吳世強(qiáng)

（中城科技（深圳）有限公司上海分公司，上海 200051）

近些年來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程越來(lái)越快，很多城市原有的舊簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)所在區(qū)域劃分為城市規(guī)劃建設(shè)用地，將來(lái)在其周邊將建設(shè)中小學(xué)以及居民小區(qū)等環(huán)境敏感因素。然而因歷史原因，許多舊簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)在建場(chǎng)時(shí)未做防滲處理，在封場(chǎng)時(shí)也僅采用黏土覆蓋的簡(jiǎn)易封場(chǎng)方法，對(duì)周邊環(huán)境造成了巨大威脅。由此可見(jiàn)，對(duì)城市舊簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)再次進(jìn)行規(guī)范性封場(chǎng)具有較大的現(xiàn)實(shí)需求。

1 工程概況

該市舊垃圾填埋場(chǎng)占地面積約4.3公頃，垃圾主要堆積范圍面積約3.6公頃，庫(kù)容98.55萬(wàn)m3，垃圾堆體高度約為33m，原生活垃圾日處理量為100t/d。該垃圾填埋場(chǎng)分三期建設(shè)，一期1985年3月—1994年12月，二期1995年1月—2003年5月，三期2003年6月—2015年12月，之后停止運(yùn)營(yíng)，使用年限為27a。截至2018年，填埋場(chǎng)已經(jīng)停止運(yùn)營(yíng)近5年時(shí)間，垃圾填埋場(chǎng)停止運(yùn)營(yíng)后覆土厚度平均1.5m。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，該垃圾填埋場(chǎng)部分垃圾裸露，輕質(zhì)垃圾四處飄散，同時(shí)垃圾臭氣四溢，滋生蚊蠅及鼠類，對(duì)周圍衛(wèi)生環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，圖1為該垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地污染現(xiàn)狀。

圖1 場(chǎng)地污染現(xiàn)狀

該舊垃圾填埋場(chǎng)雖已停用5a，根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研情況分析，存在以下問(wèn)題：

1）垃圾直接自然堆放，未經(jīng)過(guò)壓實(shí)、日覆蓋等方式進(jìn)一步處理，同時(shí)存在污泥直接傾倒現(xiàn)象，污泥暴露在空氣中，蚊蠅滋生，污染大氣，嚴(yán)重危害人體健康。

2）未設(shè)置防滲措施，未做滲濾液收集處理。原有截洪溝被垃圾掩埋，雨污分流作用完全喪失，地表水流入垃圾堆體后，產(chǎn)生大量滲濾液，污染地下水體和土壤。

3）填埋氣（沼氣）直排，無(wú)任何收集和處置措施，對(duì)周圍居民的安全構(gòu)成潛在威脅。

由于上述填埋場(chǎng)場(chǎng)地污染情況，使得其與周邊環(huán)境及發(fā)展規(guī)劃無(wú)法協(xié)調(diào)，嚴(yán)重破壞土地的價(jià)值，不利于當(dāng)?shù)赝恋刭Y源的釋放與利用。且該填埋場(chǎng)所在區(qū)域成為城市規(guī)劃建設(shè)用地，其片區(qū)控規(guī)已完成，中學(xué)預(yù)計(jì)在兩年內(nèi)建設(shè)完成，同時(shí)將在學(xué)校附近建設(shè)居民小區(qū)與商業(yè)區(qū)，因而填埋場(chǎng)封場(chǎng)整治行動(dòng)勢(shì)在必行。

2 堆體檢測(cè)及地質(zhì)勘查

為了更加清楚了解和掌握填埋場(chǎng)垃圾堆體內(nèi)部的具體情況，除地質(zhì)勘測(cè)外，本工程還對(duì)該垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行了3D檢測(cè)的工作，檢測(cè)項(xiàng)目包括堆體幾何參數(shù)、堆體氣固液三相分布和垃圾滲濾液通道等。

該市舊垃圾填埋場(chǎng)項(xiàng)目檢測(cè)所使用的技術(shù)為增強(qiáng)型3D掃描探測(cè)技術(shù)（基于高密度電阻率法、地質(zhì)雷達(dá)法、多頻電磁法等），是一種高密度電阻率法為主、地質(zhì)雷達(dá)法與多頻電磁法為輔的高精度探測(cè)技術(shù)，高密度電阻率法是一種在方法技術(shù)上有較大進(jìn)步的電阻率法。就其原理而言，它與常規(guī)電阻率法完全相同。高密度電阻率法實(shí)際上是一種陣列勘探方法、野外測(cè)量時(shí)只需將全部電極（幾十至上百根）置于測(cè)點(diǎn)上、然后利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測(cè)儀便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動(dòng)采集，當(dāng)將測(cè)量結(jié)果送入微機(jī)后，還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并給出關(guān)于地電斷面分布的各種圖示結(jié)果，檢測(cè)方法如圖2所示。

圖2 檢測(cè)方法示意圖

經(jīng)檢測(cè)結(jié)果，舊垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的滲濾液通道，但存在滲濾液在場(chǎng)地聚集現(xiàn)象；填埋場(chǎng)垃圾埋深最深處為33m，與相關(guān)地勘結(jié)果一致。檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。

圖3 檢測(cè)結(jié)果示意圖

圖例說(shuō)明：線型1包圍區(qū)域?yàn)樘盥駡?chǎng)范圍，線型2包圍區(qū)域?yàn)楹后w的平面位置，線型3包圍區(qū)域?yàn)闈B濾液聚集區(qū)。

3 項(xiàng)目總體方案

綜合考慮到當(dāng)?shù)匾?guī)劃要求及填埋場(chǎng)對(duì)周邊環(huán)境的影響，現(xiàn)對(duì)舊垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范封場(chǎng)處理，其方案內(nèi)容如下。

3.1 分區(qū)設(shè)計(jì)

該市舊垃圾填埋場(chǎng)于1985年開始建設(shè)，至2012年停止使用，期間共分為三期建設(shè)，不同時(shí)期建設(shè)區(qū)域垃圾堆放年限不同，地形也不同；考慮到垃圾填埋場(chǎng)整治的難易與經(jīng)濟(jì)的適用性，現(xiàn)將垃圾填埋場(chǎng)分為A、B、C三區(qū)，并適當(dāng)擴(kuò)大填埋場(chǎng)整治面積，降低整治風(fēng)險(xiǎn)。A區(qū)為一期建設(shè)填埋所形成的區(qū)域，該地區(qū)相對(duì)平坦，處于填埋場(chǎng)西南方向，垃圾堆放年限較長(zhǎng)，物化性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定；B、C區(qū)為二、三期建設(shè)填埋所形成的區(qū)域，該地區(qū)為斜坡，西南往東北地勢(shì)增高，直至地勢(shì)最高點(diǎn)后漸于平緩。

完成分區(qū)后，可根據(jù)不同的區(qū)域進(jìn)行堆體整形、整治，有利于工程項(xiàng)目的實(shí)施，在達(dá)到整治要求的條件下，降低整治難度與成本。

3.2 堆體整形

（1）A區(qū)

A區(qū)處于填埋場(chǎng)入口處，地勢(shì)較低且平坦，若是將其整形成堆體邊坡，則需大量的填方，且工程量太大，故該區(qū)按堆體頂面的方式進(jìn)行整形。整形時(shí)，該區(qū)坡度不宜小于5%，且不宜大于10%，由中心向四周進(jìn)行放坡，與堆體斜坡B區(qū)形成一條地勢(shì)最低點(diǎn)溝渠，該渠可作為填埋場(chǎng)的坡腳排水溝。

（2）B區(qū)

B區(qū)為填埋場(chǎng)堆體斜坡，其自然坡度在（1∶1.1）～（1∶3），為保證封場(chǎng)后堆體的穩(wěn)定性，需對(duì)B區(qū)進(jìn)行放坡處理。先采用雜填土對(duì)邊坡進(jìn)行修整，其修整設(shè)計(jì)應(yīng)滿足封場(chǎng)覆蓋層的鋪設(shè)和封場(chǎng)后生態(tài)恢復(fù)與土地利用的要求。再結(jié)合封場(chǎng)規(guī)范對(duì)填埋場(chǎng)邊坡、頂部坡度和臺(tái)階高差的要求，將B區(qū)邊坡坡度整形為（1∶3）～（1∶10），邊坡設(shè)置一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)寬為3m。

（3）C區(qū)

C區(qū)北面靠近山坡巖石，為填埋場(chǎng)堆體頂部，地勢(shì)處于填埋區(qū)最高點(diǎn)。根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB51220—2017）中要求，堆體頂部整形坡度宜為5%～10%。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形情況，該區(qū)設(shè)置坡度為5%～10%，由坡頂中心位置向四周放坡，場(chǎng)地分區(qū)圖如圖4所示。

圖4 場(chǎng)地分區(qū)圖

3.3 封場(chǎng)覆蓋工程

本封場(chǎng)覆蓋方案設(shè)計(jì)從下往上依次為排氣層、防滲層、排水層和植被土層，封場(chǎng)覆蓋方案如圖5所示。

圖5 封場(chǎng)覆蓋方案

3.3.1 排氣層

排氣盲溝設(shè)計(jì)：將堆體頂部原有黏土層挖開，其挖開寬度為800mm，在該寬度下將垃圾層挖成斷面為長(zhǎng)×高為800mm×500mm的長(zhǎng)方形，將孔徑為20～40mm的碎石（碎石不應(yīng)使用石灰石）鋪設(shè)至斷面。碎石用土工濾網(wǎng)包裹，濾網(wǎng)規(guī)格為200g/m2，孔徑小于碎石的最小粒徑，最后回填黏土至原來(lái)標(biāo)高。每40m鋪設(shè)一條平行導(dǎo)氣盲溝，交叉處盲溝所成角為60°，三條不同角度的導(dǎo)氣盲溝形成等邊三角形。

3.3.2 防滲層

防滲層采用1.5mm厚雙糙面HDPE膜，HDPE膜上鋪設(shè)規(guī)格為300g/m2無(wú)紡?fù)凉げ迹は聻樵懈采w黏土層。在堆體整形過(guò)程中，某些區(qū)域由于整形導(dǎo)致黏土層較薄，已不能作為保護(hù)層，因此在黏土層上鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉げ迹?00g/m2）作為第二保護(hù)層。為防止封場(chǎng)后的HDPE膜因摩擦力不夠而脫落，HDPE膜在填埋場(chǎng)四周以及邊坡中間平臺(tái)應(yīng)分別進(jìn)行錨固，錨固HDPE膜搭接重合寬度大于0.3m。

3.3.3 排水層

由于堆體坡頂（C區(qū)）和填埋場(chǎng)入口處（A區(qū)）坡度小，采用厚度為7.5mm的復(fù)合排水網(wǎng)排水效果相比使用粒徑20～40mm碎石較差，故A區(qū)與C區(qū)排水層使用碎石進(jìn)行鋪設(shè)；堆體邊坡（B區(qū)）復(fù)合土工排水網(wǎng)進(jìn)行鋪設(shè)。A區(qū)與C區(qū)碎石鋪設(shè)厚度為300mm，碎石層上部鋪設(shè)規(guī)格為200g/m2土工濾網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)；B區(qū)復(fù)合土工排水網(wǎng)鋪設(shè)厚度為7.5mm，搭接重疊寬度至少為300mm，每隔500mm進(jìn)行塑料繩拴接。

3.3.4 植被土層

植被土層鋪設(shè)在排水層上保護(hù)層上，厚度為500mm的黏土，分層鋪蓋并壓實(shí)，壓實(shí)度不宜小于80%；再鋪上厚度200mm的植物營(yíng)養(yǎng)層，最后進(jìn)行植物的栽種。

3.4 地下水污染控制工程

3.4.1 垂直防滲平面設(shè)計(jì)

根據(jù)《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)封場(chǎng)技術(shù)規(guī)范》（GB51220—2017）中規(guī)定，地下水受填埋場(chǎng)污染時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果，確定污染的原因和程度，有針對(duì)性地選擇合適的控制措施。下列有三種方案可作為垂直防滲的布置方法：

方案一：在垃圾堆體四周設(shè)置垂直防滲；

方案二：在垃圾堆體所在區(qū)域地下水流向的上游設(shè)置垂直防滲；

方案三：在垃圾堆體所在區(qū)域地下水流向的下游設(shè)置垂直防滲，并在垂直防滲設(shè)施內(nèi)側(cè)（靠垃圾堆體的一側(cè)）實(shí)施地下水抽排。

綜上所述，由于該垃圾填埋場(chǎng)周圍建有學(xué)校，且地下地質(zhì)條件受多種因素影響，為了消除隱患，本項(xiàng)目采用方案一：在垃圾堆體四周設(shè)置垂直防滲墻，防滲墻至隔水層（中風(fēng)化花崗巖層）內(nèi)2m深度，使其形成一個(gè)全封閉的垂直防滲系統(tǒng)。

3.4.2 垂直防滲豎向設(shè)計(jì)

由于垂直防滲墻需設(shè)置在隔水層下2m處，而中風(fēng)化花崗巖層可視為隔水層，因此防滲墻的設(shè)置平均深度為22m，具體需根據(jù)不同的位置進(jìn)行不同深度的設(shè)置。

3.4.3 壓密注漿施工方法

其具體施工如下：

①注漿孔距0.8m，排距0.6m，等腰三角形布設(shè)成兩排，鉆孔孔徑（直徑d）為168mm。

②注漿孔內(nèi)注入封閉泥漿，注漿孔垂直度偏差應(yīng)小于1%。

③待封閉泥漿凝固后，捅去注漿管的活絡(luò)堵頭，然后提升注漿管自下向上或自上向下對(duì)地層注入水泥漿液，注漿管每次上拔高高度0.5m。

④按跳孔間隔注漿方式，并采用先外排后內(nèi)排的注漿施工方法。

如圖6為壓密注漿示意圖。該方式形成的防滲墻厚度至少為700mm。

圖6 壓密注漿示意圖

3.5 地表水導(dǎo)排工程

填埋場(chǎng)地表水導(dǎo)排設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)兩大作用，分別為：一是阻礙場(chǎng)區(qū)外地表水流入場(chǎng)區(qū)內(nèi)；二是防止場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表水匯聚于場(chǎng)區(qū)沖刷封場(chǎng)覆蓋土。因此在封場(chǎng)覆蓋后的填埋場(chǎng)設(shè)置排水溝。排水溝設(shè)置情況分別如下：

（1）在場(chǎng)區(qū)中間平臺(tái)內(nèi)側(cè)修建平臺(tái)排水溝。該排水溝采用矩形明溝，混凝土結(jié)構(gòu)，溝寬400mm，深400mm。平臺(tái)排水溝主要利用中間平臺(tái)的坡度，在重力作用下，經(jīng)中間平臺(tái)內(nèi)平臺(tái)排水溝收集到的地表水由中間朝兩邊流向坡腳排水溝內(nèi)。

（2）在填埋場(chǎng)四周修建坡腳排水溝。坡腳排水溝分為兩個(gè)部分：第一部分為防止場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表水沖刷覆蓋土層，在A區(qū)與B區(qū)的交接處修建坡腳排水溝；該處排水溝采用矩形明溝，溝寬400mm，深600mm；第二部分為防止填埋場(chǎng)周邊地表水流向場(chǎng)區(qū)，在填埋場(chǎng)四周修建坡腳排水溝；排水溝采用矩形明溝，混凝土結(jié)構(gòu)，溝寬400mm，深400mm。

3.6 填埋氣收集處理工程

本填埋場(chǎng)填埋氣收集處理工程位于規(guī)劃區(qū)內(nèi)，封場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)與規(guī)劃相協(xié)調(diào)，因此本工程填埋氣體導(dǎo)排系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用水平導(dǎo)氣盲溝、導(dǎo)排豎井和輸送管道組成的填埋氣體收集系統(tǒng)。

填埋氣導(dǎo)排豎井的布置位置在水平導(dǎo)氣盲溝交匯處，其導(dǎo)氣方式為：垂直豎井導(dǎo)排、堆體內(nèi)粗大建筑垃圾、水平導(dǎo)氣盲溝三者相結(jié)合。導(dǎo)氣豎井通過(guò)鉆孔設(shè)置，鉆孔深度為15～28m，以距離填埋場(chǎng)底部5m以內(nèi)為宜，具體鉆孔體深度還需根據(jù)檢測(cè)的垃圾堆體填埋高度來(lái)進(jìn)一步確定。鉆孔孔徑為800mm，鉆孔后放置外包200g/m2土工濾網(wǎng)的HDPE導(dǎo)排花管（DN200）作為填埋氣體垂直排放井，導(dǎo)排管上端不開孔，下端宜用長(zhǎng)條形孔，且開孔率大于2%，四周宜用級(jí)配碎石填充。在導(dǎo)氣管上端鋪設(shè)1m厚的黏土，黏土高度應(yīng)與垃圾堆體表層高度相同，因此垃圾堆體表層進(jìn)行壓實(shí)覆蓋，以達(dá)到防滲的目的。

填埋氣導(dǎo)排豎井的設(shè)置間距為50m左右，導(dǎo)排豎井之間的相互位置呈等邊三角形形狀，共設(shè)置17個(gè)導(dǎo)排豎井。導(dǎo)排豎井與DN200的HDPE橫向輸氣干管之間由DN100的輸氣支管相連，在連接管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥。將輸氣管敷設(shè)在土層下，輸氣支管的位置在填埋氣導(dǎo)排豎井形成的等邊三角形中心平行線位置，確保氣體進(jìn)入輸氣支管距離相等。最后輸氣支管接入輸氣主管，輸氣支管上布設(shè)氧含量監(jiān)測(cè)報(bào)警儀，確保填埋氣體中氧含量達(dá)到安全限值，將填埋氣抽入燃燒裝置進(jìn)行燃燒。

3.7 滲濾液導(dǎo)排處理工程

為了使?jié)B濾液更順暢地從堆體中導(dǎo)出，又能防止其從垃圾堆體的邊坡析出，本工程采取滲濾液導(dǎo)排盲溝和滲濾液導(dǎo)排豎井進(jìn)行收集。

3.7.1 滲濾液導(dǎo)排盲溝

根據(jù)填埋場(chǎng)現(xiàn)狀，填埋場(chǎng)導(dǎo)排盲溝位置設(shè)置在B區(qū)標(biāo)高位于230～231m處，其設(shè)置在垃圾堆體內(nèi)部，距表面深度約1 000mm。導(dǎo)排盲溝的高為500mm，底寬為600mm，頂寬為800mm；盲溝內(nèi)填粒徑為20～30mm的碎石，粒徑按上細(xì)下粗設(shè)置；盲溝內(nèi)鋪設(shè)DN200的開孔HDPE花管，溝外包200g/m2土工濾網(wǎng)以防淤堵。

3.7.2 滲濾液導(dǎo)排豎井

根據(jù)檢測(cè)成果說(shuō)明，舊簡(jiǎn)易垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的滲濾液通道，但部分區(qū)域存在滲濾液聚集，由于已設(shè)填埋氣導(dǎo)排豎井基本布滿填埋場(chǎng)，且該填埋場(chǎng)部分填埋氣導(dǎo)排豎井符合滲濾液導(dǎo)排的共用條件（垃圾層厚度較深、該位置聚集了大量的滲濾液、該點(diǎn)在垃圾層屬地勢(shì)低點(diǎn)）。因此，滲濾液導(dǎo)排豎井與填埋氣導(dǎo)排豎井共用。

在導(dǎo)排豎井底部放入防爆深井泵，通過(guò)液位開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)啟停，將堆體內(nèi)的滲濾液進(jìn)行抽排；深井泵共3臺(tái)。深井泵抽排后的滲濾液經(jīng)導(dǎo)排支管收集匯聚于滲濾液輸送管。滲濾液輸送管沿地面敷設(shè)，主要將抽排的滲濾液匯至滲濾液收集池。

3.7.3 生態(tài)恢復(fù)及土地利用

本項(xiàng)目建設(shè)前為垃圾填埋場(chǎng)，其垃圾隨意堆放不僅造成周圍環(huán)境的污染，而且嚴(yán)重影響了區(qū)域景觀的美感。垃圾填埋場(chǎng)經(jīng)過(guò)封場(chǎng)后，需要對(duì)其實(shí)施生態(tài)恢復(fù)。生態(tài)恢復(fù)所用的植物類型宜選擇淺根系的灌木和草本植物，以保證封場(chǎng)防滲膜不受損害。

4 效益分析

本項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于保護(hù)土地資源，利用土地資源建設(shè)主題公園，對(duì)居民身心健康有著極大的意義；本項(xiàng)目的實(shí)施還減少了蚊蟲傳染，防止?jié)B濾液污染地下水，對(duì)居民身體健康效益很大；此外，在封場(chǎng)完成后需3人進(jìn)行維護(hù)管理，為該市居民增加了就業(yè)機(jī)會(huì)。