浅析生活垃圾卫生填埋场设计理念

摘要：在生活垃圾卫生填埋场的设计中，沉降是主要影响因素。造成这个的主要因素是地质情况。对生活垃圾填埋沉降的特点深入的进行分析，利用有限的填埋空间最大限度的形成填埋库容。本文通过对日常生活垃圾沉降的现状和对生活垃圾填埋场的理论设计，分析目前我国生活垃圾填埋场的现状，综合讨论在我国垃圾填埋场中所遇见的问题。

关键词：生活垃圾；填埋现状；填埋设计和理念

中图分类号：R124.3 文献标识码： A

前言

随着我国经济的快速发展，城市化进程的不断加快，生活垃圾也是在不断的增多。

2011年4月国务院批转了住房城乡建设部、环境保护部、发展改革委等部门关于《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》（国发[2011]9号），《意见》要求各地区、各有关部门要充分认识加强城市生活垃圾处理的重要性和紧迫性，进一步统一思想，提高认识，全面落实各项政策措施，推进城市生活垃圾处理工作，完善收运网络，选择适用技术，加快设施建设，创造良好的人居环境，促进城市可持续发展。

2012年4月国务院办公厅印发了关于《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》的通知（〔2012〕23号），《规划》主要阐明“十二五”时期全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设的目标、主要任务和保障措施，明确政府工作重点。

随着人民生活水平的提高，市民环保意识和卫生意识的增强，各地区都在积极建造生活卫生垃圾填埋场等生活垃圾终端处理设施，对促进我国城市生活垃圾的“无害化、减量化、资源化”起到了推动作用。

1、卫生填埋沉降特性研究现状

我国早期的生活垃圾堆放场主要考虑场地的可行性，并未对其做相应的技术处理。随着社会的发展，人口及垃圾量的增多，简易堆放的模式暴露的污染问题愈来愈大。垃圾沉降特性是影响垃圾填埋库容的主要因素，其主要有以下规律：填埋初期沉降发生的速度比较快；对生活垃圾过于紧密的埋填可以降低减小垃圾的沉降量和沉降幅度；生活垃圾在含有某种荷载的作用下，其沉降量随着埋藏的年龄和埋藏的深度的增加而减小。

目前对生活垃圾填埋场沉降特性的研究主要有以下几种方法：

①士力学压缩理论。士力学压缩理论认为沉降是由三个因素造成的，即Ztotal=Zi+Zc+Zs。在本公式法则中，Ztotal表示的是垃圾总共的沉降量；Zi表示的是瞬时沉降量；Zc表示的是固定生活垃圾的沉降量；Zs表示的是经过再次压缩有的沉降量。填埋场沉降的情况包括压缩的指数Cc和修改后的压缩指数。

上式是中e表示的是空隙比之间的变化；e0表示的是初始的空隙比;表示的是初始纵向有效力，kPa；表示的是最终纵向有效力，kPa；H0表示的是垃圾层的初始厚度,m；H表示的是垃圾层的变化厚度，m。

用于估算产生的沉降参数，就是在填埋主沉降完成之后所产生的参数，主要包括和修正过后的压缩指数。

式中，t0表示的是初始的时刻；t1表示的是最终的时刻。

利用土力学压缩理论估算当前的填埋沉降，是现状生活垃圾卫生填埋中运用最广泛的方法。垃圾的沉降和泥炭土的沉降原理基本相似，相对与两者的研究中，生活垃圾的成分比较繁琐复杂，而泥炭相对与比较简单。

②动力蠕变法则。动力蠕变法则是在常应力之下与时间相结合最简单的方式，根据该法则在其他生活和工程中的应用，在生活垃圾的沉降中所表现的是：，式中:m表示的是基准在压缩中的参数；n表示的是压缩的快慢速率，tr表示在引入的方程为基准时间的消除量，一般以一天为基准。因为其每天所记录的数字都不相同，所以动力蠕变法则的沉降模型并未得到推广。

现代生活垃圾卫生填埋场主要由防渗系统,封场覆盖系统,渗滤液导排系统以及填埋气体收集利用系统等组成。为了充分发挥填埋场消纳垃圾,控制液、气污染的功能,必须对填埋场进行合理的选址、精心设计,并结合科学的施工管理。

2、垃圾填埋场的选址

垃圾的卫生填埋处置,须同时获得经济效益、环境效益和社会效益,并达到其最佳配置。一个合适的场址,可以减少环境的污染,降低设计要求,降低处置成本,有利于填埋场的安全管理。因此,填埋场场址的合理选择,是垃圾卫生填埋处置的第一步,也是填埋场建设过程中最重要、最关键的一步。但卫生填埋场场址的选择,涉及到当地经济、交通等的发展情况,地理地形条件,气候情况,环境地质条件及水文地质工程条件等众多影响因素,主要应从工程学、环境学、经济学、法律和社会学等方面来考虑。

填埋场大致可以分为山谷型填埋场、 坑洼型填埋场和滩涂型填埋场三种类型。填埋场大致可以分为山谷型填埋场、 坑洼型填埋场和滩涂型填埋场三种类型。

3、防渗系统

进行填埋场底部防渗的主要目的是防止垃圾渗滤液污染周围的土壤和地下水、避免地下水侵入填埋场和阻止填埋气体向周围地区的横向迁移。为此,需要在填埋场的底部和四壁设置防渗衬垫。防渗衬垫设计的主要内容一是选择合适的防渗和排水材料,二是进行结构优化布置。为了及时排出渗滤液、减小防渗衬垫上的渗滤液水头,还须在衬垫系统中布置排水层。排水材料主要有碎石、粗砂、土工网和土工织物等。

3.1垂直帷幕注浆防渗

垂直帷幕注浆防渗法多用于山谷型填埋场的底部防渗。它的设计原理是对垃圾渗滤液的主要渗漏途径进行局部帷幕注浆,降低整个过水断面岩土层的平均渗透系数,将垃圾渗滤液的渗漏量控制在允许的范围内。渗漏液的渗漏量如下式计算

Q一一渗滤液渗漏量,F一过水断面面积,H1、H2一上下游水头值,L一水平渗漏距离,K-渗漏途径的平均渗透系数

3.2土工膜防渗

土工膜是填埋工程中最常用的三种土工合成材料之一,其透水性极小。土工膜由一种或多种聚合物构成,为了不同的应用目的,其中也可添加如碳黑、色素、填料、增塑剂、交联化学制品、防老化剂及生物制剂等其它成分。

3.3粘土衬垫

压实粘土在国外己被广泛用作填埋场和废弃堆积物的衬垫,也常用于覆盖新的废物处理单元和封闭老的废弃物处理,要求压实粘土衬垫的透水性小于或等于某一指定值。粘土的物理性质与其含水状况关系很大,作为主要的填埋场衬垫,必须满足一定的压实标准以保护地下水不被渗滤液污染。

3.4复合衬垫

复合衬垫由土工膜和一层低透水性材料紧密接触而成,它广泛用于危险品填埋场和城市固体废弃物填埋场。复合衬垫中常用的低渗透性材料是压实粘土。复合衬垫可克服单层土工膜衬垫存在的缺陷。如果土工膜上有一个孔洞或接缝处有缺陷,同时底土透水性又很强,则液体极易经孔洞或接缝向下流出。至于无土工膜的压实粘土衬垫,虽然单位面积上的渗流不大,但渗流却是在整个衬垫面上都会发生的。为了提高复合衬垫的防渗效果,土工膜必须与下卧的低透水土层实现良好的水力接触。在土工膜和低透水土层之间不应再铺设高透水材料如砂垫层或土工织物等,因为这样将破坏低透水性土与上工膜的复合效果。

3.5防渗衬垫上的保护层

土工膜防渗衬垫在铺设期间和投入使用后都将受到各种外界的干扰和破坏作用,如施工机械的冲击和碾压、暴露期间的太阳辐射、填埋垃圾后堆载的增加、渗滤液的影响以及坚硬异物的顶刺等等。在垃圾填埋的系统和原理中，除了一个防渗系统之外，还有渗滤液倒排和处理系统、填埋气收集利用系统和风场覆盖系统等。

结束语

为了保证填埋场的安全使用和维护,除了对各组成系统精心设计以外,还需要对影响填埋场功能发挥的各种不利因素进行分析,包括填埋场的沉降、填埋边坡的稳定、渗滤液导排的畅通、防渗层的可靠性等。我国在对于垃圾填埋的过程中还需要在原有的基础和设计理念之上，采取更加环保，又能降低防渗的处理，同时对于污水的处理和沼气的综合利用的填埋方式，真正的实现垃圾无公害化，资源合理利用。

参考文献

[1]谢强.城市生活垃圾卫生填埋场沉降特性研究[D].重庆大学,2004.

[2]焦斌权.城市生活垃圾卫生填埋场渗滤液控制技术研究[D].重庆大学,2004.

[3]周玉莲.浅谈中小型生活垃圾卫生填埋场的设计特点[J].工程建设,2006,02:56-60.