文 王曉東

針對(duì)生活垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)后土地再利用缺乏系統(tǒng)評(píng)估方法的現(xiàn)狀，以老港1-3 期填埋場(chǎng)封場(chǎng)后監(jiān)測(cè)為例，提出封場(chǎng)填埋場(chǎng)長期環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全穩(wěn)定監(jiān)測(cè)和生態(tài)監(jiān)測(cè)的方法，為科學(xué)開展封場(chǎng)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)估提供借鑒。

填埋是我國生活垃圾處理處置的主要方式之一。根據(jù)住建部《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，2018 年我國縣城以上城市有生活垃圾填埋場(chǎng)2459 座，衛(wèi)生填埋量為16696.52萬噸。隨著填埋場(chǎng)庫容使用完畢，填埋場(chǎng)陸續(xù)開始封場(chǎng)，還有部分填埋場(chǎng)開始謀劃封場(chǎng)后的土地再利用途徑。對(duì)于土地資源寶貴的大城市以及填埋場(chǎng)位置位于城區(qū)范圍的情況，封場(chǎng)土地再利用是一種很好的土地資源補(bǔ)給。另一方面，我國許多大中城市新建填埋場(chǎng)選址十分困難，填埋場(chǎng)封場(chǎng)后探索開發(fā)新的土地功能，或通過穩(wěn)定沉降期后做到對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行復(fù)用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)填埋是一種很好的方式。

依據(jù)《生活垃圾填埋場(chǎng)穩(wěn)定化場(chǎng)地利用技術(shù)要求（GB/T 25179-2010）》，填埋場(chǎng)可以在穩(wěn)定化的基礎(chǔ)上進(jìn)行低、中、高三種不同程度的開發(fā)利用。填埋場(chǎng)封場(chǎng)后利用的方式需要通過環(huán)境監(jiān)測(cè)、土力學(xué)監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)等綜合評(píng)估后方可實(shí)施。當(dāng)前對(duì)填埋場(chǎng)封場(chǎng)后的跟蹤監(jiān)測(cè)，多限于封場(chǎng)后環(huán)境影響監(jiān)測(cè)。若要求封場(chǎng)后場(chǎng)地能夠達(dá)到高度開發(fā)（建設(shè)廠房或倉庫）甚至更高的建設(shè)要求，就必須進(jìn)一步掌握封場(chǎng)場(chǎng)地安全性指標(biāo)，為場(chǎng)地二次開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于我國尚未出臺(tái)相關(guān)的填埋場(chǎng)穩(wěn)定化監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，各地在實(shí)際開展封場(chǎng)后管理和土地利用時(shí)缺乏參考的依據(jù)。

本文結(jié)合在上海老港生活垃圾填埋場(chǎng)1—3 期開展的封場(chǎng)穩(wěn)定化跟蹤監(jiān)測(cè)分析經(jīng)驗(yàn)，提出開展封場(chǎng)后長期跟蹤的技術(shù)方法。

封場(chǎng)穩(wěn)定化和土地安全利用的限制

垃圾填埋場(chǎng)作為一種特殊的城市廢棄地類型，其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能已嚴(yán)重退化，但仍具有土地資源潛質(zhì)，國外有非常多的填埋場(chǎng)綜合利用的成功案例。一般封場(chǎng)后填埋場(chǎng)的利用途徑有：（1）娛樂場(chǎng)所，如高爾夫球場(chǎng)等；（2）各種自然生態(tài)基地；（3）公園、植物園、苗圃、農(nóng)場(chǎng)等。以生態(tài)恢復(fù)為出發(fā)點(diǎn)的綜合城市規(guī)劃、生態(tài)工程、環(huán)境保護(hù)、社會(huì)政策等各學(xué)科的拓展融合，逐漸被認(rèn)為是能突破“垃圾圍城”困境的利器。

填埋場(chǎng)場(chǎng)地再利用的限制條件主要有四個(gè)方面：（1）機(jī)械壓縮導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降而難以建建筑物；（2）填埋氣體影響建筑物建設(shè)、氣體聚集的爆炸和健康風(fēng)險(xiǎn)、植物傷害；（3）滲濾液導(dǎo)致的植被利用受到影響；（4）堆體不穩(wěn)定影響地基負(fù)載。這四個(gè)問題產(chǎn)生的原因都是有機(jī)垃圾的降解造成的。生活垃圾降解產(chǎn)生的中間產(chǎn)物會(huì)不斷遷移至滲濾液中，使?jié)B濾液的COD 和BOD5 等有機(jī)質(zhì)指標(biāo)濃度升高，同時(shí)有機(jī)物通過生物降解減量化也促進(jìn)了填埋場(chǎng)地表的加速沉降。但隨著有機(jī)物生物降解的進(jìn)行，滲濾液中有機(jī)質(zhì)濃度逐漸降低，地表沉降速度也逐漸減小。

國外封場(chǎng)后的填埋場(chǎng)主要是用于開發(fā)建成開放的空間，例如高爾夫球場(chǎng)、自然保護(hù)區(qū)和公園。在英國，封場(chǎng)后的不同利用方式的成功率是有顯著差異的，用于建住宅、大型建筑和工廠的成功率是33%，用于天然資源的成功率是41%，用于建文化設(shè)施、體育設(shè)施和休閑設(shè)施的成功率是54%—55%，用于其他一些用途的成功率達(dá)到了75%—79%。

老港垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)地特征

老港垃圾填埋場(chǎng)一、二、三期場(chǎng)地地貌類型為潮坪地貌，地貌形態(tài)單一。該工程采用筑堤填坑法作業(yè)，原狀地面標(biāo)高約為4.0m，堤頂標(biāo)高約為8.0 m，部分單元垃圾填埋體至堤頂標(biāo)高后進(jìn)行造坡，坡高約4.0m。地下水主要有淺部土層的潛水和深部粉性土、砂土層中的承壓水，是我國平原型、軟土地基填埋場(chǎng)的典型工程代表。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)和方法

污染物排放監(jiān)測(cè)

當(dāng)填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾可降解有機(jī)組分達(dá)到礦化、可浸出的無機(jī)鹽由滲濾液帶走、滲濾液不經(jīng)處理即可排放、垃圾層基本無氣體產(chǎn)生，污染物主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為導(dǎo)排管出口的甲烷氣體和滲濾液。

甲烷氣體的采樣依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（HJ/T194 -2005）》中規(guī)定的“氣態(tài)污染物采樣”方法，采集后的甲烷氣體樣品的測(cè)定方法依據(jù)《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測(cè)定氣象色譜法（HJ/T38-1999）》。

滲濾液需選擇封場(chǎng)年限不同的填埋庫區(qū)，滲濾液水質(zhì)以COD、TOC 和NPOC為監(jiān)測(cè)指標(biāo)。其中化學(xué)需氧量的測(cè)定依據(jù)《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法（GB 11914—89）》。

安全性監(jiān)測(cè)

安全性監(jiān)測(cè)包括檢測(cè)、監(jiān)測(cè)兩大部分。其中安全性監(jiān)測(cè)包括：垃圾堆體表面沉降、垃圾堆體一定深度范圍內(nèi)分層沉降、垃圾堆體周邊深層土體側(cè)向位移、垃圾堆體封場(chǎng)完成后的孔隙水壓力、樁基負(fù)摩阻力測(cè)試等；安全性檢測(cè)包括：鉆探取樣進(jìn)行物理力學(xué)性能參數(shù)檢測(cè)、靜力觸探試驗(yàn)孔、十字板剪切試驗(yàn)、堆載體淺層平板載荷板試驗(yàn)、地基土腐蝕性試驗(yàn)等。

垃圾堆載體表面沉降觀測(cè)

沉降板由底板和金屬測(cè)桿垂直焊接而成。底板采用400×400mm 的鋼板，厚度不小于6mm，底板埋入堆載體深度約50cm；測(cè)桿采用Φ30mm×5mm 鍍鋅鐵管。測(cè)桿高出堆載體頂面的長度不小于0.4m，同時(shí)為加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)，測(cè)點(diǎn)外套PVC 套管。

圖1 地面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

分層沉降觀測(cè)

分層沉降磁環(huán)布設(shè)于垃圾堆體下各主要土層的分界線處，對(duì)照原勘察地層，每組觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置7 個(gè)磁環(huán)。

圖2 分層沉降布設(shè)示意圖

垃圾堆體周邊深層土體側(cè)向位移監(jiān)測(cè)

深層土體水平位移監(jiān)測(cè)是地基穩(wěn)定與深層土體側(cè)向變形最為直接的反映。由于垃圾堆體范圍大，堆載高，通過監(jiān)測(cè)垃圾堆體周邊深層土體水平位移可以反映邊坡水平受力與變形情況。監(jiān)測(cè)中，在垃圾堆體區(qū)外側(cè)布設(shè)深層土體水平位移監(jiān)測(cè)孔，其位置設(shè)置在外側(cè)坡角處及坡度變化大處。

圖3 水平位移監(jiān)測(cè)布設(shè)示意圖

負(fù)摩阻力監(jiān)測(cè)

樁周土的沉降大于樁體的沉降，樁—土的相對(duì)位移（或者相對(duì)位移趨勢(shì)）是形成摩阻力的原因，樁基礎(chǔ)中，如果土給樁體提供向上的摩擦力稱為正摩阻力；反之，則為負(fù)摩阻力。通過測(cè)出的樁身軸力計(jì)算摩阻力，可以通過在試驗(yàn)樁內(nèi)預(yù)埋樁身應(yīng)力測(cè)試原件，監(jiān)測(cè)不同階段樁身不同位置的樁身軸力、樁側(cè)摩阻力的分布情況，研究樁身負(fù)摩阻力的分布和中性點(diǎn)位置。

十字板剪切試驗(yàn)

十字板頭插入鉆孔底的深度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的3—5 倍； 十字板插入至試驗(yàn)深度后，至少應(yīng)靜止2—3min，方可開始試驗(yàn)。

淺層平板載荷試驗(yàn)

載荷試驗(yàn)采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體裂隙密度選用合適的尺寸。土的淺層平板載荷試驗(yàn)承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)軟土和粒徑較大的填土不應(yīng)小于0.5m2，土的深層平板載荷試驗(yàn)承壓板面積宜選用0.5m2，巖石載荷試驗(yàn)承壓板的面積不宜小于0.07m2。

土樣腐蝕性分析

為評(píng)價(jià)不同深度地基土受垃圾滲濾液的影響，可能對(duì)建筑材料腐蝕性程度及深度，在場(chǎng)地內(nèi)不同深度采取原狀土樣，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)量取固定容積純凈水與干燥后土試樣攪拌均勻，靜置24 小時(shí)后，提取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，并通過質(zhì)量等代原理進(jìn)行地基土中離子濃度換算。測(cè)試項(xiàng)目包括：pH、酸度、堿度、硬度、游離CO2、侵蝕性CO2、礦化度、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-、Cl-、HCO3-、C O32-、OH-，評(píng)價(jià)對(duì)建筑材料腐蝕程度。

生態(tài)植被監(jiān)測(cè)

將填埋場(chǎng)分塊進(jìn)行樣方內(nèi)植被情況調(diào)查，掌握植被群落高度、蓋度、平均胸徑等指標(biāo)，評(píng)估喬灌草等不同類型植被的生長情況。

邊坡穩(wěn)定性分析

垃圾填埋體的邊坡穩(wěn)定性問題是垃圾填埋場(chǎng)開發(fā)建設(shè)的關(guān)鍵問題之一，失穩(wěn)流滑將引發(fā)災(zāi)難性后果。2000 年菲律賓馬尼拉Payatas 填埋場(chǎng)失穩(wěn)掩埋居民區(qū)，造成至少600 人死亡。2009 年深圳下坪填埋場(chǎng)發(fā)生流滑泄漏滲濾液和污泥6 萬m3，造成數(shù)十平方公里土地污染。垃圾體邊坡穩(wěn)定性也是需要重點(diǎn)關(guān)注的問題之一?？梢圆捎糜邢拊獢?shù)值模擬對(duì)垃圾填埋體形成后的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。采用減小土的強(qiáng)度參數(shù)的方法來進(jìn)行安全分析（phi/c 折減法），進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。

結(jié)語

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化進(jìn)程進(jìn)行了大量的研究，但目前還沒有統(tǒng)一的填埋場(chǎng)垃圾穩(wěn)定化評(píng)價(jià)體系。本文提出的監(jiān)測(cè)方法，主要是在已有的監(jiān)測(cè)指標(biāo)的基礎(chǔ)上開展綜合的環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全性監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)等，以反映填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化進(jìn)程，為進(jìn)一步確定填埋場(chǎng)土地再利用方式提供科學(xué)依據(jù)。