简析生活垃圾卫生填埋场封场设计

摘要：简述了生活垃圾卫生填理场封场的作用，分析了封场设计中堆体整形、封场覆盖系统结构的确定、填埋气体的收集导排、垃圾堆体雨水的收集排放等主要内容。
关键词：生活垃圾卫生填埋场；封场覆盖；堆体整形；防渗层；填埋气体
中图分类号：X799.3；TU993.3文献标识码：A文章编号：1005-8206（2011）03-0009-03
我国生活垃圾卫生填埋场始建于20世纪90年代，早期建设的生活卫生填埋场垃圾填埋年限都在10a以上，目前，大部分填埋场库容已趋于饱和，需要进行封场处理和处置。为了规范封场工程，实现安全稳定、生态恢复、土地利用、保护环境，原国家建设部于2007年1月17日颁布了CJJ112-2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程，为生活垃圾卫生填埋场封场设计提供了设计依据。根据笔者的设计经验，分析了生活垃圾卫生填埋场封场设计的主要内容。
1封场覆盖的目的及作用
1）可以减少渗入垃圾堆体的雨水量，达到减少渗沥液产生量的目的，雨水最大化地径流到排水沟；2）可以有效地控制填埋气体的扩散，有利于填埋气体的收集利用，达到控制污染和综合利用的目的；3）促进垃圾堆体尽快稳定化；4）抑制病原菌及其传播媒体蚊蝇的繁殖和扩散；5）防止水土流失；6）垃圾堆体进行防渗处理后，有利于植被的生长，为植被提供了土壤。
2封场设计的主要内容
2.1堆体整形
堆体整形的目的是为防渗层提供基础。由于垃圾堆体表层凹凸不平，在进行封场覆盖时需对现有的垃圾堆体进行整形，高出地面的垃圾堆体边坡按照1:3的坡度进行整修，为了保证及时排出降水，垃圾堆体顶面的坡度不宜小于5%。堆体整形时应分层压实垃圾，压实密度应大于800kg/m3。
2.2封场覆盖系统结构的确定
CJJ17-2004生活垃圾卫生填埋技术规范及CJJ112-2007生活垃圾卫生填埋场封场技术规程要求填埋场封场设计应考虑雨水径流、防渗处理、填埋气体的收集、植被选择、填埋场的稳定性及土地利用等因素。填埋场封场覆盖系统结构由表面至垃圾堆体的顺序依次为植被层、排水层、防渗层、排气层。
2.2.1排气层兼渗沥液排水层
排气层位于垃圾层之上，应采用多孔的、高透水性的土层或土工合成材料。根据填埋场实际运行的情况，垃圾堆体渗沥液的侧渗比较严重，在进行封场设计时应考虑边坡渗沥液的收集及导排，可采用土工布包裹的复合土工排水网作为排气层兼渗沥液导排层。
2.2.2防渗基础层
防渗基础层由黏土构成，该层的主要作用是为防渗层提供稳定的工作面和支撑面，以利于防渗层的铺装。
2.2.3防渗层
防渗层通常被视为最终覆盖系统中最重要的组成。防渗层使渗过覆盖系统的水分最小化，其中直接的作用是阻碍水分渗过，间接的作用是提高其上面各层的贮水和排水能力，以及通过径流、蒸腾或内部导排，最终使水分得以去除。防渗层还具有控制填埋气体向上迁移及渗沥液侧渗的作用。
目前防渗层常用的防渗材料有压实黏土、土工薄膜（HDPE）、土工聚合黏土衬垫（GCL）等，以下是3种材料的性能对比情况。
1）压实黏土是使用历史最悠久，也是使用最多的防渗材料。优点：成本低，可就地取材，施工难度小，施工经验较成熟；施工时一般铺设30～60cm厚，被石子刺穿的可能性小，也不易被植被的根系刺穿。缺点：与HDPE膜和GCL相比，渗透系数偏大，防渗性能较差。施工时由于土方量较大，施工速度慢，并且受施工设备的影响施工时若压实程度不够的，其实际的防渗系数将与实验室充分压实条件下得到的数据有很大出入。另外，黏土容易干燥、因冻融收缩易产生裂缝，使其防渗性能迅速下降，并且产生裂缝后难以修复。由于对填埋场的不均匀沉降性能要求较高，即在填埋场表面直径为5m的范围，其中心沉降不能超过0.125～0.250m，而黏土的抗拉伸性能较差，最大拉伸形变比为0.1%～1.0％。
2）土工薄膜（HDPE）是目前填埋场防渗材料常用的高密度聚乙烯薄膜。优点：渗透系数小，防渗性能好，不透水（如果产生渗水主要是由于在板材生产过程中造成的瑕疵、微隙引起的，但通过质量控制、检验等工序可以避免和修复）。土工膜的渗透系数不超过10-10cm/s，远远低于黏土的渗透系数，施工时仅需铺设1～3mm厚的土工薄膜就可满足防渗要求，既节约了填埋库容，又降低了施工难度，可加快施工速度；土工薄膜的抗拉伸性能比黏土好，其最大抗拉伸形变比为5%～10%，对填埋场不均匀沉降的敏感性远小于黏土。缺点：由于该材料较薄，所以容易被尖锐物刺穿；聚合物存在着老化的问题，并可能遭受到化学物质、微生物的冲击；施工过程中如果操作不得当焊合接缝处容易出现接触张口；抗剪切性能差，对上层覆土进行压实时薄膜可能会因不均匀受压而损坏。另外，根据工程实例，土工薄膜铺设在垃圾堆体上稳定性差，容易造成土工薄膜上的植被土滑坡现象，如采用土工薄膜，应选择双糙面的HDPE膜。