陈 亮，刘树峰，裘晓鹏

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）

平原型软基地质危险废物安全填埋场库区设计要点思考*

陈 亮1，刘树峰2，裘晓鹏1

（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）

针对沿海地带平原型软基地质危险废物安全填埋场的特点，就填埋场的地基处理、防渗结构、导排系统、填埋作业及整体结构安全控制等设计要点提出了意见和建议。

安全填埋场；地基处理；坝内抽排；外围截水；内部导水；黏土阻隔；逐步分区；逐层加高

2003年12月国务院批复通过了《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》，而后全国各省市陆续建成投产了一批危险废物处置项目。2013年6月最高人民法院、最高人民检察院联合公布了《关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》，明确提出非法排放、倾倒、处置危险废物3 t以上的认定为“严重污染环境”罪，将直接追究刑责。“两高司法解释”进一步推动了危险废物规范化处置与管理，也从某种意义上增加了危险废物的处置需求。

我国危险废物处理以“减量化、资源化、无害化”为原则，鼓励以综合利用为主，无法利用的再寻求焚烧、安全填埋等途径。其中，安全填埋一方面作为一种常规处置措施接纳危险废物，同时也作为焚烧等其他处置技术二次污染物的消纳场所，在危险废物处置领域扮演着重要的角色。

1 相关规范

目前，我国已颁布实施的涉及危险废物安全填埋的规范标准主要有2001年国家环保总局出台的《危险废物填埋污染控制标准》 （以下简称《标准》）、《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》 （以下简称《要求》） 以及2013年工业和信息化部出台的《化工危险废物填埋场设计规定》（以下简称《规定》）。这2类规范整体要求基本保持一致，但是由于归口部门不一样，所以侧重点各不相同。《标准》、《要求》对防渗、导排等工艺系统的要求更为精确，而《规定》对填埋场、填埋年限、运行安全等方面要求更高。这3个规范基本涵盖了危险废物填埋全过程的内容，但是多为一般性的做法和要求，对于不同地质、不同类型的填埋场缺乏针对性。

2 设计中的问题

江浙地区，由于选址的约束，有一批工业园区分布在远离城市的沿海地带，导致作为园区配套的危险废物填埋场也只能以海边滩涂地、回填地作为建设场址，这一特殊地质条件的危险废物填埋场（一般多为平原型垃圾填埋场），在填埋库区的设计上如地基处理、防渗导排系统等都对设计提出了规范之外的全新的要求。

2.1 地基处理

这一类危险废物安全填埋场场底一般为粉质黏土、淤泥质粉质黏土，其渗透系数大、含水率高而地基承载力、抗剪强度等指标一般都很低。这种软基地质，在大面积堆载作用下库底地基极易出现不稳定的情况，所以在满足库容要求的前提下，应谨慎选择库底持力层，若持力层无法满足库容堆体的荷载要求，则必须进行地基处理。如果库底挖深较浅，可采用全部换填或者全区域水泥搅拌桩的方式对地基进行整体处理。如果库底挖深较深，建议采用真空预压、排水固结等地基加固方案，或者浅层换填、深层地基加固的综合处理方案。尤其是排水固结法，由于其固结方式可以结合库底上部填埋堆体的加载，而排水方式可以结合库底下部地下水导排结构的设置进行综合考虑，所以较为适合软基危险废物安全填埋场的地基处理。

2.2 防渗结构

关于防渗结构在《要求》中明确指出，危险废物安全填埋场防渗系统“应以柔性结构为主，且柔性结构的防渗系统必须采用双人工衬层”，即以双层高密度聚乙烯膜作为主结构的防渗系统。当地质条件不能满足要求时“可采用钢筋混凝土外壳与柔性人工衬层组合的刚性结构”，即以钢筋混凝土底板+高密度聚乙烯膜作为主结构的防渗系统。对于沿海地带的软基地质危险废物安全填埋场来说，建议优先考虑双层高密度聚乙烯膜的柔性防渗结构，谨慎选择刚性防渗结构。刚性结构仅仅是填埋场防渗的一个替代方案，并不是常规的建设类型。由于受到水泥抗折强度等性质的影响，刚性填埋场的底板跨度有一定的限制，一般不宜超过50 m，这就造成了刚性填埋场单位容积较小、单位造价较高、操作运行不便的特点。再加上混凝土本身的性质，如果施工不到位，容易出现裂缝渗漏的情况。而且沿海地带危险废物安全填埋场场底地下水位普遍较高，库底土层渗透系数大，刚性填埋场抗浮处理的难度非常大，地下水一旦导排不畅，超过刚性底板，整个填埋场库底底板极易出现上浮隐患。

如确定使用柔性防渗结构，必须结合填埋场堆填工艺、最终堆体高度及地基处理方案等，模拟库底整体沉降量，根据库底沉降的模拟结果，核算防渗膜所受的拉应力，从而选择合适规格的防渗材料。对于防渗材料的保护层，建议尽量采用足够厚度的符合规范要求的黏土层或者土工加筋材料。尽量少采用土工布，因为无论从土工布本身的规格性质还是连接方式来说，其应对库底沉降的能力都较差，极易出现破损的情况，致使防渗膜直接接触导排层的碎石或卵石，给防渗系统带来隐患。

2.3 导排系统

2.3.1 地下水导排

沿海地带的危险废物填埋场多为平原型填埋场，其地表水的导排压力较小，导排重点主要在于渗沥液与地下水。其中最为关键的是地下水的控制，如果不妥善控制好地下水，对于软基地质的危险废物安全填埋场来说，不仅直接影响到防渗系统，还会影响整个库底结构的安全。

这一类型的填埋场场底地下水水位较高，多为浅层孔隙水，流动性大，变化幅度大。根据这些特点，建议采用“库区外围截水+库区内部导水+黏土阻隔”的综合地下水控制方式。

外围截水指库区外围设垂直防渗系统，可采用截水效果较好的水泥搅拌桩，通过建立地下水的流动模型，确定水泥搅拌桩设置的位置、深度等参数。对于地下水非常丰富的极端场址，建议沿库区外围整体设置一圈垂直防渗系统，从而在填埋库区底部形成一道阻隔外围地下水汇入的屏障。

内部导水指在库底设置地下水导排层，导排层内设导排盲沟，盲沟末端设集水井，集水井内设提升泵，通过主动抽排的方式，将库区地下水排出。另外根据前文介绍，地下水导排系统可结合排水固结的地基加固方案综合考虑，建议将排水固结方案设置的排水竖井、排水板等排水设施与地下水导排层连接，将地下水导排层直接作为排水的出口，从而将水导出。

同时根据《要求》的规定，在地下水导排层以上还需设置至少1 m的黏土阻隔层。这样就形成了“库区外围截水+库区内部导水+黏土阻隔”的综合地下水控制系统，通过“截、导、阻”的方式，对地下水进行有效的控制。

2.3.2 渗沥液导排

渗沥液导排系统的设置以足够厚度的碎石层、卵石层为首选，尽量少采用排水网、导排管等容易受沉降影响的材料。平原型填埋场一般根据库区的填埋分区形成独立导排分区。在分区末端建议采用坝内抽排的方式将渗沥液导出库区，坝内抽排可采用斜管提升或者坝内侧设竖井提升的方式。应尽量避免穿坝至库区外侧导排的做法，由于分区的缘故，若采用穿坝导排则会出现多个穿坝点。受库底沉降的影响，这些穿坝的位置容易出现穿坝管变形、穿坝点渗漏的情况，给防渗系统带来隐患。

2.4 填埋作业规划

制定填埋作业规划之前，首先应根据库容需求，以及地基处理方案的模拟结果，确定最终填埋高度。沿海地带平原型危险废物安全填埋场，其最终填埋高度还应考虑与周边环境相协调。在确定最终填埋高度之后，应进行分区作业规划，对于软基地质、地下水水位较高的填埋场，建议采用逐步分区、逐层加高的方案。

首先通过沉降模拟，根据场区地质及废物的工程特点，核算出在快速堆载、地基不能及时排水固结（强度和稳定性主要取决于地基土的天然强度和堆载高度）的条件下一次性堆体加载高度。以这个高度为基准，将填埋堆体总高度划分成若干段。如填埋设计总高度为10 m，一次性堆体加载高度为3.5 m。则可将整个堆体高度划分为3.5、7.0、10.0 m的3个填埋阶段。

第1个分区在填埋达到3.5 m后实施中间封场，进行第2个分区的作业；第2个分区在填埋达到3.5 m后也实施中间封场，进行第3个分区的作业，以此类推，直至整个库区所有分区均完成3.5 m的第1阶段填埋。而后由第1个分区开始按分区顺序逐步进行3.5～7.0 m的第2阶段填埋。第2阶段填埋完成后，再进行7.0～10.0 m第3阶段填埋，从而完成全部高程的填埋作业。

这样的作业方式，在实现分区的同时，通过展开作业面，增加了库区场底整体的受力面积，避免了单个分区一次性集中加载给地基带来的沉降隐患和地下水的挤压影响。

2.5 库区整体结构

库底地基、防渗导排系统、废物堆体共同形成了填埋场库区的纵向结构，设计在确定了这个结构层的具体做法之后，建议选取几个滑动面，如软基、防渗膜等进行堆体整体稳定计算，确保堆体实际填埋作业的安全。

3 结束语

我国沿海地带多为经济发达区，工业园区分布较多，危险废物安全填埋场有较大的配置需求。而由于沿海地带特殊的地质结构，给危险废物安全填埋场的设计提出了非常高的要求。在规范标准之外，作为设计者，应该切实结合每个填埋场的特点，分析场址地质、水文等各种参数，制定经济合理的设计方案，有效指导后续填埋场的建设和运行，从而充分发挥危险废物安全填埋场的综合效益。

Thoughts on Design Points of Hazardous Waste Safety Landfill Site in Plain Type Soft Ground

Chen Liang1，Liu Shufeng2，Qiu Xiaopeng1
（1.Power China Huadong Engineering Co.Ltd.，Hangzhou Zhejiang 311122；2.North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.Ltd.，Tianjin 300381）

Based on the characteristicsofthe safe landfill ofgeologic and hazardouswaste in the plain ofthe coastal zone，the opinions and suggestions on the design points of landfill foundation treatment，anti-seepage structure，drainage system，landfilloperation，safety control ofthe overall structure were put forward.

safety landfill；foundation treatment；pumping in dam；external intercepting water；internal conductance；clay barrier；progressive zoning；layer by layer heightening

X705；X327

B

1005-8206（2017） 05-0066-03

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司科研项目（KY120209-05-08）

2016-09-15

陈亮（1983—），高级工程师，主要从事生活垃圾、危险废物填埋场等设计工作。