孔距500mm,.最小防滲強(qiáng)厚度為33mm，最大深度8. 0m,平均深度6. 0m, .鉆進(jìn)速度控制在0. 6m/min以內(nèi)，攪拌頭轉(zhuǎn)速約為60r/min.當(dāng)攪拌樁機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計深度時，停止鉆進(jìn)，并繼續(xù)灌注水泥漿1min左右，直至孔口泛漿，以保證防滲墻底水泥土密實(shí)。成樁7d后，采用淺部開挖樁頭檢查樁的均勻性和成樁直徑，開挖深度宜超過停漿面下0. 5m,檢查數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的5%。并進(jìn)行鉆孔壓水實(shí)驗(yàn)，檢查孔的數(shù)量不少于總樁數(shù)的5%,保證深層攪拌樁防滲強(qiáng)滲透系數(shù)不大于1*10 *cm/s.
3.2、帷幕灌漿施工要求
(1)灌漿材料:帷幕灌漿材料采用42. 5R普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1:1， 為提高帷幕的防滲性能，在漿液中適量摻入粘土，粘土塑性指數(shù)不宜小于14， 粒徑小于0.005mm的含量不宜低于25%，含沙量不宜大于5%，有機(jī)物不宜大于3%，其粘土的摻合量應(yīng)通過室內(nèi)漿材實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場灌漿實(shí)驗(yàn)確定。
(2)鉆孔:為防止鉆孔過程中出現(xiàn)冒漿，待上部攪拌樁達(dá)到50%的設(shè)計強(qiáng)度后方可鉆孔灌漿。帷幕灌漿的位置具體以見圖2,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。鉆孔應(yīng)平直完整，孔向正確，鉆孔孔底最大允許偏差為孔深的1% 2%。(3)帷幕灌漿:帷幕灌漿必須按分序加密的原則進(jìn)行，布置雙排孔，排距1.0m， 孔距1. 5m，須先施工邊排孔的灌漿，然后進(jìn)行中排孔的灌漿，邊排孔宜為三序施工，灌漿壓力宜通過灌漿實(shí)驗(yàn)確定，可先擬定1MPa^ 1. 2MPa，在灌漿施工中繼續(xù)調(diào)整。帷幕灌漿采用自上而下分段灌漿法，封孔采用“分段壓力灌漿封孔法”進(jìn)行封孔。
(4)施工質(zhì)量檢測:帷幕灌漿施工應(yīng)保證帷幕滲透系數(shù)不大于1*10 cm/s，且需選取地質(zhì)條件差、大孔隙、注入量大、鉆孔偏斜大的孔位進(jìn)行檢查，檢查孔的數(shù)量為下游孔的10%，一個單元工程必須布置-一個檢查孔。
4、HDPE垂直防滲阻隔帷幕總結(jié)
赤峰大黑山垃圾填埋場通過沿垃圾壩設(shè)置一.道復(fù)合垂直防滲帷幕，有效的隔絕了填埋場與下游的水力聯(lián)系，防止了填埋場內(nèi)滲濾液進(jìn)- -步擴(kuò)散污染周邊水土環(huán)境。考慮現(xiàn)場垃圾壩為土石壩，壩基為強(qiáng)風(fēng)化砂巖的地質(zhì)條件，垂直防滲結(jié)構(gòu)形式采用800mm直徑攪拌樁結(jié)合雙排帷幕灌漿，檢測結(jié)果表明該防滲帷幕可顯著提高垃圾壩防滲性能至10*cm/s.該工程的順利施工，對相關(guān)工程的設(shè)計和施工具有較好的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1]齊長青;;簡易垃圾填埋場封場治理方案的研究[J];環(huán)境衛(wèi)生工程;2008年03期。
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