生活垃圾填埋场防渗系统设计及施工方法

生活垃圾填埋场防渗系统设计及施工方法探讨摘要：本文通过研究多个我国东南沿海生活垃圾填埋场工程，以工程设计及施工过程中积累的经验，对hdpe土工膜+gcl复合防渗系统进行了设计及说明，详细介绍了防渗工程中的防渗材料的施工铺设方法及注意事项。

关键词：填埋场；系统设计；防渗设计；施工方法

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

前言：

随着经济的发展，人们生活消费水平的提高，城镇的生产垃圾、生活垃圾、商业垃圾和旅游垃圾等大量城市固体废弃物日渐增加，生活垃圾处理主要有填埋处理、焚烧处理、堆肥处理三种方式，目前我国城市生活垃圾和工业固体废弃物最主要的处理方式是填埋，全国超过70％的固体废弃物被送至填埋场进行填埋处理。

生活垃圾填埋场工程设计分生产管理区、卫生填埋区及渗滤液处理区三部分，卫生填埋区主要包括：填埋库区土方清基工程、地下水导排系统、防渗系统、渗滤液收集导排系统、填埋气体导排系统、封场覆盖系统、垃圾坝、截洪沟、卸料平台、库区道路、环境监测设施等。

其中防渗工程是填埋场设计的核心，其专业性、技术性很强，选用的材料质量及施工安装水平是影响工程质量的关键，防渗工程失败将会对填埋场整体工程造成无法弥补的损失。填埋场防渗设计方式按场地水文地质类型可分为天然防渗、人工防渗和复合防渗方

式。人工防渗按防渗处理类型可分为水平防渗和垂直防渗两种方式，水平防渗是指防渗层水平方向布置，防止垃圾渗滤液向下渗透污染地下水；垂直防渗是指防渗层竖向布置，防止垃圾渗滤液向四周横向渗透污染地下水。垂直防渗方式场用于具有独立的水文地质单元，且场底不透水层较浅的填埋场，由于东南沿海地下水位较高且水文单位独立较少，安全性较弱，故水平防渗方式是东南地区填埋场最常用的防渗方式，该种防渗方式具有适用范围广、防渗效果好等特点。

1 防渗方式适用范围

1.1 天然防渗

天然防渗方式主要对场地的土壤、水文地质条件要求较高，场地所在地区一般年自然蒸发量要超过年降水量50cm，粘土铺设厚度大于2m，填埋场地为可溶性场地，具有不透水或低透水的粘土层（渗透率＜10-7cm/s，场地土壤、水位地质具有能可靠地将渗滤液截留在垃圾中以免扩散的条件，这种情况适宜采用天然防渗方式。

1.2 人工防渗

当填埋场土壤、水位地质条件不能满足天然防渗应用条件要求时，为确保渗滤液不渗漏或者把渗滤液的渗漏量降低到最低，则需要采取人工防渗材料作防渗衬层。

1.3 天然、人工结合的防渗方式

场地天然地质条件较好，即地基粘土液体传导性很低，但在长期运行中不能保证完全防止渗滤液渗透，为使填埋场的建设既符合

国家对填埋场的污染控制标准又经济可行，常采用天然和人工结合的防渗方式，这种防渗方式多用于山谷型填埋场，

2 防渗系统设计

防渗系统是利用天然的或人工防渗材料铺设覆盖整个填埋库区．形成防止垃圾渗滤液渗透到地下的系统，天然防渗材料主要为粘土，人工防渗材料主要有hdpe(高密度聚乙烯)土工膜（主防渗材料）以及钠基膨润土垫gcl(辅助材料)。

2.1 主防渗膜材料

目前使用最广泛的填埋场防渗材料是高密度聚乙烯(hdpe)土工膜，它具有如下特点：①具有很强的防渗性能，其水蒸气渗透系数≤1.0×10-13(g·cm/cm2·s·pa)；②化学稳定性好．具有较强的抗腐蚀性(耐酸、碱)及抗老化能力；③机械强度高，具有较强的弹性，其屈服伸长率为12％，断裂伸长率达到700％；④施工技术成熟；⑤材料气候适应性强，耐低温；⑥与粘土具有很强的互补性，共同构成防渗结构层，可提高防渗性能；⑦性价比合理。

2.2次防渗材料

钠基膨润土垫(gcl)作为辅助防渗材料，它不仅防渗性能良好，而且可以与hdpe土工膜紧密接触而形成复合防渗结构，防渗效果大大提高。另外钠基膨润土垫(gcl)也有对hdpe土工膜的保护作用，对于粘土资源不丰富的地区，可采用钠基膨润土gcl代替粘土作为土工膜下保护层。

2.3土工布

土工布在填埋场中主要作为防渗膜的保护材料，其良好的弹性、抗拉和抗老化性能，对hdpe土工膜具有很好的保护作用。另外土工布也可铺设在地下水碎石导排层以及渗滤液导排层外侧起隔离

反滤层作用。

结合国内东南沿海某填埋场的hdpe土工膜+gcl复合防渗结构图进行分析各层所用材料以及其主要作用。

2.4实例分析

库底复合防渗衬层结构层构成

库底防渗各衬层由下至上各层材料及作用：场底基础层+轻质有纺土工布支撑反滤层+地下水收集导流层+无纺土工布隔离层+压实土壤层+钠基膨润土防水毯gcl次防渗层+2.0mm厚单糙面hdpe土工膜主防渗层+无织造土工布膜上保护层+渗滤液收集导流层+轻质有纺土工布反滤隔离层；

3．防渗施工技术要点

防渗膜的施工是整个垃圾填埋场防渗工程的关键部分，具有较高的技术含量，而且具有不可逆转性．只能一次成功，一旦投入使用后在发现渗漏将无法弥补。因此，应作为专项工程，由具有防渗专业施工资质的公司承担。在防渗系统施工过程中要特别注意施工质量的可靠性。防渗系统工程的施工、验收及维护严格按照《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》(cjj113-2007)执行。

3.1hdpe土工膜铺设技术要点

（1)施工中气温变化引起材料热胀冷缩的处理方式，hdpe土工

膜在温差较大的时候，热胀冷缩现象比较严重。比如中午气温较高热胀现象十分明显，多出现在坡脚或不规则处，若不注意，将会给hdpe土工膜的铺设造成较大的影响，特别是坡脚，转角导排沟等处更应该注意，因为一旦收缩太大，将会出现空鼓现象。如果空鼓严重还有被拉断的危险。正确的操作方法应是尽量在暖和和干燥天气(气温5℃以上40℃以下，风力小于四级并无雨无雪天气）下进行，以防土工膜在低温时过分收缩。在阴天多云铺设比晴天要好，应避免在盛夏阳光强烈直射的情况下进行铺设，以免形成皱纹。大面积铺设时，最好是在相近温度下进行，以防止日后在接缝处因热胀冷缩不均形成鱼嘴形孔。且最好避开高温中午时间段铺设；否则应根据hdpe土工膜的热膨胀系数，计算出在最大温差内的伸缩量，然后在铺设时预留足够的长度适应温差的变化，这种方式必须要由经验相当丰富的操作人员进行。

（2）hdpe土工膜应尽量用大宽幅产品，既减少拼接量，也即减少了焊缝条数和因焊缝原因造成的渗漏机率。hdpe土工膜作为防渗结构层中的主防渗材料在铺设过程中应加倍注意搭接宽度和焊缝

质量控制,监督膜的焊接和检验，正式焊接前，先进行试焊．在焊接设备焊接的试样未通过试焊检查确认之前．不得开始正式焊接，接缝应避开棱角．避免在坡面和底面的结合部进行焊接，边坡上土工膜搭接布置时应避开横向搭接,边坡以下横向搭接焊缝位置应离开坡面底部边线1．5m以上：避免形成“+”形接缝，宜采用错缝搭接。hdpe膜铺设焊接过程，电器设备、电源线路应符合有关专业