垃圾填埋场课程设计说明书.doc

《固体废物解决工程》课程设计

北京市密云区垃圾填埋场设计

班 级：环工1003
学生姓名： 余泽宇
学 号：
指导教师： 刘研萍

北京化工大学
2023年12月21日
城市垃圾解决课程设计任务书 1
摘要 4
关键字 4
一、概述 5
1.1工程概况 5
1.2 设计原则与范围 5
1.2.1编制原则 5
1.2.2解决方案选择原则 6
1.3 设计依据 6
二、基础资料 7
2.1 城市概况 7
2.2 自然条件 7
2.2.1地形地貌 7
2.2.2 气候条件 7
三、垃圾量预测 8
四、场址概况 8
4.1填埋场类型 8
4.2填埋场等级划分与规模拟定 9
4.3填埋场选址条件 9
4.3.1场址禁设地区 9
4.3.2选址条件 10
4.4场址比选与场址拟定 11
五、总图布置 13
5.1 设计内容 13
5.2 设计原则 13
5.3 场区布置方案及特点 14
5.4 道路运送 14
5.5 绿化工程 15
六、卫生填埋库区工程 15
6.1 填埋库容及使用年限 15
6.2 防渗工程 16
6.2.1 水平防渗 17
6.2.2垂直防渗 21
6.3 渗沥液收集导排系统 24
6.4 填埋气体收集导排及运用 25
6.5 防洪系统 26
6.6 监测井 27
6.7 填埋工艺 27
6.8 填埋作业设备选择 28
6.9 封场工程 30
七、渗沥液解决工程 31
7.1 解决工艺 31
7.1.1 污水解决方案选择原则 32
7.1.2 渗沥液解决方案比较 32
7.1.3 渗沥液解决设计水量及水质的拟定 33
7.1.4 污水解决工艺方案对比 33
7.1.5 污水解决工艺方案比较及选择 36
7.2 重要解决设备 38
7.2.1解决设备 38
7.2.2 解决效果预测 40
八、环境保护与监测 40
8.1 设计依据 40
8.2 环境污染来源及污染物分析 40
8.3 环境监测 41
参考文献 44
设计图件 44

城市垃圾解决课程设计任务书

指导教师： 刘研萍 班级： 环工1003 设计小组：

一、设计任务及目的
1、任务：完毕 密云 县/市生活垃圾卫生填埋场设计。
2、目的：通过本课程设计，使学生掌握城市生活垃圾卫生填埋设计的一般方法，锻炼学生工程制图能力，巩固教学中所学知识，并学会将书本知识与实际应用相结合。

二、设计规模
设计服务人口8人；平均垃圾产量1.20kg/d；人口增长率5%。

三、设计条件（根据项目修改）
1、密云县/市重要气象特性值如下。
1）气温
平均气温在 10.8 ℃，极端最低气温 -27.3 ℃，极端最高气温 41.6 ℃。
2）降水（6-8月份降雨量占全年的 76.33 %）
年平均降水量 661.3 毫米，最大降雨量 918.7 毫米，最低降雨量为 352.9 毫米。
3）蒸发量
年平均蒸发量420.6mm
4）风向风速
冬季主导风向：偏北风
夏季主导风向：偏南风
年均风速2.7m/s， 最大风速19.0m/s
2、 填埋场渗滤液必须通过解决，出水水质必须达成《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2023）中的一级标准，紧挨填埋场有水、电源及公路。

四、设计工作量
1、收集设计基础资料（涉及设计手册，技术规范，相关法律法规），熟悉资料。
2、熟悉解决工艺流程及填埋作业程序；计算库区总容量和填埋总量。
3、填埋场主体工程工艺设计计算，计算主体设施的工艺参数，拟定重要尺寸。
4、填埋场配套工程及辅助设施和设备的工艺布置。
5、垃圾填埋场平面布置、剖面及重要构筑物工艺图设计。

五、设计文献的编制
1．每人上交垃圾填埋场设计计算说明书1份（不少于1万字）；
2、图件每人3张；
3、设计成果除打印外，应交电子文献。

六、重要参考资料
1、《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2023）
2.《城市生活垃圾卫生填埋解决工程项目建设标准》（建标[2023]101号）
3、《厂矿道路设计规范》（GBJ22）
4、《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB 16889）
5、《生活垃圾填埋场环境监测技术规定》GB/T 18772
6、《非织造复合土工膜》（GB/T 17642）
7、《聚乙烯(ＰＥ) 土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98)
8、《土工合成材料应用技术规范》（GB 50290—98）
9、《建筑设计防火规范》（GBJ 16—89）
10、有关填埋场设计的论文著作

七、课程设计成果规定
1．课程设计任务书
2．课程设计题目、摘要、关键词
3．课程设计目录
4．课程设计正文：
1概述
1.1 工程概况
1.2 设计原则与范围
1.3 设计依据
2基础资料
2.1 城市概况
2.2 自然条件
3垃圾量预测
4场址概况
5总图布置
5.1 设计内容
5.2 设计原则
5.3 场区布置方案及特点
5.4 竖向布置
5.5 道路运送
5.6 绿化工程
6卫生填埋库区工程
6.1 填埋库容及使用年限
6.2 防渗工程
6.3 渗沥液收集导排系统
6.4 填埋气体收集导排及运用
6.5 防洪系统
6.6 监测井
6.7 填埋工艺
6.8 填埋作业设备选择
6.9 封场工程
7 渗沥液解决工程
7.1 解决工艺
7.2 重要解决设备
8环境保护与监测
8.1 设计依据
8.2 环境污染来源及污染物分析
8.3 环境监测
5．参考文献
6．设计图件：
1）填埋场总体布置图
2）渗滤液管路图
3) 垃圾封场堆体断面剖面图（纵、横剖面图）
4）渗滤液管道剖面图（含防渗层）
摘要：
当今社会全球面临的最大挑战之一就是环境问题。以北京市为例，据《人民日报》报道：“北京周边7000多座垃圾山包围，其中直径50米以上的垃圾场就有5000多座”。据“全国城市生活垃圾解决及资源运用经验交流会”上发布的信息：“全国垃圾的历史堆存量已多达60多亿吨，侵占土地多达5亿方米。全国数百座大小城市，已有2/3的城市被郊区的垃圾山包围。”由此可见垃圾问题的严重性。危险废物具有毒性、易燃性、腐蚀性、反映性和感染性，假如长期暴露于环境之中会对生态环境和人类健康导致巨大危害，所以安全而有效地解决处置危险废物意义极为重大。安全填埋是危险废物集中处王必不可少的重要手段之一，但是在填埋的过程中，危险废物容易产生渗滤液等有毒有害液体，对填埋场周边地下水又导致了污染，由于危险废物对环境的危害性大，因此对危险废物填埋场设计和施工规定较高。通过总结国内已建成的危险废物填埋场设计与施工经验，设计出合适的卫生垃圾填埋场。
关键字：垃圾填埋场、工程设计、环境保护、渗滤液解决。

一、概述
1.1工程概况
* 项目名称：北京市密云区城市生活垃圾卫生填埋场工程
* 总用地：232.8亩
* 总库容：约93.12万立方米
* 解决规模：平均138.1吨/日
* 服务年限：2023
* 项目服务范围：北京市密云区城市居民所产生的生活垃圾

1.2 设计原则与范围
1.2.1编制原则
城市生活垃圾解决作为城市环境治理和环境保护项目，应在贯彻国家垃圾解决技术政策和城市总体规划指导的前提下，合理选择厂址和解决工艺、严格控制二次污染并防止新的污染产生，使工程的各项指标符合国家的有关法规和标准规定。本项目的编制原则是：
1）在认真贯彻执行国家关于城市垃圾解决的法规（条例）和技术标准的同时，结合本地环境卫生事业的发展，根据生活垃圾产生情况科学规划，合理拟定建设规模，对生活垃圾实行安全处置，使之真正达成国家规定的垃圾解决要无害化、减量化和资源化的总体目的。
2）坚持因地制宜和科学态度，选择合理的技术路线，采用先进工艺和技术上成熟的设备，保证各类设施互相协调，技术切实可行，减少垃圾解决的建设投资和运营成本，提高项目的社会效益和环境效益。
1.2.2解决方案选择原则
解决方案选择的原则是：技术成熟，工艺简洁，设备可靠，能适应生活垃圾的特性，满足环境保护的规定，同时还要考虑下列因素的影响：
1）本地的经济实力和投资能力
2）城市建设和社会发展对环境的规定
3）各种垃圾解决方法的优缺陷
4）生活垃圾理化性质及变化趋势
5）技术与设备的可靠性和适应性
6）对资源再运用的潜力和限度

1.3 设计依据
*《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2023）
*《生活垃圾填埋污染物控制标准》（GB16889－97）
*《城市生活垃圾卫生填埋解决工程项目建设标准》（建标[2023]101号）
*《城市环境卫生设施规划规范》（GB50337—2023）
*《城市环境卫生专用设备》（CJ/T29—91）
*《市政工程设计技术管理标准》建设部（93）建城技字第42号
*《工业公司厂界噪声标准》（GB12348—90）
*《工业公司设计卫生标准》（TJ36—79）
*《建筑设计防火规范》（GBJ16—87 2023年版）
*《恶臭污染物排放标准》（GB1455-93）
*《城市垃圾产生源分类及垃圾排放标准》(CJ/T3033—1996)
*《城市生活垃圾采样和物理分析方法》(CJ/T3039—1995)
*《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》(CJ/T3037—1995)
*《防洪标准》（GB50201）
*《城市防洪设计规范》（CJJ50）
*国家现行的其他标准和规范

二、基础资料
2.1 城市概况
位于北京市东北部，距首都国际机场35千米。总面积2229.45平方千米，是北京市面积最大的区县。户籍人口43万人（2023年末），是北京市生态涵养发展区的五个区县中人口最多的区县。全县辖17个镇、2个街道和1个地区办事处。该县年均降水量661.3毫米，年均温10.8℃。矿藏有铁、铅、铝、钨、金和石灰岩、大理石等，其中，铁矿石储量9.9亿吨，在全国两千多个县中排名第19位。是首都重要饮用水源地和生态涵养发展区。华北第一大水库密云水库位于县境中部，控制潮河、白河流域面积1.6万平方千米，总库容43.75亿立方米，最大水面面积188平方千米，占全县土地面积近10%。
2.2 自然条件
2.2.1地形地貌
地貌类型复杂多样，可划分为山地、丘陵、台地、平原等四大类型。 多种多样的地貌类型，为农、林、牧、副、渔综合发展，建立城郊农业结构提供了有利的地貌条件。区域轮廓呈南北略长、东西稍窄的多边形。密云县西起东经116°39′33“，东至117°30′25〞，东西长69公里；南起北纬40°13′7〞，北至北纬40°47′57〞，南北宽约64公里。东南至西北依次与北京市的平谷区、顺义区、怀柔区接壤，北部和东部分别与河北省的滦平县、承德、兴隆县毗邻。
2.2.2 气候条件
密云区属温带大陆性季风气候。四季分明，降水集中。春季干燥多风，昼夜温差较大；夏季炎热多雨；秋季晴朗少雨，冷暖适宜，光照充足；冬季寒冷干燥，多风少雪。

三、垃圾量预测
设计服务人口为8万人，平均垃圾产量1.20kg/d，人口增长率5%，服务年限为2023。垃圾清运率每年均为100%。

年份
人口
人均垃圾产量
生活垃圾年产量
累计总产量
（万人）
Kg/d/p
（万吨）
（万吨）
1
8.00
1.20
3.50
3.50
2
8.40
1.20
3.68
7.18
3
8.82
1.20
3.86
11.04
4
9.26
1.20
4.06
15.10
5
9.72
1.20
4.26
19.36
6
10.21
1.20
4.47
23.83
7
10.72
1.20
4.70
28.53
8
11.26
1.20
4.93
33.46
9
11.82
1.20
5.18
38.63
10
12.41
1.20
5.44
44.07
11
13.03
1.20
5.71
49.78
12
13.68
1.20
5.99
55.77
13
14.37
1.20
6.29
62.06
14
15.09
1.20
6.61
68.67
15
15.84
1.20
6.94
75.61

四、场址概况
4.1填埋场类型
填埋场按地形地貌分为四大类：
1）山谷型填埋场
2）沟壑型填埋场
3）坡地型填埋场
4）平原型填埋场
这四种类型的填埋场各有利弊，其选择需结合本地的实际情况。由于密云区地势平坦，城郊没有自然形成的山谷（沟壑），也没有自然坡地可以作为填埋解决的天然场地运用。经现场踏勘和分析，可研依椐密云区的自然条件及场址比选结果，推荐场址为平原型填埋场。
4.2填埋场等级划分与规模拟定
“城市生活垃圾卫生填埋解决工程项目建设标准”规定：垃圾卫生填埋场根据建设规模（总库容）和日解决能力两种方式进行分类与分级。
按填埋场建设规模划分：
Ⅰ类 总库容1200万m3以上
Ⅱ类 总库容500万m3～1200万m3
Ⅲ类 总库容200万m3～500万m3
Ⅳ类 总库容100万m3～200万m3
按日解决能力划分：
Ⅰ级 日解决量1200t/d以上
Ⅱ级 日解决量500 t/d～1200t/d
Ⅲ级 日解决量200t/d～500 t/d
Ⅳ级 日解决量200t/d以下
根据北京市密云区城市居民生活垃圾产量和场址库容，项目为Ⅳ类Ⅳ级解决场规模。
4.3填埋场选址条件
4.3.1场址禁设地区
根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2023）规定，填埋场不应设在下列地区。
1）地下水集中供水水源地及补给区；
2）洪泛区和泄洪道；
3）填埋库区与解决区边界距居民居住区或人畜供水点500米以内的地区；
4）填埋库区与污水解决区边界距河流和湖泊50米以内的地区；
5）填埋库区与污水解决区边界距民用机场3公里以内的地区；
6）活动的坍塌地带，尚未开采的地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区；
7）珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；
8）公园、风景、游览区、文物古迹区，考古学、历史学、生物学研究考察区；
9）军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。
4.3.2选址条件
场址选择是项目实行成功与否的关键，根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2023）规定，场址选择由建设项目所在地的建设、规划、环保、环卫、国土资源、水利、卫生监督、地质勘察等有关部门和专业设计单位的有关专业技术人员参与。
选址条件是：
1）符合城市总体规划、区域环境规划、城市环境卫生专业规划的规定；
2）与本地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡规定相一致；
3）库容应保证填埋场使用年限在2023以上，特殊情况下不应低于8年；
4）交通方便，运距合理；
5）人口密度、土地运用价值及征地费用均较低；
6）位于地下水贫乏地区、环境保护目的区域的地下水流向下游地区及夏季主导风向下风向；
7）场址距大、中城市规划建成区应大于5公里，距小城市规划建成区应大于2公里。
4.4场址比选与场址拟定
根据《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17—2023）规定，结合本地的实际情况，场址选择应满足以下条件：
1）在城市规划建成区2公里之外；
2）离村庄、居民区、交通干道、厂矿和人畜居栖地500米以外；
3）在城市夏季风向的下风向；
4）交通方便、运距适中；
5）人口密度低、土地运用价值低，征地、拆迁费用少；
6）群众支持，不会导致不良社会影响的地区；
7）远离城市水源地；
8）具有一定的基础条件(水、电、通讯等)；
9）避开特殊区域和需要保护的区域；
10）地质和水文地质条件能满足项目建设的规定；
11）取土条件方便；
12）库容要大，使用年限在2023以上，特殊情况下不低于8年。
根据上述规定，从经济的合理性及环境的可行性角度出发，县有关部门在场址选择前就进行了社会环境、自然环境以及气候等影响因素的调查分析，并在近郊做了选址勘察工作，初选了候选场址。经对候选场址的地形、地貌、水文、植被、风向、供电、给排水、覆盖土源、交通运送条件及场址周边人群居住等情况综合分析后，在候选场址中拟定了以下场址，基本条件如下。

场址名称
密云县郊区
场址与规划的关系
在城市规划建成区之外约3公里处。
地质、水文条件
地质条件和地形条件较好，
环境状况
场址为可耕地，地势平坦。
周边非常空旷，500米范围内无村庄、单位和建筑物。
场址区域内未发现重大文物迹象，地表及地下无国家规定的保护文物。
交通条件
交通方便。
库容与使用年限
库容较大，使用年限长。
供水与供电
生产生活用水在场区打井解决。
电力供应由附近线路架线引入。
用地条件
可用地面积较大。
土源条件
土源充足。
综上可知，场址条件利大于弊基本符合“标准”所规定的选址规定，对于不利因素可以通过合理的工艺措施（如采用人工防渗）进行解决，这在技术上是可行的。

五、总图布置
5.1 设计内容
项目为北京市密云区城市生活垃圾无害化解决工程，以消纳和解决密云县城市生活垃圾、保护城市环境为主线目的。因此，解决方案和场址选择是项目的重点，并同时对解决方案及场址的环境影响以及投资效益进行分析论证，其内容重要涉及：
* 项目建设的必要性
* 场址比选、拟定与评价
* 建设规模的拟定
* 解决方案选择
* 工艺设计
* 总平面图布置
* 配套设施与设备配置
* 环境保护与安全生产
* 财务及经济分析
* 投资估算

5.2 设计原则
（1）满足有关规划及生产工艺规定，合理布局，为各准也设计、生产发明有利条件。
（2）充足运用厂区的自然条件、本地的水文、气象条件及工艺规定进行合理分区和总图布置，并尽量节约用地。
（3）适应场内外运送，使交通线路顺直通畅，各区联系方便快捷，生产运营能有效进行。
（4）竖向设计应满足工艺、道路运送及厂区排水的规定。
（5）通过围墙或防护网有效维护场区边界；强化场区绿化、美化，减少环境污染，建设出一个安全、卫生、美化的场区。
5.3 场区布置方案及特点
根据总图布置原则，将场区按功能特点划分为五个区，即管理及生活区、填埋库区、渗沥液解决区、绿化区和堆土区，总占地面积为232.8亩。
管理及生活区根据生产、生活的需要建有门卫房、地磅室、办公楼、综合楼、库房、洗车房及车辆检修室、停车场、垃圾破碎分选区、垃圾车辆、通信及监控室、供电及给排水等建、构筑物，除此之外尚有员工生活休息区和体育娱乐设施等，该区位于场区的南面，占地46.1亩，本着以人为本的设计原则该去重点绿化。
填埋库区是本项目的核心部分，处在整个场区夏季主导风向的下风口，占地108.8亩，为总面积的46.75%，该区涉及：防渗系统、渗沥液手机导排系统、填埋气体导排系统、雨污分流系统、填埋作业道路、垃圾坝、防火墙、截洪沟等。
渗沥液解决区布置在场区东南面，占地8.6亩，该区建有渗沥液调节池、UASB池、CASS池、清水池、污泥池、污水解决管理站、污水提高泵站等构建筑物。
绿化区占地面积为41.3亩，为总面积的17.7%，满足设计原则和实际原则，为填埋场提供了足够的绿化带。
堆土区占地面积为7.5亩，为总面积的3.2%，为了满足施工过程中的挖出的土石方对方问题，设计了堆土区，为临时存放土质区域，满足设计与施工规定。
为了满足填埋规范及工艺的规定，场区内设立5个监测井，用于检测地下水水质，位置待初涉阶段依据水文、地质详勘报告而定。
5.4 道路运送
(1)场外道路
进场主道路需新修约350m与场内道路相通，道路按四级公路标准设计，砼路面，道路宽8.0m。
（2）场内道路
场内道路为入口处至管理区、渗沥液解决区、填埋库区的道路。道路设计为8m宽，砼路面，道路转弯半径最小为10.5m。
（3）作业道路
作业道路为垃圾运送车辆进入填埋作业面之间设立的临时道路了，以保证垃圾运送车在垃圾填埋堆积面上的正常运营，作业道路可用建筑垃圾铺设。作业道路设计为8m宽，坡度5%。
5.5 绿化工程
为了有效改善填埋场及周边环境，生活管理区内种植树木、草坪等，尽量使空地绿化；填埋库区周边设1米宽的绿化隔离控制带，采用高大乔木形式，减少污染；填埋场封场后也应进行植被，使封场后的外貌尽量与周边环境相适宜。树种的选择应根据本地习惯，多选用吸尘、降噪、防毒、易生长的树种、灌木或草木植物。
六、卫生填埋库区工程
6.1 填埋库容及使用年限
1）库容
本解决厂属于平原型填埋场，填埋库区占地面积为108.8亩。为了形成初始填埋库容，在库区下游设立一座垃圾坝，垃圾坝内边坡按1:1进行设计，填埋库区边坡按1:2进行设计，场地坡度修正为2%。在计算填埋场容积时，分为两部分进行计算，其中一部分为垃圾坝坝顶标高以下部分，另一部分容积式当填埋的垃圾堆体逐渐向空中发展时，这时，为了保证整个堆体的稳定性，在堆体表面将要形成一定的坡度，垃圾堆体外坡设计为1:2,共设立3个马道平台，马道平台宽2m，它一方面可以缓冲坡面被雨水冲刷，另一方面在运营过程中，在该马道平台上可以设立临时终场排水沟，汇水面积内的雨水可以通过此排水沟汇入环场截洪沟，以尽量减少垃圾渗滤液的解决量，此外还便于对坡面进行检查、维修，有助于垃圾填埋库区的生态恢复。当堆体达成设计标高时进行封场，封场坡度为5%。根据上述参数计算，本填埋库区的原始库容为88.9万m³，填埋场标高、面积、容积计算见下表。
填埋库区库容计算表
类型
平台长（m)
平台宽（m)
填埋高度（m)
实际库容（万m³)
有效库容（万m³)
覆土量（万m³)
地下填埋
210
210
1
4.41
4.12
0.29
215
215
1
4.62
4.33
0.29
220
220
1
4.84
4.54
0.30
225
225
1
5.06
4.77
0.29
230
230
1
5.29
5.01
0.28
235
235
1
5.52
5.26
0.26
240
240
1
5.76
5.52
0.24
245
245
1
6.00
5.80
0.20
250
250
1
6.25
6.09
0.16
地上区域1
240
55
5
6.60
6.40
0.20
240
60
5
7.20
6.71
0.49
240
60
5
7.20
7.05
0.15
240
65
5
7.80
7.40
0.40
地上区域2
235
115
3
8.11
7.77
0.33
235
120
3
8.46
8.16
0.30

按照生活垃圾解决率100%考虑，从第一年到第十五年解决城市生活垃圾的总容量为75.6万吨，需要库容88.9万m³（取垃圾密度=850Kg/m³)。与本工程库容93.12万m³基本一致，可以满足需求。
6.2 防渗工程
根据填埋场防渗设施 (或材料) 铺设方向的不同，可将填埋场防渗分为垂直防渗和水平防渗，根据所用防渗材料的来源不同又可将水平防渗进一步分为自然防渗和人工防渗两种。
6.2.1 水平防渗
技术方法：
防渗是卫生填埋解决技术的重要标志，它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染，减少渗滤液的产生量，并为以后对填埋气体有序、可控制地手机和运用发明空间。防渗的技术关键是防渗层的构造，其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。
水平防渗层的构造形式，经历了最初的不加限制到初期的粘土单层设计，直至进气的柔性膜与粘土复合层的发展历程。用于填埋场防渗层的天然材料重要有粘土、亚粘土、膨润土，人工合成材料重要有聚氯乙烯（PVC）、高密度聚乙烯（HDPE），条状低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、氯化聚乙烯（CPE）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。
高密度聚乙烯（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。比如防渗功能比最佳的压实粘土高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营过程中由蠕变运动所产生的变形；其它有助于施工、填埋运营。
根据地质勘查情况，为达成既保证安全又经济可行的目的，本设计作出三种防渗方案进行技术经济比较，以便拟定最合适的防渗结构体系。
方案一：单层HDPE膜＋粘土复合衬垫
1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示

图2 单层膜＋粘土复合垫
2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按本地市场价格，单位工程造价大约为142.5元/m3。
方案二：双层HDPE膜复合防渗衬垫
1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

图 3双层膜＋粘土复合垫

2）工程造价：HDPE膜选用进口产品，土工网格、土工布选用国内产品，其余按本地市场价格，单位工程造价大约为173.1元/m2。
方案三：单层HDPE＋膨润土复合防渗衬垫
1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示：

图4 单层膜＋膨润土复合垫

2）工程造价：HDPE膜、含膨润土交织土工布选用进口产品，土工布选用国内产品，其余按本地市场价格，单位工程造价大约为166.1元/m2。
各方案技术经济对比
1）对方案一的评价
A）次方案是三个方案中较经济的一个方案
B）合用性：若在填埋作业是，第一层所填垃圾很有锋利物或在填埋过程中压实机械操作不妥，使单层膜被刺穿，则防渗系统基本失效，导致水体污染。故本方案对填埋作业是的技术规定较高，且发生膜刺穿时导致的危害较大。
2）对方案二的评价
A）次方案造价较贵，并规定较高的监管水平
B）合用性：双层膜具有双保险的作用。若第一层被刺穿，尚有下层膜及土工布可阻挡渗滤液进一步向下渗透，因此可将通过上层膜孔洞的渗漏量减至最少，从而可大大减少通过防渗衬垫的渗漏量。
3）对方案三的评价
A）次方案造价在三个方案中相对经济
B）合用性：单层膜＋膨润土的复合防渗衬垫最为经济实用。既可解决单层摸的穿刺问题，又可减少造价，不仅防渗效果良好，可靠性、耐久性也好，且施工方便，膨润土可以对局部渗漏点起到补漏的作用。
因此，本设计采用方案三的方案。
施工工艺：
（1）特点和规定
HDPE膜是高密度聚乙烯合成材料，具有较强的延展性和良好的防渗性能，但遇锋利物易破裂。因此，HDPE膜的垫层、铺衬、覆盖及其他相关作业等在施工过程中均应十分严格地加以保护，这是保证垃圾填埋场防渗系统质量的关键。
（2）坡面可分为土质坡面和石质坡面，根据设计规定，坡面放破系数不得低于1:1.25。土质坡面经机械开挖后，用人工整平夯实，彻底清除树根、砾石等锋利杂物，然后铺垫一层土工布（400g/m2）、铺衬HDPE膜，再在膜上铺垫一层土工布；石质坡面应与周边土质坡面厚度一致，经修凿的石质坡面上用水泥砂浆抹平，然后铺衬HDPE膜，上覆一层土工布。
沟谷一般由数条支沟和1条主干沟组成。支沟上设渗滤液收集沟（下设地下水收集盲沟）和鱼刺状渗滤液收集支沟；主干沟上设汇集渗滤液收集沟的渗滤液主盲沟（下设地下水主干沟）。
场底为垃圾堆填区，场底基础为土方层填筑，机械碾压平整。场底土层（30cm厚）应由人工彻底清除树根、石块等杂物，然后铺筑40cm粗砂层，粗砂层中不得具有粒径>2.5cm的角砾或其他锋利物。在粗砂层表面铺垫一层土工布，然后铺衬HDPE膜，上覆50cm过筛的优质粘土保护层，再铺筑40cm粗砂过滤层，才干用于垃圾堆填。

图5 水平防渗结构图

（3）在坡面进行HDPE膜铺衬时，坡面上端应进行锚固，锚固采用锚固沟法，即在坡面上端距破口100cm处开挖宽、深各100cm的矩形沟槽，将HDPE膜和下层土工布沿沟槽底部及边沿铺设，然后用粘土分层回填夯实。石质坡面的锚固方法与土质基本相同，但锚固沟的尺寸可适当缩小，沟内采用低强度等级素混凝土回填。
HDPE膜的拼接接口采用专用机械熔焊，局部破损也可采用焊接法修补。由于HDPE膜是进口产品，铺衬和焊接施工时应有专家现场指导。
6.2.2垂直防渗
填埋场的垂直防渗系统是根据填埋场的工程、水文地质特性，运用填埋场基础下方存在的独立水文地质单元、不透水或弱透水层等，在填埋场一边或周边设立垂直的防渗工程(如防渗墙、防渗板、注浆帷幕等)，将垃圾沥出液封闭于填埋场中进行有控制地导出，防止沥出液向周边渗透污染地下水和填埋场气体无控制释放，同时也有阻止周边地下水流入填埋场的功能。
垂直防渗系统在山谷型填埋场中应用较多，在平原区填埋场中也有应用。垂直防渗系统广泛用于新建填埋场的防渗工程和已有填埋场的污染治理工程，特别对于已有填埋场的污染治理，因目前对其基底防渗尚无办法，因此周边垂直防渗就特别重要。根据施工方法的不同，可用于垂直防渗墙工程施工的方法有地基土改性法、打入法和开挖法等。
防渗墙的施工有以下方法：
1 地基土改性法施工防渗墙
地基土改性方法施工防渗墙是通过充填、压密地基土等方法使原土渗透性减少而形成的防渗墙。在填埋场垂直防渗墙施工中重要有注浆法、喷射法和原土就地混合法3种。
(1) 注浆法施工防渗墙
注浆法即注浆帷幕的一种方法，按一定的间距设计钻孔，采用一定的注浆方法和压力把防渗材料通过钻孔注入地层，使其充填地层孔隙，达成防渗的目的。该方法在我国的垃圾填埋场防渗中应用较广泛。
(2) 喷射法施工防渗墙
喷射法施工是指通过高压旋喷或摆喷方法使浆液与地基土搅拌混合，凝固后成为具有特殊结构、渗透性低、有一定固结强度的固结体。该方法可使防渗墙的渗透系数达成10-7 cm/ s，固结体强度可达成10-20MPa。浆液可使用膨润土—水泥浆液或者化学浆液，如中科院研制的中化-798 注浆材料。
(3) 原土就地混合法施工防渗墙
原土就地混合法施工方法是将欲形成防渗墙位置的原状土用吊铲等工具挖出，并使其与水泥或其他充填材料就地混合后重新回填到截槽中。为了保证切槽的连续施工，采用膨润土浆液护壁。该方法在美国应用较多。这种方法合用于深度较浅的防渗墙。
2 打入法施工防渗墙
打入法施工防渗墙是运用夯击或振动的方法将预制好的防渗墙体构件打入土体成墙 ,或者运用夯击或振动方法成槽后灌浆成墙的一种方法。用这种方法施工的防渗墙有板桩墙、复合窄壁墙及挤压灌注防渗墙等。
(1) 板桩墙
板桩墙的施工是将已预制好的板桩构件垂直夯入地层中。常用的板桩有钢板桩和外包铁皮的木板桩，板桩之间要用板桩锁连接 ,两板桩之间要有重叠，间隙要保持闭合或进行密封，防止渗漏。板桩墙还要有耐腐蚀性。板桩墙比较适宜在软弱土层中使用，对于硬塑性土层则由于打夯困难而受到限制。
(2) 复合窄壁墙
复合窄壁墙施工是：一方面通过夯击或振动将土体向周边排挤形成防渗墙空间，把防渗板放入已形成的防渗墙空间，然后注浆充填缝隙形成防渗墙体复合窄壁墙的施工有梯段夯入法和振动冲压法等。
梯段夯入法是先夯入厚的夯入件，最后分梯段夯入最薄的夯入件达成预计深度。打夯结束后，把具有膨润土和水泥的浆液注入形成的槽内，硬化后便形成了防渗墙体。
振动冲压法是用振动器把板桩垂直打入土体里，直至进入填埋场基础下方的粘土层里，板桩以外的空隙注浆充填。施工时还规定振动板之间的排列和搭接闭合成一体，两板的间隙要保证闭合和封闭板桩墙通常是耐腐蚀的。
(3) 挤压灌注防渗墙
运用冲击锤或振动器将夯入件打入到所规定的深度，夯入件在土体中排挤出一个槽段空间，一般5 —6 个夯入件循环使用 ,当第 3 个和第 4 个夯入件打入后，前 2 个打入件可起出，向槽段灌注防渗浆材成墙。灌注浆材料可使用由骨料(砂和粒级为 0 —8mm 的砾石) 、水泥、膨润土和石灰粉加水混合而成土状混凝土。土状混凝土各成分派比要根据对防渗墙体规定的渗透性、强度和可施工性等指标而定防渗墙体材料应满足制成防渗墙体的渗透系数(k ≤10 -7 cm/ s) ,并满足抗腐蚀性、能用泵抽吸、具有流动性、便于填充等规定。
3 开挖法施工防渗墙
开挖方法施工防渗墙是通过挖掘地下土形成沟槽，槽壁的稳定由灌入的泥浆维护，然后在沟槽中灌注墙体材料并将泥浆排挤出而形成的防渗墙。
6.3 渗沥液收集导排系统
垃圾解决场渗沥液的收集和排出系统，是垃圾解决场能否正常运营的重要设施。假如渗沥液收集和排出系统不能正常工作，将会使渗沥液大量蓄积于解决场内，从而导致以下问题：
（1） 由于渗沥液的积蓄，使解决场底部的防渗层上的水压增大，从而使渗沥液的渗漏导致地下水及下游水体和土地受到污染。
（2） 由于渗沥液的积蓄，使填埋的垃圾在水中浸泡，从而使大量污染物浸出，导致渗沥液污染物浓度增长。
本项目垃圾解决场渗沥液的收集导排系统重要由设于底部防渗层上的渗沥液导流层、导流盲沟、竖向石笼组成。
导流层事实上是在场地底水平防渗层之上铺设的300mm厚的卵石，粒径为16~50mm。施工时，卵石规定从上至下，粒径逐渐加大，这样既能截细小颗粒，又能保证排水通畅。
导流盲沟布置在库底，盲沟内铺设HDPE花管并填满级配卵石，盲沟内HDPE花管直径为315mm。
石笼：在整个填埋库区内按30m间距设立竖向导气石笼，石笼由直径210m的铁丝网填以级配碎石形成，石笼内设立直径200mm的HDPE穿孔花管。及次盲沟为直径200mm的HDPE穿孔花管。
渗沥液收集导排系统的工作机理是：各垃圾层的渗沥液进入附近的石笼或流到坡面上，再经石笼或坡面流入导流层进入盲沟，最后经渗沥液收集管排入渗沥液调节池中。
本填埋场由于采用了水平防渗技术，填埋场内渗沥液的产生量重要取决于降雨情况。因降雨渗入垃圾层而产生的渗沥液，按数年平均降雨量作计算依据。填埋场的渗沥液产生量采用下面的预测模型进行预测，其计算公式为：

其中：Q为填埋场渗沥液年产生量，m3/a；P为年均日降水量，mm/d；A为填埋场面积，m2，涉及作业区和完毕区；C为流出系数（即填埋场内降水量中成为渗沥液的分数，运营中的填埋场为0.2~0.8，已封场的填埋场为0.3~0.4）。
3） 据气象资料，密云区数年平均降水量为661.3mm。取流出系数为0.4。
年份
生活垃圾年产量（万吨）
工作区面积（m2)
产生渗沥液量(m3/d)
1
3.50
44100.00
28.08
2
3.68
462