李麗琴LI Li-qin

（中鐵十七局集團有限公司，太原030006）

0 引言

當前，我國垃圾年產(chǎn)量已達到4 億多噸，是世界上垃圾包袱最重的國家，垃圾填埋場作為生活垃圾處理的主要模式，已經(jīng)進入使用高峰期。近年來，隨著城市化進程的不斷加劇，很多填埋場漸漸接近主城區(qū)，其釋放的各類污染物也影響到城市居民生活，成為城市發(fā)展過程中出現(xiàn)的一個新污染源，加之很多垃圾填埋場達到填埋上限，未來將有大量垃圾填埋場進入封場修復階段。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)待修復的填埋場土地近7900 公頃，但由于國內(nèi)垃圾填埋場的生態(tài)修復技術(shù)還處于起步階段，已對垃圾填埋場進行生態(tài)修復的成功案例很少。

1 工程概況

重慶市長生橋垃圾填埋場位于重慶市南巖區(qū)長生橋鎮(zhèn)的茶園村和涼風村，填埋庫區(qū)總面積為34.7 萬m2，距離南岸區(qū)政府、城南家園公租房、魯能領(lǐng)秀城等人口聚集地約2km，由管理區(qū)、填埋區(qū)、滲濾液處理區(qū)、沼氣發(fā)電區(qū)四部分構(gòu)成。該填埋場于2001 年9 月開工建設，2003 年7月底投入運行，于2016 年5 月關(guān)停，已填生活垃圾1043萬t。

對填埋場的修復采用原位規(guī)范封場的生態(tài)修復方案，主要工程內(nèi)容：有毒有害氣體收集與利用，污泥原位固化，封場覆蓋等。

2 工程特點、重難點分析

2.1 技術(shù)難度大

垃圾填埋堆體時間長，堆體內(nèi)垃圾已分解成污泥、滲濾液及絮狀物，且滲濾液液位很高，穩(wěn)定性極差。收集有害氣體所采用的導氣石籠井成孔難度大、導氣石籠整體（含鋼筋籠、土工濾網(wǎng)、填充碎石、導氣花管）底部無持力層，極易下沉而刺破底膜。

2.2 質(zhì)量控制難

堆體內(nèi)垃圾降解程度、含水量、埋置深度不同，各部位導氣石籠井設計下沉量不同，石籠井整體沉降控制難度大。同時因污泥成分復雜且含水率不同，污泥固化采用的固化劑用量與試驗確定數(shù)值存在偏差，固化效果難以控制。

2.3 施工難度較大

封場覆蓋系統(tǒng)各層結(jié)構(gòu)鋪設施工過程以及搭接施工，工作量大，工藝標準要求高。

3 高液位垃圾填埋場導氣石籠井施工技術(shù)

垃圾填埋場產(chǎn)生的氣體有毒有害、易燃易爆、產(chǎn)生量巨大且源源不斷，若任其自由排放不但會造成環(huán)境污染、威脅周邊居民及其他生物健康，還會產(chǎn)生火災爆炸、氣體中毒等事故隱患，因此需將填埋氣體集中收集利用。在開展封場覆蓋施工之前，設置導氣石籠井和橫向?qū)饷?，將導氣石籠井、橫向?qū)饷贤ㄟ^負壓管道系統(tǒng)連接沼氣發(fā)電站及燃燒火炬，將垃圾堆體內(nèi)部產(chǎn)生的可燃氣體轉(zhuǎn)化為電能，而有毒有害氣則通過高溫燃燒變成CO2等無毒的氣體，可以有效達到安全環(huán)保的目的。

3.1 全護筒跟進旋挖鉆機施工技術(shù)

本工程導氣石籠井最大鉆孔深度為35m，施工中采用全護筒跟進旋挖成孔技術(shù)，有效提取不同類型的孔內(nèi)物質(zhì)，保證了鉆孔過程成孔質(zhì)量以及安裝石籠過程中孔壁的完整性。

先用鉆機的護筒驅(qū)動器下設護筒，并以水平尺測定護筒的垂直度；然后用短螺旋鉆頭提取垃圾，并通過操作鉆機上的糾偏液壓油缸調(diào)整鉆的垂直狀況，以控制成孔精度。每鉆進2.5m（每節(jié)護筒為2.5m）后停鉆，并安裝下一節(jié)護筒。持續(xù)上述過程，在快要鉆至設計要求孔深后，根據(jù)垃圾體厚度及液化程度，預留一定的長度，停止鉆孔，并移除鉆機，現(xiàn)場擺放制作好的鋼筋籠，將底部密封的土工濾網(wǎng)套在鋼筋籠套上，安裝HDPE 花管。將以上鋼筋籠綜合體安裝在已鉆好的孔內(nèi)，并逐節(jié)安裝，安裝完畢后在鋼筋籠內(nèi)填筑碎石。

圖1 導氣石籠井施工工藝流程圖

3.2 質(zhì)量及安全控制

①垃圾堆體上導氣井鉆井應采用旋挖機鉆孔,孔的垂直度偏差應小于2%。②導氣井的井底標高均根據(jù)建設垃圾填埋場時場底竣工圖確定,施工中嚴格控制井深不得超鉆，不得破壞場區(qū)底部防滲系統(tǒng)。③成孔后應盡快將導氣管道、碎石和土工濾網(wǎng)安裝到井中，避免長時間放置孔底污泥反向壓入孔內(nèi)。④由于垃圾體中大量垃圾已經(jīng)分解為污泥及絮狀物，成孔后孔底部分區(qū)域污泥容易將導氣石籠井井底部分區(qū)域反向填充，清孔處理易造成底部垃圾體內(nèi)污泥大量進入孔內(nèi)，使得鉆孔達不到設計深度。因此，導氣石籠井鉆進深度宜按照旋挖鉆機進尺控制，孔底不宜進行清孔處理。⑤在垃圾堆體上鉆井后再進行場地平整和土方回填，以減少鉆井深度，需采取措施保障土方施工過程中原有導氣石籠井及新建導氣石籠井不受破壞。具體措施如下：采用鋼套管作為導氣石籠井的保護套管，埋地深度0.5m，同時導氣井周邊2m 內(nèi)的土方回填須采用人工回填，人工回填至鋼護筒頂部以下0.5m 時，提升鋼護筒，保持埋地深度。

3.3 沉降控制技術(shù)

該垃圾填埋場底部在建設期設置有防滲膜，垃圾全部填筑在防滲膜上，鋼筋石籠體（鋼筋籠+碎石+導氣HDPE花管+土工濾網(wǎng)）由于自身的重量較大，且石籠井孔底不具有承重能力，石籠體會不斷下沉，可能會刺穿垃圾填埋場底膜；在封場完成后，石籠井下沉會拉裂封場覆蓋隔離層防滲防氣膜，導致場區(qū)有害有毒及可燃氣體氣體逸散出來，雨水通過拉裂位置進入到垃圾體內(nèi)，增加后續(xù)處理難度。

3.3.1 預留沉降量

根據(jù)垃圾成分確定沉降量，垃圾基本降解的預留1.5m，在鉆孔時應預留出1.5m 長度，使得石籠體高出頂面1.5m。而垃圾未降解完全的區(qū)域預留1m，在鉆孔時預留1m，使得石籠體高出頂面1m。

3.3.2 設置限位裝置

在制作鋼筋籠時，應在最后一節(jié)鋼筋籠上焊接限位裝置：具體為鋼筋籠主筋向水平面輻射1m,并將比鋼筋籠直徑大的環(huán)狀鋼筋焊接到水平面的輻射鋼筋上，環(huán)狀鋼筋間距不小于20cm。

3.3.3 水平托盤裝置

在鋼筋籠體底部焊接水平托盤，將導氣花管固定在水平托盤上。

4 垃圾填埋場高含水率污染沼渣坑污泥固化施工技術(shù)

4.1 固化原理及工藝流程

污泥原位固化主要是通過固化劑（水泥、生石灰等）攪拌輸送一體機及污泥攪拌設備，將固化劑輸送到污泥內(nèi)，通過一系列物理、化學反應，改變污泥形態(tài)，使其成為類似土壤等膠接強度較大的固體，封鎖污泥中的有毒有害物質(zhì)，提高場地的無側(cè)限抗壓強度及抗剪強度，滿足填埋場封場施工需求。

根據(jù)污泥小試及中試方案選定的固化劑（硅酸鹽水泥：生石灰）配比，確定現(xiàn)場實際固化施工固化劑配比，污泥：42.5 硅酸鹽水泥：生石灰=1:0.2:0.06，固化劑比例為26%。

4.2 固化施工技術(shù)主要步驟

4.2.1 設備安裝及試噴

在工作平臺上，進行原位攪拌設備的安裝調(diào)試固化劑料倉、輸送罐、控制平臺的安裝。實際施工開始之前進行試噴，試噴過程中加入固化劑配比與實際施工一致，以檢驗混合固化劑中的晶體是否會對輸送管路的流暢性及穩(wěn)定性造成影響。攪拌施工時，由于污泥底面非平面具有一定坡度，固化劑通過攪拌頭注入后由于重力作用會順著坡度向下轉(zhuǎn)移，對底面坡度較大區(qū)域進行施工時，固化劑投加量在設計基礎上進行一定量增加。

4.2.2 固化施工

對污泥進行兩次加藥，多次混合攪拌處理。

①第一次加藥攪拌固化劑添加量為設計固化劑設計比例的60%，在攪拌頭就位后，開啟后臺泵送系統(tǒng)，進行固化施工作業(yè)，攪拌頭由淺層向深層以80r/min 速率均勻攪拌，下沉速度3.3m/min，直至設計固化深度，將固化劑均勻噴射到污泥各個層面并和污泥混合均勻。

圖2 污泥固化工藝流程圖

②在第一次加藥攪拌完成后，第二次加藥攪拌加藥量為剩余40%，后臺泵送系統(tǒng)通過控制設備記錄和調(diào)節(jié)藥劑輸送量，然后將藥劑輸送至攪拌頭實時噴出，噴出藥劑隨著攪拌頭在污泥中位置不斷移動，噴射到污泥中各個部位，同時攪拌頭以80r/min 速率由上往下攪拌，上升速度5.0m/min，最終達到污泥和藥劑均勻混合的目的。

③為保證固化藥劑均勻添加到污泥沼渣坑中各個部位，使污泥和藥劑達到均勻混合的目的，在前兩次工序攪拌完成后，為保證攪拌質(zhì)量，第三次固化攪拌在藥劑添加完畢后進行，攪拌頭在固化區(qū)域依順序勻速移動攪拌，在污泥各部位和泥層進行以100r/min 進行勻速移動攪拌2min，保證攪拌到之前未得到均勻攪拌的部位和死角，確保污泥固化施工質(zhì)量。

4.2.3 固化養(yǎng)護

進行攪拌固化作業(yè)，在挖機攪拌頭達到處理半徑后，進行養(yǎng)護5 天，養(yǎng)護完畢后，在養(yǎng)護區(qū)域向前繼續(xù)鋪設鋼板，作為工作平臺繼續(xù)固化施工，整個過程依次重復。

4.2.4 現(xiàn)場氣味控制

污泥坑原位固化及治理過程中產(chǎn)生的惡臭氣體會對人體及動物的嗅覺產(chǎn)生不良刺激，產(chǎn)生的灰塵影響空氣質(zhì)量，在原位固化工作區(qū)域進行苫蓋，并噴灑除臭液，使用高位噴淋除臭，可降低揚塵，對污泥坑暴露作業(yè)區(qū)域進行全方位覆蓋除臭。固化施工過程配備霧炮機，攪拌施工過程持續(xù)不斷噴灑除臭劑，污泥坑外圍設置自動噴霧系統(tǒng)。

4.2.5 取樣檢測

污泥固化完成28 天后，采用φ100 鉆機取芯，每500m3取樣1 組送檢，分別檢測固化后污泥的含水率、pH值、無側(cè)限抗壓強度及剪切強度。5 天后檢測結(jié)果達到設計值70%，確定合格，進入下一區(qū)域固化；28 天檢測結(jié)果都達到設計值。

5 垃圾填埋場封場覆蓋系統(tǒng)施工技術(shù)

5.1 封場覆蓋系統(tǒng)的組成及作用

封場覆蓋系統(tǒng)采用單層復合人工襯層防滲結(jié)構(gòu)；防滲襯層從下到上主要結(jié)構(gòu)組成及作用如下：第一層：7.5mm復合土工排氣網(wǎng)+300mm 細粒土，主要作用為收集垃圾體內(nèi)通過封場層（填土）溢出的少量可燃、有害有毒氣體，并通過復合土工布中間的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)排入就近氣體收集盲溝；第二層：1.5mmHDPE 土工膜，為保護調(diào)平隔離層；第三層：600g/m 聚酯長絲無紡土工布，為土工膜保護層；第四層：7.5mm 復合土工排水網(wǎng)，為排水層主要作用為收集部分未通過封場表面排走滲入土壤的雨水；第五層：50cm 覆蓋土，為保護隔離作用，作用為保護下部系統(tǒng)，與上部綠化層隔離；第六層：500mm 營養(yǎng)土層，為表面種植綠化的營養(yǎng)土層。

5.2 封場覆蓋系統(tǒng)施工

工藝流程：7.5mm 復合土工排氣網(wǎng)→300mm 細粒土→1.5mmHDPE 土工膜→600g/m2聚酯長絲無紡土工布→7.5mm 復合土工排水網(wǎng)→500mm 覆蓋土層→500mm 營養(yǎng)土層。

5.3 覆蓋系統(tǒng)施工注意事項

①復合土工排氣、排水網(wǎng)材料所有的重疊都采用尼龍扣連接，不允許使用金屬帶或金屬扣件。②防滲膜及土工布的鋪設要求在平地先將幅寬拼接焊成20m 寬幅，然后自上而下鋪設。③在填埋區(qū)下游垃圾壩滲濾液收集管穿壩處，管與膜的銜接焊接應采用“管穿膜”特殊工藝進行施工。④土工布保護層根據(jù)實際地形丈量結(jié)果，對整個場地的土工布鋪設做好總體規(guī)劃。土工布的搭接根據(jù)地形及使用功能可分為自然搭接、縫接或焊接。

6 結(jié)語

論文以重慶市長生橋垃圾填埋場生態(tài)修復工程為實例，針對城市大型高液位、壩體不穩(wěn)、成分復雜的垃圾填埋場修復整治難題，總結(jié)出了一整套生態(tài)修復綜合治理技術(shù)，解決了高液位、有毒有害氣體等導氣引水及污泥固化等技術(shù)難題，安全、順利完成了施工修復任務，有力地保障長生橋垃圾填埋場的環(huán)境安全，改善場區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境，消除環(huán)境和安全隱患，并通過對該技術(shù)的推廣利用，順利完成后續(xù)B 區(qū)、C 區(qū)施工，提升了施工效率，降低了施工成本，共計節(jié)約成本275.8 萬元，受到建設單位及參建各方的充分肯定，也對后續(xù)國內(nèi)其他垃圾填埋場封場修復具有很大的推廣使用價值。