垃圾填埋場堆體整形及雨污分流治理工程改進

陳 艷，胡開亮，翟志勇，黃顯雄，王穎凡

（上田環(huán)境修復有限公司，江蘇 常州 213022）

隨著人民生活水平的提高，我國生活垃圾產(chǎn)生量迅猛增長，早些年建設的生活垃圾衛(wèi)生填埋場陸續(xù)達到使用年限，生活垃圾處理問題變得越來越棘手。通過垃圾堆體整形，完善雨污分流系統(tǒng)，在封場前，垃圾填埋場可以最大程度減少滲濾液總量，該技術手段具有施工工藝簡單，工期短，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著等特點。

1 填埋場垃圾堆體現(xiàn)狀

某市生活垃圾衛(wèi)生填埋場在2003年建成后投入使用，因填埋作業(yè)不規(guī)范，填埋場堆體西側、東北側、南側邊坡坡度過大，穩(wěn)定性較差；堆體整形局部壓實度不足，造成堆體頂部及邊坡均有局部低凹部分，低凹部分易積存雨水；因高密度聚乙烯（HDPE）膜使用時間較長，已出現(xiàn)局部破損或焊縫開口，低凹處積水匯集并流入堆體內，滲濾液總量增大。同時，堆體環(huán)庫垃圾擋壩內側覆膜形成的雨水溝部分區(qū)域坡度不足，雨水無法順利流入低點，造成局部積水。早期填埋運營追求更大庫容，導致垃圾填埋靠庫邊過近，作業(yè)雨污分流不到位，滲濾液濃水回灌堆體，多種因素造成該庫區(qū)滲濾液液位過高。

當垃圾堆體邊坡坡度不符合穩(wěn)定性要求、垃圾堆體存在溝壑或裂隙、垃圾表面低凹易存積水、膜上雨水不利于自流排出時，應對垃圾堆體進行整形壓實，實現(xiàn)雨污分流治理。為減少現(xiàn)場環(huán)境及周邊環(huán)境的污染，整治處理應以挖填垃圾量最小并保證邊坡穩(wěn)定為原則。

2 垃圾堆體整形實施

垃圾堆體整形施工工藝流程如圖1所示。重復以上施工直至堆體整形完成。

圖1 堆體整形施工工藝流程

2.1 測量放線

依據(jù)圖紙設計要求及現(xiàn)場實際情況，放出堆體整形平臺進行控制樁的開挖工作，通過對比設計高程與實際高程數(shù)據(jù)，為后期垃圾堆體的開挖及回填提供相關數(shù)據(jù)支撐。目前，針對表面復雜的垃圾堆體體積計算，主要采用三維激光掃描技術進行堆體的掃描測量，它可以快速高效地掃描測量出垃圾堆體表面的三維坐標，且分辨率較高。通過大量采集空間點的位置坐標，它可以建立一個實體三維影像模型。

2.2 垃圾堆體開挖及修坡

在垃圾堆體施工之前，要對實際地質高程與原設計高程進行對比分析，計算出垃圾平衡的施工量，同時制定垃圾調運線路。為解決垃圾擋壩內側導排盲溝滲濾液外溢現(xiàn)象，堆體環(huán)庫往內側整形5 m，向頂部堆高。重新開挖施作滲濾液導排盲溝，盲溝在原主防滲層上部，盲溝內設有碎石、導排花管、外包土工布等防滲材料。

堆體整形時由中間向四周填埋區(qū)邊界施作不小于5%的排水坡度。對所有邊坡進行修整，使邊坡坡度不小于1∶3，可以采用坡度尺檢測坡度是否合格。不合格的局部坡度需要及時進行整改，要確保邊坡的線型與美觀性相協(xié)調。邊坡上垂直高度每隔5 m 修建一處3 m 寬平臺，增強邊坡穩(wěn)定性。

2.3 垃圾回填、壓實

垃圾成分較復雜，主要由塑料袋、紡織品、紙、其他塑料制品、可腐爛的有機物（如廚余、樹葉等）、金屬、塵土以及其他一些可燃或不可燃的雜質組成。與一般土相比，垃圾具有高度的離散性，并且其成分隨地點、填埋時間、季節(jié)、生活水平及生活方式等諸多因素而改變。根據(jù)《生活垃圾采樣和分析方法》（CJ/T 313—2009），對該市填埋場垃圾成分進行檢測，固體廢物組成以難分解的塑料物品為主，如表1所示。該種成分組成的垃圾壓實后不聚合、不鑲嵌、黏聚力小，容易產(chǎn)生反彈現(xiàn)象。垃圾堆體回填屬隱蔽工程，如壓實度不夠，將影響堆體穩(wěn)定性，存在安全風險。

表1 垃圾填埋場固體廢物組成

通過巖土工程相關研究可知，垃圾的壓實度與壓實機械的荷載作用時間成正比，即荷載作用時間越長，壓實度越大。所以，在進行垃圾壓實的過程中，要降低壓實機械的壓實速度，增長荷載作用時間，進而提升壓實效果。但壓實機械速度過慢也會直接影響垃圾壓實效率，因此壓實機械行駛速度應控制在合理范圍內，通常速度控制在5 km/h 左右較為理想。在實際機械壓實過程中，機械的運行速度應遵循先慢后快的作業(yè)規(guī)程。這是因為未進行壓實的垃圾比較松散，通過低速壓實，垃圾之間可以更好地鑲嵌，達到一定程度后，再逐漸提升壓實機械的運行速度，進而提升壓實效率與壓實質量。對于邊坡壓實，由坡下至坡上的壓實方式對壓實度的貢獻更大。壓實機經(jīng)上坡→下坡→上坡這樣一個循環(huán)過程，上下坡的平均時間稍微比水平面的時間多，斜坡壓實度明顯比水平面的壓實度大。研究表明，采用壓實機碾壓3 遍即可達到TY230推土機碾壓6 遍的壓實效果。

初步碾壓后，確定回填垃圾適宜的松鋪厚度、碾壓次數(shù)、碾壓方式和最佳的機械配套等。利用推土機與挖掘機對垃圾進行調運與整形，首先需要將邊坡處的垃圾翻運至堆體頂部，再利用推土機對垃圾堆體進行整形碾壓，完成初步碾壓整形后，利用壓實機對垃圾進行復壓，以實現(xiàn)垃圾的二次粉碎。粉碎后的垃圾完成壓實后，垃圾反彈現(xiàn)象少，但壓實質量也相對較輕，穩(wěn)定性差，因此還需要通過覆土碾壓，確保堆體頂部整體平整度及坡度。

因邊坡坡度影響，開展垃圾壓實及覆土壓實比較困難，挖掘機挖斗拍實作業(yè)面積有限，施工周期長。通過改造挖掘機挖斗，實現(xiàn)邊坡覆土壓實作業(yè)。將2 m 長、1 m 寬的鋼板焊接在原挖掘機挖斗位置，擴大拍實作業(yè)面積，壓實效率大大提升。

垃圾壓實效果的檢測方法主要有鉆孔取樣稱重法及試坑法兩種。其中，鉆孔取樣稱重法所需工作量較大且造價高，機械化依賴性強，其被逐步淘汰。因此，現(xiàn)場垃圾壓實主要選取試坑法進行檢測。試坑法主要是在選定的區(qū)域內挖掘一定量的垃圾，并用已知堆積密度的填充材料（礫石或卵石）進行填充，通過計算出填充材料的體積與垃圾質量來計算垃圾密度。該方法可應用于大尺寸的試坑，具有計算結果精度高等優(yōu)點。垃圾碾壓完成后，及時檢測壓實度，若壓實度不合格，嚴禁開展下一層施工。采用振動壓路機進行最終找平碾壓，確保平整度、壓實度滿足設計要求，同時為防滲施工創(chuàng)造有利條件。

2.4 優(yōu)化雨污分流系統(tǒng)

因庫區(qū)地勢影響，早期堆體環(huán)庫垃圾擋壩內側覆膜形成的雨水溝部分段坡度不足，雨水無法順利流入低點，造成局部積水。采取的優(yōu)化措施有3 條。一是通過邊坡覆土，抬高堆體坡腳高程，減少與四周垃圾擋壩的高差，減少雨水匯集。堆體覆蓋1.0 mm 厚HDPE 土工膜焊接至擋壩外側，擋壩內側踩出雨水溝形狀，外包擋壩，留出錨固余量，將HDPE 膜用扁鐵錨固于擋壩外側，開槽出水口處采用1.0 mm 厚HDPE 土工膜包裹，邊角用擠出焊焊接，焊接后的覆蓋膜用扁鐵固定。同時，注意扁鐵鋼釘?shù)腻^固長度及間距，確保密貼擋壩，扁鐵錨固條在一水平線上，保證整體美觀。二是在上述基礎上，垃圾擋壩外每隔20 m 做一處雨水口，埋管（DN200 mm）接入路對面雨水溝，雨水口對應位置擋墻開口，雨水自流排放順暢。三是因地形原因無法自排的地方，安裝潛水泵將積水抽排至雨水口。

3 垃圾堆體整形過程中污染控制

垃圾堆體整形與處理過程中，要將堆體表面的覆蓋膜揭開，對垃圾進行平整并分層碾壓至設計要求的密實度，在此過程中將出現(xiàn)垃圾裸露，垃圾產(chǎn)生的惡臭氣體將大量散發(fā)在大氣中，并向四周擴散，從而影響周圍居民的生產(chǎn)生活，造成非常不利的社會影響。因此，在垃圾堆體整形過程中，要合理劃分整形施工區(qū)域，盡量減少揭膜垃圾暴露的區(qū)域，揭開的膜和覆蓋土可作為整形過程中和整形完畢后堆體的臨時覆蓋材料，避免造成大面積的水土流失。

4 結論

垃圾填埋場必須做好堆體整形及雨污分流治理工程。研究表明，對垃圾堆體進行調坡整形，合理設置排水口，并采取有效的工程措施，在堆體上設置暢通的雨水導排系統(tǒng)，及時將雨水排出，可以從根本上消除垃圾填埋場后期封場綜合治理存在的滑坡、失穩(wěn)等隱患，為后期封場創(chuàng)造良好的施工條件，確保該市垃圾填埋場生活垃圾規(guī)范化處置，促進地方生態(tài)、健康、可持續(xù)發(fā)展。