韓曉峰

摘要：對(duì)于一些前期未進(jìn)行垂直防滲規(guī)劃設(shè)計(jì)的老垃圾填埋場(chǎng)，在進(jìn)行垂直防滲處理時(shí)垂直防滲施工工藝的正確選擇是保證垂直防滲效果達(dá)到規(guī)范要求的關(guān)鍵一步。以哈爾濱市某未進(jìn)行前期規(guī)劃的老垃圾填埋場(chǎng)垂直防滲治理工程為例，通過對(duì)多種施工工藝在適應(yīng)地層、施工效率、造價(jià)、施工質(zhì)量、防滲效果等特點(diǎn)的分析比較，選擇了適宜的施工工藝，也為今后類似工程提供了一定的借鑒作用。

Abstract： For some old landfill sites without vertical anti-seepage planning and design in the early stage， the correct selection of vertical anti-seepage construction technology is a key step to ensure that the vertical anti-seepage effect meets the standard requirements. Taking a vertical anti-seepage treatment project of an old waste landfill that has not been planned in Harbin as an example， through the analysis and comparison of the characteristics of various construction techniques， including adapting stratum， construction efficiency， cost， construction quality， anti-seepage effect， etc.， the suitable construction technology is selected to provide a certain reference for similar projects in the future.

關(guān)鍵詞：填埋場(chǎng);垂直防滲;工藝比選

1? 工程概況

哈爾濱市某垃圾堆肥處理場(chǎng)于1991年建場(chǎng)，1995年封場(chǎng)，封場(chǎng)時(shí)僅對(duì)垃圾分層鋪設(shè)填土然后分層碾壓簡易處理，未做垃圾滲濾液防滲系統(tǒng)，已出現(xiàn)滲濾液泄露情況，對(duì)周圍土壤、空氣、地表水、地下水和臨近河道造成了污染。該垃圾填埋場(chǎng)垃圾平均埋深11m，最大埋深為30m，因此治理過程無法實(shí)現(xiàn)水平防滲治理，需采用可靠的垂直防滲治理措施。

該垃圾場(chǎng)存在的主要問題：建設(shè)之初未做整體規(guī)劃，未進(jìn)行防滲設(shè)計(jì)，未采取防滲措施;垃圾填埋層厚度大，組成復(fù)雜，包括建筑垃圾、工業(yè)垃圾和生活垃圾，而且存在大量生活塑料袋，填埋層已經(jīng)腐爛變質(zhì)，呈黑臭狀;對(duì)周圍地層、水體及空氣污染嚴(yán)重。

根據(jù)表1場(chǎng)地范圍內(nèi)各層巖土的滲透系數(shù)可知，第③、⑤層砂性土滲透性較強(qiáng)，為強(qiáng)透水層，厚度較大;第④、⑤2 層黏性土滲透性較低，為弱透水層，分布不連續(xù)，局部缺失;第⑥層泥巖（含全風(fēng)化）和第⑦層泥巖（微風(fēng)化）滲透性極弱，為不透水層，層位連續(xù)且均勻，適宜做為垂直防滲隔水底板。

2? 垂直防滲處理工藝及比選

成熟的防滲帷幕施工工藝眾多，選擇合理適宜的施工工藝應(yīng)該依據(jù)填埋場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，考慮場(chǎng)地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，隔水層深度、地形及穩(wěn)定情況、滲濾液水質(zhì)、帷幕需要達(dá)到的滲透系數(shù)、深度及剛度、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)、施工技術(shù)水平與施工設(shè)備等因素綜合確定。常見的垂直防滲工藝有：三管高壓旋噴樁防滲帷幕、袖閥管注漿防滲帷幕、三軸攪拌樁防滲帷幕、TRD工法防滲帷幕、塑性混凝土連續(xù)墻、垂直鋪塑防滲技術(shù)以及CSM工法防滲帷幕。

2.1 三管高壓旋噴樁防滲帷幕

三管高壓旋噴樁防滲帷幕是將注漿漿液、高壓水、壓縮空氣三種介質(zhì)通過同心鉆桿噴射至設(shè)計(jì)深度，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊高壓噴射流切削周邊土體，形成樁體，相互咬合搭接，形成連續(xù)防滲帷幕。

該工藝優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟，施工管理較為簡單，但是缺點(diǎn)是質(zhì)量參差不齊，局部存在滲漏情況較為嚴(yán)重的情況。三管高壓旋噴樁注漿效果受地質(zhì)條件影響較大，對(duì)空隙較大的松散地層，漿液較為容易滲透，對(duì)于空隙較小或微小的較密實(shí)地層，漿液不容易滲透。地層存在異物，如生活垃圾袋，較多也會(huì)影響成樁效果。此外，造價(jià)較高，耗漿量較大，返漿量較大，因此環(huán)保施工問題不易控制。防滲帷幕滲透系數(shù)一般在10-6cm/s量級(jí)，難以達(dá)到本場(chǎng)地要求。又因?yàn)殂@桿提升速度較慢，一般為0.15～0.25m/min，總體工效不高，且一般需投入大量機(jī)械設(shè)備。

2.2 袖閥管注漿防滲帷幕

袖閥管注漿法是采用地質(zhì)鉆機(jī)在樁位提前成孔，然后插入注漿管或利用鉆機(jī)鉆桿將套殼料漿液注入孔內(nèi)，最后下放安置袖閥管。待周邊套殼料凝固后，利用袖閥管對(duì)周邊地層分層、分段進(jìn)行多次循環(huán)注漿，達(dá)到防滲的目的。

該工藝由于采用分層、分段、多次循環(huán)精細(xì)控制注漿，注漿量相對(duì)較少，造價(jià)一般。注漿效果取決于施工過程的精細(xì)控制，過程控制的好，效果較好，過程控制不嚴(yán)格，則效果一般。防滲帷幕滲透系數(shù)不一，滲透系數(shù)一般在10-6～10-7cm/s量級(jí)。因?yàn)樾枰啻巫{，所以注漿環(huán)節(jié)工效不高，一般需投入大量機(jī)械設(shè)備。

2.3 三軸攪拌樁防滲帷幕

三軸攪拌樁防滲帷幕是采用帶三個(gè)鉆桿的攪拌樁機(jī)通過鉆桿底部的攪拌葉片對(duì)地層邊旋轉(zhuǎn)攪拌邊噴射漿液和壓縮空氣，達(dá)到將土體充分與漿液混合攪拌的目的。多樁相互咬合成為表面較平整、厚度一致的墻體，起到防滲的做用[2] [9]。

該工藝造價(jià)低廉，施工效率較高;缺點(diǎn)是能夠?qū)嵤┑纳疃扔邢?，一般不超過15m，而且與較硬底層或巖石基礎(chǔ)的銜接深度也受到限制。防滲帷幕滲透系數(shù)一般在10～7cm/s量級(jí)。

該工藝一般用于處理土層，對(duì)于特別堅(jiān)硬土層，卵石層，風(fēng)化巖體無法進(jìn)入攪拌，因此不適合地質(zhì)情況復(fù)雜的地層。

2.4 TRD工法防滲帷幕

TRD工法（Trench-Cutting & Re-mixing Deep Wall Method），也叫等厚度加固土地下連續(xù)墻工法。TRD工法首先在地表原位將鏈鋸式刀具箱豎直插入地層中，然后驅(qū)動(dòng)刀具箱進(jìn)行水平橫向運(yùn)動(dòng)，由鏈條帶動(dòng)刀具做上下回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在刀具端頭噴出漿液注進(jìn)入土體，同時(shí)注入高壓空氣使?jié){液與原位土體充分?jǐn)嚢杌旌?，將原位土體固結(jié)，從而在地下形成一道等厚度的連續(xù)墻體。

TRD工法防滲帷幕設(shè)備體積龐大，對(duì)地基承載力要求較高，需要提前對(duì)墻體施工導(dǎo)墻。TRD工法可以充分?jǐn)嚢柰馏w，耗漿量較少，墻體連續(xù)、防滲效果好，但是與巖石基礎(chǔ)的銜接深度受限制。防滲帷幕滲透系數(shù)一般在10-7～10-8cm/s量級(jí)。

該工藝一般用于處理土質(zhì)較為軟弱的土層，對(duì)于特別堅(jiān)硬土層、卵石層、風(fēng)化巖體，無法切削和攪拌，因此不適合地質(zhì)情況復(fù)雜的地層。

2.5 塑性混凝土連續(xù)墻

塑性混凝土連續(xù)墻（垂直開槽置換法）是用專門的挖槽設(shè)備，沿構(gòu)筑物邊緣，按設(shè)計(jì)的長度、寬度和深度開挖溝槽，采用觸變泥漿護(hù)壁，待溝槽成形后，澆筑塑性混凝土形成一定厚度的地下連續(xù)墻，以達(dá)到防滲效果。塑性混凝土連續(xù)墻法防滲效果較好。但該工藝需要進(jìn)行成槽，采用泥漿護(hù)壁，在存在水頭差、地下水位不穩(wěn)定、層間土壤承載力差異較大的地層，易塌孔，且槽段間結(jié)合及與基底巖石的銜接是薄弱環(huán)節(jié)。該方案適用于一般的軟黏土、砂土和碎石類土。

2.6 垂直鋪塑防滲技術(shù)

垂直鋪塑技術(shù)的原理是利用開槽機(jī)械鋸桿底部鋸齒狀刮片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和鋸管噴嘴噴射處的高壓水流共同切割土體并造漿，利用反循環(huán)泵排渣，首先開出一定深度和寬度（一般為0.15～0.5m）的土槽，然后在槽內(nèi)鋪設(shè)土工膜，形成防滲帷幕，以截?cái)酀B流通道，從而達(dá)到防滲的目的。

垂直鋪塑防滲技術(shù)最大開槽深度可達(dá)16m，且可邊開槽邊鋪塑，一次鋪設(shè)長度可達(dá)50m，接頭質(zhì)量控制技術(shù)也已比較成熟，防滲效果較好。垂直鋪塑防滲技術(shù)造價(jià)適中，地層適用情況較好，粘土、細(xì)砂、中粗砂及粒徑不大于開槽寬度的礫石地層均適用。但該工藝技術(shù)無法與基巖有效銜接，且施工深度有限。

2.7 CSM工法防滲帷幕

CSM（Cutter Soil Mixing）工法屬于銑削深層攪拌技術(shù)，使用兩組銑輪繞軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)銑輪旋轉(zhuǎn)深入地層，同時(shí)削掘與破壞土體時(shí)，注入固化漿液材料，兩銑輪強(qiáng)制性攪拌己松化的土體，以改良土體，形成連續(xù)矩形槽段，從而達(dá)到防滲的目的。該工法對(duì)地層的適應(yīng)性更高，可以切削堅(jiān)硬地層（卵礫石地層、泥巖或砂巖等巖層），且可以保證施工質(zhì)量。

CSM工法防滲帷幕設(shè)備體積較龐大，對(duì)地基承載力要求較高，由于采用雙輪銑切削同時(shí)攪拌土體，每個(gè)斷面均攪拌兩次，因此土體攪拌充分，耗漿量較少，防滲效果較好，同時(shí)可以連續(xù)作業(yè)施工，墻體之間搭接較好，可以形成真正意義上的墻體。該工藝造價(jià)相比三軸攪拌樁偏高，由于采用了可以切削巖體的雙輪銑作為切削鉆頭，所以施工效率極高，平均每天可施工約600m3，返漿量約為加固土體的20～30%，因此存在一定的廢漿外運(yùn)的問題。防滲帷幕滲透系數(shù)一般在10-7cm/s量級(jí)。

3? 結(jié)語

①通過對(duì)多種垂直防滲工藝比選的探討，得到以下結(jié)論：各種垂直防滲類型其使用條件各不相同，在進(jìn)行比選時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際地質(zhì)條件及施工效率、造價(jià)、防身效果等各方面的要求綜合考慮選擇合理合適的垂直防滲型式。

三軸攪拌樁、TRD工法樁無法適用于砂層、垃圾土層、巖層等復(fù)雜地層;旋噴樁和袖閥管注漿樁體搭接風(fēng)險(xiǎn)大，效果較差;塑性混凝土防滲墻造價(jià)過高，施工工藝復(fù)雜，而垂直鋪塑防滲技術(shù)施工深度有限;CSM工法防滲帷幕完全適用于本地層的砂卵石和風(fēng)化砂巖、泥巖，同時(shí)防滲效果好，施工效率高，工期快。因此本工程適合采用CSM工法樁施工工藝。

②經(jīng)過對(duì)5幅試驗(yàn)墻的順利施工表明CSM工法完全適用于生活垃圾填埋場(chǎng)地層，能保證成樁垂直度及咬合質(zhì)量。施工過程中漿液的置換作用，確保了對(duì)垃圾填埋土的有效置換，可以看到置換后將也有了明顯的顏色變化，此外，隨著被置換的漿液一些較大的生活垃圾也一同被置換出來，進(jìn)一步保證了防滲墻的成樁質(zhì)量。值得將CSM工法在類似項(xiàng)目中推廣使用。

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