随着我国城市规模的快速扩张,为消纳城市生活垃圾,生活垃圾填埋场的建设越来越普遍。《生活垃圾卫生填埋技术规范》 (CJJl7.2004)规定,设计填埋场时,需设置渗滤 液收集系统。若填埋场渗滤液收集系统效率不高或失效,可导致填埋场渗滤液水位过高,增大污染物污染风险,影响垃圾堆体的 稳定性,且可危及填埋场安全运行。因此,对于不同类型渗滤液收集的工艺和排导方式的选择,不仅具有重要的理论价值,而且工程应用价值显著。
1989 年建设部颁发的《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》【3】(CJJl7.88)以及后来改进的《城 市生活垃圾卫生填埋技术规范》【4,51(CJJl7.2001,CJJl7.2004),为各地的填埋场设计提 供了技术指导,在这些实践的基础上,并借鉴国外发达国家的经验,更多的城市正在精 心的设计和建造具有更高标准的垃圾卫生填埋场,力求在底部防渗和渗滤液控制等方面 取得更好的效果。
一、系统组成
现代卫生填埋场主要有衬垫系统、封顶系统、渗滤液收集排放系统以及气体收集处理系统等组成。为了充分发挥填埋场消纳垃圾、控制渗滤液和控制大气污染的功能,必需对填埋场各组成系统部分进行精心设计和科学的施工管理.
1、渗滤液收集排放系统
渗滤液收集和排放系统包括排水层、集水槽、多孔集水管、集水坑、提升管、潜水泵和调蓄池等。
填埋场内的渗滤液通常是由经过填埋场的降水渗流和对固体废弃物的挤压产生。它是一种污染液体,如未经处理直接排入土中或者地下水中,将会引起土和地下水的严重污染,影响渗滤液产生数量的因素有:降水量,地下水的侵入,固体废弃物的性质以及覆盖系统等。
渗滤液收集排放系统需满足下列要求:
①、必须能及时有效的收集和导排汇于填埋场边坡和场底防渗层以上的垃圾渗沥液;
⑦、应具有防淤堵能力.不得对防渗层造成破坏;
④、应保证收集导排系统本身的长期稳定性。
⑴垃圾填埋场渗滤液导排层和渗漏检测层
渗滤液排水层的功能主要是把渗透到排水层的液体送到有盲沟或者渗滤液收集管中,同时还能限制其下衬垫上的水头,目前广泛应用于填埋场的双层复合衬垫系统有主,次两层渗滤液排水层。对于主排水层,其上有至少60cm的砂或其他透水性粒状材料组成,其主要功能是防止固体垃圾损坏或堵塞渗滤液排水层,排水层有透水性土或者土合成排水材料组成,当采用透水性土时,至少60cm厚的砂砾排水层,主要功能是限制第一层衬垫中渗滤液水头的升高以及将垃圾产生的渗滤液输送到盲沟(多孔排水管)中。 第二层排水层,其组成和第一层基本一样,当用砂砾排水层时,其厚度可以适当减少,第二层排水层的功能是收集和检测流过第一层衬垫系统的渗滤液。
根据研究实践排水结构中传统的排水材料在实际工程中,由于传统的排水材料[网状或管(盲沟)]可能发生於堵导致排水能力不足,或者在暴雨期间,渗滤液收集系统排水能力暂时不足,渗滤液就会进入保护层,保护层和排水层的渗透系数相差很大,而在保护层形成一定的压力,造成防渗层的渗漏。另外,在传统排水系统中(由下层土工排水材料和上覆沙层组成),物理化学作用引起的於堵等也会造成排水系统的成层性。
要防止垫衬系统渗漏并保证垃圾填埋场的安全,渗
滤液导排系统必须具有可靠的排水性能,排出衬垫系统收集的渗滤液,保证衬垫渗滤液饱和水头小于排水层厚度。传统的砂砾石等天然排水材料用于垃圾填埋场的渗滤液收集导排,会占用很大的填埋空间。对于斜坡渗滤液导排,使用砂砾石将很难堆放。使用复合排水板,基本上不受边坡坡度的限制。砾石作为渗滤液收集导排层,会对防渗土工膜造成破坏。据统计显示,土工膜上砾石的铺放是造成土工膜破坏的最大原因,占总破坏的70%以上。
⑵填埋场封场气体导排层和地表水导排层
垃圾填埋场最终覆盖封场系统的目的是限制降水渗入填埋垃圾里面,尽量减少可能侵入水源的渗滤液的产出。在封场系统中,地表水导排层的功能是排出渗入覆盖土层的水分,避免在防渗层上积聚。积水会在封场防渗层上产生超孔隙水应力,有可能导致植被覆盖土层产生滑动,封场边坡破坏。传统上使用砂砾石作为封场地表水导排层,对于坡度较大的斜坡,砂砾石垫层的堆放很困难,而使用复合排水板,可以适用于更陡的封场边坡,还能够增加垃圾的填埋容积。复合排水板具有较高的导排性能,能够及时排除地表渗水,保证封场斜坡的稳定。封场气体导排层垃圾填埋场封场系统的气体导排层的排气能力不足或者没有设置平面气体导排层,施加于防渗层的气体压强过大,有可能导致封场系统产生破坏。封场系统气体导排层可以使用高导排性能的复合排水板。使用高导排复合防排水板组成填埋场封场系统的气体导排层。填埋场封场系统中使用复合排防排水板作为地表水导排层和气体导排层,可以适用于较陡的斜坡,其较高的导排性能能够及时排除渗水和气体,保证边坡的稳定。
⑶ 垃圾填埋场或蓄水池地下水导排
垃圾填埋场填埋区域或蓄水库的地下水位较高,地下水压力可能会破坏防渗衬垫。要求有地下水导排层,排出上升的地下水,使得防渗衬垫不被破坏。
填埋场斜坡或蓄水库坝体也可能因为水压力太大,有可能导致斜坡或坝体以及斜坡的防渗层产生破坏。使用复合防排水板水板作为地下水导排层,可以在很短的时间排出上升的地下水,防止过高的地下水压力破坏防渗衬垫。复合防排水板具有较高的抗拉强度,有加固地基的作用。复合防排水板用于斜坡或坝体的渗流导排,能够将斜坡的山体渗流收集排放,能够有效消除施加于防渗层的侧向压力,减少或消除由于水压力可能造成的破坏。
二、复合防排水板性能标准
塑料排水板采用高密度聚乙烯(HDPE)为主要原料,经高科技生产线制造而成的柔性防排水卷材,产品具有抗压强度高,柔韧性好,抗拉强度高,耐腐蚀、耐老化、耐植物穿刺,不会分解、防水环保等特性,易于按装,使用年限可达50年以上,取代了:1、硬质混凝土防水保护层;2、陶粒、碎石、方便面型排水的许多缺点,解决了传统性只能单一防水和单一排水的缺点。同时解决由于地基沉降不一致,所导致硬质防水保护层开裂后切断防水层造成渗漏现象,及时排水减轻主防水层的苛载,大大提高了工程质量,降低了建筑成本,缩短了工程时间。柔韧性排水防水保护板投放市场即获得了设计师和开发商一致认可,迅速达到了一百多个项目的应用。
凸点式复合排水板系统具有排水效率高、耐久性强、易于施工、节省填埋场空间等诸多优点,在隧道、房顶绿化、地下车库顶板绿化等排水结构中得到了广泛应用。塑料排水板,是一种用带支点的塑料平板在建筑各个部位做出整体的空气夹层。采用特殊工艺技术制成的一种膜壳连续的整体排水卷材,它具有一定的支撑刚度与立体排水空间,其应用于土中排水时,不会因为压力使通道面积显著减小或使无纺织物显著浸入通道。可使液体、气体在其凸台之间架空层内进行流动并快速排出。经过热融焊接方法拼接铺设,形成排水、排气通道,集防水、排水、保护为一体。
复合防水板的圆锥凸台结构其主要应用是和上下的无纺织物虑层构成复合排水体。在极高的荷载下能够保持长期的导排性能,用于主渗滤液收集导排层,能够及时排出防水层上面的渗滤液,使得水头小于土工排水材料的厚度,减少由于水头过大造成的土工膜渗漏。通过主动排水原理可以达到主动防水的效果。
宗上可论:在垃圾填埋场中,复合排水板可用于:
1、地下水导排层
2、渗漏检测层
3、渗滤液收集导排层
4、封场气体收集导排层
5、封场地表水收集导排
总结
结合这几年的工程实践,我们可以看到,一方面土工合成材料已在公路工程中得到了广泛使用,另一方面却发现,在西部大开发的过程中,许多单位,包括工程建设单位、施工单位以及监理单位还对土工合成材料的性能、施工方法等感到陌生。因此,从推广土工合成材料的使用、提高科技水平的意义上说,继续开展对土工合成材料的应用研究也是很有必要的。