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垃圾填埋场施工和填埋过程中防止水平渗漏的对策

文档作者：刘东伟文档来源：上海百菲特环保科技有限公司		点击数：	更新时间： 2022年11月19日
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第3 期（总第179 期）
2015 年6 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
No.3 (Serial No.179)
Jun. 2015
38
垃圾填埋场施工和填埋过程中防止水平渗漏的对策
刘 东 伟
（上海百菲特环保科技有限公司，上海 200127）
目前，国内和国际上的大多数国家对固体废物
处置的方法仍采用填埋方式进行处理。主要是将生
活垃圾直接填埋；工业废物进行焚烧，然后将焚烧
物填埋在已具有防渗功能库区中。在库区中人工合
成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜起着主要的防渗
作用，用以防止填埋物所产生渗沥液的渗透，防止
污染地下水，从而保护环境。但在防渗系统施工和
填埋过程中，由于施工方法不当和填埋作业方式的
不合理，易对HDPE 膜造成破坏，且不能及时检测。
一旦垃圾进行回填，通过水质污染而发现水平防渗
系统有所破坏，再对该系统进行维修，将耗费巨大
的资源。
所以采用合理的施工方法和填埋工艺避免水平
防渗系统的破坏，不仅能保护环境，防止地下水源
受污染，还能节约成本，避免不必要的浪费。
1 固体废物处理的发展概况[1]
在使用高密度聚乙烯（HDPE）膜作为防渗材
料之前，固体废物填埋处理的发展主要经历3 个阶
段。
第一阶段：传统的简单填埋，在城市周边利用
一些凹地、沟谷等简单填埋，既未进行防渗处理，
也没有达到卫生填埋，又对环境和地下水产生严重
的污染。
第二阶段：简易的卫生填埋，在选址时注意填
收稿日期：2014-12-19
作者简介：刘东伟（1980—），男，工程师，本科，主要从
事市政环保工作。
摘要：平原地区垃圾填埋场采用水平防渗系统的缺点是填埋场施工过程中和投入使用后防渗系统一旦遭到破坏将
很难进行修补，并且不易被及时发现。提出施工过程中和填埋作业时应注意的问题，并总结出避免水平防渗系统
破坏应采取的措施。
关键词：垃圾填埋场；水平防渗系统；双层防渗结构；HDPE 防渗膜；防渗施工；填埋作业
中图分类号：X705 文献标志码：B 文章编号：1004-4655（2015）03-0038 -03
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.03.012
埋场的渗透系数，利用黏土层的天然防渗，一定程
度上起到防渗作用，且在垃圾的填埋过程中，采用
黏土覆盖等措施，相对减少污染。但离真正意义上
的卫生填埋相差甚远。
第三阶段：采用垂直防渗方式的卫生填埋，垂
直防渗是指在渗沥液渗漏路径上进行垂直帷幕灌浆，
以减少渗漏量，达到防渗的目的。目前垂直防渗的
各种施工方法所达到的渗透系数k ＞ 1×10-7cm/s，
这与GB 50869—2013《生活垃圾卫生填埋处理技术
规范》对防渗系统渗透系数k ＜ 1×10-7 cm/s 的要
求是有差距的。
2 固体废物处理的现状及存在的问题
2.1 固体废物处理的现状
目前固体废物处置的方式国内外大部分采用水
平防渗方式的卫生填埋，工艺是采用高密度聚乙
烯（HDPE）防渗膜把整个垃圾填埋场铺成一个水
平的防渗系统。同时，在库区底部防渗膜上安装高
密度聚乙烯（HDPE）渗沥液收集管，收集渗沥液，
导流至污水处理站，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。水平防渗技
术的主要特点有以下几方面。
1）HDPE 防渗膜具有很强的防渗透性，对多
种液体的渗透系数达到10-11cm ／ s。
2）HDPE 防渗膜具有较强的抗腐蚀性能，耐酸、
碱及抗老化能力。
3）HDPE 防渗膜与黏土具有很强的互补性，
共同构成防渗结构层，增强防渗性能。
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刘东伟：垃圾填埋场施工和填埋过程中防止水平渗漏的对策 2015 年第 3 期
人工水平防渗在国外已成功应用近30 a，已达
到确保环境不受污染的目的。HDPE 防渗膜作为一
种高分子合成材料，有抗拉性好、抗腐蚀性强、抗
老化性能高等优良的物理性能、化学性能，使用寿
命可达50 a，防渗功能比最好的压实黏土高107 倍
（压实黏土的渗透系数级数为10-7 级，而HDPE 防
渗膜的渗透系数级数为10-l4 级 ），完全满足垃圾
填埋运行过程中防渗漏的要求。
2.2 目前存在的问题
根据全国十几个在建填埋场的调研结果发现，
HDPE 防渗膜实际上是非常脆弱的材料，除HDPE
防渗膜制造时的自身缺陷外，不管是在施工阶段还
是在填埋场的运营阶段，HDPE 防渗膜受到破坏的
几率是非常高的。造成防渗材料破坏的主要原因包
括以下几个方面。
1）在HDPE 防渗膜上铺设保护层、导排层时
很可能对防渗膜造成损害，但此时防渗膜已被黏
土、砂石等材料覆盖，无法再对防渗膜的质量进行
验收。
2）填埋场的施工是分段、分区域进行的，往
往因施工工序的交叉，对已经铺设的HDPE 防渗
膜造成破坏。
3）对于已经铺设完毕的HDPE 防渗膜，保护
措施往往不能及时到位；而下一个工序的施工对
HDPE 防渗膜的保护也很难落实。
4）在垃圾填埋过程中容易对HDPE 防渗膜产
生破坏。
虽然目前已具有对HDPE 防渗膜的检测技术，
但该技术还存在一定的缺陷与不足。
1）该技术主要针对竣工但未进行回填的库区，
如果因回填过程中对水平防渗系统造成破坏，很难
检测。
2）检测成本高。防渗系统的电学渗漏检测成
本高达10 元/m2，1 个5 万m2 的中小库区就需要
50 万元。
3 改进的方法和建议
防止垃圾填埋场出现水平渗漏的根本办法就是
防止HDPE 防渗膜受到破坏，建议从施工方案、工
艺和垃圾回填等方面来防止水平防渗系统的破坏。
3.1 采用双层防渗结构系统的方案施工
防渗结构的类型主要有单层防渗结构和双层防
渗结构[2]。单层防渗结构（见图1）的层次从上至
下为渗沥液收集导排系统、防渗层（含防渗材料及
保护材料）、基础层、地下水收集导排层（碎石）。
双层防渗结构（见图2）的层次从上至下为：渗沥
液收集导排层（碎石）、主防渗层（含防渗材料及
保护材料）、渗漏检测层（碎石）、次防渗层（含防
渗材料及保护材料）、基础层、地下水收集导排层
（碎石）。水平防渗系统中防渗的主要材料为人工合
成材料高密度聚乙烯（HDPE）膜，在填埋场的底
部和周边形成中间隔离层，防止渗沥液的渗透。
过滤层
渗沥液收集层
保护层
防渗层
防渗层
黏土保护层
保护层
地下水导排层
支撑层
基层
固体废物
150 g/m2 轻质有纺土工布
300 mm 碎石
800 g/m2 短纤针刺土工布
2.0 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土衬垫
750 mm 压实黏土
150 g/m2 轻质有纺土工布
300 mm 碎石
150 g/m2 轻质有纺土工布
基土
图1 单层防渗结构系统图
过滤层
渗沥液收集层
保护层
主防渗层
主防渗层
次渗沥液收集层
次防渗层
次防渗层
黏土保护层
保护层
地下水导排层
支撑层
基层
固体废物
150 g/m2 轻质有纺土工布
300 mm 碎石
800 g/m2 短纤针刺土工布
2.0 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土衬垫
5.0 mm 土工复合排水网格
1.5 mm 光面HDPE 土工膜
GCL 土工聚合黏土衬垫
750 mm 压实黏土
150 g/m2 轻质有纺土工布
300 mm 碎石
150 g/m2 轻质有纺土工布
基土
图2 双层防渗结构系统图
从单层防渗结构和双层防渗结构不难看出，单
层防渗结构只具有1 个防渗层，而双层防渗结构具
有主防渗层和次防渗层2 个防渗层。双层防渗结构
有效避免水平防渗系统受到全部破坏，即使有一层
防渗膜遭到破坏，仍然可以阻止渗沥液渗漏到地下
水中，从而达到保护环境的目的。因此，采用双层
防渗结构作为垃圾填埋场的防渗系统有效地避免防
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刘东伟：垃圾填埋场施工和填埋过程中防止水平渗漏的对策 2015 年第 3 期
渗系统完全受到破坏。
3.2 填埋场施工作业过程中的改进措施
1）对库区基础采取成型一块，检查一块，形
成记录。在库区底部常含有一些坚硬物质，在检查
过程中如发现钢筋等杂物，尽量将钢筋拔除，如果
埋设较深拔除有困难，则在根部开挖20 ～ 30 cm，
然后贴根部剪断，再用土方回填，采用人工夯实；
在检查中如有建筑垃圾等坚硬的石块，须将这类物
质清除，然后采用黏土回填。这些物质如不及时清
除，在压力的作用下，极易戳穿防渗系统而产生渗
漏。
2）碎石应采用正确的方法运送和铺设。为加
快运送时间，采用溜槽的方式运送到库底，如果直
接溜到防渗系统上，先在防渗系统上做好保护层。
溜槽的位置选在库区一侧，以便碎石从一边一次性
施工到另一边，避免出现反复来回。
3）在渗沥液管道或其他设施上施工，应在碎
石铺设期间做好保护，以免受机械损坏。如果确认
有可能产生破坏，在管道和设施周围采用人工铺设
碎石，以免对渗沥液管道和其他设施造成破坏。
4）严禁在土工合成材料上直接使用各种车辆。
车辆轮胎与土工合成材料之间的碎石厚度要≥ 1 m ；
在交通繁重的区域，像斜坡入口，碎石的厚度至少
要有1.5 m。履带车辆和土工合成材料之间满足以下
的地面压力限值[3]。履带设备接触面压力值与碎石
最小厚度关系见表1。
表1 履带设备接触面压力值与碎石最小厚度关系表
设备接触面压力/kPa 最小厚度/mm
＜ 10 500
10~45 800
＞ 45 1 000
3.3 垃圾填埋作业过程中的改进措施
1）控制垃圾的来源。对填埋的垃圾进行检查，
剔除其中的尖锐物质，防止破坏防渗系统。
2）对新建的垃圾填埋场回填垃圾时首先设置
卸料平台。卸料平台底部采用袋装飞灰从坡脚到边
坡逐步堆高填筑，采用人工填筑，加强对底部及边
坡防渗系统的保护，施工时派专人对水平防渗系统
进行检查。卸料平台顶部在采用袋装飞灰填筑后，
要敷设钢板予以保护。在填埋时靠近防渗系统底部
（厚度≥ 1.5 m）和边坡（厚度≥ 0.3 m），采用袋装
飞灰人工压实保护。
3）合理保持填埋机械与水平防渗系统的距离。
填埋场的水平防渗系统表面有袋装土保护层，若填
埋机械操作不当，会破坏水平防渗系统。保护层厚
度不应＜ 0.3 m。在填埋作业时，考虑垃圾堆体稳
定性，尽量使压实机压到每处垃圾。对靠近边坡的
垃圾，填埋机械要保持好与边坡水平防渗系统的距
离。在边坡进行填埋压实作业时，必须保持机械与
边坡距离≥ 1 m，并在作业时有专人进行指挥。
4）在填埋过程中回填的垃圾须按照《危险
废物填埋污染控制标准》进行分层碾压，分层厚
度≤ 0.3 m，压实标准按照设计要求，填埋压实过
程中做好危险废物填埋物料、填埋位置、填埋标高、
填埋容量、填埋时间的资料记录，同时在靠近边坡
底部及边坡部位、收集坑及侧管井安装部位做好保
护工作，严禁破坏防渗系统和导排系统。
4 结语
1）由高密度聚乙烯（HDPE）防渗膜所组成
的水平防渗系统可有效防止垃圾填埋场中渗沥液的
渗漏，达到保护环境的目的。
2）如果防渗系统被破坏，垃圾所产生的渗沥
液将严重污染地下水源，并且防渗膜渗漏部分的维
修费用非常昂贵。
3）采用双层防渗结构作为垃圾填埋场的防渗
系统，能有效避免水平防渗系统被破坏。
4）碎石导排层要采取单向的施工方向，机械
在碎石导排层上行驶时保护层的厚度≥ 1 m，在繁
重区域碎石厚度要≥ 1.5 m。以防止防渗系统在施
工机械行使过程中被破坏。
5）垃圾在填埋前先对库区做卸料平台，靠近
防渗系统底部厚度≥ 1.5 m，边坡厚度≥ 0.3 m，采
用袋装飞灰人工压实保护。机械对回填的垃圾要分
层压实，分层厚度≤ 0.3 m，以免防渗系统在以后
沉降过程中发生断裂。
参考文献:
[1] 周晓晖. 论城市生活垃圾卫生填埋场人工水平防渗建设[J]. 城市
研究,2001（22）:12-15.
[2] 陈善平. 上海地区生活垃圾卫生填埋场防渗结构方案[J]. 环境卫
生工程，2005（2）:39-41.
[3] 郑胜全，陈增丰. 水平防渗系统卫生填埋场的填埋作业工艺[J].
环境卫生工程，2005（12）:27-29.

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