黃樹其

(廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司， 廣東 廣州 510000)

某生活垃圾衛(wèi)生填埋場填埋防滲系統(tǒng)施工技術(shù)

黃樹其

(廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司， 廣東 廣州 510000)

垃圾填埋場的防滲系統(tǒng)施工質(zhì)量好壞是關(guān)系到地下環(huán)境污染的關(guān)鍵問題。以廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場為研究背景，詳細介紹了國內(nèi)首次采用雙層防滲系統(tǒng)的施工工藝和施工難點的解決方法，并首次在HDPE防滲膜焊縫進行強度測試檢測焊縫質(zhì)量，為垃圾填埋場防滲系統(tǒng)的設(shè)計和施工提供參考依據(jù)。

垃圾填埋場；防滲系統(tǒng)；施工技術(shù)

1 工程概況

廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場的工作內(nèi)容包括：構(gòu)建面開挖、回填、基礎(chǔ)處理、壓實、邊坡成型、區(qū)內(nèi)相關(guān)道路、地下水收集系統(tǒng)、地表水收集系統(tǒng)，從而達到防滲系統(tǒng)鋪設(shè)要求。該工程構(gòu)建面積為16萬m2，挖土120.66萬m3，填土65.723萬m3，邊坡修整12.47萬g/m2，采用540 g/m2無紡?fù)凉げ?51萬m2、美國GSE 1.5 mm 雙糙面HDPE土工膜41萬m2、美國GSE 土工復(fù)合物14.5萬m2、PE100-HDPE管：Ф160 mm×3200 m、Ф200 mm×2200 m，整個場地60 cm厚礫石鋪設(shè)71675.5 m3，場底石方爆破3.5萬m3，道路邊界排水溝鋪設(shè)1037.62 m。

2 基底面施工技術(shù)

2.1 挖方質(zhì)量控制

第三區(qū)場地構(gòu)建挖土包括堆積土、石方、堆積淤泥挖運，總挖方量為1107773 m3，大部分是在山坡上施工。由于挖土方量大，地形地貌變化大，所以采用分區(qū)分段由上往下施工。

從上到下挖成階梯型分層分段進行，每個階梯寬約4 m，挖深3 m，階梯與階梯中心距離8 m，每段長40 m左右。沿等高線走向同一階梯挖通道，隨挖隨運，即為第一層挖方，依次進行。根據(jù)二期施工經(jīng)驗，挖到設(shè)計標高上0.5 m時停止。預(yù)留0.5 m深土方，以防止雨水沖刷，待邊坡施工時再進行修整。

當挖至基底標高時，會同建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理單位檢查基底土質(zhì)是否符合設(shè)計要求，地基容許承載力應(yīng)符合設(shè)計要求，如不符合設(shè)計要求的松軟土應(yīng)作出地基處理記錄或簽證，符合要求后，參加單位應(yīng)驗收，并做好隱蔽工程記錄。

2.2 填方質(zhì)量控制

第三區(qū)場地構(gòu)建填土277847 m3，擋壩回填3萬m3，填土前表土清運和基坑開挖符合要求后，方可進行回填土施工。填方工藝流程為：表土清運→取土→運土→分層鋪填→分層碾壓→檢驗密實度?；靥钔帘仨毎匆?guī)定分層夯壓密實。取樣測定壓實后土的干土重力密度，其合格率不應(yīng)小于90%；不合格干土重力密度的最低值與設(shè)計值的差不應(yīng)大于0.08 g/cm3，且不應(yīng)集中。

2.3 邊坡質(zhì)量控制

第三填埋區(qū)邊坡修整數(shù)量111440 m2，邊坡修整應(yīng)分施工區(qū)進行，完成一個區(qū)驗收一個，依次連續(xù)進行。邊坡修整工藝流程為：測量紡線→邊坡修整→碾壓→中間驗收，斜坡碾壓6～8遍，平碾行駛速度為2 km/h，碾跡重疊0.5～1.0 m左右。邊坡碾壓見圖1。施工區(qū)碾壓完成后，會同建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理單位檢查，邊坡修整符合要求后，參加單位應(yīng)驗收，并做好隱蔽工程記錄。

3 防滲系統(tǒng)的施工技術(shù)

3.1 防滲系統(tǒng)施工工序

防滲系統(tǒng)首先要完成地下水的導(dǎo)排，沿溝槽用織質(zhì)布鋪設(shè)(過濾地下水)，其接口處用滌綸線縫合，預(yù)埋鋪設(shè)(熱熔焊接)有孔HDPE管(收集輸送地下水)調(diào)整至標高后填碎石。其次完成構(gòu)筑面土方工程，要求達到壓實度93%以上，表面要求1英寸內(nèi)純凈(沒有樹根、石頭、玻璃等)，平整(沒有大于1英寸深的坑)。最后鋪設(shè)HDPE(高密度聚乙烯)膜。由于在整個防滲系統(tǒng)中，HDPE膜的鋪設(shè)是工程核心環(huán)節(jié)，在施工過程的保護作用對于工程進度和質(zhì)量都非常重要，因此應(yīng)該以先坡后底(邊坡兩級和兩級以上時則先下坡后上坡)、從高到低的原則推進。在興豐三期施工時，為了解決前期施工工序多、工期長、施工質(zhì)量難控制的問題，提出了中間平臺只錨固下段邊坡次防滲層、主次防滲系統(tǒng)相對獨立、同層防滲系統(tǒng)完整統(tǒng)一的施工方案，鋪設(shè)平臺以下第一層土工布(在場底向外延4 m)、鋪設(shè)平臺下次防滲層HDPE膜(在場底外延3.5 m便于場底土工復(fù)合物的橫向預(yù)埋)。橫向距離在30 m以內(nèi)(避免降雨造成平臺以上邊坡沖壞、以下膜面被泥水污染)、將中間平臺錨固溝回填壓實、鋪設(shè)平臺以上第一層土工布到中間平臺、鋪設(shè)平臺以上次防滲層HDPE膜、回填頂部錨固溝，如此循環(huán)、平行推進，可以用最短時間完成整個坡面的鋪設(shè)和保護，防滲系統(tǒng)見圖2。

圖1 邊坡碾壓

圖2 填埋場防滲系統(tǒng)

3.2 HDPE防滲膜的鋪設(shè)

HDPE防滲膜的鋪設(shè)在填埋場底部時，用盡可能大的完整膜。但在邊坡則不然，在滿足施工規(guī)范，焊縫的走向要在最大坡度線方向，且越接近越好，這樣既方便焊接又美觀。因此應(yīng)根據(jù)不同地形將HDPE膜裁成適當?shù)男螤?，如坡面呈扇形是弧線過渡，則有兩種方式處理：一是采取將膜沿近對角線裁開呈兩同樣(形狀、大小相同)的膜，再分頭卷起，集中(兩片以上)鋪設(shè)或間隔(用完整直片膜將其分開)鋪設(shè)；二是在出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎處采取正梯形或倒梯形裁剪，都以能將焊縫放在接近最大坡度線位置為原則。否則就很難焊接，即使強行焊也可能出現(xiàn)“魚嘴”(搭接越來越多)或者是焊接不了(搭接越來越少)。即不能保證質(zhì)量，又不美觀，施工速度慢。根據(jù)國外HDPE膜的鋪設(shè)要求，HDPE膜在大于10%的坡面上不能有小于和水平線成450°夾角的接縫，為了滿足這一要求，在陰面(以底為圓心)若為弧形過渡坡面，則以放射狀鋪設(shè)。在陰面(以底為圓心)若為角度過渡坡面，則以上直下斜狀鋪設(shè)。在陽面(以頂為圓心)的弧形過渡坡面，則應(yīng)以集束狀鋪設(shè)。在陽面(以頂為圓心)若為角度過渡坡面，則應(yīng)以下直上斜狀鋪設(shè)。采取上述的鋪設(shè)方法，本工程的HDPE防滲膜的鋪設(shè)施工時既整齊美觀，焊接質(zhì)量又好，施工速度又快。

3.3 溫差影響HDPE防滲膜質(zhì)量的解決方法

HDPE防滲膜具有較強的熱脹冷縮特性，線膨脹會使每100 m長的膜在溫度增減100℃的情況下長度方向會增減14 cm。由于廣州地區(qū)秋季晝夜溫差大(經(jīng)實測防滲膜面溫度晝夜變化范圍為60℃～200℃)，有400℃的溫差影響，使100 m長的防滲膜可變化56 cm，因此施工時不得不考慮膜長度的變化對鋪設(shè)質(zhì)量和效果的影響，特別是在坡腳地帶容易因膜的伸縮變化引起懸空或者褶皺。施工應(yīng)盡量減少在當日內(nèi)氣溫最高或最低的時候鋪膜；根據(jù)平均溫差調(diào)節(jié)鋪膜的預(yù)留長度；不同日期鋪設(shè)的防滲膜，要盡量調(diào)整到與上一次鋪設(shè)時同一溫度環(huán)境下焊接才能減少褶皺，經(jīng)過實踐，使用LEISTER雙軌焊接機解決的方法一是適當預(yù)留搭接寬度，早晨鋪膜搭接8 cm，午間鋪膜搭接10 cm，午后鋪膜搭接14 cm，這樣可以在總體上保證雙軌順利焊接；但縱向搭接(邊坡與場底)預(yù)留則要據(jù)坡長確定，通常在坡腳外1.5 m后的搭接要預(yù)留40～50 cm(午后鋪設(shè)的膜)而與場底的防滲膜的連接時間最好是在次日早晨(經(jīng)過一夜的收縮平衡應(yīng)力后，其伸縮已基本穩(wěn)定)；二是相鄰兩片膜的焊接應(yīng)等到同一溫度環(huán)境后進行，特別早晨鋪設(shè)的第一片膜與昨天鋪的最后一片膜焊接時要注意這一因素，原因是成卷的膜對外界溫度的變化不敏感，而鋪好的膜則對溫差十分敏感，否則會造成焊接兩邊的膜，一片是平的，另一片卻是均勻的發(fā)生橫向皺紋，解決的方法是在該片鋪好后不要立即焊接，待半小時后再焊接。

4 雙層防滲層間水氣排放的方法選擇

在廣州地區(qū)，由于空氣濕度大，夜間起露，使已鋪的土工布受潮吸水，按要求應(yīng)待其干燥后才能鋪膜，但因工期原因只能在未干燥的土工布上鋪設(shè)主防滲膜，由于層間水蒸氣在主防滲膜吸熱后快速膨脹，將膜鼓起，在興豐填埋場西坡最高達到1.2 m，膜面易被風吹起翻滾，十分危險。若采取砂袋壓膜的方式，其效果很差，砂袋壓膜后水蒸氣仍會將膜頂起?？刹扇≡谄马旈_洞放氣，其缺點是每天要補洞(搬運設(shè)備難且防滲膜越補越大)，還可能有異物進入，如土建施工在砌截洪溝使飛石渣進入膜間，更怕暴雨灌入。但水蒸氣又必須排出，因此需要尋求既排氣又防水的最佳方法，經(jīng)過反復(fù)分析，在坡面近頂開口(掏洞)，在其上先后焊兩片膜覆蓋洞口，第一片膜只焊下邊，第二片膜只焊上邊，見圖3。實踐表明，采用上述措施取得了理想的效果。

圖3 邊坡頂部掏洞排氣

5 HDPE膜的檢測要求

(1) 雙軌焊縫的氣壓測試。雙軌焊縫完成后兩道焊縫的中間會留下一道約1.5 mm寬的空腔，把焊縫空腔兩端密封，利用氣針加壓，就可以檢測出焊縫氣密性的程度?，F(xiàn)場檢測過程中，根據(jù)設(shè)計，加壓至250 kPa，靜觀10 min，壓力仍能維持在240 kPa以上視為合格。

(2) 雙軌焊縫的強度測試。 根據(jù)有關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求，HDPE防滲膜焊縫要保證其防滲性能達到標準，焊縫的強度應(yīng)滿足要求?，F(xiàn)場測試采取抽樣檢測的辦法，對不同焊機生產(chǎn)的焊縫每150 m隨機取樣，取樣大小為1.1 m×0.3 m，其中截取兩段0.3 m×0.3 m存檔，余下部分裁取10個25 mm×150 mm的標準試樣，其中5個做撕裂強度試驗；5個做剪切強度試驗，依據(jù)ASTM D4437標準。

(3) 擠壓焊縫的真空測試。對于HDPE膜因取樣等形成的孔洞需進行修補，對焊縫質(zhì)量的評價，主要利用真空測試檢測其氣密性。真空檢測設(shè)備包括一個帶真空氣壓表的透明真空罩和一臺真空泵。測試時先用肥皂液涂滿待檢測部位，再用真空罩罩住，啟動真空泵，當真空罩內(nèi)壓力達到-35 kPa時，仔細觀察檢查部位，無氣泡出現(xiàn)視為合格，否則需要修補直至試驗通過。

(4) 擠壓焊縫的電火花測試。對于HDPE膜擠壓焊縫，由于地形的特殊性，會有個別部位不能用真空檢測。按照設(shè)計和規(guī)范的要求，所有的焊縫要保證100%的檢測合格，所以對特殊部位的檢測采用了電火花測試的方法。其原理是預(yù)先在焊縫中埋設(shè)銅線，利用20 kV的高壓脈沖電源探頭在距離焊縫5 cm慢慢掃過(5 m/分)，無火花出現(xiàn)視為合格。利用電火花測試能準確而直觀地發(fā)現(xiàn)滲漏的位置。

6 質(zhì)量控制的方法

(1) HDPE防滲膜材料質(zhì)量的控制。興豐垃圾填埋場三期工程選用的材料是美國GSE1.5 mm雙糙面HDPE土工膜，材料的各項性能指標完全能滿足生活垃圾衛(wèi)生填埋場的設(shè)計要求。在現(xiàn)場對進場的材料進行抽樣并送到北京國家化學建筑材料測試中心進行試驗，抽樣檢測結(jié)果符合設(shè)計要求的各項性能指標。

(2) HDPE防滲膜焊接質(zhì)量的控制。嚴格執(zhí)行自檢、交接檢和監(jiān)理檢查制度；嚴格按照工藝要求進行施工，每次焊機啟動后先進行試焊。裁兩片0.3 m×1.0 m HDPE防滲膜，把焊機調(diào)整到合適的焊接溫度和焊接速度對兩片膜進行試焊接，待焊接產(chǎn)品完全冷卻后，對其做焊縫強度和類型判斷測試，只有滿足設(shè)計要求有關(guān)規(guī)范的設(shè)定參數(shù)才允許進行焊接施工。每條焊縫完成后立即在其末端取樣試驗，及時修正運行參數(shù)。

(3) 按照要求做好焊接記錄，對每道焊縫的位置、焊接方向、焊接參數(shù)、焊工、焊機、焊接時間及檢測情況等都有一個詳盡的施工記錄，保證所有的焊接施工都是在標準的狀態(tài)下進行，有效地監(jiān)控焊接的質(zhì)量。對焊縫進行100%的檢測，利用氣壓檢測、真空檢測、電火花測試和強度測試等4種測試手段對所有的焊縫進行100%的測試，對每一條焊縫的檢測結(jié)果記錄在案。

(4) 做好成果保護。HDPE防滲膜鋪設(shè)施工過程中要防止大風暴雨的浸蝕，隨時做好防風、防雨措施，錨固溝及時回填；臨時錨固用壓載充分，場地截洪排水良好；派專人守護，防止不規(guī)范施工和人為破壞。

[1]錢學德，郭志平，施建勇，等.現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]CJJ17-2001.城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB/T17642-2008.非組織復(fù)合土工膜[S].

[4]GB50290-2014.土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JGJ79-20012.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

趙艷艷(1986-)，女，遼寧阜新人，碩士，工程師，主要從事礦山安全生產(chǎn)標準化創(chuàng)建的咨詢與考評等方面的研究，Email：zhaoyanyan0216@126.com。

2016￣10￣02)