城市固体废弃物填埋沉降

城市固体废弃物填埋沉降

摘要：卫生填埋法是目前城市固体废弃物处理的主要方法。本文对填埋场沉降的原理、危害进行了论述，并对当前设计填埋场的几种方法进行了分析。

关键词：城市固体废弃物填埋场沉降

*作者简介：唐浩，男，汉族，1979年出生，学士，工程师，湖北省武汉市，武汉市环境卫生科学研究设计院，环境工程类研究设计。

城市固体废弃物一般是指城市具名日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物。目前对城市固体废弃处理采用的方法主要以卫生填埋法为主，该方法虽然是最经济和最可行的方法，但由于垃圾成分的复杂性、不均匀性、孔隙率较大等特性而引起填埋场沉降的现象。

1填埋沉降的机理及危害

从填埋场的沉降机理来看，可以把填埋场的沉降分成三个部分：一是应力压缩沉降，包括有外荷载引起的主压缩沉降以及由于msw 骨架发生蠕动、错位及盈动等位置的改变而发生的次压缩沉降；二是由于msw中的有机物发生分解失去骨架作用从而发生的沉降；三是填埋场底部的衬垫层在上部负荷的作用下而发生的沉降。其中对于主压缩沉降的时间比较短，次压缩的时间比较长，而对于有机物的分解其所需要得时间就性对来说更加的漫长。

显然，填埋场堆体的沉降，可以增大填埋容量，延长服务年限，

稳定废弃物的堆体。但同时也带来了一系列的问题，主要体现在：（1）覆盖层破坏。覆盖层是指在填埋场完成作业后，在其顶部所设的覆盖保护层。填埋场中msw堆体的沉降和不均匀沉降会导致覆盖层发生开裂，以致雨水进入填埋场中或堆体中的有害气体从细缝中逸出，不仅污染了空气，还影响了后续的开发和利用；（2）破坏填埋场的各种管线。在城市固体废弃物的堆体中设有排水沟、排水管道及排气管道，填埋场中msw堆体的沉降和不均匀沉降都会对这些设施造成破坏导致填埋场排水、排气的不畅通，降低了其有效应力。增长了填埋堆体次压缩的时间，不仅影响到填埋场的稳定性，而且延长了填埋场的稳定时间；（3）破坏底部的防渗垫层。渗滤液渗透到地下，会对土壤造成严重的污染，所以在下面都会设置包括粘土衬垫、工模衬垫、复合衬垫等多个过程的防渗层，填埋场中msw 堆体的沉降和不均匀沉降会造成土工膜撕裂、黏土层产生裂缝，严重破坏填埋场衬垫系统的防渗功能。

2 如何合理的设计填埋场

为了更好地解决城市固体废弃物堆体的沉降和不均匀沉降。当前对影响填埋场沉降的因素进行了系统的研究，主要包括：（1）填埋场底部土层的厚度及密实度；（2）堆体及土体覆盖层的初始密度或孔隙比；（3）城市固体废弃物中可分解的废弃物含量；（4）填埋高度；（5）渗滤液水位及其变化；（6）环境因素，如大气湿度、氧气含量、温度等等。同时还发现这些因素之间又是相互作用、相互影响的。因此，在具体的研究过程中，很难得到具体的处理方法，只

能根据经验和对实验数据的分析，提出一些处理问题的方法。

2.1 通过模型进行计算

国内外的许多学者专家对城市固体废弃物沉降的理论进行了系

统的分析，提出了许多的理论，希望可以对沉降现象进行一定的预测。其中比较典型的是sowers模型、gibson模型、双曲线模型、符合压缩沉降模型、应力降解模型。

比如gibson流变模型。该模型认为填埋场的沉降与应力增量成正比，在计算时，假设计算单元是有一个弹簧和一个粘壶并联而成。其计算公式为：

其中：表示填埋场沉降应变；s表示沉降值；h0表示填埋场初始高度；表示压应力；a表示主压缩参数；b表示次压缩参数；表示次压缩速率，表示主压缩，表示次压缩的极限；t1表示主压缩结束的时间。

2.2 通过实验数据进行计算

所谓通过实验数据进行计算，就是先把样品在实验室里进行模拟，得到相关的参数，然后再代入模型中，通过验证，选择合适的计算模型。研究的出发点就是从影响沉降的因素入手（上面提到的六点影响因素），但在实验中有许多值得注意的地方，比如城市固体废弃物是高度的非均匀性材料，具有组成复杂，成分多样，大孔结构，高压缩性等特点，如果破碎则其土工性质也将发生变化；再如压力也具有不均匀性，如何选择压力也是一个很重要内容。

在计算时，一般是从以下三个方面入手：a.各影响因素对城市固体废弃填埋场沉降的影响；b. 新鲜与已降解城市固体废弃物主压缩实验；c. 降解压缩实验。在得到相关的参数后，再进行模型的选择。

2.3 通过已有监测数据来进行计算

目前还有许多专家学者，通过对已有填埋场沉降的监测结果，来预测新填埋场的沉降。其具体过程与2.2比较相似，只是数据的来源不同，一个来源于实验数据，一个来源于相似填埋场的现场监测数据。比如sharma在长期监测三个填埋场后得出填埋堆体在自重和外荷载作用下的次压缩系数，在相似填埋场的设计上具有极高的使用价值。

参考文献

[1] 刘荣，施建勇. 城市固体废弃物的沉降参数研究[j]. 岩土工程技术，2003(2)：90-94

[2] 王志萍，胡敏云. 垃圾填土压缩特性的室内试验研究[j].岩土力学，2009，(6):1681-1686