城市垃圾填埋场衬层系统介绍

第五节填埋场衬层系统防止填埋场气体和渗滤液对环境的污染是填埋场中最为重要的部分，对它们的周密考虑需要贯穿于填埋场从设计、施工、运行、直到封场和封场后管理的整个生命周期之中。填埋场密封系统是防止填埋场气体和渗滤液污染环境并防止地下水和地表水进入填埋场中而建设的填埋场设施。填埋场密封技术基本上可分为基础密封、垂直密封和表面密封三种方法。5.1密封系统的作用尽量封闭渗滤液于填埋场之中，使其进入渗滤液收集系统，防止其渗透流出填埋场之外，造成对土壤和地下水的污染；控制填埋场气体的迁移，使填埋场气体得到有控释放和收集，防止其侧向或者向下迁移到填埋场之外；控制地下水，防止其形成过高的上升压；防止地下水进入填埋场中，因为地下水进入填埋场将使渗滤液的产生量增加；5.2填埋场衬层系统的构成填埋场基础密封主要通过在填埋场的底部和周边建立衬层系统来达到密封的目的。填埋场衬层系统通常包括渗滤液收排系统、防渗系统（层）和保护层、过滤层等。如果渗滤液收排系统中没有渗滤液收集管道等设施而仅为一层排水层时，又称为排水层。防渗系统有时也称为防渗层。防渗系统的功能是通过在填埋场中铺设低渗透性材料来阻隔渗滤液于填埋场中，防止其迁移到填埋场之外的环境中；防渗层还可以阻隔地表水和地下水进入填埋场中。防渗层的主要材料有天然粘土矿物如改性粘土、膨润土，人工合成材料如柔性膜，天然与有机复合材料如聚合物水泥混凝土等。5.3填埋场衬层系统的选择填埋场衬层系统的选择对于填埋场设计至关重要。选择填埋场衬层系统应考虑下面一些因素：环境标准和要求；场区地质、水文、工程地质条件；衬层系统材料来源；废物的性质及与衬层材料的兼容性；施工条件；经济可行性。衬层系统的最初选择过程应包括环境风险评价。根据衬层系统的不同结构设计和填埋场场区条件如非饱和带岩性和地下水埋深等运用风险分析方法确定填埋场释放物环境影响，从中选择合理的衬层系统。对于渗滤液而言，需要确定其可接受的产生量，应考虑接收水体的敏感性、非饱和带的深度、稀释能力、渗滤液可能的组成、产生速率及在接收水体中的稀释等因素。对于填埋场气体而言，填埋场所在地区的地质条件、水文地质条件、是否存在建筑物及建筑物的距离、填埋场设施、服务设施、植物、居民区等以及其它限制条件，都是确定填埋场气体释放和迁移时要考虑的因素。如果填埋场场底低于地下水位，则衬层设计应考虑地下水渗入填埋场的可能性及对渗滤液产生量的影响；控制因地下水位上升而对衬层系统施加的上升压力以及地下水的长期影响。衬层系统的选择还将受到衬层材料来源的影响。从减少填埋场建设费用的角度考虑，衬层系统应尽量使用在场址区合理距离内可得到的自然材料。例如：在场址区及附近如果有粘土，应使用粘土作为衬层系统的防渗层与保护层；如果没有质量高的粘土，但有粉质粘土，则衬层可采用质量较好的膨润土来改性粉质粘土，使其达到防渗设计要求；如果没有足够的天然防渗材料，衬层可使用柔性膜或者天然与人工合成材料。除了具备低渗透性，衬层系统还应具备坚固性、持久性、抗化学反应性、抗穿透和断裂性。这些性质通过衬层成份自身的内在强度、两种或更多成份的综合作用、物理硬度、保护层等来实现。衬层系统的设计还要考虑施工方便。在铺设衬层时，衬层系统的每个单层不能危及其下一层。在填埋场作业过程中，废物入场和填埋方式都会造成衬层系统的损坏。填埋场施工条件有时也将影响衬层系统的设计。例如，某些山谷型填埋场，由于场区坡度较大，施工机械很难进入，给粘土衬层的压实带来困难。衬层材料的选择应与填埋废物具有相容性，废物的某些理化性质不造成衬层的损坏，这就要求衬层具有化学抗性和相应的持久性。选择衬层系统时要充分考虑衬层材料和废物、渗滤液、气体成份的关系，尽量实现完全兼容。5.4衬层系统结构根据填埋场渗滤液收集系统、防渗系统和保护层、过滤层的不同组合，组合成不同的衬层系统结构，有单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统和多层衬层系统等。(1)单层衬层系统有一个防渗层，其上是渗滤液收集系统和保护层。必要时其下有地下水收集系统和一个保护层。（2）复合衬层系统复合衬层系统的防渗层是复合防渗层。所谓复合防渗层意指由两种防渗材料相贴而形成的防渗层。它们紧密地排列，提供综合效力。比较典型复合结构是：上层为柔性膜，其下为渗透性低的粘土矿物层。与单层衬层系统相似，复合防渗层的上方为渗滤液收集系统，下方为地下水收集系统。复合衬层系统综合了物理、水力特点不同的两种材料的优点，因此具有很好的防渗效果。研究结果表明，用粘土和高密度聚乙烯（HDPE）材料做成的复合衬层和双衬层，其中复合衬层的防渗效果优于双衬层的防渗效果。双衬层系统（见下文）有上下两层防渗层，其间为排水层。HDPE的防渗能力很强，在不发生破损的情况下，渗滤液穿过HDPE防渗层的量非常小，因此即使使用了双衬层系统，穿过HDPE膜的微量渗滤液也将分散在下部粘土层中，HDPE膜和粘土层之间的排水系统收集不到渗滤液。当HDPE膜发生生局部部破损损渗漏漏时，，对于于双衬衬层系系统而而言，，渗漏漏液在在下排排水层层中的的流动动，可可使其其在较较大面面积的的粘土土层上上分布布。根根据达达西定定律，，渗流流量与与过水水面积积成正正比。。渗漏漏液分分布面面积越越大，，其继继续向向下渗渗漏的的量也也就越越大。。比较较而言言，复复合衬衬层系系统膜膜出现现局部部破损损渗漏漏时，，由于于膜与与粘土土表面面紧密密连接接，具具有一一定的的密封封作用用，渗渗漏液液在粘粘土层层上的的分布布面积积很小小，因因此渗渗漏面面积远远小于于双衬衬层的的情况况。继继续渗渗漏量量也自自然要要小的的多。。复合衬衬层的的关键键是使使柔性性膜紧紧密接接触粘粘土矿矿物层层以保保证柔柔性膜膜的缺缺陷都都不会会引起起沿两两者结结合面面的移移动。。（3）双衬衬层系系统包含两两层防防渗层层，两两层之之间是是排水水层，，以控控制和和收集集防渗渗层之之间的的液体体或气气体。。同样样地，，衬层层上方方为渗渗滤液液收集集系统统，下下方可可有地地下水水收集集系统统。透过上上部防防渗层层的渗渗滤液液或者者气体体受到到下部部防渗渗层的的阻挡挡而在在中间间的排排水层层中得得到控控制和和收集集。在在这一一点上上它优优于单单层衬衬层系系统，，但从从施工工和衬衬层的的坚固固性等等方面面上看看，它它一般般不如如复合合衬层层系统统。（4）多层衬层层系统多层衬层系系统是以上上的一个综综合。其原原理与双层层衬层系统统类似，在在两个防渗渗层之间设设排水层，，用于控制制和收集从从填埋场中中渗出的液液体。不同同点在于：：上部的防防渗层采用用的是复合合防渗层。。防渗层之之上为渗滤滤液收集系系统，下方方为地下水水收集系统统。多层衬层系系统综合了了复合衬层层系统和双双层衬层系系统优点，，具有抗损损坏能力强强、坚固性性好、防渗渗效果好等等优点。但但多层衬层层系统往往往造价也高高。填埋场基础础衬层系统统结构的两两个典型示示例5.5衬层系统设设计（1）设计步骤骤确定填埋场场类型。一一般垃圾废废弃物采用用自然衰减减型填埋场场，对某些些特殊的废废物及某些些敏感的场场区环境，，需将填埋埋场封闭。。确定场区地地下水功能能和保护等等级。对能能提取使用用的地下水水，只需保保护地下水水含水层；；而对地表表水、岩石石或土壤含含水地质构构造中的补补给水，则则包括含水水粘土沉积积物和上层层滞水（不不抽取）的的保护。确定衬层材材料及衬层层构造。衬衬层材料的的渗透系数数要求必须须<10-7cm／sec，且须与废废物中产生生的渗滤液液相容。根根据粘土材材料有防止止渗滤液泄泄漏和不易易破坏的特特点，可使使用粘土衬衬层结构及及粘土和合合成膜的复复合衬层结结构。需在现场水水文地质勘勘察的基础础上，根据据场址降雨雨量及场内内渗滤液产产生的情况况，建立废废弃物浸出出液分配模模型，以确确定防渗层层的有关设设计参数。。考虑衬层的的施工及其其对衬层的的质量的影影响。（2）估计渗滤滤液渗漏量量达西定律是是描绘流体体在多孔介介质中运动动的基本定定律，可以以用于计算算渗滤液通通过防渗层层系统的渗渗透流量。。式中，Q：渗滤液流流量[L3T-1]；A：面积[L2]；K：防渗层的的渗透系数数[LT-1]；J：水力梯度度；H：渗滤液深深度[L]；D：防渗层的的厚度[L]。达西定律律表明，穿穿过防渗层层的渗滤液液流量与防防渗层的渗渗透系数和和渗滤液积积水深度成成正比，与与防渗层的的厚度成反反比。因此此，衬层的的厚度和衬衬层材料的的渗透系数数是保证衬衬层防渗能能力的主要要设计指标标。（3）粘土衬层设计（a）粘土衬层的厚度度粘土衬层的厚度越越大，其防渗能力力越强。但是，衬衬层厚度过大，不不仅占据了大量有有效填埋空间，而而且将大幅度提高高土建工程费用。。因此，必须根据据具体情况合理设设计填埋场粘土衬衬层的厚度，达到到既能满足防渗要要求，又能降低建建设费用的目的。。粘土衬层厚度设设计推荐值见表6-2-19。（b）粘土衬层的渗透透性度量粘土衬层渗透透性的主要指标是是渗透系数，用K表示。实际上渗透透系数是度量流体体在介质中渗透能能力的参数，因此此，它既与介质性性质有关，还与流流体的性质有关，，可以表示为式中，K：渗透系数[LT-1]；：流体的密度[ML-3]；g：重力加速度[LT-2]；：动力粘滞系数[ML-1T-1]；：运动粘滞系数[L2T-1]；k：介质渗透系数[L2]。严格地说，不同成成分的渗滤液在不不同温度条件下在在相同性质的粘土土中的渗透能力是是不同的。因此，，渗滤液在粘土中中的渗透系数要根根据渗滤液实际成成分，在填埋场可可能的温度范围内内，运用设计的粘粘土材料性质和厚厚度进行试验，才才能加以确定。（c）含水率与密实度土壤要有一定的含含水率和密实度，，以达到渗透性低低和强度高的目的的。实验研究表明明，当土壤含水率率略高于土的最佳佳含水率时，通常常可以获得最佳渗渗透性。在具体工工程设计前，应该该进行密度、湿度度和渗透性的实验验，建立三者之间间的关系曲线，从从而确定最优值。。下表给出了最优优含水率和最大干干密度的数值范围围，可供设计和施施工时参考。（d）土块大小与级配土块的大小将影响响土的渗透性质和和施工质量。通常常，土块越小，其其中水分分布越均均匀，压实效果越越好。尤其当土壤壤含水率小于拟定定的压实最佳含水水率时，土块的大大小将更为重要。。因此，在设计中中一般推荐土块的的最大尺寸为2cm。如果现场土块尺尺寸太大，应首先先进行机械破碎。。土壤颗粒的级配，，同样影响着土壤壤的透水性。级配配良好的土壤，其其透率较小。土壤壤级配很重要，具具有较低比例粘土土成份但级配良好好的材料仍可作衬衬层材料。一般而而言，具有较高的的粘土成份或较高高的淤泥和粘土成成份的材料具有低低渗透性。具有高高比例石块或过多多大颗粒的材料一一般不适于作衬层层材料。为了确定定粘土颗粒级配和和粘土的性质，需需要对粘土进行颗颗粒分析实验。（e）塑性粘土要形成有效的的衬层或衬层组成成部分，要具有一一定的可塑性。但但高度塑性的土壤壤容易收缩和干化化断裂。一般液限限指数（Wt）在25~30%之间；塑限指数（（Wp）在10~15%之间。可以使用高高塑性的土壤材料料，但要避免其收收缩。（f））强度粘土材材料应应具有有足够够的强强度，，不应应在施施工和和填埋埋作业业负荷荷作用用下发发生变变形。。（g））与容纳纳废弃弃物的的化学学相容容性不同的的废弃弃物其其渗滤滤液对对粘土土渗透透性的的影响响不同同，其其作用用机理理包括括：渗滤液液中的的化学学物质质改变变了带带负电电荷的的粘土土颗粒粒的阳阳离子子分布布，双双电层层厚度度与阳阳离子子价数数成反反比及及与其其浓度度的平平方根根成反反比。。因此此，高高价阳阳离子子其浓浓度对对土壤壤透水水率的的影响响更大大；强酸或或强碱碱性渗渗滤液液可以以溶解解土壤壤成分分；固态物物质在在土壤壤孔隙隙中沉沉淀或或由于于微生生物的的生长长使土土壤孔孔隙堵堵塞。。因此，，在使使用粘粘土作作为防防渗材材料时时，必必须根根据欲欲填废废物的的种类类，进进行化化学相相容性性试验验。化化学不不相容容的废废物不不能在在填埋埋场中中填埋埋。（h））粘土衬衬层的的坡度度设计计与排排水层层设计计推荐粘粘土衬衬层的的设计计坡度度为2～4%；推荐衬衬层衬衬层系系统中中的排排水层层厚度度为30-120cm，集水水管最最小直直径为为15cm，管道道间距距为15-30m。（4）人工工改性性防渗渗材料料的工工程设设计人工改改性粘粘土衬衬层的的工程程设计计与天天然粘粘土衬衬层的的情况况类似似，可可以参参照天天然粘粘土情情况设设计。。使用膨膨润土土作为为添加加剂时时，膨膨润土土中的的可置置换阳阳离子子种类类是一一个重重要的的控制制参数数，直直接影影响混混合后后土的的渗透透性能能。通通常，，膨胀胀性能能越好好的膨膨润土土，其其添加加量越越少。。一般般来讲讲，具具有高高膨胀胀性能能的粘粘土矿矿物要要比其其它粘粘土矿矿物更更易受受化学学物质质的影影响。。（5）粘土土和人人工改改性土土衬层层的基基础设设计填埋场场地基基基础础的设设计可可参照照执行行《建筑地地基基基础设设计规规范》（GBJ7-89）中有有关设设计要要求。。设计计中还还应考考虑并并符合合下述述要求求：（a））限制不不均匀匀沉降降不均匀匀沉降降是一一种局局部结结构应应力现现象，，有可可能造造成衬衬层的的破坏坏。为为了防防止沉沉降的的形成成，在在设计计过程程中根根据土土壤特特性，，进行行基础础沉降降的模模拟试试验分分析。。如果果需要要，可可将上上层50~100cm厚的土土层挖挖出，，适当当压实实后回回填，，保证证其具具有均均匀性性。一一般来来讲，，只要要地形形平缓缓且场场底土土质不不存在在严重重的不不均匀匀性，，基础础不均均匀沉沉降应应该是是很小小的。。（b））基础防防渗要要求基础防防渗在在填埋埋场密密封系系统中中也起起着重重要作作用。。如果果基础础中有有大的的裂隙隙、砂砂透镜镜体或或砂缝缝等可可为渗渗滤液液的渗渗透提提供通通路，，易于于造成成地下下水污污染。。同时时，这这些通通道也也为地地下水水渗入入提供供了路路径。。因此此，为为达到到最佳佳运转转效果果和可可能成成为备备用衬衬层，，还需需进行行基础础防渗渗以控控制渗渗漏。。（c）控制地下水填埋场防渗层下的的基础层底标高应应在地下水水位以以上，场址条件不不能满足时，应做做长期降水工程。。基础层底标高距距地下水水位的距距离要求，国内外外尚有不同认识。。（d）底部坡度设计地基基础顶必须有有大于2%纵横坡度，在最低低部位修集液池，，以便收集和排出出填埋场场区。对对于高密度聚乙烯烯卷材等柔性膜防防渗层，其地基基基础顶表层一般不不得有大于1.5cm直径的颗粒物。为为避免地基基础层层内有植物生长，，必要时需均匀施施放化学除萎剂。。对于须做为特殊地地基、基础类型设设计的地段如岩基基、软基等情况，，尚应视不同情况况考虑处理，或按按不同防渗衬层要要求设计，如聚合合物水泥混凝土（（PCC）防渗层。（6）HDPE衬层设计在基础防渗工程中中，除特殊情况外外，HDPE防渗膜并不单独使使用，因为它需要要较好的基础铺垫垫，才能保证HDPE防渗膜稳定、安全全而可靠地工作。。在衬层设计中，HDPE防渗膜通常用于复复合衬层系统、双双层衬层系统和多多层衬层系统的防防渗层设计。（a）HDPE膜的性能要求对HFDPE膜的性能要求包括括原材料性能和成成品膜性能两个方方面，主要指标包包括密度、熔流指指数、炭黑含量、、HDPE原料、膜厚度、抗抗穿能力、抗拉强强度和渗透系数等等。密度密度反映材料的分分子结构和结晶度度，与材料的物理理性能和强度、变变形等有关。用于于安全填埋场的HDPE防渗膜的密度为0.932~0.940g/cm3，最佳值为0.95g/cm3。我国自行生产（（如齐鲁石化公司司）的HDPE膜其密度可达到这这一标准。熔流指数熔流指数反应材料料的流变特性。熔熔流指数低，材料料脆，但刚性增强强。反之，则材料料弹性增强，刚性性减弱。熔流指数数的最佳值为0.22g/10min。一般熔流指数在在0.05~0.3g/10min范围可满足要求。。炭黑含量炭黑含量反映了材材料抗紫外线辐射射的能力。—般，炭黑添加量为为2~3%。不含炭黑的HFDPE膜不能用在露天填填埋场的设计和施施工中。原料要求聚乙烯原材料必须须是一级纯品，不不含杂质。不能用用废聚乙烯再生产产品。膜厚度选择HDPE膜的厚度，一般不不以其抗渗能力为为依据，因为HDPE膜的抗渗能力是有有保证的。例如，，渗滤液穿透0.5mm厚的HDPE膜大约需要80年。选择膜厚度应主要要考虑：第一，膜膜的抗紫外线辐射射能力。虽然用于于安全填埋场工程程的HDPE膜是加炭黑的，但但紫外辐射仍然对对膜的强度有很大大影响。如果填埋埋场衬层从施工到到运行自始至终膜膜不暴露，则可选选择较薄的膜，否否则应考虑选择较较大厚度的膜。美美国环保局提出不不暴露HDPE膜的最小厚度为0.75mm；如果暴露时间大大于30天，则最小膜厚定定为1.0mm。第二，膜的抗穿穿透能力。第三，，抗不均匀沉降能能力。当然，膜厚厚度大，对后二者者有利。但是，膜膜厚度增加将使膜膜的价钱成比例增增加，所以必须综综合考虑。从我国国的实际情况看，，推荐的膜厚度为为0.5~2.5mm。膜抗穿能力HDPE膜的抗穿能力与其其厚度有关。不同同膜厚度有不同要要求，用FTMS101-101C方法，膜厚1.0mm的HDPE膜不得低于200N，但是仍然不能防防止一些针状物或或者由于生物作用用对膜的穿透。膜抗拉强强度不同膜厚厚度对膜膜抗拉力力强度有有不同要要求。用用ASTMD638IV类方法，，膜厚1.0mm时其抗拉拉强度不不得小于于20MPa。膜的抗抗拉强度度是膜设设计应用用的基本本条件之之一。膜膜在填埋埋场条件件下有时时将处于于受拉状状态。造造成这一一状态的的主要原原因有：：第一，，边坡铺铺设和长长时间运运行过程程中，上上面的膜膜与下面面的垫层层可能产产生滑动动，当拉拉力超过过设计安安全系数数时，膜膜可能破破坏。第二，底底部局部部不均匀匀沉降将将对膜产产生拉力力。试验验结果显显示，HDPE膜的单向向抗拉强强度较大大，可以以在发生生较大变变形时不不产生破破裂。但但其抗双双轴向拉拉力的能能力很低低，因此此，要尽尽量减少少产生双双轴拉力力的可能能性。渗透系数数HDPE膜的渗透透系数要要小于10-12cm/sec。质量合合格的HDPE防渗膜的的抗渗能能力很强强，渗透透系数比比优质粘粘土低4~5个数量级级，防渗渗性能能能够达到到这一指指标要求求。（b）HDPE防渗层铺铺设设计计要求防渗膜的的铺设必必须平坦坦、无皱皱折；膜的搭接接必须考考虑使其其焊缝尽尽量减少少；在斜坡上上铺设防防渗膜，，其接缝缝应从上上到下，，不允许许出现斜斜坡上有有水平方方向接缝缝，以避避免斜坡坡上由于于滑动力力可能在在焊缝处处出现应应力集中中；基础底部部的防渗渗膜应尽尽量避免免埋设垂垂直穿孔孔的管道道或其他他构筑物物；边坡必须须锚固，，推荐采采用矩型型槽覆土土锚固法法；边坡与底底面交界界处不能能设焊缝缝，焊缝缝不在跨跨过交界界处之内内。（c）HDPE复合衬层层下垫层层的设计计HDPE防渗膜必必须铺设设在平整整、稳定定的支撑撑层上，，即在HDPE膜之下，，必须提提供一个个科学的的下垫层层基础设设计，一一般是以以天然防防渗材料料为主的的人工防防渗层设设计。基础最低低层距地地下水位位的距离离填埋场基基底距地地下水高高水位的的距离设设计推荐荐值如下下表所示示。我国国东部和和东南沿沿海的发发达地区区水网密密布，地地下水位位较高。。所以在在这些地地区选址址，地下下水位可可允许距距填埋基基础２m以上。下垫粘土土层厚度度下垫粘土土层的厚厚度直接接影响工工程土方方量，从从而影响响工程造造价。根根据深圳圳安全填填埋场工工程建设设经验，，填埋场场的土建建工程（（包括基基础防渗渗工程））中，土土方工程程费用约约占土建建工程费费用的2/3。粘土层层厚度直直接与土土方工程程关。基础承重重设计要要求为了使基基础能够够均匀承承重，下下垫层的的压实相相对密度度不得低低于90%，粘土下下垫层的的设计要要求与粘粘土衬层层的设计计要求相相同。对下垫层层的特殊殊要求下垫层不不能含有有颗粒大大于0.5cm直径的颗颗粒物；；粘土层层不能出出现脱水水、裂开开；为了杜绝绝下垫层层植物生生长，需需均匀地地施放化化学除萎萎剂；如有予埋埋的管、、渠、孔孔洞等，，要严格格按着粘粘土衬层层要求施施工，并并使HDPE与下垫层层衔接好好。（d）HDPE复合衬层层的结构构设计边坡压实实粘土层层厚度：：边坡的防防渗要比比底层防防渗更困困难，因因为边坡坡的施工工压实难难度更大大大；边边坡下垫垫层与其其上的HDPE膜之间易易产生滑滑动，使使下层或或上层膜膜受到破破坏。所所以，边边坡土层层厚度通通常大于于底层的的厚度，，一般大大10%；底层压实粘土土层厚度：一般取0.6-1.0m；排水层厚度：：与排水层材料料有关。如果果使用砂或者者砾石，其厚厚度通常≥30cm；排水层渗透系系数Ｋ值：为了提高排水水层的排水效效率，要提高高排水材料的的渗透率，降降低毛细管张张力。推荐使使用清洁砾石石，其透水系系数可达1100cm/sec，而毛细上升升高度较小。。边坡坡度：边坡坡度的设设计应考虑地地形条件、土土层条件、填填埋场容量、、施工难易程程度、工程造造价等因素。。边坡越陡，，工程量越小小，但施工越越难，而且下下垫层与上层层HDPE膜的摩擦张力力越大，容易易产生上下层层之间的破损损。边坡坡度度推荐值为1：3。我国深圳安安全填埋场边边坡设计坡度度为1：2.5。底部坡度：底部坡度的设设计要满足集集水排水需要要，同时也要要考虑场地条条件和施工难难易条件。例例如，当填埋埋单元较大时时，底部坡度度大将造成两两短高差增大大，开挖深度度增加，低点点距地下水面面距离减小，，堆填废物易易滑动等问题题；坡度太小小又不利于渗渗滤液的集排排。一般土建建工程，2%排水坡度就可可以满足集水水要求的。在在特殊情况，，也可以采用用3%~4%的坡度。（7）穿管和竖井的的防渗设计填埋场HDPE膜防渗系统内内，常有竖管管、横管或斜斜管穿出或穿穿入。在此情情况下，穿管管与HDPE膜的接口必须须防止渗漏。。穿管与边界界连接有刚性性防渗连接和和弹性防渗连连接两种。在在设计中应注注意：（a）穿管与废物接接触，可将管管外用HDPE膜包裹，这样样可以便于与与防渗层接处处的密封连接接；同时也减减小管边界与与废物的摩擦擦，减少穿管管的受力；（b）穿管与边界的的刚性连接采采用混凝土锚锚固块做为连连接基座，但但混凝土锚固固应建在连接接管后，管及及膜固定在混混凝土中。（c）穿管与防渗膜膜边界的弹性性连接，必须须注意管子不不能直接焊在在HDPE防渗膜上，以以防膜的损坏坏。为了防止渗漏漏，填埋场中中的有些竖井井需要穿过排排水层座于HDPE防渗膜之上，，如渗滤液提提升竖井、检检修竖井等。。由于竖井直直接座落在HDPE防渗膜之上，，容易造成膜膜的破坏，因因此，在井底底和HDPE膜之间必须设设计有衬垫层层。通常，竖竖井的底部专专门设计一个个被HDPE膜包裹的钢板板衬垫，混凝凝土支座位于于钢板衬垫上上，其目的是是既保护HDPE防渗膜，又增增强了基础的的弹性，使接接触压强变得得平缓，基础础不易损坏。。我国深圳安安全填埋场就就是这样设计计和施工的。。5.6城市垃圾卫生生填埋场结构构形式以下例举美国国城市生活垃垃圾填埋场几几种典型衬层层结构设计。。图（a）的设计从下下而上包括：：(1)压实粘土层，，60cm；(2)40~80mm厚的柔性膜，，如HDPE等；(3)砂砾石层，30cm，其中安装渗渗滤液搜集管管道系统，用用于搜集渗滤滤液；(4)土工布，用于于防止上伏土土进入砂砾石石层；(5)防护土层，60cm，起防护和屏屏障作用；(6)固体废物。图b所示的结构从从下而上包括括：(1)压实粘土层，，60cm；(1)40mm厚柔性膜；(3)土工网格；(4)土工布；(5)防护土层，60cm；(6)固体废物。上述(3)和(4)共同作为排水水层将渗滤液液排向渗滤液液搜集系统图c为双层衬层系系统，包含第第一衬层系统统和第二衬层层系统。其中中第一衬层系系统用于搜集集渗滤液；第第二衬层系统统起到渗漏保保护作用。从下而上包括括：(1)压实粘土层，，1m；(2)柔性膜；(3)土工网格；(4)土工布；(5)压实粘土层，，1.5~60cm；(6)柔性膜；(7)土工网格；(8)土工布；(9)防护土层，60cm；(10)固体废物。图d所示的衬层结结构与图c类似，只是图图d中，砂砾石代代替了图c中的土工网格格用作排水层层来收集渗滤滤液。在双衬衬层系统中，，渗漏监测系系统安装在两两个衬层系统统之间。图e所示的设计亦亦为双衬层系系统，从下而而上包括：(1)压实粘土层，，30cm；(2)砂层，15cm；(3)压实粘土层，，60cm；(4)柔性膜；(5)砂层，60cm，渗滤液收集集管道直接安安装在柔性膜膜之上；(6)固体废物。图f所示的双衬层层系统，从下下而上包括：：(1)压实粘土层，，60~120cm；(2)柔性膜；(3)砂层，30cm；(4)柔性膜；(5)砂砾层，30cm，用于渗滤液液搜集，可以以安装渗滤液液搜集管道；；(6)土工布；(7)压实粘土层，，60cm；(8)固体废物。重庆长生桥垃垃圾填埋场深圳下坪垃圾圾填埋场开挖前开挖后渗滤液收集管管铺设防渗膜北京市垃圾填填埋场-六里屯第六节填埋埋场的表面密密封6.1概述填埋场表面面密封指的的是废物填填埋作业完完成之后、、在它的顶顶部铺设的的覆盖层。。表面密封封系统也称称为最终覆覆盖层系统统或者简称称为盖层系系统。固体体废物填埋埋场的最终终覆盖是填填埋场运行行的最后阶阶段，同时时也是最关关键的阶段段。通过表表面密封系系统以减少少雨水等地地表水入渗渗进入废物物层中是减减少或防止止渗滤液产产生量的关关键。而且且，表面密密封系统还还有导气、、绿化、填填埋场土地地利用等方方面的功能能。表面密封系系统的功能能可以概括括为以下几几点：控制填埋场气体从填埋场上部的释放；抑制病原菌的繁殖；避免地表径流水的污染，避免危险废物的扩散；避免危险废物与人和动物的直接接触；提供一个可以进行景观美化的表面；便于填埋土地的再利用。6.2表面密封系系统结构设设计（1）基本结构构现代化填埋埋场的表面面密封系统统由多层组组成，主要要分为两部部分，第一一部分是土土地恢复层层，即为表表层；第二二部分是密密封工程系系统，由保保护层、排排水层（可可选）、防防渗层（包包括底土层层）和排气气层组成，，如图所示示。（2）表面密封封系统设计计考虑事项项填埋场表面面密封系统统的设计应应考虑：能够经受气气候的极端端变化，如如冷-热，湿-干，冻结-解冻等；能够经受天天然风化力力如水和风风等的侵蚀蚀；所需材料的的可行性；；车辆进出道道路和人行行道路的建建设；在填埋场作作业中，可可能要使用用完工后的的填埋单元元，如堆放放覆盖土或或通过运输输车辆等，，如果需要要如此，盖盖层的设计计要使其具具有这种能能力；地表水排水水系统系统的寿命命；安装气体抽抽排井和收收集管道系系统；安装渗滤液液收排系统统井孔和管管道；地形设计需需要；低渗透性，，尽量减少少填埋场气气体的释放放和降雨、、地表水等等的入渗；；分期建设和和封场后土土地利用规规划的关系系；可能需要渗渗滤液循环环；有抵抗由于于填埋场气气体释放和和废物压缩缩等原因造造成的填埋埋场不均匀匀沉降的能能力；有稳定性，，具有抗塌塌陷，抗断断裂和边坡坡失稳，抗抗滑动，抗抗蠕动的能能力；土地恢复坡坡度的稳定定性；抵抗由于地地震而引起起变形的能能力；必须经得起起由于填埋埋场气体作作用而造成成的对盖层层物质的改改变；地表植被根根系以及挖挖洞动物、、蚯蚓、昆昆虫等的破破坏。填埋场表面密封封系统可能要经经受的生物、物物理和化学作用用如下表所示。。（3）表面密封系统统结构设计表面密封系统的的表层是土地恢恢复层，主要使使用可生长植物物的腐植土以及及其它土壤。表表层的设计取决决于填埋场封场场后的土地利用用规划，通常要要能生长植物。。表层土壤层的的厚度要保证植植物根系不造成成下部密封工程程系统的破坏，，此外，在结冻冻区，表层土壤壤层的厚度必须须保证防渗层位位于霜冻带之下下一层的最小厚厚度不应小于50cm。在设计时，表表层土壤层应具具有一定的倾斜斜度，一般为3~5%。在表层之上可可能还要有地表表排水工程设施施等。在干旱区可以使使用鹅卵石替代代植被层，鹅卵卵石层的厚度为为10~30cm。盖层系统中的表表层具有土地恢恢复功能，因此此，填埋场盖层层设计应与建筑筑师和土地利用用专家共同协商商，保证地形规规划和填埋场需需要相协调。保护层的功能是是防止上部植物物根系以及挖洞洞动物对下层的的破坏，保护防防渗层不受干燥燥收缩、冻结解解冻等的破坏，，防止排水层的的堵塞等。一般般使用天然土壤壤或者砾石等材材料作为保护层层。保护层和表表层有时可以合合并使用一种材材料，取决于封封场后的土地利利用规划。排水层的功能是是排泄通过保护护层入渗进来的的地表水等，降降低入渗水对下下部防渗层的水水压力。密封系系统中排水层并并不是必须有的的层，在有些情情况下可以不设设排水层。例如如，当通过保护护层入渗的水量量（来自雨水、、融化雪水、地地表水、渗滤液液回灌等）很小小，对防渗层的的渗透压力很小小等。（4）稳定与沉降填埋场表面密封封系统的稳定致致关重要。对于于坡度较陡的盖盖层，还要注意意降雨造成的较较大地表径流对对盖层的侵蚀破破坏，封场后尽尽快种植保护性性植物如草坪等等或者铺设盖层层排水管道系统统。填埋场由于压实实和生物降解的的原因通常都存存在沉降问题。。均匀沉降问题题还不大，主要要是不均匀沉降降将产生一系列列问题，例如由由不均匀沉降造造成的盖层断裂裂就可能在废物物相变边界、填填埋单元边缘和和填埋场边界处处出现。因此，，填埋场设计者者要根据填埋场场地设计、废物物填埋情况等条条件事先确定可可能发生不均匀匀沉降的位置，，在盖层设计中中就提出相应的的防范措施。沉降沟封场地表沉降后地表沉降后地表封场地表陡坡范围(a)均匀坡度(b)边缘陡坡图6-2-54使用边缘陡坡方法防止边缘附近的不均匀沉降第七节环境监监测与评价7.1监测目的与监测测项目（1）监测目的对填埋场进行监监测的基本目的的是：①检查填填埋场是否按设设计要求正常运运行；②确保填填埋场符合所有有管理标准。（2）监测项目包括：填埋场内内渗滤液水位、、排水系统内的的水位、填埋场场渗滤液通过底底部衬层或基础础的渗漏情况、、场址周围地下下水水质、填埋埋场及其周围土土壤和大气中的的气体浓度、渗渗滤液收集池中中的渗滤液水位位和水质、以及及最终覆盖的稳稳定性。7.2填埋场监测（1）渗滤液水位监监测封闭型填埋场内内渗滤液的水位位在靠近衬层顶顶角的地方最高高，邻近收集管管沟处最低，且且水位的高低随随时间变化。因因此应该经常对对填埋场内渗滤滤液水头进行监监测，以便确定定填埋场是否按按设计要求运行行。对于自然衰衰减型填埋场，，其渗滤液水位位则不一定要进进行监测。用于监测渗滤液液水位的监测井井有两种类型：：水平式和垂直直式，其典型设设计分别见图6-2-55和图6-2-56。垂直式水位井可可在废物处置前前、中或后期建建造，如在废物物处置前或处置置中建造，则必必须定期予以加加高，且在填埋埋过程中损坏的的几率很高，很很难不受废物移移动或沉降的影影响。水平式水水位井可在废物物处置前一次建建造，损坏的几几率小，废物移移动和沉降对其其也无影响。通常在运转的前前三、四年内，，每周对渗滤液液水位进行一次次监测，以后则则可每月监测一一次。（2）地下水排水系系统中水位监测测一般使用水平监监测井来监测地地下排水系统中中的水位变化。。这些监测井的的设计与水平式式渗滤液水位监监测井相似。（3）渗漏液的监测测填埋场渗滤液是是否发生渗漏，，一般通过在衬衬层与含水层间间的下包气带内内设置数台测渗渗器来进行监测测。早期渗漏警警报有利于及时时发现问题，以以便及时采取补补救措施，减少少补救行动的费费用。因此，设设置渗漏监测仪仪被视为填埋场场设计的一个组组成部分。测渗器的安装位位置及其数量取取决于填埋场的的设计。一般来来说，测渗器应应设置在填埋场场的边缘附近，，以使传输管道道长度最短。在在自然衰减型填填埋场中，测渗渗器能安装在几几乎任何位置。。但对封闭型的的填埋场，一定定要在可能产生生最大和最小渗渗漏处放置测渗渗器。在填埋场场底部衬层顶角角处，渗滤液水水位最高，预计计将产生最大渗渗漏；而在渗滤滤液收集管沟底底处，预计产生生最小渗漏。（4）渗滤滤液贮贮水池池的监监测包括监监测渗渗滤液液贮水水池水水位和和水质质。应应该逐逐日、、逐周周、逐逐月监监测贮贮水池池的水水位和和提取取液体体积以以确保保贮水水池不不溢流流。渗渗滤液液水质质在填填埋场场运行行期和和封场场后2～5年内，，至少少应监监测一一次。。渗滤滤液的的特性性监测测对分分析地地下水水是否否被污污染和和调整整地下下水监监测项项目是是必需需的，，对处处理厂厂运行行也很很有帮帮助。。有时时，在在将渗渗滤液液排入入到处处理厂厂进水水点之之前，，每天天对渗渗滤液液的BOD和体积积进行行监测测。7.3地下水水监测测通常采采用设设置地地下水水监测测井，，直接接监测测填埋埋场地地下水水是否否受到到污染染。在在监测测网的的设计计、按按装和和取样样时应应该考考虑问问题包包括：：(a)取样点点；(b)所需最最小取取样点点数目目；(c)监测井井设计计和按按装；；(d)填埋前前地下下水质质状况况；(e)取样频频率；；(f)样品的的收集集与保保存。。（1）取样样点的的坐标标和数数目影响监监测井井位置置的主主要因因素有有三：：①处处置废废物特特性，，②填填埋场场结构构设计计特性性，和和场址的的水文文地质质特征征。下图是是一个个建在在互层层型蓄蓄水层层上的的自然然衰减减型市市政垃垃圾填填埋场场地下下水监监测网网，在在所有有三个个含水水层中中均采采集背背景水水样，，监测测点也也很好好地分分散在在每一一含水水层中中。对对封闭闭式的的填埋埋场而而言，，污染染带外外形将将有所所不同同，因因而其其监测测网也也应作作相应应的调调整。。如果果渗滤滤液存存在较较轻的的不可可混溶溶的化化合物物，则则应在在上层层蓄水水层的的中水水位附附近多多设置置一些些监测测点。。（2）井的的设计计与取取样频频率通常设设置上上游水水井监监测本本底水水质。。为判判断填填埋场场下游游方向向地下下水水水质的的变化化，需需要有有规则则的监监测频频率。。由于于本底底水水水质是是变化化的，，而且且可能能受填填埋场场上游游方向向存在在的污污染源源的影影响。。通常常使用用一个个长滤滤网井井监测测本底底数据据(图6-2-61a)。更好好的方方法是是采用用多层层监测测，以以便测测出污污染物物浓度度分布布。7.4气体监监测需要对对填埋埋场内内及周周围土土壤中中的气气体浓浓度，，以及及填埋埋场上上和填填埋场场周围围的大大气进进行监监测，，以检检验是是否会会有对对填埋埋场