海寧市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)方案
1 工程概述
海寧市位于浙江省東北部，嘉興市南部，市政府所在地為硤石鎮(zhèn)。新建垃圾填埋場(chǎng)位于袁花鎮(zhèn)袁花石料廠，該場(chǎng)址距海寧市市區(qū)約16km，總占地面積約9.6hm2。
根據(jù)海寧市城市環(huán)境衛(wèi)生專項(xiàng)規(guī)劃，海寧市現(xiàn)有南漾垃圾填埋場(chǎng)即將填滿封場(chǎng)，規(guī)劃近期建設(shè)海寧市生活垃圾焚燒處理中心，主要處理海寧市市區(qū)的生活垃圾，處理規(guī)模500t/d，遠(yuǎn)期實(shí)施焚燒處理廠二期工程。南漾垃圾填埋場(chǎng)填滿后至海寧市生活垃圾焚燒處理中心建成前的過渡時(shí)期，海寧市市區(qū)生活垃圾將由新建填埋場(chǎng)處置，焚燒處理中心建成后，焚燒廠殘?jiān)头贌龔S檢修期間的生活垃圾以及部分未能焚燒的原生垃圾將繼續(xù)由該場(chǎng)處置。
本填埋場(chǎng)總庫容為257.4萬m3，預(yù)計(jì)使用年限約22年，平均處置規(guī)模為295t/d。
海寧屬北亞熱帶海洋性濕潤氣候區(qū)，常年平均氣溫15.9℃，年平均降雨量1184.8mm，年平均蒸發(fā)量1375.5mm，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，因地處中緯度，冷暖空氣經(jīng)常在此交會(huì)，有旱、澇、風(fēng)等災(zāi)害性天氣出現(xiàn)。
2 工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
2.1填埋分區(qū)
結(jié)合礦坑地形，填埋庫區(qū)分三期建設(shè)。一期工程填埋至-46.81m，庫容29萬m3，使用年限3年；二期填至-35m，庫容65.3萬m3，使用年限6年；三期工程填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，庫容163.1萬m3，使用年限13年。
2.2場(chǎng)內(nèi)垃圾運(yùn)輸
本填埋場(chǎng)屬坑式填埋場(chǎng)，與同類型填埋場(chǎng)不同的是，本工程庫底最深處達(dá)90m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般坑式垃圾填埋場(chǎng)的深度。為保證填埋時(shí)垃圾運(yùn)輸?shù)姆奖阃〞，設(shè)計(jì)比選了3種運(yùn)輸方案：
2.2.1方案1：滑道運(yùn)輸
滑道定義寬泛，就物流運(yùn)輸而言，是指利用自然坡度，借助物體本身所具有的勢(shì)能來完成運(yùn)輸?shù)脑O(shè)施。目前，國內(nèi)尚未有滑道用于生活垃圾運(yùn)輸?shù)墓こ虒?shí)例。對(duì)本工程而言，滑道可采用曲折式斜滑槽和整體式滑槽兩種型式。
曲折式斜滑槽由多條相互獨(dú)立的滑板組成，滑板從上至下依次固定于庫區(qū)側(cè)壁，呈之字形排列，垃圾從上一條滑板跌入下一條滑板，最終落入庫底。
整體式滑槽滑道沿礦坑邊坡設(shè)置，滑板通過聯(lián)接件組合、架設(shè)而成；狼安糠衷O(shè)計(jì)為直線，坡度1:0.7，確保垃圾在下滑時(shí)與道槽形成面接觸；滑道后部分設(shè)計(jì)為圓曲線，以減少垃圾到達(dá)庫底時(shí)的垂直速度并使垃圾的運(yùn)動(dòng)變化均勻；為確保垃圾從滑道直線部分平穩(wěn)過渡到曲線部分，滑道前部分直線設(shè)計(jì)為后部分曲線的切線。
兩種型式滑道均采用工程塑料PVC制成，斷面采用半圓型式，半徑1500mm，滑道面通過錨桿與礦坑巖壁錨固，為防止垃圾滑行過程中的飛散，平行滑道表面方向設(shè)置玻璃鋼頂棚。
2.2.2方案2：塔吊運(yùn)輸
塔吊（塔式起重機(jī)）為建筑用起重機(jī)械，根據(jù)本工程特點(diǎn)，選用廣泛應(yīng)用于高層建筑施工中的上回轉(zhuǎn)自升塔式起重機(jī)，為提高起重能力，使用錨固裝置將塔身與礦坑巖壁相聯(lián)結(jié)（附著）。方案采用2臺(tái)QT80A塔吊，單臺(tái)塔吊起重力矩1000kN•m，最大幅度50m，對(duì)應(yīng)起重荷載1.5t，最小幅度12.5m，對(duì)應(yīng)起重荷載8t，最大起升高度120m，電機(jī)功率30kW;塔吊基礎(chǔ)采用鋼結(jié)構(gòu)，錨固裝置沿豎直高度每隔16.5m設(shè)置1個(gè)，整個(gè)塔身共設(shè)置4個(gè)。
2.2.3方案3：道路運(yùn)輸
在原石礦開采時(shí)修筑的簡易道路基礎(chǔ)上，新建4m寬新路，使整條道路滿足《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》露天礦山道路三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)路面寬6m，路基寬7m，最大縱坡9%，道路最小轉(zhuǎn)彎半徑15m，使用年限20年，路面結(jié)構(gòu)采用混凝土面層。
3種方案的綜合比較見表1。
表1 3種垃圾運(yùn)輸方案比較
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通過以上綜合比較，3種方案的優(yōu)先順序?yàn)椋夯肋\(yùn)輸、塔吊運(yùn)輸、道路運(yùn)輸，滑道方案中曲折式斜滑槽又優(yōu)于整體式滑槽，設(shè)計(jì)最終采用曲折式斜滑槽。
2.3庫區(qū)防滲
防滲是垃圾填埋場(chǎng)庫區(qū)設(shè)計(jì)的重要組成部分。本工程為一廢棄石礦坑，庫底及側(cè)壁均為致密巖石，但從防滲角度分析，庫區(qū)底部勘察區(qū)有兩條小規(guī)模斷裂，同時(shí)，庫區(qū)東北角、東側(cè)、南側(cè)巖壁頂部均有粉質(zhì)粘土層出露，庫區(qū)內(nèi)東側(cè)及東南側(cè)巖壁受地下水影響有滲水現(xiàn)象，因此，必須采取人工防滲措施。
2.3.1庫底防滲
庫底防滲采用單層復(fù)合防滲系統(tǒng)。具體做法從下至上依次為先用水泥砂漿把場(chǎng)底裂隙灌實(shí)，再鋪設(shè)30cm厚粘土找平，粘土墊層上依次鋪設(shè)膨潤土復(fù)合防水襯墊(GCL)，2mm厚HDPE膜，無紡?fù)凉た椢锉Ｗo(hù)層，500cm厚礫石滲瀝液導(dǎo)排層及反濾隔離層。
2.3.2邊坡防滲
一般山谷型或坑式垃圾填埋場(chǎng)邊坡均采取與庫底相似的防滲方式，即鋪設(shè)HDPE膜，膜通過每一坡段兩端的錨固來定位、固定，對(duì)巖土地基，主要采用錨固溝的型式，在混凝土、磚石結(jié)構(gòu)及可靠的巖基上，多半采用脹錨螺栓、射釘或特制的HDPE預(yù)埋鎖條來固定。本工程庫區(qū)側(cè)壁坡度達(dá) 1:0.5～1:0.7，且為致密巖石，錨固溝開挖困難，同時(shí)，巖壁表面極為粗糙，凹凸不平，其他錨固方式也難以實(shí)施，即便噴射混凝土整平，也難以達(dá)到一般混凝土、磚石結(jié)構(gòu)表面的整體平整度，于膜的鋪設(shè)不利，這使得本工程填埋庫區(qū)側(cè)壁的防滲必須采取特殊的方式。針對(duì)工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中采用“混凝土+無機(jī)抗?jié)B劑”進(jìn)行側(cè)壁防滲，即在巖壁先用水泥砂漿把裂隙灌實(shí)，然后澆注30cm厚C30混凝土，最后涂一層1mm厚的無機(jī)抗?jié)B劑，用量為1.2kg/m2。該方案的原理是：高分子防滲劑的活性化學(xué)成分滲入混凝土內(nèi)部，在混凝土中催化形成不溶于水的結(jié)晶體，填充、封堵毛細(xì)管和收縮裂縫，使水無法進(jìn)入從而達(dá)到防水目的。對(duì)于側(cè)壁地下水的外滲，設(shè)計(jì)在滲水部位混凝土面層中預(yù)埋DN150HDPE排水管，排水管連通庫底地下水導(dǎo)排系統(tǒng)。
2.4清污分流
設(shè)計(jì)通過實(shí)施分區(qū)填埋及設(shè)置環(huán)庫截洪溝進(jìn)行清污分流，以減少滲瀝液產(chǎn)生量。
一期填埋時(shí)，在庫區(qū)中間位置設(shè)置臨時(shí)隔堤，填臨時(shí)隔堤以南區(qū)塊時(shí)，臨時(shí)隔堤以北區(qū)塊雨水通過潛水泵抽取，潛水泵3臺(tái)，2用1備，單臺(tái)流量50m3/h，揚(yáng)程 95m，功率45kW。當(dāng)北區(qū)塊實(shí)施填埋作業(yè)后，潛水泵用于抽取滲瀝液，在中間平臺(tái)和最上面平臺(tái)分別設(shè)置雨水外排泵。中間平臺(tái)的雨水首先通過泵提升至最上面的平臺(tái)。中間平臺(tái)設(shè)2臺(tái)潛水泵，1用1備，單臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程25m，功率22kW。最上面平臺(tái)設(shè)置3臺(tái)潛水泵，2用1備，單臺(tái)流量 175m3/h，揚(yáng)程42m，功率45kW。
根據(jù)礦坑頂部周邊地形特點(diǎn)，沿庫頂設(shè)置一圈截洪溝，截洪溝尺寸采用梯形斷面，下寬300mm，上寬800mm，深500mm，坡度1‰～5‰，截留雨水分段就近外排。
2.5滲瀝液導(dǎo)排
在 3個(gè)平臺(tái)上分別設(shè)置滲瀝液收集主盲溝。最低平臺(tái)設(shè)兩條主盲溝，其中一條自南向北敷設(shè)，另一條自東向西敷設(shè)，中間平臺(tái)和最上面平臺(tái)的主盲溝依次通過 DN300HDPE管與最低平臺(tái)主盲溝相連。主盲溝采用梯形斷面，下底寬500mm，上底寬1250mm，深500mm，在主盲溝中埋入DN300穿孔 HDPE管，導(dǎo)流管周圍覆蓋直徑20～50mm碎石，并由粒徑9～20mm碎石組成反濾結(jié)構(gòu)，再回填碎石、中粗砂至溝面，即可形成縱向主盲溝。支盲溝與主盲溝橫向交叉布置，采取梯形斷面，下底寬400mm，上底寬1000mm，深400mm，其余做法與主盲溝相同。主、支盲溝坡度均不小于2%。
隨著垃圾堆體的逐漸增高，為增加堆體中填埋氣體和滲瀝液的導(dǎo)排和收集，在垃圾堆體-30m、0m高程分別設(shè)置中間導(dǎo)氣導(dǎo)液碎石盲溝，盲溝內(nèi)鋪設(shè)DN200軟管，外填粒徑30～100mm碎石，再加150g/m2的反濾土工布。由于中間盲溝鋪設(shè)于中間覆蓋層之上，匯集于該層的滲瀝液也可通過盲溝流入豎向石籠井，然后流入庫底盲溝收集系統(tǒng)。
根據(jù)填埋場(chǎng)的地形特點(diǎn)，在填埋場(chǎng)西北角和南側(cè)分別設(shè)立一個(gè)滲瀝液收集井。收集井尺寸為3.5×2.0m，井筒采用預(yù)制混凝土，隨填埋堆體逐漸加高。每個(gè)收集井內(nèi)設(shè)3臺(tái)潛水泵，單臺(tái)流量50m3/h，揚(yáng)程95m，功率45kW。
2.6滲瀝液處理
本工程填埋庫區(qū)高差大，邊坡陡，匯水面積小，為6.4萬m2，且隨著填埋高度的變化，匯水面積變化不大，因此，滲瀝液水量波動(dòng)小，總量少，約150m3/d。
根據(jù)使用要求，焚燒廠建成后，本填埋場(chǎng)將用于焚燒殘?jiān)、焚燒廠檢修期間生活垃圾、未焚燒處理的部分原生垃圾的填埋，因此，本工程滲瀝液水質(zhì)將不同于一般生活垃圾填埋場(chǎng)，相當(dāng)一部分為灰渣滲瀝水。國外對(duì)灰渣專用填埋場(chǎng)滲出液水質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果表明，灰渣滲瀝水中金屬含量可以達(dá)到地下水的標(biāo)準(zhǔn)，總?cè)芙恹}濃度比飲用水標(biāo)準(zhǔn)高出數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)；二惡英和呋喃的濃度極低;COD與BOD5的濃度數(shù)量級(jí)約在10～103mg/L之間。據(jù)此分析，本工程滲瀝液有機(jī)物濃度低于一般生活垃圾填埋場(chǎng)，水質(zhì)波動(dòng)小。考慮到目前國內(nèi)尚未有生活垃圾焚燒灰渣專用填埋場(chǎng)的建設(shè)運(yùn)行，類似工程滲瀝液的水質(zhì)資料無法獲取，從安全角度著想，對(duì)本填埋場(chǎng)滲瀝液擬經(jīng)預(yù)處理達(dá)《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后排入海寧市污水處理廠。
2.7氣體導(dǎo)排
生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)必須設(shè)置有效的填埋氣體導(dǎo)排設(shè)施，以防止引起火災(zāi)和爆炸。本工程庫底深入地平面以下達(dá)90m，坑口敞開，地面氣溫與坑內(nèi)平均氣溫相近，且四周為石壁環(huán)繞，容易造成坑內(nèi)風(fēng)流的停滯現(xiàn)象，填埋氣體擴(kuò)散條件較差，因此，必須對(duì)氣體采取主動(dòng)導(dǎo)排，快速將其導(dǎo)出，防止填埋氣體在庫底沉積，給填埋場(chǎng)勞動(dòng)安全帶來隱患。
設(shè)計(jì)采用由豎向?qū)馐\井及中間導(dǎo)氣碎石盲溝形成的立體導(dǎo)排系統(tǒng)。石籠井的布置與結(jié)構(gòu)與一般生活垃圾填埋場(chǎng)相同。石籠井頂部和輸氣支管(DN50不銹鋼金屬軟管）連接，氣體經(jīng)各支管匯集到輸氣主管(DN100不銹鋼金屬軟管和無縫鋼管），再由主管輸送至抽氣機(jī)。為提高集氣的可靠性，輸氣支管采用環(huán)形布置。
3 結(jié)束語
本工程利用廢棄采石礦坑做垃圾填埋場(chǎng)，國內(nèi)尚無類似工程實(shí)例，針對(duì)場(chǎng)地地形地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)中對(duì)場(chǎng)內(nèi)垃圾運(yùn)輸方式、庫區(qū)防滲等提出了經(jīng)濟(jì)、適用、合理的工程解決方案，其中一些較為新穎的設(shè)計(jì)思路河供填埋場(chǎng)工程設(shè)計(jì)人員借鑒參考。
〔參考文獻(xiàn)〕
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