某固体废弃物填埋场防渗设计与质量检测

某固体废弃物填埋场防渗设计与质量检测

在环境问题引起的今天，固体残留物（以下简称固体残留物）的质量尤为重要。固废填埋场根据不同的工程地质条件,分为山谷型、丘陵型、平原型;根据不同的结构形式,分为钢筋混凝土型、黏土型、综合型;根据不同的防渗构造类型,分为单层复合防渗和多层复合防渗;根据不同的填埋物,可分为医疗废物填埋场、危险废物填埋场等。本文通过不同结构类型的工程,介绍固废填埋场的防渗设计与质量检测。1典型工程的渗透结构1.1地下水集水层防渗结构南京某固废填埋场在平原上开挖,池底及侧壁现浇钢筋混凝土,采用以HDPE土工膜为主防渗材料的单层复合防渗构造,并结合当地的水文地质情况,设置有膜下水集水井、渗滤液集水井、地下水集水井。工程库底的防渗构造从上至下依次为:400g/m2长丝聚酯(PET)土工布(黑色)→粒径16~32mm的卵石疏水层→700g/m2短丝聚酯(PET)土工布→2.0mmHDPE土工膜(平膜)→4900g/m2GCL膨润土→6mmHDPE复合土工网排水层→钢筋混凝土库底板。侧壁防渗构造从外向里依次为:400g/m2长丝抗老化聚酯土工布→2.0mmHDPE光面土工膜→400g/m2短丝抗老化聚酯土工布→混凝土墙。侧墙及库底的防渗构造见图1,库底集水槽细部的防渗构造见图2。1.2复合地基结构西安某固废填埋场采取在平地放坡开挖的方式,建成后的填埋区呈上大下小的锥体形式,采用了双层复合防渗的构造,在平原型固废填埋场中较具代表性,其结构形式属于黏土型。工程的侧坡防渗构造从上至下依次为:袋装沙土保护层→800g/m2无纺土工布→2mm厚土工膜→GCL膨润土→1.5mm厚土工膜→500mm厚黏土。库底防渗构造从上至下依次为:120g/m2机织土工布→400mm厚卵石层→800g/m2无纺土工布→2mm厚土工膜→GCL膨润土→复合土工排水席垫→1.5mm厚土工膜→500mm厚黏土→500mm厚灰土。其侧坡及库底防渗构造见图3。1.3边坡材料及场底及边坡防渗结构苏州某固废填埋场地形为小山坳,呈西向敞口的“箕”形。填埋库利用山谷构成3个边坡,在谷口建设钢筋混凝土拦截坝,形成填埋区,其构造形式属于典型的综合型。该项目采用了双层复合防渗构造,场底防渗构造从上至下依次为:废弃物填埋层→300mm厚碎石渗滤液导排层→500g/m2长丝无纺土工布→500mm厚压实黏土→2.0mmHDPE光面土工膜→7mm厚土工复合排水网→1.5mmHDPE光面土工膜→6.3mm厚GCL膨润土垫→500mm厚压实黏土层。侧坡防渗结构从上至下依次为:500g/m2长丝无纺土工布→2.0mmHDPE毛面土工膜→7mm厚土工复合排水网→1.5mmHDPE毛面土工膜→500g/m2长丝无纺土工布→经过处理的基层。其场底及边坡的防渗结构详见图4。该工程现浇钢筋混凝土拦截坝时,采用了特殊的带钉膜作为主防渗层。带钉膜在混凝土浇筑时即嵌入结构层中,从而与混凝土结构形成牢固的整体,底部防渗膜与其焊接在一起,其构造形式见图5。2固碳地板设计要点及施工质量评价2.1滤液过滤和检测受地形限制,平原型固废填埋场的地下水和渗滤液往往不能直接排放到调节池,所以需要设置收集井以抽取液体。在设计时必须根据渗滤液的成分选用不同材质的水泵。为防止杂质淤堵,一般采用多层过滤,另外需设计专门的侧管井以方便设备检修。采取多层复合防渗构造时,主防渗层和次防渗层之间一般采用复合排水网等材料作为次渗滤液收集层和检测层。投资许可时,可设置电极监控体系,利用HDPE膜绝缘的性质,准确检测渗漏点。根据固废填埋场的不同形式,选择合适的防渗层锚固方式,如土坑型锚固沟、机械锚固等。2.2社会主义抗渗法检测方法固废填埋场防渗层施工质量的检测包括2个阶段:第1阶段是对焊接完成的防渗膜的检测;第2阶段是防渗膜上回填土和卵石等施工完毕、项目投入使用前的成品检漏。第1阶段的检漏通常采用目测法来检查防渗膜的完整性以及采用仪器检测法来检测焊缝质量。常用的仪器检测法有无损检测法和破坏性检测法,其中无损检测法包括正压检测、负压检测和电火花检测,破坏性检测法则是在现场取样后进行焊缝拉伸测试和剪切测试。第2阶段的检测可采取电测检漏法。电测检漏法是利用土壤和水的导电性以及HDPE膜的绝缘性来实现的。检测时在HDPE膜上施加一定的电压并移动检测装置,回路中有电流流过的部位即可确定为渗漏的位置。电测检漏法执行的技术标准是ASTMD6747—2004《土工膜渗漏检测电测方法选择与技术标准》,这个标准规定了不同的工程情况应采用的检测系统、程序及分析方法。电测检漏法中的偶极子法(亦称感应电势法)是利用介质中稳恒电流场下电势分布的情况进行定位的方法,适用于防渗膜上有覆土、卵石等保护层的情况。检测时HDPE膜上、下介质中各放一个供电电极,供电电极两端接高压直流电源。当HDPE膜完好无损时,供电回路中没有电流流过;当HDPE膜上有破损时,回路中将有电流产生,并在膜上、下介质中形成稳定的电流场。根据介质中电势的分布规律,可以准确定位破损处。检测时沿网格或平行的路径按特定间距进行,采集的数据现场整理、分析,并形成报告,此法可检测到防渗层上的刺破、撕裂、切口、孔洞、漏焊等缺陷。其原理如图6所示。3防渗结构形式钢筋混凝土结构造价较高,适合于土地资源稀缺的平原地区,黏土型、综合型结构更适合于黏土资源丰富的山谷、丘陵地区。进行固废填埋场防渗设计时,必须因地制宜地选择合适的防渗结构形式。固废填埋场防渗设计中,双层复合防渗系统较之单层复合防渗系统更为安全可靠。GCL膨润土垫、复合排水网、土工格栅等复合材料替