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
杭州市城鄉建設設計院股份有限公司，浙江杭州310016
摘要：赤峰市大黑山垃圾填埋場按規范建設施工，庫區底部及邊坡鋪設有土工布防滲層。該填埋場運營數年后，發現下游垃圾壩外側出現濕坡和散浸現象，且檢測到填埋場下游水質污染物質超標。為防止填埋場內滲濾液進一步擴散，保護周邊水土環境安全，設計沿填埋場垃圾壩設置一道垂直防滲帷幕。考慮該填埋場垃圾壩為土石壩，壩基為強風化砂巖，設計采用攪拌樁及帷幕灌漿相結合的垂直防滲結構類型，以有效截斷填埋場內滲濾液向下游運移。
1、引言
赤峰市元寶山區大黑山垃圾填埋場于2005年開始建設。垃圾壩壩頂標高519. 30m，壩底標高505. 50m，全長約72m。目前，作業一-區 即將填滿，現場踏勘發現垃圾壩下游外側出現濕坡和散浸現象，滲漏點主要集中在標高510. 00m處，且檢測填埋場下游水質氨氮、亞硝酸鹽等污染物質超標。
根據地勘報告，該填埋場場地地質主要為粉土、粉質粘土和強風化砂巖，滲透系數為5.5*10'cm/s,防滲性能較差,庫底及垃圾壩內側邊坡鋪設有防滲膜。因此，結合現場實際情況分析，作業一區垃圾壩內側防滲膜在施工或運營階段極可能被破壞，導致填埋堆體內滲濾液滲漏。為防止填埋場內滲濾液進一步擴散， 污染周邊水土，需截斷垃圾滲濾液向下游運移，以確保周邊環境質量和安全。
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，在上層粉土或粉質粘土中提出如下處理方案進行比較: (1)采用充填灌漿防滲:(2)在垃圾壩上游鋪設復合土工膜: (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，可增加壩體密實度及滲透系數，但問題處理不徹底，每3~5年需要重復灌漿。方案(2)鋪設土工膜，工序多，需大量開挖垃圾壩內側垃圾，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調變形要求，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，復合地基承載力和抗滲性要優于深層攪拌法，但深層攪拌法節省材料用量，工程質量控制較好，且工程造價相對較低。
鑒于該工程環境等級要求較高，綜合相關因素分析，深層攪拌樁防滲墻在其可靠性、耐久性、防滲效果及經濟性均明顯優于其他方案。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
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)施工技術參數:鉆頭成樁直徑為600mm,孔距500mm,.最小防滲強厚度為33mm，最大深度8. 0m,平均深度6. 0m, .鉆進速度控制在0. 6m/min以內，攪拌頭轉速約為60r/min.當攪拌樁機鉆進到設計深度時，停止鉆進，并繼續灌注水泥漿1min左右，直至孔口泛漿，以保證防滲墻底水泥土密實。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,檢查數量不宜少于總樁數的5%。并進行鉆孔壓水實驗，檢查孔的數量不少于總樁數的5%,保證深層攪拌樁防滲強滲透系數不大于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%，有機物不宜大于3%，其粘土的摻合量應通過室內漿材實驗和現場灌漿實驗確定。
(2)鉆孔:為防止鉆孔過程中出現冒漿，待上部攪拌樁達到50%的設計強度后方可鉆孔灌漿。帷幕灌漿的位置具體以見圖2,根據現場實際情況進行適當調整。鉆孔應平直完整，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驗確定，可先擬定1MPa^ 1. 2MPa，在灌漿施工中繼續調整。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”進行封孔。
(4)施工質量檢測:帷幕灌漿施工應保證帷幕滲透系數不大于1*10 cm/s，且需選取地質條件差、大孔隙、注入量大、鉆孔偏斜大的孔位進行檢查，檢查孔的數量為下游孔的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
赤峰大黑山垃圾填埋場通過沿垃圾壩設置一.道復合垂直防滲帷幕，有效的隔絕了填埋場與下游的水力聯系，防止了填埋場內滲濾液進- -步擴散污染周邊水土環境。考慮現場垃圾壩為土石壩，壩基為強風化砂巖的地質條件，垂直防滲結構形式采用800mm直徑攪拌樁結合雙排帷幕灌漿，檢測結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，對相關工程的設計和施工具有較好的借鑒意義。
參考文獻
[1]齊長青;;簡易垃圾填埋場封場治理方案的研究[J];環境衛生工程;2008年03期。
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