貴陽比例壩垃圾填埋場——防滲工程技術創新
貴陽市城市生活垃圾衛生填埋場項目是國家發改委、貴州省計委批準的重點工程國債項目,建設單位為貴陽市環衛設施建設有限公司。比例壩填埋場是該項目的子項之一,國家電力公司貴陽勘測設計研究院參與了比例壩填埋場工程的可行性研究、初步設計及施工圖設計工作。工程于2000年年初正式動工興建,2004年元月竣工。
2004年2月比例壩填埋場項目的防滲工程被評為貴州省建設科技示范工程、5月被評為建設部科技示范工程。
建設規模
比例壩填埋場位于貴陽市白云區麥架鄉馬堰村境內,其服務范圍為金陽新區、白云區、貴陽市三橋、馬王廟、金關片區,建成后可以處理上述區域的生活垃圾。工程規模為Ⅱ類,日處理能力為600t/d, 填埋場采用改良型厭氧衛生填埋工藝。工程總占地約98.33 公頃(庫區35公頃),總庫容為1022萬m3;項目建成后年均處理生活垃圾26.37萬噸以上,計算服務年限為27年,總投資1.386億元。
比例壩填埋場的建設嚴格按照國家基本建設程序和相關標準、規范進行設計、施工和竣工驗收。工程主要由填埋場庫區、滲濾液處理系統、管理中心及其他建筑物、道路及配套輔助工程等部分組成,并安排有垃圾綜合利用和醫療垃圾焚燒等場地。
根據填埋場庫型條件,比例壩填埋場填埋作業采用斜坡作業,垃圾按單元分層逐日碾壓、消毒、覆土進行衛生填埋。比例壩填埋場設計建設有完善的防排滲系統、三維空間清污分流系統和沼氣收集導排系統,滲濾液處理采用大容積調節池+常溫UASB+A/A/O生物膜+物化并輔以回灌處理工藝,處理后的滲濾液可達到國標《生活垃圾填埋污染控制標準》(GB16889-1997)二級排放標準。
技術特點
防滲工程是比例壩填埋場項目建設中技術性關鍵工程之一,由于城市生活垃圾衛生填埋場建設在我國是近十余年來才開始形成一定規模,可借鑒的成功經驗不多,因此建設單位及設計單位都十分重視本工程填埋庫區防滲工程的設計及施工工作,在設計及施工過程中,兩家單位收集了大量的國內外技術資料,并對國內十余座已建成及在建的同類工程進行考察學習,同時與省內外專家、國內外同行及專業施工單位進行技術交流,按照設計施工規范并結合本工程實際開展建設工作。
比例壩填埋場庫區上游區域為垂直防滲區,防滲面積約14公頃;下游區域為水平防滲區,防滲面積約21公頃。填埋場庫區防滲采用人工襯層水平防滲與垂直防滲相結合的技術,該技術由地基處理、人工襯層材料優選、高陡邊坡防滲膜鋪設及錨固、垂直防滲與水平防滲結合部位錨固連接等技術組成,通過以上防滲技術實施,整個人工水平防滲層的滲透系數高于建設部《城市生活垃圾衛生填埋技術規范》(CJJ17-2001)1×10-7cm/s的要求;優選的進口HDPE膜各項物理力學指標優于國標《土工合成材料聚乙烯土工膜》(GB/T17643-1998)相應指標,取得良好效果。
地基處理。填埋場場址屬喀斯特地貌,巖溶較發育,地下水較豐富,根據相關標準規范并結合庫區復雜地形地質條件,首先檢測庫區地基承載力及穩定性,采用以地質雷達為主,輔以高密度電阻率成像的綜合物探檢測手段對庫區15m厚度范圍內進行巖溶發育情況檢測,對地基承載力進行評價后,確保了填埋場運行時庫區的穩定。
庫區底部區域防滲層的粘土層采用粘土經人工壓實形成,滲透系數應滿足規范要求。施工中通過有資質的檢測單位檢測輔以自檢手段嚴格控制粘土含水量,從而在獲得最優含水量情況下得到最大干密度和最小透水率,滿足防滲要求。
對局部泥夾石地基、軟土基、裂隙、局部天然溝壕等情況分別采取鋪設粘土砂料、塊石護面、漿砌石嵌補、增鋪土工織物等技術措施進行處理,以滿足地基防滲層的鋪設要求。
針對貴州省多雨氣候,對局部開挖不平整巖基面及含石率較高的泥夾石基面,經技術經濟比較,在國內首次大面積采用了國外產品PU保護板新材料對基面進行找平和對HDPE膜進行保護。
水平防滲人工襯層材料優選。水平防滲區防滲層人工襯層材料選擇和地基處理方案制定是一項綜合性技術。在確定前述經濟合理的地基處理措施的同時,根據填埋場庫區特殊地形地質條件,經技術經濟比較,綜合選用指標高于國標《土工材料聚乙烯土工膜》(GB/T17643-1998)要求的國外優質2.0mm厚黑色單糙面HDPE膜作為人工襯層材料,其上下各鋪設規格為黑色及白色加糙土工織物;在庫區底部HDPE膜下鋪設防滲粘土和級配碎石起到保護作用;投入運行時在防滲層上分區設置砂袋或廢棄輪胎等作保護層。
選定的HDPE膜通過具有資質的檢測機構嚴格檢測合格;施工中大規模使用國外先進的焊接、檢測設備;HDPE膜焊接采用雙軌熱熔和擠壓焊接工藝;對焊縫的檢測由現場施工單位自測和監理工程師檢測,同時按照規范要求現場取樣送具有資質的檢測機構檢測,以保證焊縫合格率達到100%;對HDPE膜的鋪設施工采用場內實測場外剪裁;在局部高陡邊坡施工中,受道路狹窄和HDPE膜幅寬和自重因素的影響,施工單位自制專用運輸工具、起吊設備等措施,確保了施工質量、工程進度和施工人員安全。
高陡邊坡防滲處理。庫區地形狹長,主要以不規則“V”型溝谷為主,局部為高陡邊坡,西北向人工防滲層與垂直防滲層結合部位局部為近100m高土石邊坡,東側局部為約80m高巖石邊坡,傾角約60~800,局部接近垂直。施工中采取特殊爆破技術、臺階開挖、框架支護、漿砌石嵌補、掛網噴混凝土支護等有效措施保證了高邊坡的穩定和基面的平整;結合實際地形,對高陡巖石邊坡上防滲層采用多層錨固墊及錨固帶相結合的錨固新技術保證了防滲層與高陡巖石邊坡的有效連接,該項技術施工簡便,穩固可靠,投資少,在國內同類工程建設中為首次采用。
垂直防滲與水平防滲結合,形成完整防滲系統。根據建設單位組織省內專家多次召開的水平防滲和垂直防滲方案專項技術論證會結論,垂直防滲采用帷幕灌漿技術。確定的灌漿帷幕線位于庫區中后部,帷幕線長約1050m,帷幕灌漿總長度為25095m。根據庫區復雜地質條件,選用不同濃度的粉煤灰與普通水泥混合料對巖溶地層、粘土覆蓋層等不同地質條件地層分別采取雙排、三排孔和不同排距、孔距進行灌漿施工;
比例壩填埋場在該結合部位采用了HDPE連接鎖新工藝對防滲帷幕和水平防滲層人工襯層進行錨固連接。
應用前景
比例壩填埋場庫區地質地形條件復雜,場址屬喀斯特地貌,巖溶較發育、局部邊坡陡峭,地形、地貌、水文地質條件較差,施工難度大,在國內中西部地區具有典型代表性;工程建設重點是填埋庫區防滲系統的設計與施工。專家認為比例壩填埋場工程采用的防滲工程技術是一項技術先進、經濟合理和富于創新的實用技術,在國內同類工程建設中具有廣泛的示范作用。現比例壩填埋場已成為貴州工業大學資源環境工程教學科研實習基地。人工襯層水平防滲和垂直防滲相結合的防滲技術,在比例壩填埋場工程的成功應用和工程的順利建成并投入使用,將獲得較大的環境效益和社會效益。該防滲技術具有較好的推廣應用前景。

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