垃圾填埋场封场方案.docx
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垃圾填埋场封场方案
垃圾填埋场封场方案
一、截污防渗设施
1、建设必要性
由于该填埋场底没有天然隔水层，为防止垃圾渗沥液污染填埋物地周围地下水，因此对该填埋场地采取防渗处理措施是十分必要的。
根据地形地貌地质条件分析，该填埋场区三面环山，垃圾维放呈条带状分布在夹谷内，三面山体厚实，山体呈浑圆状，植被较发育。
根据水文地质条件分析，本区地下水可分为基岩裂隙水和孔隙潜水两种类型：
（1）基岩裂隙水：
主要赋存于断层破碎带及节理裂隙中，接受大气降水或地下水补给，排泄于盆地及沟谷内。
（2）孔隙潜水：
主要赋存于第四系全新统洪冲积地层中，水量不丰，接受大气降水和基岩裂隙水补给，向低洼地带排泄。
经勘察，场区发生邻谷渗漏的可能性极小，地表水地下水通过地形流向谷口彭乐公路下游河道及河床下含水层内，建议采取垂直防渗截污处理措施，即建一垃圾截污挡坝，保证渗出沥液不产生下渗排泄。
目前长岭岗垃圾填埋场表面裸露着随意堆放的垃圾，堆体表面高低不平，堆体与边缘山体相接处形状也比较凌乱、表面还有一些冲沟流淌着渗沥液。
为了铺设封场防渗层，必须对其进行整形处理。
首先清除表面植被，然后对于坡度大于1:
3的边坡进行修整，并且为了施工锚固封场的防渗膜材，以及便于封场后的土地利用，在坡面设置了4m宽的平台，封场顶面设计坡度大于5%，坡向四周。
现状填埋场的土坝已经被垃圾掩埋，为了保证垃圾堆体的稳定性，同时为了阻止渗沥液乱流淌，在垃圾堆体下游建设一座垃圾拦挡堤，堤高5米，堤顶宽2米，长200米，就地取材采用石头水泥和黄沙筑堤，上游面设置土工膜防渗，与地基底部的帷幕防渗连成一个防渗整体，在防渗层上游设置鹅卵石渗沥液收集层。
堤下游采用干砌块石护坡。
A、截污挡坝工程设计
为了有效地防止垃圾及渗沥液对场外造成污染，根据地形条件本工程在填坝区下游谷口处筑一条总长200m，顶宽3m，底宽5m，高8.5m（地下5m），深度直达地下基岩的垂直防渗截污挡坝，坝的两端分别延伸到山体中25m。
截污挡采用粘土心墙和帷幕灌浆防渗，要求坝体、坝基渗透系数K＜10－7cm/s，坝体设置放水洞；坝下建调节池。
B、垂直防渗
垂直防渗是指防渗层竖向布置，防止渗沥液向周围渗透污染地下水，本填坝场区地形简单，三面环山，东面是谷口，也是地下水地表水径流唯一的出路，非常适用垂直防渗措施。
防渗幕墙是垂直防渗的重要方式，该工艺在地基处理中属于化学加固法，化学加固法通常可分为灌浆法、高压喷射注浆法和搅拌法三类；它利用水泥浆液、粘土浆液或其它化学浆液，通过灌注压入、高压喷射或机搅拌，使浆液和颗粒胶结起来，以改善地基土的物理和力学性质。
目前国内该项技术比较成熟，防渗效果也很好。
本次设计采用无机系的固结粘土浆液配方，其优点如下：
（1）固结粘土浆液有良好的分散性和抗沉降稳定性、流交性，即有良好的可灌性能；
（2）粘土颗粒细（粘土粉90%的平均粒径为43μm，其中＜12μm的占26%），大大小于普通水泥粒径，可注入岩层微小裂隙中，提高堵水效率；粘土浆液固结后，体积不收缩或收缩很小，有更好的堵水效果。
而水泥浆液，特别是稀水泥浆液，固化失水率高，产生的收缩裂隙也大；
（3）粘土浆液固化后，有很好的抗腐蚀性；
（4）粘土浆液成本较低。
固结粘土浆液用在以防渗为主要目的的灌浆帷幕中，其效果明显优于纯水泥浆液。
化学浆液材料昂贵，有时具有一定毒性，国外很多国家已禁止使用。
防渗幕墙帷幕长200米，沿坝顶两边造孔排距2m，孔距3m，2排灌浆子错开排列，平均孔深18m。
设计工程量概算
规模
（m）
土石方开挖
（m3）
土石方填筑
（m3）
粘土心墙填筑
（m3）
防渗幕墙
（m2）
200
20000
30600
3400
3600
二、雨洪水导排设施
1、概况
长岭岗垃圾场库区三面环山（南、西、北）东面是谷口，以下是彭乐公路及河流。
库区集雨面积为0.1km2每逢雨季库区内极易产生径流，时有山洪暴发，鉴于原排水设施年久失修，均已老化损毁，不能满足过水流量需求。
为确保封场后堆体安全，需要重新设置导排水设施，初设新建增两级导排沟排除地表水：
一级导排沟环库区四周设置，排除库区上游山坡来水量；二级导排沟环一级导排沟内侧表面设置，主要用于排除封场绿化后的场地雨水，防止水土流失；二级导排沟在水流平顺处设置泄洪口，与一级导排沟合流排泄于东面彭乐公路以下河流。
该地表水来自自然降水，库区内植被较好，无其它污染源，不会对下游河道产生环境污染，能有效确保河道水质安全。
2、导排流量计算
根据《*省暴雨洪水查算手册》的水文资料和经验公式，对其进行洪水计算。
由于本填埋场库区流域面积小于1km2，直接用洪水流量推理公式计算会产生较大误差，可用下面所列简化公式对洪水导排流量加以计算。
Qp=0.278（Sp-1）F
Qp—流量，m3/s；
Sp：
设计降雨频率，mm/h；
F：
集雨面积，km2。
根据上述公式计算出导排流量设计指标如下：
导排沟流量计算表
主要参数
位置
集雨面积（km2）
设计洪峰流量（m3/s）
典型最大过水断面B×H
一级导排沟
0.07
1.15
矩形断面
B×H=1.0m×1.0m
二级导排沟
0.03
0.5
矩形断面
B×H=0.8m×0.6m
3、托排沟结构断面尺寸设计
根据库区外围集雨面积和洪峰流量，一级导排沟设计断面按照最大过水断面与二级导排沟分散流量一并考虑。
初设断面为1.3m×1.1m＞1.0m×1.0m，满足泄洪要求。
二级导排沟因分散泄洪设计断面应小于最大过水断面，故初设为0.6m×0.6m，即能满足导排要求。
一级导排沟挡墙为M7.5浆砌块石结构C20砼压顶，防渗贴面及底板为0.25砼结构；二级导排沟为C20砼结构。
以上结构断面设计详见附图。
导排沟工程量概算表
工程
名称
规模
（m）
土石方
开挖
（m3）
土石方
回填
（m3）
M7.5浆砌石
（m3）
C20砼
（m3）
C25砼
（m3）
一级导排沟
1200
9600
1200
2810
132
240
二级导排沟
1200
1200
120
528
防渗贴面
1200
324
合计
10800
1320
2810
660
564
4、工程设计概算编制依据
（1）设计依据
1.1《水工砼结构设计规范》（DL/T5057—1996）；
1.2《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077—1997）；
1.3《碾压或土石坝设计规范》（SLZ74—2001）；
1.4《水工挡墙设计规范》（SL379—2007）；
1.5《溢洪道设计规范》（SL253—2000）。
（2）概算编制依据
2.1《*省水利水电工程设计概（估）算编制规定》；
2.2*省水利厅2006年《水利水电建筑工程概算定额》。
（3）工程及投资概算
4-1导排沟综合单价概算表
项目名称
单位
数量
单价
（元）
合价
（万元）
土石方开挖
m3
10800
4.57
4.94
土石方回填
m3
1320
6.96
0.92
M7.5浆砌石
m3
2810
137
38.5
C20砼
m3
660
175
11.55
C25砼
m3
564
180
10.15
合计
66.06
4-2封场面防渗工程单价概算表
项目名称
单位
数量
单价
（元）
合价
（万元）
1.0mmLLDPE土工膜
m3
29000
10.00
29
压实优质粘土层（20cm厚）
m3
6400
15.00
9.6
复合土工排水网
m3
29000
5.00
14.5
合计
53.1
4-3截污垂直防渗垃圾坝综合单价概算表
项目名称
单位
数量
单价（元）
合价（万元）
土石方开挖
m3
20000
4.57
9.14
土石方填筑
m3
30600
3.96
12.12
粘土心墙
m3
3400
18.00
6.12
防渗幕墙
M2
3600
80.00
28.8
合计
56.18
三、工程设施稳定性研究分析
1、填埋堆体稳定性分析
（1）沉降稳定性
本填埋场地垃圾堆体座落在第四系全新统残坡粘土夹鹅卵石层面上，土类以黄色红粘土为主，覆盖层厚度为1.5m—4.5m，较厚，堆体持力层为弱风化的粉砂质泥岩，结构稳定较好，可不采取控制措施。
另一个结构稳定性问题是填埋堆体自身沉降，发生沉降的机制主要是：
（1）固结：
废物被压实时，体积逐渐被压缩，应力状态发生变化，部分水量从忘我中排出，外加应力相应地从孔隙（水与气）转移到废物颗粒骨架上，使颗粒发生扭曲、倾侧、变向和破碎，直至变形达到稳定；
（2）潜蚀：
填埋体中的一部分小颗粒被渗透水流溶解（化学潜蚀），或携带进入较大的空隙中（机械潜蚀）；（3）化学反应：
废物中的一部分有机物生化降解为填埋气体和水分。
工程控制措施：
a、采取以土工格栅为主预留粘土为辅的控制方法。
b、加大盖层坡度的方法来进行防范。
对由于地基土体的非均匀性而产生的不均匀沉降。
可通过开挖、压实或换土的方法减小其压缩性在空间上的差异，从而使不均匀沉降减小到可以接受的程度。
c、对垃圾堆体进行推动压实或粉煤灰灌注加固，以增加垃圾堆体的固结度，减小后期沉降。
从经济性角度考虑，本工程采用以土工格栅为主预留粘土为辅的处理方法，更加合理可行。
（2）抗滑抗倾覆稳定性分析
本填埋垃圾堆体三面设置了导排沟挡墙，谷口一面设置了截污挡坝，且填埋体表面高度与截污挡坝导排沟挡墙顶面高度一致，故对堆体本身不需要进行抗滑抗倾稳定分析计算，只需对截污挡坝、导排沟挡墙进行稳定分析计算。
A、截污挡坝稳定性计算
本工程坝长200m，顶宽3m，底宽37m，最大坝高8.5m（地下5m），地面坝高3.5m，坝顶高程与导排沟挡墙与坝体接触处顶面高程相等；上游坡1∶1.5，下游坡1∶2.5，下游坡设置草皮护坡。
该坝为低坝，且填埋容量已达到饱和库容，为此有必要对坝体的稳定性进行分析计算。
根据《水工挡墙设计规范》（SL379——2007）分析计算如下：
B、坝基底应力计算
——作用在坝体上水平荷载（KN）
——作用在坝体上的全部荷载对于水平面平行前墙墙面方向形IS轴的力矩之和（KN·m）
A——坝体基底面积
W——坝体基底面对于基底面平行前墙墙面方向形
IS轴的截面矩（m3）
C、抗倾覆稳定性安全系数计算
式中：
——坝体抗倾稳定安全系数。
——坝体基底前趾的抗倾覆力矩。
——坝体基底前趾的倾覆力矩（KNm）
D、抗滑稳定性安全系数计算
式中：
——坝体基底面的抗滑稳定安全系数
f——坝体基底面与地基之间的摩擦系数
——作用在坝体上全部平行于基底面的荷载（KN
计算结果表明，截污挡坝的地基承载力，抗倾覆稳定性、验算符合规范要求，坝基底最大应力Pmax=378.62KPa＜500KPa；抗倾覆安全系数K0=3.27＞1.5故满足要求；但其抗滑稳定安全系数Kc=0.94，低于规范中规定的安全系数1.1。
故需采取相应的工程措施，确保坝体的稳定性。
在截污挡坝工程设计中，对坝体、坝基已采取了粘土心墙和帷幕灌浆措施，故可增加抗滑稳定安全系数，不需再采取其它工程措施。
坝体下游坡抗滑稳定安全系数；采用毕肖普法进行计算得知K1=2.54＞1.25（正常运用），K2=2.49＞1.25（非常运用），故下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求，坝体
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