盧圣良，羅衛(wèi)華

（1.廣州中和環(huán)境科技有限公司，廣東 廣州 510000；2.廣東省建筑設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 項目概況

廣州市某生活垃圾衛(wèi)生填埋場位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)興豐村，建成于2002年，總面積為92 hm2。伴隨著廣州李坑生活垃圾衛(wèi)生填埋場、大田山生活垃圾衛(wèi)生填埋場等相繼封場，該生活垃圾衛(wèi)生填埋場成為廣州市中心城區(qū)唯一的生活垃圾衛(wèi)生填埋場[1]。2013年，為破解“垃圾圍城”的困境，緩解中心城區(qū)生活垃圾的處理壓力，確保生活垃圾處理的可持續(xù)性，需對廣州市中心城區(qū)唯一的生活垃圾衛(wèi)生填埋場所進行擴容建設(shè)[2]。為達到增加垃圾填埋庫容的目的，需要充分利用場地紅線范圍內(nèi)的現(xiàn)狀山體，抬高填埋區(qū)周邊道路標高，并將場內(nèi)填埋區(qū)的南部擋壩加高。

2 擋壩選址方案論證

2.1 加高擋壩方案一——清理存量垃圾

在現(xiàn)有滲濾液處理廠不搬遷的情況下，要加高垃圾擋壩，需清理第六填埋區(qū)已經(jīng)填埋的存量垃圾（圖1）。

圖1 第六填埋區(qū)存量垃圾分布

2.2 加高擋壩方案二——不清理存量垃圾，異地重建滲濾液廠

在不清理轉(zhuǎn)運現(xiàn)狀已填埋垃圾的情況下，加高垃圾擋壩，需拆遷南部的滲濾液處理廠[3]（圖2）。

圖2 第六填埋區(qū)壩體加高剖面

2.3 方案確定

經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)原有壩體已經(jīng)存在滑坡現(xiàn)象[3]，在對壩體進行加高的同時，必須對原有的擋壩進行相應(yīng)的加固。

方案一：加高南部擋壩壩體，清理存量垃圾。存量垃圾平面投影占地面積達5.7萬m2，預(yù)測垃圾量約為118.6萬m3，垃圾數(shù)量巨大，無處進行堆放。同時，清運工作容易破壞防滲系統(tǒng)，導(dǎo)致滲濾液下滲，污染地下水等，存在很大的環(huán)境污染風險。

方案二：對原擋壩進行加固后，在其基礎(chǔ)上加高壩體，無須清運大量的垃圾，對原有防滲系統(tǒng)基本沒有影響，不存在環(huán)境污染的風險。另外，滲濾液處理廠占地面積不大，可在場內(nèi)選址重建。

經(jīng)綜合比較后，選用方案二。

3 擋壩設(shè)計

3.1 地形地貌

壩址處為較開闊“U”字形谷，右岸山體較單薄，山勢較緩，其下游為垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池；左岸山體較雄厚，山坡坡度為30°~40°。右岸山脊走向為東北向，呈長條形；左岸山脊走向大致呈正北向。

3.2 地層巖性及風化深度

地層巖性主要為硬塑砂質(zhì)黏土和混合花崗巖。

兩岸山體地質(zhì)情況從上至下可分為：硬塑砂質(zhì)黏土8 m，承載力220 kPa；全風化混合花崗巖9 m，承載力350 kPa；強風化混合花崗巖12 m，承載力700 kPa；下部為中風化巖，承載力2000 kPa。兩岸弱風化帶頂面埋深為17~29 m。

河谷地質(zhì)情況從上至下可分為：硬塑砂質(zhì)黏土4 m，全風化混合花崗巖2 m，強風化混合花崗巖0~10 m，下部為中風化巖。河床弱風化頂面埋深6~16 m。

3.3 壩型比選

壩軸線剖面呈較開闊的“U”形，中風化帶頂面埋深兩岸為20~29 m，河谷段為6~16 m。由于兩岸山體均較低矮，右岸長條形山體較為單薄，并且其下游存在一處由人工開挖而形成的垃圾滲濾液調(diào)節(jié)池，若要建拱壩，左、右岸需設(shè)置剛性混凝土墩體并用素混凝土填平現(xiàn)有調(diào)節(jié)池來彌補地形上的不足，因此，壩址所處地形不適合建拱壩。

如果建重力壩攔渣，地基持力層需置于強風化混合花崗巖層中部，岸坡段需下挖17 m，河谷段需下挖10 m，開挖量和施工難度都較大。

當?shù)夭牧蠅螌Φ鼗蟮?，壩基可置于未擾動砂質(zhì)黏土層上，開挖對周邊已建設(shè)施影響最小，施工簡單。加之當?shù)乜晒┲蔚奶烊皇县S富，從工程安全性、施工進度和工程造價的角度出發(fā)，壩型推薦采用當?shù)夭牧蠅巍?/p>

目前，當?shù)貕涡头桨赣卸咽瘔?、風化料分區(qū)壩、混凝土重力壩、混凝土拱壩和加筋土壩5種方案，以下為5種壩型方案的比較分析。

（1）壩型布置方面，堆石壩及風化料分區(qū)壩體型較大。

（2）地形、地質(zhì)方面，混凝土重力壩及混凝土拱壩對地基要求較高，地基需置于中風化巖中部，基礎(chǔ)開挖量最大，且開挖對周邊建筑物影響最大。而加筋土壩、堆石壩及風化料分區(qū)壩對地基要求較低，只需基面清除填埋垃圾及表層松土后即可筑壩。

（3）主體工程施工工期方面，重力壩方案可選用碾壓工藝，從而縮短工期。

（4）施工對環(huán)境的影響方面，堆石壩需開采大量石料，對環(huán)境影響最大，風化料分區(qū)壩次之。重力壩由于基礎(chǔ)開挖爆破石方，對周邊建筑物產(chǎn)生的影響較大。拱壩方案為抵抗重力墩傳導(dǎo)的下滑力，需將下游調(diào)節(jié)池填平并加建重力墩和傳力墩，對周邊影響大。

（5）投資方面，風化料分區(qū)壩方案投資最小，其次為加筋土壩、堆石壩、混凝土重力壩、混凝土拱壩。

綜上所述，5種方案的壩型布置對垃圾填埋的影響相差不大。造價方面，混凝土重力壩、混凝土拱壩的投資較大，因此推薦選擇加筋土壩、堆石壩及風化料分區(qū)壩。

而風化料分區(qū)壩的占地面積最大，需要全部搬遷滲濾液廠，在工期上不能滿足要求。在用地面積相同的情況下，相比加筋土壩，堆石壩壩基的占地面積較大，會導(dǎo)致配電房、提升井等構(gòu)筑物的面積被占用，因此推薦選擇加筋土壩方案。

3.4 擋壩的穩(wěn)定性計算

南側(cè)擋壩設(shè)計高度為35 m，采用分級放坡，每10 m高設(shè)一處2 m寬的平臺，根據(jù)現(xiàn)場地形，坡率采用1:1，壩體內(nèi)設(shè)置土工格柵，壩體采用砂質(zhì)黏性土壓實堆填而成[4]，壩體及垃圾土體力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 力學(xué)參數(shù)

應(yīng)用巖土軟件進行邊坡穩(wěn)定分析，得到正常條件下壩體整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.319（≥1.20），地震條件下壩體整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.187（≥1.10），兩者均滿足最小安全系數(shù)要求，如圖3、圖4所示。由此可以看出，南側(cè)擋壩穩(wěn)定性能夠滿足要求。

圖3 正常條件下壩體整體穩(wěn)定安全系數(shù)

圖4 地震條件下壩體整體穩(wěn)定安全系數(shù)

3.5 垃圾填埋堆體的穩(wěn)定性計算及控制措施

垃圾填埋堆體采用1:3放坡，每坡高10 m處設(shè)置一個寬3 m的平臺，要求垃圾填埋時應(yīng)分層回填壓實。垃圾土體的力學(xué)參數(shù)如表1所示，可計算得出在正常條件下和地震條件下垃圾填埋堆體的穩(wěn)定安全系數(shù)分別為1.460（≥1.20）及1.342（≥1.10），故垃圾填埋堆體穩(wěn)定性能滿足要求。

同時，可通過以下措施，控制和降低垃圾填埋堆體的水位，進一步提高垃圾填埋堆體的穩(wěn)定性和安全性[5]。

（1）設(shè)置壩腳滲濾液導(dǎo)排系統(tǒng)，控制壩腳水位。所有滲濾液導(dǎo)排主管穿壩后進入壩體南部新建的滲濾液提升池，通過池內(nèi)的潛污泵提升到滲濾液調(diào)節(jié)池。

（2）設(shè)置分層水平導(dǎo)排盲溝及深層抽排豎井，形成有效的立體導(dǎo)排系統(tǒng)，控制和降低垃圾填埋堆體水位，確保垃圾填埋堆體的安全。

（3）結(jié)合水位控制措施，實施深部填埋氣導(dǎo)排，提高填埋氣收集率，控制與消減溫室氣體及臭氣。

4 工程經(jīng)驗總結(jié)

（1）對垃圾填埋場進行擴容時，應(yīng)盡量避免搬遷現(xiàn)狀已填埋的存量垃圾，從而減少環(huán)境污染。

（2）對垃圾填埋場進行擴容改造時，應(yīng)注意控制垃圾填埋堆體的水位及堆體的穩(wěn)定安全，結(jié)合場內(nèi)地形選擇最優(yōu)的堤壩改造方案。

（3）從工程安全、施工進度和工程造價的角度出發(fā)，壩型推薦采用當?shù)夭牧蠅?，并盡量降低對現(xiàn)狀垃圾填埋堆體的影響。

5 結(jié)語

垃圾填埋場是垃圾處理最終端的兜底設(shè)施，具有處理費用低廉、抗沖擊負荷強、處理量大和處理徹底等優(yōu)點，在我國眾多城市得到了廣泛的應(yīng)用。在全國各大城市生活垃圾大幅增加的背景下，垃圾填埋場擴容問題日益突出，因此，本文通過對廣州市某生活垃圾衛(wèi)生填埋場擴容建設(shè)進行探討，以期為今后相關(guān)工程提供參考。