潘 毅

(福州市第三建筑工程公司，福建 福州 350011)

0 引言

隨著我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)力度的不斷加強(qiáng)，人們對(duì)生活和工業(yè)垃圾填埋場(chǎng)中的雨污分流技術(shù)越來(lái)越重視[1]。雨污分流是一種通過(guò)不同的輸送管道將雨水和污水分開并進(jìn)行后處理的排污方式。通過(guò)雨污分流，可以將雨水通過(guò)雨水管網(wǎng)直接排到河道或進(jìn)行收集處理從而提高地表水的使用效益。與此同時(shí)，污水也在集中收集之后避免了對(duì)地下管道以及地下水等方面的污染，進(jìn)而節(jié)約了處理成本。然而，在雨污分流的研究上國(guó)外開展得相對(duì)較早，技術(shù)也較為成熟。相比之下，我國(guó)在該領(lǐng)域的開展時(shí)間較晚，技術(shù)上仍然存在較大的缺陷。特別是我國(guó)很長(zhǎng)一段時(shí)間沒有對(duì)生活垃圾進(jìn)行分類，這給垃圾填埋場(chǎng)的雨污分流帶來(lái)了巨大的困難。鑒于我國(guó)的實(shí)際情況，照搬國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并不能滿足我國(guó)社會(huì)的基本需求[2]。因此，如何充分結(jié)合我國(guó)基本國(guó)情提出最科學(xué)、最合適的垃圾填埋場(chǎng)雨污分流施工技術(shù)是十分必要的[3]。

1 案例介紹

位于福州市晉安區(qū)新店鎮(zhèn)的紅廟嶺二期生活垃圾填埋場(chǎng)是典型的山谷型填埋場(chǎng)，其占地面積約為26萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)日處理垃圾600 t，日產(chǎn)垃圾滲濾液為120 t。目前該填埋場(chǎng)急需擴(kuò)容處理，涉及的工程主要包括填埋場(chǎng)土方工程、排水溝、截洪溝、滲濾液導(dǎo)排、雨污水管道、檢查井、集水井、閥門井、電力電纜等。對(duì)于整個(gè)工程項(xiàng)目而言，雨污分流施工技術(shù)以及土工膜施工質(zhì)量將會(huì)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的施工效果產(chǎn)生決定性的影響，其施工質(zhì)量也是避免填埋場(chǎng)對(duì)地表水以及附近土壤造成污染的關(guān)鍵所在?；诖?，本文將以該生活垃圾填埋場(chǎng)為案例，提出雨污分流施工技術(shù)以及針對(duì)土工膜施工質(zhì)量的控制措施，以期達(dá)到為其他類似工程項(xiàng)目提供借鑒作用的目的。

2 垃圾填埋場(chǎng)雨污分流總體思路

在實(shí)際工程中，不管是生活垃圾還是工業(yè)垃圾，通過(guò)填埋方式進(jìn)行處理是當(dāng)前我國(guó)最重要的垃圾處理方式。這些垃圾通常都具有一定的危害性，一旦垃圾填埋場(chǎng)堆滿后，需要對(duì)其進(jìn)行覆蓋處理以避免地下水以及地表遭到垃圾固體污染物的污染[4]。截至目前，采用高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，HDPE)土工膜對(duì)垃圾填埋場(chǎng)實(shí)施覆蓋是常用的手段之一?；诖耍竟こ贪咐捎肏DPE土工膜進(jìn)行覆蓋。通過(guò)土工膜覆蓋的方式可以有效避免地表的雨水和污水進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)部，從而有效控制滲濾液的處理量及其成本[5]。本案例的雨污分流具體操作流程為：推平壓實(shí)垃圾→鋪蓋土工膜→土工膜四周焊接→四周膨脹錨栓固定→氣壓檢測(cè)。總體思路流程：雨水、污水→導(dǎo)流溝→切換井→監(jiān)測(cè)達(dá)標(biāo)→截洪溝→排出垃圾填埋場(chǎng)。

3 垃圾填埋場(chǎng)雨污分流系統(tǒng)的構(gòu)成

垃圾填埋場(chǎng)雨污分流系統(tǒng)整體上可以分為三大環(huán)節(jié)，分別為地表水、地下水以及滲濾液的收集及導(dǎo)排系統(tǒng)。下面以紅廟嶺二期生活垃圾填埋場(chǎng)擴(kuò)容工程項(xiàng)目為案例分別對(duì)這三個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3.1 地表水收集導(dǎo)排系統(tǒng)

地表水的收集導(dǎo)排系統(tǒng)在雨季會(huì)顯得尤為重要。本工程案例位于福建省福州市晉安區(qū)，雨季較長(zhǎng)且集中，因此對(duì)地表水收集系統(tǒng)的要求也更為嚴(yán)格。地表水收集導(dǎo)排系統(tǒng)主要包括有：四周邊坡及場(chǎng)外雨水收集導(dǎo)排、中間覆蓋面雨水收集導(dǎo)排、作業(yè)面雨水收集導(dǎo)排以及封場(chǎng)面雨水收集導(dǎo)排四部分[6]。

3.2 地下水收集導(dǎo)排系統(tǒng)

在本工程的施工過(guò)程中，集中且較長(zhǎng)的雨季導(dǎo)致地下水位的升高，而較高的地下水位容易對(duì)填埋場(chǎng)場(chǎng)底的穩(wěn)定性產(chǎn)生危害。因此，該垃圾填埋場(chǎng)的地下水導(dǎo)排系統(tǒng)必須在擁有收集導(dǎo)排地下水和下滲地表水的同時(shí)具備防堵塞的能力。為此，本工程案例采用了地下盲溝和土工復(fù)合排水網(wǎng)導(dǎo)流層兩種處理方式。對(duì)于庫(kù)區(qū)邊坡的地下水，則采用系統(tǒng)的導(dǎo)排設(shè)施進(jìn)行處理，具體包括碎石盲溝+土工排水網(wǎng)絡(luò)+HDPE穿孔管。其中，穿孔管需要與庫(kù)區(qū)底部的主導(dǎo)排管進(jìn)行連接，從而將采集到的雨水輸送到主導(dǎo)排管中。

3.3 滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)

對(duì)于滲濾液的導(dǎo)排，本案例采取了兩種導(dǎo)排方式：垂直方向上的導(dǎo)排系統(tǒng)和水平方向上的導(dǎo)排系統(tǒng)。在水平方向上，垃圾堆內(nèi)部產(chǎn)生的滲濾液先逐漸滲透到底部，然后再通過(guò)碎石盲溝進(jìn)行收集，將收集的滲濾液導(dǎo)排至污水處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理后排放至附近的河流中。而垂直方向的導(dǎo)排系統(tǒng)則設(shè)計(jì)了第一水泥攪拌樁墻體和排液管道。其中，第一水泥攪拌樁墻體立設(shè)于垃圾填埋場(chǎng)的周邊，而排液管道設(shè)置于第一水泥攪拌樁墻體的側(cè)立面。在二者的接觸壁上則設(shè)有若干個(gè)縱向排列的流入孔以供滲濾液的流入[7]。

4 垃圾填埋場(chǎng)施工關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于垃圾填埋場(chǎng)而言，雨污分流施工質(zhì)量直接決定其成敗，因此有必要嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。如若不然，涌現(xiàn)的雨污混流將會(huì)加大后期滲濾液的處理成本。在開展紅廟嶺二期生活垃圾填埋場(chǎng)擴(kuò)容工程項(xiàng)目施工的過(guò)程中，施工人員重點(diǎn)關(guān)注了以下幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題：

1)正式施工前需要對(duì)本地區(qū)的氣候條件進(jìn)行調(diào)研從而準(zhǔn)確掌握氣候情況，確保施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)中到大雨的情況。

2)利用攔洪壩、暗渠等系統(tǒng)對(duì)上游的水流進(jìn)行攔截，防止水流進(jìn)入填埋庫(kù)區(qū)。

3)完成封場(chǎng)工作后，需對(duì)場(chǎng)頂?shù)挠晁M(jìn)行有效攔截并科學(xué)排放。

4)為盡量減少對(duì)防滲膜的破壞，需要將雨水和污水兩類管道布設(shè)在同一管溝中。

5 土工膜生產(chǎn)及施工階段的質(zhì)量控制措施

雖然土工膜具有延展性強(qiáng)、適應(yīng)變形能力高、耐腐蝕、耐低溫、抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其質(zhì)量的好壞仍然會(huì)影響滲透情況，進(jìn)而威脅周圍的土壤以及地下水的清潔狀況，甚至有可能影響填埋場(chǎng)的使用壽命。因此，不管是在生產(chǎn)還是施工階段，都需要采取必要措施來(lái)提升土工膜的質(zhì)量，從而為垃圾填埋場(chǎng)的高質(zhì)量建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)[8]。然而，土工膜的耐久性是影響其質(zhì)量的一個(gè)重要因素。土工膜的耐久性包括許多方面：抗紫外線輻射、溫度變化、化學(xué)和生物侵蝕、水解作用、機(jī)械磨損等。在本工程案例中，化學(xué)和生物入侵是土工膜耐久性判斷的首要指標(biāo)。目前，我們主要根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的土工膜耐久性檢測(cè)，即通過(guò)模擬不同因素影響下土工膜的耐久性對(duì)土工膜的質(zhì)量進(jìn)行分類。

此外，土工膜的材料也對(duì)質(zhì)量造成影響。目前我國(guó)在進(jìn)行土工膜施工時(shí)選用的材料主要有兩種，分別為聚乙烯(Polyethylene，PE)和聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)。本工程案例主要采用高密度聚乙烯作為土工膜材料。下面分別從施工準(zhǔn)備和具體施工兩個(gè)層面詳細(xì)介紹土工膜施工質(zhì)量的控制措施。

5.1 施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制措施

1)土工膜本身的生產(chǎn)質(zhì)量將對(duì)其施工效果產(chǎn)生重要影響?？紤]到本工程案例的特殊性，為防止土工膜生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)垃圾填埋場(chǎng)功能造成影響，施工方選擇了信譽(yù)較好的商家進(jìn)行供貨以完全確保土工膜的生產(chǎn)質(zhì)量。在土工膜進(jìn)場(chǎng)前，對(duì)高密度聚乙烯樹脂材料進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)并要求廠家在供貨時(shí)提供合格證以及使用說(shuō)明書。除此以外，采購(gòu)人員也對(duì)廠家提供的土工膜材料進(jìn)行詳細(xì)的外觀檢查，避免出現(xiàn)針眼等明顯的缺陷問(wèn)題，同時(shí)也要確保土工膜在使用期限范圍以內(nèi)，防止過(guò)期產(chǎn)品進(jìn)入施工場(chǎng)地。經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求以后方可進(jìn)入庫(kù)房。為進(jìn)一步提升土工膜質(zhì)量的可靠性，施工人員特別制定了詳細(xì)方案對(duì)庫(kù)房中的材料進(jìn)行抽樣檢查，即對(duì)其性能進(jìn)行更加詳細(xì)的檢測(cè)并做好檢測(cè)過(guò)程和結(jié)果的記錄工作。最后，施工人員還針對(duì)土工膜開展了小范圍的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作，在其達(dá)到要求后才進(jìn)行大范圍施工[9]。

2)一般而言土工膜材質(zhì)相對(duì)緊湊，具備一定的抗破損性能，但是如果遇到尖銳物體仍然會(huì)被戳破，從而影響其防滲透性。因此，土工膜在生產(chǎn)、運(yùn)輸、搬運(yùn)過(guò)程中必須十分小心，避免與其他尖銳物體發(fā)生碰撞接觸。另外，待鋪設(shè)的垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地不平整，不僅會(huì)增加土工膜施工過(guò)程的難度，也會(huì)制約施工質(zhì)量的提升。由于本案例山谷地形的特殊性，施工方在對(duì)土工膜進(jìn)行正式施工前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行了平整處理，以確保其平整度達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行土工膜施工工序。

3)土工膜在具體剪裁操作過(guò)程中需要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況并在完成裁剪工作后將其卷起待用。本案例的土工膜寬度設(shè)置在6 m～8 m范圍內(nèi)，在鋪設(shè)過(guò)程中預(yù)留了約10 cm的寬度進(jìn)行焊接。

5.2 正式施工階段的質(zhì)量控制措施

1)關(guān)于土工膜的施工，本案例采用流水方式進(jìn)行作業(yè)。首先，對(duì)鋪設(shè)場(chǎng)地的地基進(jìn)行整理，即在鋪設(shè)場(chǎng)地上先鋪設(shè)一層10 cm左右的黏土層或者膨潤(rùn)土作為墊層，鋪設(shè)過(guò)程中配合機(jī)械設(shè)備對(duì)土層進(jìn)行壓實(shí)處理以保證黏土層或膨潤(rùn)土層密實(shí)度達(dá)到要求。其次，將前期裁剪好并卷起的土工膜運(yùn)輸?shù)焦ぷ鲌?chǎng)地的一端并按照操作規(guī)范將其展開。在展開過(guò)程中，施工人員不斷地使用干燥抹布對(duì)土工膜的縫合面進(jìn)行擦拭，同時(shí)自上而下對(duì)土工膜進(jìn)行及時(shí)的焊接處理。焊接工作完成后，開展了氣壓試驗(yàn)檢測(cè)工作以確保焊接的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在質(zhì)量滿足要求后將整個(gè)土工膜的四周全部卷起約50 cm。完成以上工序后，利用運(yùn)輸設(shè)備將其輸送到指定位置并開展鋪設(shè)工作，最后使用相同的方法在上面鋪設(shè)一層保護(hù)層，其作用是對(duì)土工膜進(jìn)行保護(hù)，延長(zhǎng)其使用壽命。

2)對(duì)土工膜尺寸進(jìn)行裁剪時(shí)，需要在實(shí)際規(guī)格尺寸的基礎(chǔ)上預(yù)留一定的富余度。本工程案例的富余度控制在1.5%左右。在土工膜展開后，需快速將其拉平以防止發(fā)生收縮現(xiàn)象。在整個(gè)施工過(guò)程中，嚴(yán)禁施工人員穿戴尖銳鞋子或攜帶其他尖銳物體以避免對(duì)土工膜造成損傷。與此同時(shí)，重型機(jī)械設(shè)備也禁止在土工膜表面行走，對(duì)施工過(guò)程中損壞的土工膜也都進(jìn)行了及時(shí)的修補(bǔ)或更換。

3)土工膜施工中焊接是最為關(guān)鍵和核心的一個(gè)環(huán)節(jié)。焊接質(zhì)量的優(yōu)劣將對(duì)土工膜施工質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。為確保焊接質(zhì)量，所有參與焊接的現(xiàn)場(chǎng)人員都進(jìn)行了專門的培訓(xùn)，通過(guò)考核并獲得證書后方才進(jìn)入本工程案例現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。此外，施工單位還組織施工人員在現(xiàn)場(chǎng)開展焊接試驗(yàn)工作并對(duì)各焊接工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而得到最優(yōu)的工藝參數(shù)[10]。

6 雨污分流施工分區(qū)設(shè)計(jì)

填埋場(chǎng)雨污分流系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要通過(guò)庫(kù)區(qū)水平分區(qū)和垂直分區(qū)相結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)。在庫(kù)區(qū)分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮了實(shí)際地形和填埋作業(yè)順序的不同。由于本工程案例為坡地型、山谷型填埋場(chǎng)，分區(qū)設(shè)計(jì)采用了水平分區(qū)與垂直分區(qū)相結(jié)合。其中，庫(kù)區(qū)水平分區(qū)設(shè)置了具有防滲功能的分區(qū)壩且各分區(qū)根據(jù)使用順序的不同鋪設(shè)了雨污分流導(dǎo)排管。垂直分區(qū)設(shè)計(jì)則根據(jù)地形在填埋庫(kù)區(qū)中間標(biāo)高設(shè)置中間錨固平臺(tái)，然后將填埋庫(kù)區(qū)分為上、下若干層。

6.1 水平分區(qū)設(shè)計(jì)

由于根據(jù)地形可以將填埋場(chǎng)設(shè)置分區(qū)隔堤將其分為多個(gè)區(qū)域，案例中的填埋場(chǎng)分為填滿一區(qū)到四區(qū)。各個(gè)區(qū)域間水平方向相對(duì)獨(dú)立且分別設(shè)置了獨(dú)立的滲濾液收集導(dǎo)排系統(tǒng)。各分區(qū)依據(jù)作業(yè)順序鋪設(shè)不同的雨污分流導(dǎo)排管。當(dāng)各上游分區(qū)先行使用時(shí)，導(dǎo)排盲溝途經(jīng)下游分區(qū)段時(shí)采用穿孔管和實(shí)壁管分別導(dǎo)流上游分區(qū)滲濾液和下游分區(qū)雨水；而當(dāng)下游分區(qū)先行使用時(shí)，上游庫(kù)區(qū)的雨水應(yīng)使用實(shí)壁管導(dǎo)流到下游截洪溝。

因此，從工程案例所在地區(qū)的角度出發(fā)，在庫(kù)區(qū)的四個(gè)區(qū)域場(chǎng)底均設(shè)置滲濾液收集導(dǎo)排盲溝收集本區(qū)滲濾液。滲濾液在重力作用下分別從各個(gè)區(qū)域流至分流池，然后向南滲流到達(dá)最終調(diào)節(jié)池。如此一來(lái)，在工程完全運(yùn)行前，整個(gè)填埋場(chǎng)區(qū)域內(nèi)均為干凈的雨水，因此可以關(guān)閉分流池中全部通向調(diào)節(jié)池方向的閥門并開啟通向分流池底的閥門，然后將庫(kù)區(qū)內(nèi)雨水通過(guò)分流池流入東側(cè)地下水檢查井，最后將其排入雨水收集池以保證庫(kù)區(qū)安全。

6.2 垂直分區(qū)設(shè)計(jì)

根據(jù)本案例的地形特點(diǎn)，應(yīng)在填埋庫(kù)區(qū)中間標(biāo)高處設(shè)置中間錨固平臺(tái)將填埋庫(kù)區(qū)分為上下若干層。為此，本案例共設(shè)置5條中間錨固平臺(tái)，分別為2條西、東側(cè)一級(jí)中間錨固平臺(tái)，2條西、東側(cè)二級(jí)中間錨固平臺(tái)，1條三級(jí)中間錨固平臺(tái)。具體來(lái)說(shuō)，首先利用袋裝砂土和高密度聚乙烯薄膜設(shè)置平臺(tái)排水溝，然后將中間錨固平臺(tái)上的地表徑流截流并利用高度差自流匯入環(huán)場(chǎng)截洪溝，從而最終實(shí)現(xiàn)雨污分流。

7 結(jié)語(yǔ)

不管是生活垃圾還是工業(yè)垃圾，目前我國(guó)最主要的處理方式是進(jìn)行填埋。填埋中如果處理不當(dāng)反而會(huì)對(duì)附近的地下水、土壤、空氣等造成一定程度的污染，不利于生態(tài)文明建設(shè)。因此，基于土工膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)雨水和污水的分流是降低垃圾填埋場(chǎng)對(duì)附近環(huán)境造成污染的重要措施和手段，其施工質(zhì)量顯得尤為重要。本文主要以紅廟嶺二期生活垃圾填埋場(chǎng)擴(kuò)容工程為案例，對(duì)雨污分流施工技術(shù)及土工膜施工質(zhì)量的控制方法和措施進(jìn)行了詳細(xì)研究。研究結(jié)果表明：該工程項(xiàng)目取得了很好的雨污分離效果，此經(jīng)驗(yàn)值得其他類似工程項(xiàng)目借鑒。