李丽琴LI Li-qin

（中铁十七局集团有限公司，太原030006）

0 引言

当前，我国垃圾年产量已达到4 亿多吨，是世界上垃圾包袱最重的国家，垃圾填埋场作为生活垃圾处理的主要模式，已经进入使用高峰期。近年来，随着城市化进程的不断加剧，很多填埋场渐渐接近主城区，其释放的各类污染物也影响到城市居民生活，成为城市发展过程中出现的一个新污染源，加之很多垃圾填埋场达到填埋上限，未来将有大量垃圾填埋场进入封场修复阶段。据统计，国内待修复的填埋场土地近7900 公顷，但由于国内垃圾填埋场的生态修复技术还处于起步阶段，已对垃圾填埋场进行生态修复的成功案例很少。

1 工程概况

重庆市长生桥垃圾填埋场位于重庆市南岩区长生桥镇的茶园村和凉风村，填埋库区总面积为34.7 万m2，距离南岸区政府、城南家园公租房、鲁能领秀城等人口聚集地约2km，由管理区、填埋区、渗滤液处理区、沼气发电区四部分构成。该填埋场于2001 年9 月开工建设，2003 年7月底投入运行，于2016 年5 月关停，已填生活垃圾1043万t。

对填埋场的修复采用原位规范封场的生态修复方案，主要工程内容：有毒有害气体收集与利用，污泥原位固化，封场覆盖等。

2 工程特点、重难点分析

2.1 技术难度大

垃圾填埋堆体时间长，堆体内垃圾已分解成污泥、渗滤液及絮状物，且渗滤液液位很高，稳定性极差。收集有害气体所采用的导气石笼井成孔难度大、导气石笼整体（含钢筋笼、土工滤网、填充碎石、导气花管）底部无持力层，极易下沉而刺破底膜。

2.2 质量控制难

堆体内垃圾降解程度、含水量、埋置深度不同，各部位导气石笼井设计下沉量不同，石笼井整体沉降控制难度大。同时因污泥成分复杂且含水率不同，污泥固化采用的固化剂用量与试验确定数值存在偏差，固化效果难以控制。

2.3 施工难度较大

封场覆盖系统各层结构铺设施工过程以及搭接施工，工作量大，工艺标准要求高。

3 高液位垃圾填埋场导气石笼井施工技术

垃圾填埋场产生的气体有毒有害、易燃易爆、产生量巨大且源源不断，若任其自由排放不但会造成环境污染、威胁周边居民及其他生物健康，还会产生火灾爆炸、气体中毒等事故隐患，因此需将填埋气体集中收集利用。在开展封场覆盖施工之前，设置导气石笼井和横向导气盲沟，将导气石笼井、横向导气盲沟通过负压管道系统连接沼气发电站及燃烧火炬，将垃圾堆体内部产生的可燃气体转化为电能，而有毒有害气则通过高温燃烧变成CO2等无毒的气体，可以有效达到安全环保的目的。

3.1 全护筒跟进旋挖钻机施工技术

本工程导气石笼井最大钻孔深度为35m，施工中采用全护筒跟进旋挖成孔技术，有效提取不同类型的孔内物质，保证了钻孔过程成孔质量以及安装石笼过程中孔壁的完整性。

先用钻机的护筒驱动器下设护筒，并以水平尺测定护筒的垂直度；然后用短螺旋钻头提取垃圾，并通过操作钻机上的纠偏液压油缸调整钻的垂直状况，以控制成孔精度。每钻进2.5m（每节护筒为2.5m）后停钻，并安装下一节护筒。持续上述过程，在快要钻至设计要求孔深后，根据垃圾体厚度及液化程度，预留一定的长度，停止钻孔，并移除钻机，现场摆放制作好的钢筋笼，将底部密封的土工滤网套在钢筋笼套上，安装HDPE 花管。将以上钢筋笼综合体安装在已钻好的孔内，并逐节安装，安装完毕后在钢筋笼内填筑碎石。

图1 导气石笼井施工工艺流程图

3.2 质量及安全控制

①垃圾堆体上导气井钻井应采用旋挖机钻孔,孔的垂直度偏差应小于2%。②导气井的井底标高均根据建设垃圾填埋场时场底竣工图确定,施工中严格控制井深不得超钻，不得破坏场区底部防渗系统。③成孔后应尽快将导气管道、碎石和土工滤网安装到井中，避免长时间放置孔底污泥反向压入孔内。④由于垃圾体中大量垃圾已经分解为污泥及絮状物，成孔后孔底部分区域污泥容易将导气石笼井井底部分区域反向填充，清孔处理易造成底部垃圾体内污泥大量进入孔内，使得钻孔达不到设计深度。因此，导气石笼井钻进深度宜按照旋挖钻机进尺控制，孔底不宜进行清孔处理。⑤在垃圾堆体上钻井后再进行场地平整和土方回填，以减少钻井深度，需采取措施保障土方施工过程中原有导气石笼井及新建导气石笼井不受破坏。具体措施如下：采用钢套管作为导气石笼井的保护套管，埋地深度0.5m，同时导气井周边2m 内的土方回填须采用人工回填，人工回填至钢护筒顶部以下0.5m 时，提升钢护筒，保持埋地深度。

3.3 沉降控制技术

该垃圾填埋场底部在建设期设置有防渗膜，垃圾全部填筑在防渗膜上，钢筋石笼体（钢筋笼+碎石+导气HDPE花管+土工滤网）由于自身的重量较大，且石笼井孔底不具有承重能力，石笼体会不断下沉，可能会刺穿垃圾填埋场底膜；在封场完成后，石笼井下沉会拉裂封场覆盖隔离层防渗防气膜，导致场区有害有毒及可燃气体气体逸散出来，雨水通过拉裂位置进入到垃圾体内，增加后续处理难度。

3.3.1 预留沉降量

根据垃圾成分确定沉降量，垃圾基本降解的预留1.5m，在钻孔时应预留出1.5m 长度，使得石笼体高出顶面1.5m。而垃圾未降解完全的区域预留1m，在钻孔时预留1m，使得石笼体高出顶面1m。

3.3.2 设置限位装置

在制作钢筋笼时，应在最后一节钢筋笼上焊接限位装置：具体为钢筋笼主筋向水平面辐射1m,并将比钢筋笼直径大的环状钢筋焊接到水平面的辐射钢筋上，环状钢筋间距不小于20cm。

3.3.3 水平托盘装置

在钢筋笼体底部焊接水平托盘，将导气花管固定在水平托盘上。

4 垃圾填埋场高含水率污染沼渣坑污泥固化施工技术

4.1 固化原理及工艺流程

污泥原位固化主要是通过固化剂（水泥、生石灰等）搅拌输送一体机及污泥搅拌设备，将固化剂输送到污泥内，通过一系列物理、化学反应，改变污泥形态，使其成为类似土壤等胶接强度较大的固体，封锁污泥中的有毒有害物质，提高场地的无侧限抗压强度及抗剪强度，满足填埋场封场施工需求。

根据污泥小试及中试方案选定的固化剂（硅酸盐水泥：生石灰）配比，确定现场实际固化施工固化剂配比，污泥：42.5 硅酸盐水泥：生石灰=1:0.2:0.06，固化剂比例为26%。

4.2 固化施工技术主要步骤

4.2.1 设备安装及试喷

在工作平台上，进行原位搅拌设备的安装调试固化剂料仓、输送罐、控制平台的安装。实际施工开始之前进行试喷，试喷过程中加入固化剂配比与实际施工一致，以检验混合固化剂中的晶体是否会对输送管路的流畅性及稳定性造成影响。搅拌施工时，由于污泥底面非平面具有一定坡度，固化剂通过搅拌头注入后由于重力作用会顺着坡度向下转移，对底面坡度较大区域进行施工时，固化剂投加量在设计基础上进行一定量增加。

4.2.2 固化施工

对污泥进行两次加药，多次混合搅拌处理。

①第一次加药搅拌固化剂添加量为设计固化剂设计比例的60%，在搅拌头就位后，开启后台泵送系统，进行固化施工作业，搅拌头由浅层向深层以80r/min 速率均匀搅拌，下沉速度3.3m/min，直至设计固化深度，将固化剂均匀喷射到污泥各个层面并和污泥混合均匀。

图2 污泥固化工艺流程图

②在第一次加药搅拌完成后，第二次加药搅拌加药量为剩余40%，后台泵送系统通过控制设备记录和调节药剂输送量，然后将药剂输送至搅拌头实时喷出，喷出药剂随着搅拌头在污泥中位置不断移动，喷射到污泥中各个部位，同时搅拌头以80r/min 速率由上往下搅拌，上升速度5.0m/min，最终达到污泥和药剂均匀混合的目的。

③为保证固化药剂均匀添加到污泥沼渣坑中各个部位，使污泥和药剂达到均匀混合的目的，在前两次工序搅拌完成后，为保证搅拌质量，第三次固化搅拌在药剂添加完毕后进行，搅拌头在固化区域依顺序匀速移动搅拌，在污泥各部位和泥层进行以100r/min 进行匀速移动搅拌2min，保证搅拌到之前未得到均匀搅拌的部位和死角，确保污泥固化施工质量。

4.2.3 固化养护

进行搅拌固化作业，在挖机搅拌头达到处理半径后，进行养护5 天，养护完毕后，在养护区域向前继续铺设钢板，作为工作平台继续固化施工，整个过程依次重复。

4.2.4 现场气味控制

污泥坑原位固化及治理过程中产生的恶臭气体会对人体及动物的嗅觉产生不良刺激，产生的灰尘影响空气质量，在原位固化工作区域进行苫盖，并喷洒除臭液，使用高位喷淋除臭，可降低扬尘，对污泥坑暴露作业区域进行全方位覆盖除臭。固化施工过程配备雾炮机，搅拌施工过程持续不断喷洒除臭剂，污泥坑外围设置自动喷雾系统。

4.2.5 取样检测

污泥固化完成28 天后，采用φ100 钻机取芯，每500m3取样1 组送检，分别检测固化后污泥的含水率、pH值、无侧限抗压强度及剪切强度。5 天后检测结果达到设计值70%，确定合格，进入下一区域固化；28 天检测结果都达到设计值。

5 垃圾填埋场封场覆盖系统施工技术

5.1 封场覆盖系统的组成及作用

封场覆盖系统采用单层复合人工衬层防渗结构；防渗衬层从下到上主要结构组成及作用如下：第一层：7.5mm复合土工排气网+300mm 细粒土，主要作用为收集垃圾体内通过封场层（填土）溢出的少量可燃、有害有毒气体，并通过复合土工布中间的网格状结构排入就近气体收集盲沟；第二层：1.5mmHDPE 土工膜，为保护调平隔离层；第三层：600g/m 聚酯长丝无纺土工布，为土工膜保护层；第四层：7.5mm 复合土工排水网，为排水层主要作用为收集部分未通过封场表面排走渗入土壤的雨水；第五层：50cm 覆盖土，为保护隔离作用，作用为保护下部系统，与上部绿化层隔离；第六层：500mm 营养土层，为表面种植绿化的营养土层。

5.2 封场覆盖系统施工

工艺流程：7.5mm 复合土工排气网→300mm 细粒土→1.5mmHDPE 土工膜→600g/m2聚酯长丝无纺土工布→7.5mm 复合土工排水网→500mm 覆盖土层→500mm 营养土层。

5.3 覆盖系统施工注意事项

①复合土工排气、排水网材料所有的重叠都采用尼龙扣连接，不允许使用金属带或金属扣件。②防渗膜及土工布的铺设要求在平地先将幅宽拼接焊成20m 宽幅，然后自上而下铺设。③在填埋区下游垃圾坝渗滤液收集管穿坝处，管与膜的衔接焊接应采用“管穿膜”特殊工艺进行施工。④土工布保护层根据实际地形丈量结果，对整个场地的土工布铺设做好总体规划。土工布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。

6 结语

论文以重庆市长生桥垃圾填埋场生态修复工程为实例，针对城市大型高液位、坝体不稳、成分复杂的垃圾填埋场修复整治难题，总结出了一整套生态修复综合治理技术，解决了高液位、有毒有害气体等导气引水及污泥固化等技术难题，安全、顺利完成了施工修复任务，有力地保障长生桥垃圾填埋场的环境安全，改善场区及周边的生态环境，消除环境和安全隐患，并通过对该技术的推广利用，顺利完成后续B 区、C 区施工，提升了施工效率，降低了施工成本，共计节约成本275.8 万元，受到建设单位及参建各方的充分肯定，也对后续国内其他垃圾填埋场封场修复具有很大的推广使用价值。