曲偉國，劉樹峰，靳俊平，李瑞華

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院，天津 300074）

1 滲瀝液導(dǎo)排不暢的現(xiàn)象和原因分析

根據(jù)調(diào)研和現(xiàn)場勘察，目前國內(nèi)生活垃圾填埋場滲瀝液下滲通道不暢的現(xiàn)象較為普遍，致使?jié)B瀝液側(cè)滲現(xiàn)象嚴(yán)重，造成垃圾堆體或臨時(shí)封場坡面滲瀝液外溢，污染嚴(yán)重且難以解決。此類現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)（導(dǎo)滲層和導(dǎo)排穿孔管）堵塞造成排水不暢、黏土覆蓋也是造成滲瀝液下滲困難的原因之一［1-2］。另外，垃圾成分中難以降解的物質(zhì)也是主要原因。

滲瀝液主要是由垃圾填埋場范圍內(nèi)的降水滲透轉(zhuǎn)化、地下水的侵入（采用水平防滲系統(tǒng)的垃圾填埋場此種影響概率比較小）以及垃圾本身所含和降解的水分形成。影響滲瀝液產(chǎn)生量的因素主要有降水、地下水侵入、垃圾成分、水分蒸發(fā)、清污分流的程度（包括截洪溝設(shè)置和臨時(shí)覆蓋）、垃圾堆體臨時(shí)封場的地表徑流等。但是垃圾滲瀝液的主要來源是降水。

堆體內(nèi)所產(chǎn)生的滲瀝液在重力作用下滲匯集到滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)中，在填埋作業(yè)過程中通過每日覆蓋、壓實(shí)、清污分流等措施減少滲瀝液的產(chǎn)生量，但是隨著垃圾堆體厚度的增加，垃圾層滯水、阻水的現(xiàn)象越來越明顯，致使?jié)B瀝液下滲困難，從而形成了滯水層。

造成垃圾堆體滯水層的原因：①高濃度的有機(jī)物和無機(jī)物是導(dǎo)滲層堵塞的主要原因，堵塞導(dǎo)致導(dǎo)滲層空隙率減少，滲透率下降。②黏土覆蓋后，形成黏土阻水層。但是目前國內(nèi)許多大中型生活垃圾填埋場已經(jīng)使用HDPE膜作為覆蓋材料，因此黏土形成阻水層的幾率減少。③垃圾中塑料包裝袋的比例較大，其在垃圾堆體中很難降解，當(dāng)有機(jī)物質(zhì)降解后，在重力壓實(shí)作用下，塑料包裝袋形成一片一片、一層一層的薄膜，其在垃圾堆體中橫豎疊加，交替錯(cuò)落，層理不清，最終形成若干個(gè)阻水層，使得滲瀝液難以順利下滲。④由于填埋作業(yè)一般都是下推法，要使垃圾堆體作業(yè)面均坡向每個(gè)導(dǎo)氣（水）石籠操作起來比較困難，致使垃圾堆體表面坡向不明顯，造成滲瀝液流向不清，沒有流速，致使?jié)B瀝液滯留在堆體中，此種現(xiàn)象在平原型填埋場中尤為突出。

2 滲瀝液導(dǎo)排途徑的探討

解決垃圾堆體滯水現(xiàn)象，目前已經(jīng)有多個(gè)垃圾填埋場在填埋運(yùn)行過程中進(jìn)行了探索性的改進(jìn)。如隨著填埋堆體厚度的加大，適當(dāng)增加水平倒排系統(tǒng)；沿垃圾壩以上坡面敷設(shè)滲瀝液導(dǎo)排干管，然后向每一填埋層引入導(dǎo)排支管或?qū)琶希?］，這種措施在填埋場運(yùn)行中行之有效。但是設(shè)計(jì)者更要為有效解決垃圾層滯水、阻水的現(xiàn)象做出一些探討。

增加水平倒排系統(tǒng)，使得填埋場在運(yùn)行中增加了投資費(fèi)用，運(yùn)行成本增加，國內(nèi)大型填埋場尚可承受，中小城市、縣鎮(zhèn)的中小型填埋場就勉為其難了。筆者認(rèn)為針對國內(nèi)一些填埋場特點(diǎn)，不妨利用滲瀝液外滲的現(xiàn)象，來部分解決滲瀝液導(dǎo)排不暢的問題。

設(shè)計(jì)要求垃圾堆體分層填埋，但是必須強(qiáng)調(diào)的是每一層填埋的堆體坡度須大于等于設(shè)計(jì)場底坡度（≥2%），這樣才能保證垃圾填埋厚度相同，使得堆體中的垃圾形成傾斜，堆積出傾向和傾角來，山谷型至少保證2個(gè)面坡，平原型可以采用多面坡，這樣設(shè)計(jì)的目的是保證滲瀝液在堆體中形成水力梯度，增加向外部滲透的水頭壓力，可以保證滲瀝液在重力的作用下向側(cè)下方流動(dòng)（即向垃圾壩或圍堤方向流動(dòng)），如同山體裂隙水一樣，從坡面滲出，增加了滲瀝液導(dǎo)排的通道。

有了滲瀝液向垃圾壩或圍堤方向流動(dòng)，設(shè)計(jì)即可根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場技術(shù)規(guī)范》中的要求，在垃圾壩或圍堤高度以上空間部分，按照填埋單元分層高度分成臺階狀，臺階間垃圾堆體坡度不宜大于1∶3，因此設(shè)計(jì)需要在每個(gè)坡面上設(shè)置魚刺型排水復(fù)合材料（此項(xiàng)投資可結(jié)合到封場設(shè)計(jì)施工中），臺階坡腳內(nèi)設(shè)置橫向?qū)琶希ü埽?，然后將?dǎo)排盲溝與石籠井連接，將沿坡面流出的滲瀝液截住收集導(dǎo)向石籠井內(nèi)（見圖1），此石籠井下部一定和庫區(qū)底部滲瀝液導(dǎo)排干管連接。

此時(shí)，堆體外輪廓的投影（平面、剖面）在圖紙上反映出來，根據(jù)圖紙上的平臺位置來調(diào)整石籠井位置，即導(dǎo)氣（水）石籠井的布置間隔距離，在滿足規(guī)范要求的同時(shí)，需結(jié)合平臺位置確定設(shè)置，以便于填埋運(yùn)行中導(dǎo)排盲溝與石籠井的連接。

在垃圾壩或圍堤高度以下的空間，同樣設(shè)置坡面和壩上游坡面魚刺型豎向?qū)排潘畯?fù)合材料，沿填埋庫區(qū)坡腳設(shè)置環(huán)庫區(qū)導(dǎo)排盲溝，導(dǎo)排盲溝與庫底導(dǎo)滲系統(tǒng)連通即可，同時(shí)填埋單元分層高度和坡度、坡向不變，考慮增加了堆體滲瀝液側(cè)滲的結(jié)構(gòu)功能，滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)就形成了三維立體的導(dǎo)排系統(tǒng)，可大大減輕垃圾堆體內(nèi)滯水狀況。

3 垃圾堆體穩(wěn)定性影響

垃圾堆體一般有以下3種失穩(wěn)模式：①通過垃圾堆體內(nèi)部的滑動(dòng)破壞；②因下伏地基破壞引起的通過堆體內(nèi)部與下伏地基的滑動(dòng)破壞；③因土工材料界面強(qiáng)度不足引起的部分或全部沿土工材料界面的滑動(dòng)破壞。垃圾堆體內(nèi)設(shè)置魚刺型復(fù)合排水材料和滯水主要改變垃圾的抗剪強(qiáng)度，從而對第①種失穩(wěn)產(chǎn)生影響。通常，垃圾抗剪強(qiáng)度采用有效黏聚力和有效內(nèi)摩擦角表示，宜按下式計(jì)算［4］：

式中：τf為垃圾的抗剪強(qiáng)度（kPa）；σ為法向總壓力（kPa）；μ為孔隙水壓力（kPa）；c'為垃圾的有效黏聚力（kPa）；φ'為垃圾的有效內(nèi)摩擦角 （°）。

在一定填埋高度時(shí)，垃圾的垂直法向總壓力幾乎是穩(wěn)定不變的。強(qiáng)化垃圾堆體中滯水（孔隙水）的導(dǎo)排，可減小孔隙水壓力，同時(shí)減少垃圾堆體內(nèi)部的孔隙率，增大垃圾的有效黏聚力和內(nèi)摩擦角，從而增加垃圾的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性。其次，土工復(fù)合排水材料的拉伸性能較好。每填埋10 m左右時(shí)在垃圾堆體內(nèi)設(shè)置魚刺型復(fù)合排水材料，一方面起到排水導(dǎo)排的作用，另一方面起到在垃圾堆體內(nèi)加筋，阻止垃圾堆體分層或局部活動(dòng)破壞。此外，每層垃圾堆體內(nèi)滯水的及時(shí)導(dǎo)出，可較好地控制庫底滲瀝液水位，增加下游垃圾壩或圍堤的安全系數(shù)，同時(shí)降低地下水被污染的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

充分利用垃圾堆體的自然現(xiàn)象，因勢利導(dǎo)，使得滲瀝液外滲成為滲瀝液導(dǎo)排系統(tǒng)的一部分，既節(jié)約資金又行之有效，是目前國內(nèi)生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋運(yùn)行嘗試的一個(gè)有效途徑。

［1］趙穎，薛強(qiáng)，梁冰，等.垃圾滲瀝液釋放傳輸過程的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2010，18（1）：1-5.

［2］錢學(xué)德，施建勇，劉曉東.現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)與施工［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［3］姜紹森，徐子嚴(yán)，劉亞淘.北方地區(qū)平原式垃圾衛(wèi)生填埋場滲瀝液分層導(dǎo)排系統(tǒng)工程研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2008，16（4）：56-58.

［4］CJJ 176—2012 生活垃圾衛(wèi)生填埋場巖土工程技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.