興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場降水除險(xiǎn)及庫容挖潛工程案例

廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣州環(huán)保投資集團(tuán)有限公司，天津市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司

作者：張俊文，蘇興國，李湛江，周衛(wèi)東，宋樹祥，趙曉飛，郵箱：zhangjunwen1988@163.com

【基本情況】

興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場作為廣州市中心城區(qū)“兜底”的垃圾處理設(shè)施，填埋規(guī)模約7 000～11 000 t/d，承擔(dān)著中心城區(qū)80%以上的生活垃圾處理任務(wù)。由于長期大體量的填埋作業(yè)，導(dǎo)致堆體多次出現(xiàn)局部滑移，存在失穩(wěn)滑移的安全隱患。此外，在不采取工程措施的前提下，興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場的安全填埋庫容僅能使用至2017 年底，廣州市的新舊生活垃圾處理設(shè)施銜接存在空檔期，空檔期內(nèi)廣州中心城區(qū)生活垃圾處理的缺口約為3.18×106t，“垃圾圍城”問題形勢嚴(yán)峻。

2016 年12 月至2018 年3 月，廣州市城市管理技術(shù)研究中心、廣州環(huán)保投資集團(tuán)有限公司、天津市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司聯(lián)合實(shí)施了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部市政公用科技示范工程——廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場降水除險(xiǎn)及庫容挖潛工程（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2017 年科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2017-S3-025)。通過采用打井降水、布設(shè)水平導(dǎo)排盲溝、邊坡加筋修坡、污泥原位固化等工程措施，消除了興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場的堆體滑移安全隱患，挖潛了3.60×106m3的安全填埋庫容，順利銜接了廣州市生活垃圾處理工作，該填埋場效果圖見圖1。

圖1 興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場Figure 1 Xingfeng domestic waste sanitary landfill site

該工程項(xiàng)目榮獲“2021 年度華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”三等獎(jiǎng)。

【技術(shù)/案例原理及技術(shù)路線】

技術(shù)路線（圖2）主要由3 部分組成，即液氣阻滯誘發(fā)填埋場失穩(wěn)災(zāi)害的機(jī)理研究、基于穩(wěn)定控制的垃圾堆體液氣高效導(dǎo)排技術(shù)、庫容挖潛及大規(guī)模低擾動(dòng)高位填埋技術(shù)。

圖2 技術(shù)路線示意Figure 2 Schematic of technical route

（1）通過鉆探、物探等多種方式對廣州興豐填埋場多次滑移的區(qū)域進(jìn)行了系統(tǒng)的現(xiàn)場勘察，基于勘察數(shù)據(jù)定量地探討了液氣阻滯條件下填埋場失穩(wěn)災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理。

（2）研發(fā)了包括豎向和水平降水的滲濾液高效導(dǎo)排技術(shù)和包括源頭密閉、高效集輸氣管網(wǎng)和填埋氣綜合利用的填埋氣高效收集技術(shù)，有效地降低了堆體內(nèi)部的孔壓，顯著提高了堆體穩(wěn)定性，并在一定程度上降低滲濾液滲漏和填埋氣無序擴(kuò)散引發(fā)污染災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）研發(fā)了高效垃圾卸載、高位低擾動(dòng)填埋、堆體整形和加筋等精細(xì)化技術(shù)，有效地提高填埋作業(yè)效率，降低填埋過程中災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，從而解決了我國大型填埋場存在的作業(yè)方式粗獷、缺乏精細(xì)化管理等問題。

【技術(shù)/案例特點(diǎn)】

（1）我國首創(chuàng)超大填埋場應(yīng)急降水除險(xiǎn)與擴(kuò)容工程案例，消除了填埋場堆體滑移的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，為城市生活垃圾應(yīng)急處理探索出一條新路。

（2）創(chuàng)新性采用盲溝導(dǎo)排降水技術(shù)，在填埋場的堆體內(nèi)分層輔設(shè)碎石盲溝導(dǎo)排滲濾液，降水效果明顯，可作為填埋場邊坡或局部欠穩(wěn)堆體的排水預(yù)設(shè)措施。

（3）采用小口徑井降低邊坡水位和氣壓。小口徑降水井相比普通口徑井具有施工速度快、降水效果好、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，可采用頂管機(jī)直接在邊坡打入側(cè)深3～5 m、口徑100 mm 的水平導(dǎo)排管，管端連接至滲濾液導(dǎo)排主管，應(yīng)急導(dǎo)排邊坡滯水層。同時(shí)，可預(yù)留氣體收集接頭，兼作排氣井。

（4）探索出邊坡逐層加筋、反壓增穩(wěn)工藝技術(shù)。借鑒巖土工程的邊坡加筋反壓工法，在填埋堆體的邊坡分層鋪設(shè)單向土工格柵錨固和袋裝碎石反壓，實(shí)現(xiàn)堆體邊坡快速修整、增穩(wěn)目標(biāo)，其構(gòu)造如圖3 所示。

圖3 邊坡加筋反壓Figure 3 Slope reinforced back pressure

（5）提出高位低擾動(dòng)填埋技術(shù)。在合理填埋規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化填埋參數(shù)，精細(xì)化填埋作業(yè)，加強(qiáng)排水導(dǎo)氣和雨污分流，并做好跟蹤監(jiān)測和穩(wěn)定評(píng)估，實(shí)現(xiàn)高位低擾動(dòng)填埋作業(yè)。

（6）創(chuàng)新在填埋場面上實(shí)施調(diào)節(jié)池污泥原位固化工藝。調(diào)節(jié)池的污泥原位固化，避免了出現(xiàn)污泥處理無出路的風(fēng)險(xiǎn)，也降低了污泥外運(yùn)處理的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，可節(jié)省污泥外運(yùn)處理投資和工程實(shí)施時(shí)間。

（7）采用了臭氣治理綜合措施，是我國首個(gè)利用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行臭氣治理的案例。

（8）應(yīng)急降水措施的作用以穩(wěn)定堆體消除風(fēng)險(xiǎn)為主，為后續(xù)填埋場縱向擴(kuò)容奠定基礎(chǔ)，釋放約2.60×106m3庫容；邊坡修整與加固措施增加了邊坡的穩(wěn)定性，并在縱向釋放約1.00×106m3庫容。

【長效運(yùn)行模式與機(jī)制】

通過應(yīng)急和長期性降水除險(xiǎn)、永久性邊坡加筋反壓、縱向庫容挖潛等工程措施和作業(yè)模式，消除了堆體滑移安全隱患使堆體長期保持在安全狀態(tài)，并提供了可持續(xù)使用的填埋庫容，確保了該填埋場持續(xù)的安全運(yùn)行以及停止填埋作業(yè)后堆體的長期穩(wěn)定。

【經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會(huì)效益】

（1）經(jīng)濟(jì)效益：可累計(jì)獲得沼氣發(fā)電直接經(jīng)濟(jì)收益3 457 萬元，為財(cái)政間接節(jié)省了征地投資、設(shè)施投資、處理費(fèi)用共58 195 萬元。

（2）環(huán)境效益：消除了興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場堆體的失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)隱患，穩(wěn)定系數(shù)由原來的0.98 提高到1.30 以上，挖潛了填埋庫容3.60×106m3，消納了超過3.0×106t 的生活垃圾。避免了新建填埋場的“鄰避”社會(huì)問題，為應(yīng)急解決城市生活垃圾處理另辟出新路。

（3）社會(huì)效益：銜接了廣州市生活垃圾處理工作，成功化解“垃圾圍城”困局，維護(hù)社會(huì)和諧、生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展?？蓪ν惱盥駡龅亩洋w穩(wěn)定、運(yùn)營安全、挖潛可利用庫容提供具體工程案例參考和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。