山谷型垃圾填埋場邊坡防滲做法探討

俞 楷，朱 勇

（浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，浙江 杭州 310007）

根據(jù)CJJ 113—2007生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術規(guī)范對填埋庫區(qū)邊坡防滲處理的要求，當邊坡坡度陡于1∶2時應作出邊坡穩(wěn)定性分析，對于采用HDPE土工膜防滲的邊坡，土工膜底部須采用不小于750 mm厚滲透系數(shù)不大于1×10-7m/s的壓實土壤作為保護層或采用GCL加一定厚度的壓實土壤作為保護層。但在實際的實施過程中，很多填埋場邊坡陡峭并地質類型復雜，如果按規(guī)范的要求進行邊坡防滲處理難度極大，必須針對不同的邊坡類型合理采取不同的處理方式以達到規(guī)范所要求的效果。

1 山谷型填埋場邊坡類型及防滲做法

1.1 緩邊坡防滲做法

平緩邊坡一般是指坡度小于1∶2的山體邊坡，該種類型邊坡根據(jù)工程經(jīng)驗一般有較好的黏土覆蓋層，并且邊坡土體穩(wěn)定性較好，因此防滲做法相對較為簡單，即按規(guī)范要求對黏土層進行清理并壓實，壓實系數(shù)≥0.95，如黏土層厚度大于750 mm則可直接鋪設土工膜，黏土厚度為500～750 mm可采用GCL作為膜下保護層，小于500 mm則需先用黏土分層壓實至500 mm厚再用GCL作為膜下保護層。

1.2 較陡碎石邊坡防滲做法

該類型的邊坡一般常見于坡度介于1∶1～1∶2，坡面多為強風化至全風化巖石，個別經(jīng)人為活動過的邊坡坡度可達60°。根據(jù)地質調查該類型的邊坡通常會呈現(xiàn)地下水豐富及邊坡自身穩(wěn)定性差的特點。對于該類型的邊坡需結合地質調查的結果先對邊坡穩(wěn)定性及地下水進行治理。

如該邊坡經(jīng)地質判定為穩(wěn)定，則可在邊坡面開槽埋設軟式排水管來導排地下水，根據(jù)地下水水量，一般沿高度方向軟式排水管直徑可采用80 mm，間距為5～8 m，其底部與庫底地下水導排層或填埋邊坡中部的地下水導排盲溝連接，水平向軟式排水管一般直徑采用50 mm，間距為3～5 m，人字型布置，與兩側豎向軟式排水管連接。

如該邊坡判定為不穩(wěn)定，且安全系數(shù)較接近臨界值，多為地下水豐富造成，則該類型不穩(wěn)定一般可用軟式排水管垂直伸入邊坡，排水管水平傾角10°，深度需穿透巖層交接面或滑移面，間距可為3 m×3 m，排水管出口處與面鋪的軟式排水管連接。一般經(jīng)這樣處理邊坡穩(wěn)定性能滿足要求。面鋪的軟式排水管做法同穩(wěn)定碎石邊坡排水做法。

如該邊坡判定為不穩(wěn)定，且安全系數(shù)與臨界值相差較大，此類邊坡必須先進行邊坡治理，治理方式通常為土釘墻、擋墻或噴錨支護等。此類邊坡地下水導排仍可用面鋪軟式排水管的做法，并需在邊坡治理前鋪設到位。邊坡治理方式的選擇須在巖土工程師的指導下進行，并在實施前由巖土工程師作出安全評測。

邊坡治理及地下水導排處理完后，由于該類邊坡坡度較大，無法用壓實黏土作為HDPE土工膜膜下保護層，因此此類邊坡一般可用素砼噴漿的方法作為膜下的保護層。素砼噴漿一般采用C20細石混凝土，厚度不小于50 mm，并需隨噴隨抹，使表面光潔。對于已經(jīng)采用了擋墻的坡面，則只需采用砂漿抹平即可，噴錨支護或土釘墻的坡面只需作隨噴隨抹即可，不需再用素砼噴面。噴漿后坡面鋪設GCL，然后鋪設HDPE土工膜。

1.3 較陡中、微風化巖石邊坡防滲做法

該類型邊坡一般坡度在30°以上甚至可為垂直，邊坡穩(wěn)定性較好，巖石較完整，裂隙水不豐富。該類型邊坡巖石較為堅硬，有些為開鑿后形成的坡面，如要使之成為一個較為平整的表面難度極大，對于此類邊坡一般需做表面平整處理。

如巖石邊坡整體較為平整，通過一般的打磨可以使邊坡形成一個相對平整的坡面，則只需對平整后的坡面作素砼噴漿處理，處理要求同上。

如巖石邊坡無法用簡單打磨形成一個相對平整坡面，則需采用磚砌護壁對局部不平整的坡面進行處理。磚砌護壁的磚壁厚240 mm，磚壁內側與巖石面的空隙處用漿砌塊石或毛石砼填平，磚壁內設置縱向鋼砼構造柱、橫向鋼筋砼圈梁以加固整體，構造柱與圈梁相交處設置錨桿，使磚壁與山體結合緊密。磚壁外表面用水泥砂漿抹光［1］。

較陡中、微風化巖石邊坡抹光處理后，鋪設GCL，然后鋪設HDPE土工膜。對于有較多巖石裂隙水滲出的局部邊坡可在坡面處理前先設置縱向軟式排水管來導排裂隙水，具體做法同上。

1.4 極陡高邊坡防滲做法

該類邊坡主要出現(xiàn)在峽谷型填埋場，山坡整體坡度均在45°以上，且填埋區(qū)封場高度往往較高，此類填埋場要像常規(guī)填埋場那樣每隔8～10 m高度設置一個錨固平臺難度極大，因此經(jīng)常一次鋪膜高度需大大超過10 m，筆者曾有過一次鋪膜高度超30 m，邊坡坡度超過45°的經(jīng)歷。對于此類邊坡，膜下保護層的做法同較陡中、微風化巖石邊坡的做法。鋪膜是這類邊坡最大的難點，如果一次鋪設到位且中間不設任何錨固，現(xiàn)有的土工膜均不具備這樣的拉伸屈服強度，因此筆者在鋪膜過程中每隔8 m設置了中間加強帶來替代錨固溝的做法。加強帶采用的是長腳平扣釘，水平間距1 m，采用3排，排距0.5 m，每排錯開布置，平釘上用250 mm×250 mm方形光面HDPE土工膜焊于基膜上（做法同破洞修補），這樣每個加強帶以下部分土工膜自重荷載均有加強帶承擔，受力狀況符合CJJ 113—2007要求，在實際工程中土工膜拉伸變形量也未超過廠家的拉伸屈服指標范圍。在土工膜選擇上應盡可能選用高糙面的土工膜，以增大摩擦力來減少拉伸應力。

2 失敗經(jīng)歷探討

2.1 膜下袋裝黏土作為保護層

對于坡度較陡，且為非黏土的邊坡中，杜佳靖、王峰青曾撰文介紹“用袋裝黏土（不宜裝得過滿，80%為宜）靠邊坡堆碼至上一個錨固平臺，袋與袋之間的凹槽可用黏土填平拍實”［1］。筆者嘗試使用該方法發(fā)現(xiàn)小于45°的邊坡袋裝黏土堆碼高度超過3 m，袋裝黏土底部即出現(xiàn)滑移失穩(wěn)，超過45°的邊坡，堆碼高度可有一定增高，但堆碼高度不到5 m，袋裝黏土中部即出現(xiàn)“鼓肚子”現(xiàn)象，從而導致整體坍塌，即使底部采用3皮袋裝黏土，最高堆碼高度也無法超過6 m。究其失穩(wěn)原理與砌體結構在無構造柱及圈梁的條件下失穩(wěn)原理一致。因此筆者認為袋裝黏土作為膜下保護層的做法不可取，即使一時立穩(wěn)，在填埋場運行過程中也存在極大安全隱患。筆者建議改用噴錨支護或素噴等方法作處理較為合適。

2.2 不銹鋼螺栓固定土工膜

用不銹鋼螺栓固定土工膜的做法較為普遍，但筆者觀察發(fā)現(xiàn)該方法存在一定的風險。由于螺栓穿膜后土工膜留下的破洞邊緣不可能與螺桿能形成緊密結合，雖然一般都加了HDPE材質的墊片，沿螺桿一圈的滲漏還是無法有效避免，如果螺桿上又加了HDPE材質的壓條，并將壓條與基膜焊接，這個方法確實能對滲漏起到一定的效果，但由于在邊坡上要打成一條直線的螺栓孔難度很大，再加上壓條與基膜焊接的可靠性不高，因此實際操作的難度較大，效果不理想，對于需要螺栓來承擔土工膜自重的洞口，土工膜在自重的作用下基本都會出現(xiàn)徐變的情況，導致洞口不斷增大，造成安全隱患。筆者認為螺栓改用長腳平扣釘，并用打補丁的方式將光面HDPE土工膜焊于基膜上的做法較為合適。

3 結束語

山谷型垃圾填埋場邊坡類型多樣，規(guī)范對于復雜邊坡處理也無統(tǒng)一做法，規(guī)范中現(xiàn)有的對邊坡防滲系統(tǒng)設置要求在山谷型填埋場的設計過程中很少能對號入座，因此在工程設計中需聯(lián)合水利、巖土等多專業(yè)共同應對。

［1］杜佳靖，王峰青.山谷型垃圾填埋場設計探討［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2005，13（3）：53-54.