曾憲斌 毛成鈞
(湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007)
汨羅新橋老垃圾場污染深度及防滲下限分析
曾憲斌毛成鈞
(湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院長沙市410007)
老垃圾場污染深度為老垃圾場防滲封閉處理的關(guān)鍵指標,文章文根據(jù)現(xiàn)場物理測試初判,分層取水樣測試指標進行詳判,得出垃圾場內(nèi)土污染深度,但該值淺于弱透水層埋藏深度。根據(jù)防滲帷幕各工況模擬,隨著防滲帷幕深度的增加,其污染物滲漏量在中等透水土層中減少量較明顯,在弱透水層中滲漏減少量不明顯,故采用弱透水層做為防滲帷幕的下限具有防滲效果好和經(jīng)濟性好的雙重效果。
老垃圾場污染深度防滲帷幕下限分析
汨羅新橋垃圾場于2004年選址,2007年完成設(shè)計,設(shè)計日處理規(guī)模為400 t,2007年8月,第一庫區(qū)正式動工建設(shè),2009年9月完成第一庫區(qū) (總庫容66萬m3)竣工并投入使用。在2004~2009年該垃圾填埋場第一庫區(qū)未完工之前,城區(qū)垃圾堆放在第一庫區(qū)的東側(cè),形成一座老垃圾填埋場,垃圾總量約40萬m3;由于當時沒有按衛(wèi)生填埋規(guī)范處理,對當?shù)丨h(huán)境造成部分污染,需對老垃圾場進行處理。根據(jù)相關(guān)設(shè)計部門核算,將老垃圾場垃圾搬運至新老垃圾場,費用較高。因此提出地下污水封閉防滲處理方案,而防滲帷幕下限的確定成為關(guān)鍵。
場地內(nèi)為侵蝕剝蝕丘陵地貌、構(gòu)造簡單,未見大的斷層發(fā)育,巖體為侵入巖,出露地層為燕山晚期第一次長樂街侵入巖體()花崗巖及第四系地層。巖體風化分為全風化、強風化、中風化三個亞帶。其中全風化花崗巖呈土狀,紅褐色~灰白色等,中粗粒結(jié)構(gòu),黑云母,長石等風化強烈,原巖結(jié)構(gòu)清晰,節(jié)理清晰可辨,標貫實測擊數(shù)31~38擊,平均33.7擊。厚度(1.5~10.8)m;層頂埋深(15.0~37.2)m;強風化花崗巖:紅褐色為主,多呈碎塊~短柱狀,節(jié)理發(fā)育一般,強度較低,其風化不均一,局部見全風化碎塊。厚(2.0~20.8)m;中風化花崗巖:灰白色為主,巖芯多呈長柱狀,節(jié)理不發(fā)育,完整程度好,錘擊聲清脆,強度高。鉆孔揭露厚度(2.2~9.0)m。第四系為殘坡積堆積(Qedl)紅褐色~黃褐色砂質(zhì)粘性土,稍干~稍濕,可塑狀,含少量碎石,碎石含量約占5%~10%,粒徑(1~4)cm,厚(5.4~24.2)m,層頂高程(39.64~46.0)m,標貫實測擊數(shù)10~26擊,平均14.7擊;人工堆積(Qs)為紅褐色~黃褐色砂質(zhì)粘性土,垃圾等有機混合物,結(jié)構(gòu)松散~較密實,標貫擊數(shù)5~12擊,厚(0.5~16.9)m。層頂高程(43.31~50.1)m。
場地地下水類型主要為孔隙水和裂隙水二類。其中孔隙水主要賦存于第四系殘坡積層中粉質(zhì)粘土中,中等透水性,水量貧乏,受大氣降水補給。排泄于老垃圾場地地勢低洼地帶即截污壩處,裂隙水賦存于花崗巖節(jié)理裂隙中,含水貧乏,受大氣降水,排泄于老垃圾場低洼地帶即截污壩處。
場地地下水位埋深(0.5~14.98)m,地下水位標高(43.01~50.54)m。根據(jù)注水及壓水試驗結(jié)果表明,場地內(nèi)人工填土(主要位于截污壩)其滲透系數(shù)均值為2.55×10-3,為中等透水層。殘坡積砂質(zhì)粘土滲透系數(shù)均值為4.88×10-4,為中等透水層。全風化花崗巖滲透系數(shù)均值為4.52×10-5,為弱透水層;強風化花崗巖為弱~微透水層,中風化花崗巖為微透水層。
本次采取了對鉆孔水樣、土樣用物理方法進行初判和分層取水樣進行詳判的方式。
物理方法主要采取對水土的顏色,氣味、pH值做初步的判定。結(jié)果表明:明顯污染的水的特點:渾濁,深褐色,有惡臭味,久聞讓人惡心,發(fā)暈等性狀。明顯污染的土特點:原始土壤灰白~灰黃等色,污染變成灰綠色~黃綠色,聞其氣味有明顯惡臭感,稍濕~濕狀。
經(jīng)過物理方法判斷,場地內(nèi)老垃圾場垃圾層以下6 m范圍內(nèi),高程分布為(37.31~39.72)m,存在明顯污染現(xiàn)象。
對經(jīng)過初判不能判定的水樣,采用室內(nèi)試驗的方法進行詳判,按照 《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB 16889-2008)判定,場地內(nèi)按已建垃圾場污水排放標準,在(6.0~8.6)m以下地下水指標均未超標。按照IV類水質(zhì)標準評價,在(8.0~10.0)m以下地下水滿足農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水排放指標,故本次垃圾污染下限定為老垃圾場地場以下10 m,高程分布在(33.31~34.39)m。
根據(jù)以上結(jié)論,垃圾場污染深度為10 m,位于中等透水層內(nèi),淺于弱透水的埋藏深度,以截污壩為例,其工程地質(zhì)剖面如圖1。
圖1 截污壩地質(zhì)縱剖面圖(1∶200 樓1∶500)
防滲處理方法為對截污壩表部采用土工膜覆蓋,截污壩下部采用防滲混凝土墻,防滲混凝土墻滲漏模擬計算深度分別為壩基一下10 m、12 m、15 m、17.3 m(進入弱透水層)、18.3 m、20.3 m這6種工況計算,截污壩滲流計算模型如圖2。
圖2 截污壩滲流計算圖
各模型按理正巖土6.0版計算,分別得出截污壩滲流量見附表。
附表 截污壩流量
根據(jù)以上模擬可知,各工況下,截污壩滲流量隨著防滲帷幕深度增大而減少,在進入弱透水層后,污水滲漏減少量不明顯,顯然選擇弱透水層(17.3 m)作為防滲帷幕下限,既能有效減少污水滲漏量,又能節(jié)約資金。
老垃圾場污染下限可根據(jù)野外物理測驗進行初判,而后根據(jù)分層取水樣測試指標進行詳判,但得出其污染深度一般高于弱透水層深度值。根據(jù)模擬,隨著防滲帷幕深度的增加,在弱透水層,其滲漏量減少不明顯,故選擇弱透水層作為防滲帷幕下限,既能有效減少污水滲漏量,又能節(jié)約資金。參考文獻
[1]中華人民共和國行業(yè)標準編寫組.CJJ 17-2004.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[2]胡中雄.土力學與環(huán)境土工學[M].上海:同濟大學出版社, 1997.
[3]唐曉武,羅春泳,陳云敏,等.粘土環(huán)境巖土工程特性對填埋場襯墊防滲標準的影響[J].巖石力學與工程學報,2005,24(8): 1396-1401.
[4]張文杰,陳云敏,詹良通.垃圾填埋場內(nèi)的滲流和穩(wěn)定分析[C].全國巖土與工程學術(shù)大會,2006.
[5]彭振斌.注漿工程設(shè)計計算與施工[M].武漢:中國地質(zhì)大學出版社,1997.
[6]劉斌.地下工程特殊施工[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1994.
曾憲斌(1978-),工學碩士,注冊巖土工程師,手機:15580990865。
(2015-12-10)