土工布在垃圾卫生填埋场中的应用

  随着我国城市化进程的加快和居民生活水平的提升，城市生活垃圾量持续增加，垃圾的无害化处置成为了一项非常紧迫的任务。在我国，目前主要方法是建造垃圾掩埋场。卫生填埋技术是目前被普遍使用在城市生活垃圾处理的经济、有效的方法。为贯彻《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，预防生活垃圾填埋处置造成二次污染，国家环保局特制定了《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889－1997），于1998年1月1日起开始实施。标准要求，生活垃圾掩埋场工程环保设计务必包括对场区垃圾渗滤液的防水处理工程。本文将重点阐述垃圾卫生掩埋场防水处理工程设计的基本原则和思路，并经过说明少数城市垃圾掩埋场防水工程的实例，说明防水技术防水材料在此类工程中的应用前景。

  垃圾掩埋场的防水

  渗滤液的控制

  在生活垃圾填埋污染控制标准中规定：生活垃圾掩埋场环保工程设计应包括防水工程，垃圾掩埋场环保工程设计应包括防水工程，垃圾渗滤液输导、收集和处理系统。垃圾掩埋场的防水中一个主要方面就是对渗滤液渗漏的控制，也是垃圾掩埋场设计和管理的一项主要内容。渗滤液扩散对水源的污染是垃圾掩埋场对环境污染的一个主要方面，因此对渗滤液污染控制的研究是垃圾掩埋场环境污染控制的一重要内容，同时也是确定垃圾掩埋场、防渗工程规模的重要根据。渗滤液污染控制主要根据对垃圾填埋进行防渗处理。

  垃圾掩埋场防水处理的目的一方面在于预防渗滤液渗透地下，从根本上控制垃圾渗滤液对四周地下水环境的影响；另一方面是预防其他形式的水流侵入掩埋场。因为大气降水会在场区内顺沟谷构成地面水流，在径流流程中会侵入填埋区，而且对地下水进行补给，因而造成渗滤液液面位置大幅度上升，引渗滤液外溢而污染环境。因此，垃圾掩埋场的防水建设工程务必根据场址的工程地质和水文地质情况，采用相应的防渗技术和防水材料，对掩埋场进行防水处理。

  防水技术

  生活垃圾掩埋场防水系统的建设目前在工程上多使用掩埋场区底部水平防水，以及截洪沟、填埋区下游垃圾坝、截污坝、截渗墙、防渗帷幕等设施为主的垂直防水系统相组合的防水工艺。一般场区底部的水平防水可以利用天然不透水层，如较完整的不透水岩层或粘土、淤泥层(要求防水层渗透系数K≤10－7cm/s）。在地质条件偏悲观的地区，水平防水主要经过铺装由高密度聚乙烯等材料制成的透水土工膜、高分子防水卷材或其他防水材料（如经过加工的粘土）等建成人工不透水层来实现；或者两者相组合，封闭整个场区底部及边坡。

  对于垃圾掩埋场防水体系中的另一主要环节——垂直防水，其防水工艺则需要根据场区工程地质条件来选择。对于山沟式掩埋场，为截留填埋区上游山区地面径流和部分潜水，需要设置截洪沟。由于截洪沟的深度有限，部分来自掩埋场上游的地下潜水将进入掩埋场，可能会构成大量的渗滤液。对此，可以采取引流措施降低进入掩埋场的潜水量；在渗滤液下游采用建造混凝土截污坝、粘土心墙垃圾坝、截渗墙和灌浆帷幕相组合等方法建立垂直防水系统。另外，在地势平坦的平原地区，主要经过修建粘土心墙垃圾坝与铺装不透水土工膜、土工布相组合的防水工艺来建立防水系统。

  防水材料

  在垃圾掩埋场防水系统工程中所使用的防水材料，其接触对象重点是垃圾渗滤液，因此，对防水材料重要性能的要求，特别要鉴于材料受渗滤液水质的影响情况。试验表明，填埋渗滤液水质受垃圾成分的影响较大，化学成分复杂，且与垃圾成分、掩埋场的土壤组分和掩埋场使用寿命相关。有资料表明，国内掩埋场垃圾渗滤液中COD、BOD一般在103~104mg/L之间变化，主要污染物是有机污染物、氨氮、碳、重金属等，pH值一般在6.5～7.8之间。所以可见，垃圾渗滤液是一种具有特强腐蚀性、高污染性的水体。一般垃圾掩埋场的设计使用寿命为数十年。尤其是近年来我国对环保的要求越来越高，因此，在垃圾掩埋场防水工程中使用的防水材料，务必具有极强的防渗能力（渗透系数K≤10-7cm/s）、优秀的抗化学侵蚀能力和高耐用性能，才可以满足此类工程防水的需求。

  另外，根据所使用的防水处理技术，在垃圾掩埋场防水系统工程中可选使用不同类别的防水材料。在人工水平防水中，目前国内外经常使用的防水材料有高密度聚乙烯土工膜等合成高分子防水卷材。此类防水材料经实践证明具有优秀的不渗透性能、抗化学侵蚀能力和高耐用性。国外还有一类膨润土防水材料，如美国CETCO公司生产的一种加筋的土工织物膨润土毯（GCL），它使用专利方法将不可分解的高强度拉力有纺及无纺聚丙烯土工布经过针织、中间填充膨润土防水粉而成，防水层渗透系数K<5×10-9cm/s。此类防水材料同时具有易施工等特性，随着其性能的持续提高和成本的降低，它将成为垃圾掩埋场防水处理主体工程采用的主流防水材料之一。

  另外，在垃圾掩埋场防水系统垂直防渗工程中较多使用的一类防水处理技术是帷幕灌浆。灌浆材料主要使用细水泥和化学灌浆材料。试验表明这些灌浆材料具有优秀的化学稳定性，材料在垃圾渗滤液中常年浸泡不易受垃圾渗滤液的侵蚀，性能可靠良好，同时固体防渗能力强（渗透系数K=10-7～10-8cm/s）。

  城市生活垃圾卫生掩埋场中的防水控制要求比普通水工Ⅰ级坝防水要求高100倍，这对目前常用防水处理技术和防水材料在垃圾掩埋场建设工程中的应用提出了较高要求。从以上工程实例可见，采用铺装人工防水层、建立防水帷幕以及与自然防水层相组合等防水处理技术，完全可以满足工程的环保设计要求。随着防水防渗处埋技术的成熟和防水材料性能的持续提高，在防水体系中起主要作用的防水层，其所使用的不透水土工膜等高分子防水材料及水泥类和化学类灌浆材料，此后必将在城市垃圾掩埋场等环保建设工程中发挥很大的作用。