垃圾卫生填埋场防渗工程建设

垃圾卫生填埋场防渗工程建设

一、公司简介

深圳市胜义环保有限公司是从事环境保护工程的专业公司,以城市生活垃圾卫生填埋场和工业固体废弃物安全填埋场水平防渗系统建设为重点。总公司山东胜利股份有限公司具备年生产3万吨HDPE管材及管件的生产能力,规格Φ20~800mm,规模居全国同行业之首。公司与德国、韩国、美国等国的HDPE防渗材料生产商建立了密切的合作和商务代理关系,并有进出口经营权,能提供满足不同要求的各种规格的高质量HDPE防渗材料。

公司拥有一支高素质的专业施工队伍,全部经国外设备生产商和材料生产商培训并取得操作合格证;公司拥有一批瑞士、德国产先进的施工和检测设备,可满足十多个填埋场同时施工的需要;公司是目前国内唯一一家能够独立完成HDPE防渗膜和管材安装施工的企业。

公司作为防渗系统建设的专业公司,经过几年努力奋斗,已建成海口、从化、保定、泉州、湖州、新疆泽普、深圳、洛阳、安阳、青岛、莆田、上海松江、山东海阳、广州兴丰一期、深圳工业废弃物完全填埋场等城市垃圾卫生填埋场和工业废水池等20多个工程项目,正在承建的工程有广州兴丰二期、大田山、李坑、深圳宝安、安阳二期、广西防城港等垃圾卫生填埋场等项目,积累了丰富的现场施工和管理经验。

公司建立了一整套严格的施工安装和检测管理制度,健全完备了施工原始记录,从而确保工程质量;公司拥有一支具有很强实力的从材料供应、安装施工、土建工程和高分子化学等方面的技术施工队伍,能针对不同工程的各种要求,配合设计和业主解决难题,保证工程质量的高标准。因此,深圳市胜义环保有限公司凭借自己的实力和业绩,树立起良好的信誉。

二、HDPE管、HDPE防渗膜材料性能

1.HDPE管性能见表1。

表1 HDPE管性能

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续表1

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2.高密度聚乙烯(HDPE)光面防渗膜性能见表2。

表2 HDPE光面防渗膜性能

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续表2

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三、防渗工程介绍

1.人工水平防渗卫生填埋是城市生活垃圾处理的主要方式。人工水平防渗工艺是采用高密度聚乙烯(HDPE)防渗膜把整个垃圾填埋场铺设焊接,形成一个水平的防渗系统,并在场底防渗膜上安装高密度聚乙烯(HDPE)花管网,收集渗沥液,导流至场外的污水池处理,沼气通过沼气石笼引出排放或综合利用,从而达到保护环境的效果。这种方式在国外已成功应用近30年,收到了非常好的效果,可以确保环境不受污染。

HDPE膜作为一种高分子合成材料,有其抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物性、化学性能、使用寿命50年以上。比如,防渗功能比最好的压实粘土高107倍(压实粘土的渗透系数级数为10-7级,而HDPE防膜的渗透系数级数为10-14级);其断裂延伸率高达600%以上,完全满足垃圾填埋运行过程中由蠕变运动所产生的变形;其他有利于施工、填埋运行的优点还很多,在此不一一列举。下面用图示的方式来介绍更直观,图1是原理介绍,图2~7是不同的结构层次。

选择垃圾卫生填埋场的建设涉及的因素较多,但最重要的因素是经济因素即建设资金。各地可以根据投资情况量力而行,选择防渗结构。为什么说人工水平防渗卫生填埋方式是城市生活垃圾处理的主要方式,因为它可以做到:①经济,即每吨垃圾建设和处理费单位成本低,且处理量大;②保护环境,人工水平防渗可以有效保护地下水资源,减少大气污染;③资源综合利用,在填埋过程中可以考虑资源综合利用,如分类回收、堆肥,以及沼气发电等等;④生态恢复,每一个垃圾填埋场都有一定的使用期限,在填埋结束后可以根据设计功能恢复生态环境,如生态公园、高尔夫练习场等功能场所。

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图1 垃圾填埋场防渗系统示意图

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图2 单层HDPE膜(常见的实用、经济型)

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图3 双层HDPE膜防渗

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图4 单层复合防渗

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图5 双层复合防渗(防渗要求严格时使用,如工业废物安全填理场)

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图6 垃圾填埋场封场示意图

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图7 场底管网剖面图

2.选址、设计是人工水平防渗建设的第一关。垃圾填埋场的选址非常重要,涉及地质结构、地理水文、运距、风向等等,位置选择得好,也直接体现在投资成本上,因而非常重要。从地质上考虑应尽量避开地下断层,以地下水资源欠丰富、粘土渗透性较差的地方为好;注意风向可以减少对城市和居民的空气污染;运距短节约运费,但应注意城市发展规划,不要为城市将来的发展留下后遗症。

3.学习借鉴他人经验,武装业主头脑。垃圾卫生填埋场人工水平防渗建设虽然在国外已有几十年历史,但我国在20世纪90年代才开始引进。最早的是深圳市工业固体废弃物安全填埋场,是对1993年深圳清水河大爆炸遗留的有害废弃物处置而建,运行了近8年,第一期已填满,第二期工程已建好。第一个生活填埋场则是深圳市下坪垃圾卫生填埋场,1995年开始建设,1997年投产使用。1990年代末期相继有一批人工水平防渗卫生填埋场建成投产,仅胜义公司建成的就有海口、从化、保定、泉州、上海松江、湖州、洛阳,正在兴建的有广州、青岛、莆田、安阳等。这些单位在建设过程中积累了不少经验,值得新建单位学习,取人之长,补己之短。

4.确立以防渗为核心的系统工程体系。人工水平防渗建设耗资最大的部分是土建工程,但工程的核心却是防渗工程,因而整个工程要建立为HDPE防渗膜施工服务的系统工程体系。土建基础要达到铺设防渗膜条件,无纺土工布保护层更要起到保护作用。只有这样才能减少损失浪费,达到优质工程,取得整体效应。

5.慎重选择防渗膜施工企业。防渗膜的施工是整个工程的核心,垃圾填埋场的防渗工程属隐蔽工程,具有不可逆转性,只能一次性施工成功。这里所讲的一次性是指投入使用前必须施工质量合格,使用后发现渗漏基本无法弥补挽救。因此要选择有实力、有丰富施工经验、信誉好的施工企业,且企业应有一支训练有素、人员稳定的施工队伍。HDPE膜的施工对第一次做垃圾填埋场的业主来讲,基本是陌生的,甚至监理单位也是第一次接触,因此施工质量很大程度上依赖于施工企业。而防渗质量要求每一条焊缝的质量都要达到100%的合格,这就需要施工企业铺设安装时应按照施工及验收规程进行施工,在施工完成后,施工企业必须逐条对焊缝进行全面自检,发现有问题及时进行修补,在自检合格的基础上,向业主提出验收,验收小组进行随意抽样,抽样样品检验合格,才能确定验收合格。那么施工质量靠什么来保证,靠的是施工企业一系列的技术、质检以及现场施工完备的原始监管资料。只有在完备的管理制度监管下,才能达到合格和优质工程质量。

胜义环保高密度聚乙烯(HDPE)膜施工及验收规程共84条,从原材料、施工、到最终竣工验收都作了具体、详细的操作规定,足以保证施工质量完全符合标准。表3~表7是部分常见的表格。

表3 胜义环保HDPE土工膜裁膜记录表

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表4 胜义环保HDPE土工膜铺设分布登记表

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表5 胜义环保HDPE土工膜焊缝登记表

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表6 胜义环保HDPE土工膜焊缝气压检漏试验登记表

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表7 胜义环保HDPE土工膜焊缝真空检漏试验登记表

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6.施工中气温变化引起材料热胀冷缩的处理方式。HDPE防渗膜在温差较大的时候,热胀冷缩现象比较严重,比如中午时刻因气温较高热胀现象十分明显,多出现在坡脚或不规则处,若解决不当,会给HDPE防渗膜的铺设造成较大的影响。正确的操作方法应是充分掌握当地气温的变化规律,避开中午的高温时间段铺设。若在高温天气铺设时,应根据HDPE膜的热膨胀系数,计算出在最大温差内的伸缩量,然后在铺设时预留足够的长度适应温差的变化。

7.施工、检测设备的选择。垃圾卫生填埋场人工水平防渗建设中,HDPE防渗膜的铺设安装应选择精良、先进、国际一流的施工、检测设备,设备的好坏将直接影响焊缝的质量。目前,在设备成套装备上有实力的企业较少,而且能够配备多套机具可供多个大型垃圾填埋场同时使用的企业更少,所以施工、检测设备的装备、储备情况也是衡量能否建设好垃圾处理场的重要因素之一。

8.增强防护安全措施。HDPE防渗膜的作用是防渗,但它需要严格的保护配套措施,如土建基底的处理要达到“三度”,即平整度(±2cm/m2)、压实度(95%)、洁净度(垂直深度2.5cm内不得有树根、瓦砾、石子、混凝土颗粒、钢筋头、玻璃屑等有可能损伤HDPE膜的尖锐杂物)。但在实际土建施工时往往很难达到上述要求,少数业主对此认识不够,降低标准,硬性要求进行HDPE防渗膜的铺设施工,这样必将带来后患。无纺土工布是HDPE防渗膜的保护层,应尽量增加无纺土工布的厚度,达到保护的效果。边坡是填埋场的薄弱环节,除无纺土工布的保护外,应尽可能地增加其他的保护措施,比如废旧轮胎等。场底在最初填埋运行时,可采取对垃圾进行筛选、分类填埋,避免尖锐、刺状垃圾直接接触防渗层,起到缓冲过渡作用。

四、工程主要技术要素介绍

1.锚固沟。是固定防渗膜和保护层无纺土工布的沟,一般宽0.5~0.8m、深0.6~1.0m,防渗材料铺设好后用土回填夯实。

2.缓冲平台。在边坡较长的情况下,为了防渗膜的安全,在边坡中间增设几米宽的平台,且在平台上必须设置锚固沟,可以减缓防渗膜承受的拉力,国外一般垂直高度超过5m即增设一个缓冲平台。

3.截洪沟。一般在锚固沟上面挖截洪沟导流雨水,阻止山坡上的雨水直接流进填埋区。

锚固沟、缓冲平台、截洪沟示意图详见图8。

4.双轨焊缝。用双轨焊机焊接的焊缝,对两片膜加热,靠本体热粘,有两道焊,双保险,中间为空心,通过打气可以检测焊接质量。施工中以双轨焊缝为主,详见图9。

5.单轨焊缝。用手提挤压式焊机焊接的焊缝,靠焊条熔化后粘接两片膜,一般在地形复杂拐角处或修补的情况下,双轨焊机不能操作的情况下使用,用真空泵检测质量,详见图10。

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图8 锚固沟、平台、截洪沟示意图

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图9 双轨焊缝

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图10 单轨焊缝

深圳市胜义环保有限公司

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