俞 楷,朱 勇
(浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院,浙江 杭州 310007)
根據(jù)CJJ 113—2007生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范對填埋庫區(qū)邊坡防滲處理的要求,當(dāng)邊坡坡度陡于1∶2時應(yīng)作出邊坡穩(wěn)定性分析,對于采用HDPE土工膜防滲的邊坡,土工膜底部須采用不小于750 mm厚滲透系數(shù)不大于1×10-7m/s的壓實土壤作為保護層或采用GCL加一定厚度的壓實土壤作為保護層。但在實際的實施過程中,很多填埋場邊坡陡峭并地質(zhì)類型復(fù)雜,如果按規(guī)范的要求進行邊坡防滲處理難度極大,必須針對不同的邊坡類型合理采取不同的處理方式以達到規(guī)范所要求的效果。
平緩邊坡一般是指坡度小于1∶2的山體邊坡,該種類型邊坡根據(jù)工程經(jīng)驗一般有較好的黏土覆蓋層,并且邊坡土體穩(wěn)定性較好,因此防滲做法相對較為簡單,即按規(guī)范要求對黏土層進行清理并壓實,壓實系數(shù)≥0.95,如黏土層厚度大于750 mm則可直接鋪設(shè)土工膜,黏土厚度為500~750 mm可采用GCL作為膜下保護層,小于500 mm則需先用黏土分層壓實至500 mm厚再用GCL作為膜下保護層。
該類型的邊坡一般常見于坡度介于1∶1~1∶2,坡面多為強風(fēng)化至全風(fēng)化巖石,個別經(jīng)人為活動過的邊坡坡度可達60°。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查該類型的邊坡通常會呈現(xiàn)地下水豐富及邊坡自身穩(wěn)定性差的特點。對于該類型的邊坡需結(jié)合地質(zhì)調(diào)查的結(jié)果先對邊坡穩(wěn)定性及地下水進行治理。
如該邊坡經(jīng)地質(zhì)判定為穩(wěn)定,則可在邊坡面開槽埋設(shè)軟式排水管來導(dǎo)排地下水,根據(jù)地下水水量,一般沿高度方向軟式排水管直徑可采用80 mm,間距為5~8 m,其底部與庫底地下水導(dǎo)排層或填埋邊坡中部的地下水導(dǎo)排盲溝連接,水平向軟式排水管一般直徑采用50 mm,間距為3~5 m,人字型布置,與兩側(cè)豎向軟式排水管連接。
如該邊坡判定為不穩(wěn)定,且安全系數(shù)較接近臨界值,多為地下水豐富造成,則該類型不穩(wěn)定一般可用軟式排水管垂直伸入邊坡,排水管水平傾角10°,深度需穿透巖層交接面或滑移面,間距可為3 m×3 m,排水管出口處與面鋪的軟式排水管連接。一般經(jīng)這樣處理邊坡穩(wěn)定性能滿足要求。面鋪的軟式排水管做法同穩(wěn)定碎石邊坡排水做法。
如該邊坡判定為不穩(wěn)定,且安全系數(shù)與臨界值相差較大,此類邊坡必須先進行邊坡治理,治理方式通常為土釘墻、擋墻或噴錨支護等。此類邊坡地下水導(dǎo)排仍可用面鋪軟式排水管的做法,并需在邊坡治理前鋪設(shè)到位。邊坡治理方式的選擇須在巖土工程師的指導(dǎo)下進行,并在實施前由巖土工程師作出安全評測。
邊坡治理及地下水導(dǎo)排處理完后,由于該類邊坡坡度較大,無法用壓實黏土作為HDPE土工膜膜下保護層,因此此類邊坡一般可用素砼噴漿的方法作為膜下的保護層。素砼噴漿一般采用C20細石混凝土,厚度不小于50 mm,并需隨噴隨抹,使表面光潔。對于已經(jīng)采用了擋墻的坡面,則只需采用砂漿抹平即可,噴錨支護或土釘墻的坡面只需作隨噴隨抹即可,不需再用素砼噴面。噴漿后坡面鋪設(shè)GCL,然后鋪設(shè)HDPE土工膜。
該類型邊坡一般坡度在30°以上甚至可為垂直,邊坡穩(wěn)定性較好,巖石較完整,裂隙水不豐富。該類型邊坡巖石較為堅硬,有些為開鑿后形成的坡面,如要使之成為一個較為平整的表面難度極大,對于此類邊坡一般需做表面平整處理。
如巖石邊坡整體較為平整,通過一般的打磨可以使邊坡形成一個相對平整的坡面,則只需對平整后的坡面作素砼噴漿處理,處理要求同上。
如巖石邊坡無法用簡單打磨形成一個相對平整坡面,則需采用磚砌護壁對局部不平整的坡面進行處理。磚砌護壁的磚壁厚240 mm,磚壁內(nèi)側(cè)與巖石面的空隙處用漿砌塊石或毛石砼填平,磚壁內(nèi)設(shè)置縱向鋼砼構(gòu)造柱、橫向鋼筋砼圈梁以加固整體,構(gòu)造柱與圈梁相交處設(shè)置錨桿,使磚壁與山體結(jié)合緊密。磚壁外表面用水泥砂漿抹光[1]。
較陡中、微風(fēng)化巖石邊坡抹光處理后,鋪設(shè)GCL,然后鋪設(shè)HDPE土工膜。對于有較多巖石裂隙水滲出的局部邊坡可在坡面處理前先設(shè)置縱向軟式排水管來導(dǎo)排裂隙水,具體做法同上。
該類邊坡主要出現(xiàn)在峽谷型填埋場,山坡整體坡度均在45°以上,且填埋區(qū)封場高度往往較高,此類填埋場要像常規(guī)填埋場那樣每隔8~10 m高度設(shè)置一個錨固平臺難度極大,因此經(jīng)常一次鋪膜高度需大大超過10 m,筆者曾有過一次鋪膜高度超30 m,邊坡坡度超過45°的經(jīng)歷。對于此類邊坡,膜下保護層的做法同較陡中、微風(fēng)化巖石邊坡的做法。鋪膜是這類邊坡最大的難點,如果一次鋪設(shè)到位且中間不設(shè)任何錨固,現(xiàn)有的土工膜均不具備這樣的拉伸屈服強度,因此筆者在鋪膜過程中每隔8 m設(shè)置了中間加強帶來替代錨固溝的做法。加強帶采用的是長腳平扣釘,水平間距1 m,采用3排,排距0.5 m,每排錯開布置,平釘上用250 mm×250 mm方形光面HDPE土工膜焊于基膜上(做法同破洞修補),這樣每個加強帶以下部分土工膜自重荷載均有加強帶承擔(dān),受力狀況符合CJJ 113—2007要求,在實際工程中土工膜拉伸變形量也未超過廠家的拉伸屈服指標(biāo)范圍。在土工膜選擇上應(yīng)盡可能選用高糙面的土工膜,以增大摩擦力來減少拉伸應(yīng)力。
對于坡度較陡,且為非黏土的邊坡中,杜佳靖、王峰青曾撰文介紹“用袋裝黏土(不宜裝得過滿,80%為宜)靠邊坡堆碼至上一個錨固平臺,袋與袋之間的凹槽可用黏土填平拍實”[1]。筆者嘗試使用該方法發(fā)現(xiàn)小于45°的邊坡袋裝黏土堆碼高度超過3 m,袋裝黏土底部即出現(xiàn)滑移失穩(wěn),超過45°的邊坡,堆碼高度可有一定增高,但堆碼高度不到5 m,袋裝黏土中部即出現(xiàn)“鼓肚子”現(xiàn)象,從而導(dǎo)致整體坍塌,即使底部采用3皮袋裝黏土,最高堆碼高度也無法超過6 m。究其失穩(wěn)原理與砌體結(jié)構(gòu)在無構(gòu)造柱及圈梁的條件下失穩(wěn)原理一致。因此筆者認為袋裝黏土作為膜下保護層的做法不可取,即使一時立穩(wěn),在填埋場運行過程中也存在極大安全隱患。筆者建議改用噴錨支護或素噴等方法作處理較為合適。
用不銹鋼螺栓固定土工膜的做法較為普遍,但筆者觀察發(fā)現(xiàn)該方法存在一定的風(fēng)險。由于螺栓穿膜后土工膜留下的破洞邊緣不可能與螺桿能形成緊密結(jié)合,雖然一般都加了HDPE材質(zhì)的墊片,沿螺桿一圈的滲漏還是無法有效避免,如果螺桿上又加了HDPE材質(zhì)的壓條,并將壓條與基膜焊接,這個方法確實能對滲漏起到一定的效果,但由于在邊坡上要打成一條直線的螺栓孔難度很大,再加上壓條與基膜焊接的可靠性不高,因此實際操作的難度較大,效果不理想,對于需要螺栓來承擔(dān)土工膜自重的洞口,土工膜在自重的作用下基本都會出現(xiàn)徐變的情況,導(dǎo)致洞口不斷增大,造成安全隱患。筆者認為螺栓改用長腳平扣釘,并用打補丁的方式將光面HDPE土工膜焊于基膜上的做法較為合適。
山谷型垃圾填埋場邊坡類型多樣,規(guī)范對于復(fù)雜邊坡處理也無統(tǒng)一做法,規(guī)范中現(xiàn)有的對邊坡防滲系統(tǒng)設(shè)置要求在山谷型填埋場的設(shè)計過程中很少能對號入座,因此在工程設(shè)計中需聯(lián)合水利、巖土等多專業(yè)共同應(yīng)對。
[1]杜佳靖,王峰青.山谷型垃圾填埋場設(shè)計探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2005,13(3):53-54.