4防渗系统

4 防渗系统:

4.1 防渗系统简介

山谷型垃圾填埋场防渗系统主要由填埋库区防渗层和地下水导排系统组成,不仅防止渗

滤液渗出污染地下水，还防止地下水进入填埋场内,造成二次污染。

填埋场场底防渗系统主要有水平防渗系统和垂直防渗系统两种方式。水平防渗系统是在填埋区底部及周围铺设低渗透性材料制作的衬层系统。垂直防渗系统将密封层建在填埋场的四周，主要利用填埋场基础下方存在的不透水层或弱透水层，将垂直密封层构筑在其上，以达到将填埋气体和垃圾渗滤液控制在填埋场之内的目的，同时也有阻止周围地下水流入填埋场的功能。根据本工程实际情况选择水平防渗。

4.2 防渗系统设计要求

1 选用可靠的防渗材料及相应的保护层；

2 设置渗沥液收集导排系统；

3 垃圾填埋场工程应根据水文地质条件的情况，设置地下水收集导排系统，以防止地下水对防渗系统造成危害和破坏；地下水收集导排系统应具有长期的导排性能。

4.3 本系统防渗系统的选择

1、防渗系统

水平防渗按照防渗材料的来源不同又分为天然防渗和人工防渗两种。而本设计的工程地质为：裸露的地层为棕黄色粉质黏土，渗透系数1.0×10－7～2.6×10－8 cm/s，厚度为2～3m。根据《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》：天然粘土类衬里的渗透系数不应大于10-7cm/s且厚度大于2m的粘土。故可用天然材料作衬垫层的方案。

根据填埋场渗滤液收集系统、防渗层和保护层、过滤层的不同组合，人工防渗分为复合衬里结构系统、单层衬里结构系统、双层衬里结构系统。由于建设场地中含水层主要为黄土层潜水，场地地下水埋深约3～4m，水位年变幅1～2m，即地下水位较高，场区地质条件不好。

2、防渗系统构造

现有三种方案可供选择：

方案一：单层HDPE膜＋粘土复合衬垫

（1）竖向结构——其竖向结构构造自上而下分别入图所示

图2 单层膜＋粘土复合垫

（2）工程造价：HDPE 膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为142.5元/m 2。

方案二：双层HDPE 膜复合防渗衬垫

（1）竖向结构——其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

图3 双层膜＋粘土复合垫

（2）工程造价：HDPE 膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按当地市场价格，单位工程造价大概为173.1元/m 2。

方案三：单层HDPE ＋膨润土复合防渗衬垫

（1）竖向结构——其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

图4 单层膜＋膨润土复合垫

（2）工程造价：HDPE 膜、含膨润土交织土工布选用进口产品，土工布选用国内产品，垃圾层

渗沥液导流与缓冲层

膜上保护层

HDPE 土工膜

膜下保护层

地下水导流层（≥30cm ）

基础

其余按当地市场价格，单位工程造价大概为166.1元/m2。

各方案技术经济对比：

（1）对方案一的评价

①该方案是三个方案中较经济的一个方案

②适用性：若在填埋作业是，第一层所填垃圾很有尖锐物或在填埋过程中压实机械操作不当，使单层膜被刺穿，则防渗系统基本失效，造成水体污染。故本方案对填埋作业是的技术要求较高，且发生膜刺穿时造成的危害较大。

（2）对方案二的评价

①此方案造价较贵，并要求较高的监管水平

②适用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，还有下层膜及土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透，因此可将经过上层膜孔洞的渗漏量减至最少，从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。

（3）对方案三的评价

①此方案造价在三个方案中相对经济

②适用性：单层膜＋膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题，又可减少造价，不仅防渗效果良好，可靠性、耐久性也好，且施工方便，膨润土能够对局部渗漏点起到补漏的作用。而且根据相关规定，库区底部系统可以采用单层防渗衬层，库区边坡系统也采用单层防渗衬层。

因此库区底部选择了双层衬层防渗系统，库区边坡采用单层衬里结构的防渗系统，可以适用本填埋场防渗系统的设计要求。

1.库区底部系统组成（从下至上）：

基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流（检测）层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流层、土工布织物层、垃圾层，见图4-1。

图4-1 双层衬里（库区底部）系统示意图

2.库区边坡系统组成（从下至上）：

基础、地下水导流层、膜下保护层、HDPE土工膜、膜上保护层、渗沥液导流与缓冲层、垃圾层，见图4-2。

图4-2 单层衬里（库区边坡）系统示意图

3.终场覆盖系统组成

封场覆盖系统结构由垃圾堆体表面至顶表面应依次分为：排气层、防渗层、排水层、植被层。见图4-3

图4-3 终场覆盖系统图

（1）排气层：填埋场封场覆盖系统应设置排气层，使得施加于防渗层的气体压强不大于0.75kPa。排气层应采用粒径为25～50mm的粗粒多孔材料，要求渗透系数大于1×10-2cm/s，厚度不小于30cm。气体导排层也可使用导排性能等效的土工复合排水网。

（2）防渗层：防渗层可由土工膜和压实粘性土或土工聚合粘土衬垫（GCL）组成复合防渗层，也可单独使用压实粘性土层。

（3）压实黏土层：压实粘性土层要求厚度为45cm～60cm，渗透系数小于 1×10-5cm/s。如果

单独使用压实粘性土作为防渗层，厚度要求大于90cm，渗透系数小于1×10-7cm/s。

（4）土工膜：土工膜选择双糙面厚度大于0.75mm的高密度聚乙烯（HDPE)或者线性低密度聚乙烯土工膜（LLDPE），渗透系数小于1×10-7cm/s。但土工膜上下表面应设置土工布。（5）土工聚合粘土衬垫（GCL）： GCL厚度要求大于5mm，渗透系数小于1×10-7cm/s。（6）排水层：顶坡应采用粗粒料或土工排水材料，边坡应采用土工复合排水网，粗粒材料厚度应为30～60cm。材料要求有足够的导水性能，保证施加于下层衬垫的水头小于排水层厚度。排水层应与填埋库区四周的排水沟相连。用于土工膜上面的土工材料不能以任何方式在施工现场焊接在土工膜上。

（7）植被层：植被层由营养植被层和覆盖支持土层组成。营养植被层的土质材料应利于植被生长，厚度大于15cm。营养植被层应压实。覆盖支持土层由压实土层构成，渗透系数大于1×10-4cm/s，厚度大于45cm。

（8）当采用粘土作为防渗材料时，粘土层在投入使用前应进行平整压实。粘土层压实度不得小于90%。粘土层基础处理平整度应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm。

（9）当采用土工膜作为防渗材料时，土工膜应符合国家相关标准。土工膜膜下粘土层，基础处理平整度应达到每平方米粘土层误差不得大于2cm。