多雨地区生活垃圾填埋场垃圾堆体水量控制技术及工程应用探讨

摘要：本文针对我国多雨地区填埋场运营管理中，因雨量充足，多刮台风，雨水进入生活垃圾填埋场垃圾堆体、渗滤液导排系统长期运营之后容易发生淤堵，引起渗滤液水位过高影响垃圾堆体安全稳定的重要问题，提出了填埋场垃圾体水位的控制技术及工程应用。

关键词：垃圾体水位 控制技术 工程应用 排水排污沟 覆盖膜 盲沟 竖井

垃圾填埋场占地面积大，露天作业，下雨时水份渗入垃圾体，不仅增加了填埋场渗滤液处理量，还增加了垃圾填埋堆体不稳定因素，给填埋场运营管理带来了许多困难。如遇到渗滤液导排系统堵塞，会提高垃圾堆体的水位。垃圾堆体浸泡在水中，形成饱和状态，会增加滑动力，减少垃圾堆体的稳定安全性。因此，渗滤液水位过高从而影响垃圾堆体安全的稳定性是当今急需研究的重要课题，控制雨水进入垃圾堆体是填埋作业安全的重中之重。而有效的技术措施是防止雨水进入垃圾堆体的必要保证,并可实现工程应用。

1布设填埋库区雨污分流系统

雨污分流系统包括场外排洪系统和场内排水排污系统，场外排洪系统通常有场区外部截洪沟、沉砂池、排洪渠等。场内径流系统通常是在交替作业的各个填埋块区边界设置排水排污沟，在作业道路边设置排水排污沟、沉砂井、排水排污主管等；在垃圾面铺设覆盖膜防止雨水直接进入垃圾体，把覆盖膜上的雨水引导到排水沟上；整个场区排水排污沟分别连通，由场内主排水排污沟分别引导雨水污水到场外径流系统。

1.1场外排洪系统

根据当地50年一遇或100年一遇山洪水量，结合填埋场的地形地貌，如山谷形填埋场做法为：在坡底建贯通全场的截洪沟，沟底坡度为２%。在山坡边坡顶至底按每10米高度布设１级平台并修建排水沟，在自然形成的流水冲沟位置建跌水沟，根据汇水量设计，截洪沟流水断面宽X高为0.6X0.6m渐变至2.5X2.5m，排水沟通常宽X高为0.5X0.5m左右，沟底坡度均为２%。在截洪沟中部及末端出口处设置沉砂池，沉砂池可作为储水池，排水沟、跌水沟、截洪沟相互连通。因填埋场大多数远离市区，再经排洪隧道或排水管排出场外市政排水管网,排洪隧道一般埋地下，流水断面宽X高为2.0X2.0m，排水管可明敷或埋地敷设。

1.2场内排水排污系统

填埋作业分块区进行，在块区边界线及垃圾车临时进场道路两旁修建排水沟，块区与块区之间交替作业，不断堆高垃圾堆体，每块区约高度10米。块区边界线排水排污沟具体做法为：修建一沟两用的排雨水沟（排水沟）和排垃圾渗滤液沟（排污沟），宽X高为1X2m，通常以覆盖膜分隔为上沟和下沟，上沟为排水沟，下沟为排污沟，上沟和下沟的截面可均等，排污沟用30―50mm级配碎石填充。在垃圾车临时进场道路两旁修建垂直分隔的一沟两用的排水沟和排污沟，宽X高为2X2m，通常以覆盖膜分隔为里沟和外沟，里沟靠垃圾堆体为排污沟，外沟靠垃圾车临时进场道路为排水沟，里沟和外沟的截面可均等，里沟用30―50mm级配碎石填充，里沟内放置DN200的HDPE花管（梅花状开孔，管底部不开孔，开孔直径Ø10mm，孔距150mm）作为导排管，HDPE花管可采用热融焊连接，可加套管加强连接。在平面布置上，垃圾车临时进场道路两旁的沟为主沟，块区边界线的沟为次沟，次沟与主沟连接，排水沟的水排入市政管网，排污沟的水排入渗滤液调节池。

1.3垃圾面铺设覆盖膜防止雨水直接进入垃圾堆体

垃圾面铺设覆盖膜，其作用不仅防止雨水直接进入垃圾堆体，还能防止垃圾臭气散发到空气中污染环境；又可使垃圾堆体处于厌氧状态，增加垃圾有机物的降解；更能有效提高垃圾沼气有序收集效率，达到节能减排目的。根据垃圾面搁置时间，有临时覆盖、中间覆盖、终场覆盖。具体应用为：在相对搁置时间较长的垃圾面做中间覆盖，铺设较为经久耐用的HDPE膜，厚度为0.3mm至1.0mm ,膜与膜采用热熔焊接。由于南方地区多发台风，为了抵御台风吹打，膜上覆盖孔隙为100 X100 mm的尼龙渔网，再在HDPE膜和渔网上压上1X0.5X0.3m的土工布砂袋 。施工技巧为：因HDPE膜很薄，特别是焊缝部位强度局部比膜体低，抵御台风吹刮能力较差，为了防止强台风从HDPE膜焊缝吹进使膜鼓起遭受破坏，施工HDPE膜时逆台风季节主要风向铺设，使上风向的膜压着下风向的膜；将土工布砂袋沿着焊缝排列；根据HDPE膜的宽度，在每张HDPE膜中间加设2排土工布砂袋，间距约为2.1X2.1m排列。同时，为了防止垃圾刺穿HDPE膜，在垃圾面要推平压实，覆盖约0.3m厚土层平整场地。

在每天作业的垃圾面临时覆盖，每天下班后铺设较为柔软的厚度为0.3mm的防渗塑料编织土工膜代替传统的粘土覆盖材料，膜上压0.5X0.5X0.3m的土工布砂袋 ，膜与膜采用搭接。防渗塑料编织土工膜使用方便，不但可防止雨水进入垃圾体，又可防止臭气污染空气，同时可节约填埋垃圾库容5%-10%。在第二天上班前把防渗塑料编织土工膜掀开，收留卷起，留待当天下班后铺设。如此，防渗塑料编织土工膜可重复使用。

2多层次三维布设渗滤液导排系统

垃圾填埋场的渗滤液导排系统通常做法是：在边坡每级平台上设置渗滤液导排盲沟及在场底铺设碎石层作为渗滤液导排层， 由于渗滤液导排系统长期运营之后容易发生淤堵，使渗滤液水位过高从而影响垃圾堆体的安全稳定性，因此，当填埋场运营到一定年份（如10年左右）时，应在垃圾堆体上重新布置一套渗滤液导排系统，新系统负担系统标高以上的垃圾堆体渗滤液导排，减轻了旧系统的负担。

在具有一定高程的垃圾堆体上重新布置一套渗滤液导排系统，施工难度很大。原因是垃圾面上有各种设施，包括填埋气体收集气井、管线系统、场内径流排水沟系统、垃圾面覆盖膜、填埋垃圾作业面、作业平台、垃圾车临时进场道路等设施，而且由于垃圾体的不均匀沉降，垃圾面会形成大面积凹凸不平的状况。因此，在垃圾堆体上设置渗滤液导排盲沟，可根据具体情况，选择以下做法。

2.1渗滤液水平导排盲沟----在填埋垃圾库区端部（周边）范围实施

在一定高程的垃圾堆体平面上设置直线形渗滤液水平导排盲沟，根据垃圾水量情况，间距为30至50米。水平导排盲沟在垃圾体的不均匀沉降容易发生倒坡现象，因此设计长度不宜太长，在300米左右为宜，为增加自排能力，坡度大于2%。盲沟做法：宽X高为3X4m，用30―50mm级配碎石填充，中间放De355-De450HDPE花管，HDPE花管可采用热融焊连接，可加套管加强连接。在渗滤液水平导排盲沟端头设置端头井,水平导排盲沟的渗滤液可通过端头井流出,流入渗滤液收集管,再输送到渗滤液调节池。

随着填埋垃圾高度的不断提高，渗滤液水平导排盲沟可在不同的高程再设置若干层。根据欧美发达国家的成功经验，在渗滤液水平导排盲沟端头井采用管道反冲洗设备，定期对渗滤液水平导排管道进行冲洗维护，可有效防治渗滤液导排系统淤堵问题。

2.2水平导排盲沟+较大口径竖井----在填埋垃圾库区中部范围实施

在垃圾堆体中按100米左右的距离建设一口直径1米深约10米的竖井（HDPE管，De1000，PE100，SDR11），竖井De1000HDPE管可采用热融焊连接，可加套管加强连接。在现状高程的垃圾堆体上围绕竖井周边设置不同方向的渗滤液水平导排盲沟，盲沟做法为宽X高为2X2m，用30―50mm级配碎石填充，中间放De200-De355HDPE花管，HDPE花管可采用热融焊连接，可加套管加强连接。坡度为2%。渗滤液经水平导排盲沟流向竖井，水平导排盲沟与竖井的连接为：在竖井大管开孔，水平导排盲沟小花管穿入竖井大管，热融焊连接。为了保证竖井大管的强度，在竖井大管的不同高度开孔。在井底放置潜污泵抽出竖井渗滤液，接入渗滤液排水管道排到调节池。

随着填埋垃圾高度的不断提高，竖井可不断提高，竖井De1000HDPE管可采用热融焊连接，可加套管加强连接。渗滤液水平导排盲沟可在不同的高程再设置若干层。

由于竖井与不同方向的渗滤液水平导排盲沟采用热融焊连接并埋在垃圾堆体下，受到来自不同反向的重力，可保证竖井在垃圾体的不均匀沉降中保持平衡。水平导排盲沟在垃圾体的不均匀沉降容易发生倒坡现象，因此设计长度不宜太长，在100米左右为好。同时，为了保证抽出渗滤液，抽水设备要随着竖井高度提高而改进。

3钻小口径竖井抽排垃圾体渗滤液----快速降低垃圾体水位

在水位高的填埋垃圾堆体平面布置竖向抽水井，通过向竖井加压的方式抽出渗滤液，每口竖井日抽水量为13至33吨，可达到快速降低垃圾体水位的效果。具体做法为：将空气压缩机放在配电室，引出压缩空气主管（HDPE管，De8mm，P=1.6Mpa），从主管引出支管，支管连接竖井并向竖井加压抽水。从竖井抽出的污水用排水支管（U-PV管De50）引到排水主管，由排水主管将渗滤液排放到渗滤液调节池。竖井做法为：在填埋垃圾堆体钻井直径150mm，深度根据垃圾体厚度调整，注意离开场底水平HDPE防渗层5米。在井口范围直径1米高1.5米内用掺10％膨润土的粘土压实，在井口范围直径5米高0.5米内用粘土压实，用单面复合土工排水网护井壁（土工布一面贴近垃圾面），单面复合土工排水网内底部放置10-20mm硬质洗净碎石高1米，再放入钢管Ø114X6mm，钢管先开孔(开孔直径Ø10mm，开孔率5%），加工丝扣，后热镀锌，采用管接箍丝扣连接。钢管底部密封，顶部伸出垃圾堆体0.8米,用5mm厚钢板封口。将排水管U-PV管De50和压缩空气管（HDPE管，De8mm，P=1.6Mpa）放入钢管内，底部距离钢管底部１米，顶部从封口钢板穿孔伸出分别与垃圾堆体面的排水管网及压缩空气管管网连接。

3结语

填埋场垃圾体水位的控制技术及工程应用是布设填埋库区雨污分流系统，包括场外径流系统和场内径流系统。当渗滤液导排系统长期运营之后发生淤堵，使渗滤液水位过高从而影响垃圾堆体的安全稳定性时，应在垃圾堆体上重新布置一套渗滤液导排系统，修建多层次三维渗滤液导排系统。当需要快速降低垃圾体水位时，采用钻小口径竖井抽排垃圾体渗滤液。