智能導排在砂性土填埋場地下水危害防治中的應用

李富榮

(江西省城建集團有限公司 江西南昌 330209)

0 引言

目前，在環保產業中，生活垃圾處理及危廢處理市場已十分普遍。東部沿海地區建設填埋場，由于大多處于沖積平原，不僅地下水位高、還多為高滲透性砂性土。該土壤筑壩穩定性差，受地下水和雨水侵擾，極易使填埋場遭到破壞使填埋的滲瀝液污染當地的土壤和地下水，給環境造成重大影響。本文主要分析部分填埋場被地下水反向破壞壩體根部及防滲層造成的危害，以及在施工填埋場場底時，如何增加合理預防措施，有效防止危害發生。

1 危害分析

填埋場填埋垃圾和有害廢料后，伴隨產生滲瀝液和有害氣體等物質，出現滲漏后直接污染附近的土壤和地下水，此情況時有發生。隨著我國對環保標準不斷提高，要求越來越嚴苛，填埋場在設計和建造過程中的標準也不斷提高。通常防滲層從下到上都由泥質防滲層、GCL土工墊、雙層HDPE膜、滲瀝液收集導排層等組成[1]，成為一個嚴密的復合防滲系統，但滲漏問題還是時有發生。主要歸納有以下幾種：①材料或施工缺陷造成。如首層得HDPE膜的質量不合格、或HDPE膜的焊接質量不合格造成，滲瀝液輕松穿透最重要的首層防滲系統，逐步透過下面幾層泥質層；②施工過程中有效成品保護缺失，造成防滲層破壞；③地下水危害造成防滲層破壞。因為西部地區不少填埋場建設在地下水位之上，而東部地區因土地緊張的約束，常常建在高地下水位區域增設止水帷幕，所以，①和②滲漏造成的危害較多。實際上不少填埋場受突然強降雨，導致地下水位突然上升影響，無止水帷幕的填埋場或止水帷幕受水壓影響而滲透的填埋場，就可能因地下水進入場地內部，并上升至泥質防水層之下，因浮力破壞壩腳和防滲層，造成③危害發生。通過調查幾個砂性土高地下水位的填埋場施工，以及使用過程中出現的問題，證明③危害容易被忽視因而容易出現。表現在施工完成時各項指標檢查均合格，滿足設計和施工要求。但堆載前期因地下水的危害，出現了壩腳局部坍塌、防滲層局部隆起等危害。如不能妥善處置，將給后期滲漏留下隱患。

2 處置方法

滲透止水帷幕的地下水超標，導致填埋場內地下水浸泡壩腳和局部浮力過大，造成坍塌、防滲層隆起現象。發生此情況，應仔細分析危害情況。如坍塌很小、隆起面積很小，無法對壩體結果安全和防滲層造成破壞，可在壩腳和局部隆起堆載沙袋進行壓載，防治危害進一步擴大。如果坍塌和隆起對壩體結構穩定，防滲效果產生影響，應該采取打開防滲層，對壩體和隆起部位設置智能導排系統，再按要求進行填筑夯實基層材料，修復堤壩和防滲層。當地下水再次上升后，導排系統自動進行抽水降排，智能控制啟停，可有效解決局部穿透止水帷幕地下水對場內的危害。如果場內大范圍水量較大，可能是關鍵的止水帷幕出現了問題，應在填埋場內、場外增設降水井，再通過智能導排系統輔助，降水應持續至填埋場內有足夠的堆載方可停止，從而取得較理想的效果。

3 有效的施工過程控制措施

為防止砂性土填埋場地下水危害發生，在經過實際使用，進一步驗證智能導排系統有效性后，逐步將這套系統布置在新建的高地下水位砂性土填埋場泥質防滲層下部。如杭州三固項目填埋場就布置了這套智能導排裝置。結合壩體下三軸攪拌樁防滲墻[2]、壩體上外坡面全封閉防水，使填埋場的地下水防滲系統形成“堵、排、防”相結合的復合體系。這個復合體系包括：壩體下設置水泥攪拌樁，止水帷幕進入不透水層控制地下水進入填埋場下部、盡量擋住地下水進入保護壩體下部及填埋場底部。再在填埋場泥質防水層下設置地下水智能導排系統作為保險、通過智能導排系統，排出可能因帷幕滲漏進入的地下水，保護壩體下部及場底防滲層穩定。砂質土壩體防水全覆蓋保護、保護壩體上部穩定[3]，通過堵、排、防相結合的方式，解決高水位的危害及砂性土的穩定性問題。

該防水體系中的智能導排系統包括導排溝、導排管、水位監測報警、水泵及控制系統等。導排溝沿坑內壩腳周邊布設一圈，同時在場底泥質防水層下部等間距(約5 m)設置多條導排溝，溝內埋設導排濾管，所有環形導排濾管相連。從環形導排濾管均布6根預埋管，順著壩體坡面直通壩頂排水溝，管內布置水位智能監測、水位報警、水泵自動抽排控制系統。通過預埋管用繩索，并放置場底的環形導排濾管，在管內地下水聚集時，6臺水泵自動排水，水泵如有故障或滲濾管滿水時，將觸發自動報警系統，這時應安排檢修人員通過繩索拉出維修或更換。平時水位智能監測系統可準確顯示地下水位置狀況。通過設置地下水智能監測、導排系統，可有效防止坑內局部穿透止水帷幕的地下水危害，保證填埋場在建設和初期使用過程中的安全。具體布置示意圖如圖1所示。

圖1 填埋場智能導排監測系統示意圖

地下水導排濾管可采用dn315HDPE管打孔，導排溝截面尺寸b×h=1000 mm×1500 mm，環形溝外邊沿距離壩底內邊沿1000 mm，場內底部沿長邊方向均布多條(間距約5 m)直溝，兩端與環形溝連通。溝內先鋪濾水土工布，放導排濾管至溝內，再用碎石填充平溝后，用土工布覆蓋[4]。土工布能保證有效濾水的同時，可防止沙土進入導排溝內，既能防堵，又能防止沙土流失而發生底部淘空的危害。所有的導排溝、導排管、預埋引出管及水泵及自動控制系統，組成了填埋場的第二道地下水防滲系統，能進一步有效防止地下水帶來的危害。

智能導排系統只能作為地下水處置的一種補充和保險，填埋場地下水“防”的主要關鍵一環，還得依靠止水帷幕的可靠性。在此基礎上，增加的智能導排系統，才能發揮最后一道防線的作用。同時，通過對排出的地下水檢測，也能反向監控是否有滲瀝液下滲進入場下土壤。導排系統施工時，導排溝布置應合理，間距不宜過大，導排溝的斷面尺寸應保證有足夠的收容量，一般不小于1.0 m2。滲溝填料碎石應顆粒均勻。包裹的排水土工布濾砂性能好、排水暢通，導排管打孔分布均勻、孔徑合理。智能控制潛水泵性能穩定可靠?？刂坪酶鱾€環節的施工質量，也是保證智能導排系統有效性的關鍵要求。

4 結語

對砂的填埋場施工完成后，在場底沒有填埋堆載之前，因浮力原因如有地下水進入場地防滲層下部，容易造成壩腳和防滲層破壞。為此，增加一道智能導排系統，可有效解決止水帷幕施工缺陷帶來的局部地下滲水、砂性土壩體雨水滲透等造成的場內地下水影響；也可當作地下水防線的最后一道保險，兼做監測防滲層滲漏的一種措施。通過“堵、排、防”相結合的綜合防滲體系，保證填埋場施工和使用安全可靠，具有良好的經濟和社會效益。