生活垃圾卫生填埋场设计.pdf

苏北 A 市生活垃圾卫生填埋场工艺设计 班 级：学生姓名：学 号：指导教师：学校 x 年 x 月 x 号 摘 要 随着我国经济实力增强，人口高速增长，人民生活水平提高，城市化进程不断加速，城市所产生的垃圾也越来越多。由于人口基数大，我国早已成为世界上年产垃圾最多的国家，并且垃圾量还以每年 9%左右的增长速率继续增加，因此城市垃圾处理已成为政府和百姓关注的焦点。目前垃圾处理主要分为焚烧，卫生填埋和堆肥三种。由于卫生填埋具有操作简单、投资和运行成本低廉、对垃圾无特殊要求等优点，目前已成为我国城市垃圾处理的主要方式。本设计根据 A 市自然地理和经济情况以及各处理方式的比选最终选择卫生填埋法处理该市垃圾。因为该市垃圾产量大，所以对填埋场进行分区建设，并通过预测未来的垃圾量以及相应的规范选择了符合要求的场地。随着垃圾填埋时间的增长，会产生一定量的渗滤液和填埋气体，因此需要建设相应的防渗工程和导排系统阻止污染物对周围环境的污染，并对这些污染物进行处理与利用。关键词：卫生填埋场；水平防渗；渗滤液处理；填埋气体导排和利用 ABSTRACT With the development of economy,population,living standards and accelerating urbanization,the amount of waste is also increasing.Due to the great population base,China has become the country with the largest annual waste in the world,and the waste continues to increase in the growth of 9%.So the disposal of municipal waste has raised the focus of the government and people.Currently,there are three methods of municipal waste disposal,including incineration,sanitary landfill and composting.Due to sanitary landfill is simple,the costs of investment and operating is not too much and no special requirements for waste,etc,it has become the main method of the disposal of municipal waste.According to economic,natural geographic and the comparison of the three methods,we choose sanitary landfill to dispose the waste in A city finally.Because the amount of waste is large,wo decide to build the landfill separately and choose the most suitable land according to the prediction of waste and design standards.During the degradation of waste,landfill leachate and gas is produced,so we need to build appropriate seepage engineering and drainage system to protect the environment from contamination,and try to dispose and use them well.Keywords:sanitary landfill；horizontal seepage；treatment of landfill leachate；use and guide of landfill gas.目 录 一、概述.错误!未定义书签。1.1工程概况.7 1.2 设计原则与范围.7 1.2.1 编制原则.7 1.2.2 处理方案选择原则.7 1.3 设计依据.7 1.4 规范和标准.8 二、工程基础资料.8 2.1 城市概况.8 2.1.1 地理位置.8 2.1.2 社会环境概况.8 2.1.3 经济概况.8 2.1.4 交通运输.9 2.2 自然条件.9 2.2.1 地形地貌.9 2.2.2 气象资料.9 2.2.3 水文地质.9 2.2.4 地震与防洪.9 2.3 A市环境卫生现状和规划.9 2.3.1A市环境卫生现状.9 2.3.2A市环境卫生规划简述.10 2.3.3 垃圾量预测.10 2.3.4 垃圾处理方式选择.11 三、卫生填埋场厂址选择.12 3.1填埋容积预测.12 3.2填埋场区域确定.13 3.3填埋场类型.13 3.4填埋场等级划分与规模确定.13 3.5 填埋场选址条件.13 3.5.1 场址禁设地区.13 3.5.2 选址条件.14 3.6场址比选与场址确定.14 3.7场址结论.16 四、卫生填埋场工程设计.16 4.1 填埋物要求.16 4.2填埋库容的计算.17 4.2.1 垃圾坝高度的确定.17 4.2.2 填埋边坡的设计.17 4.2.3 填埋场库容设计计算.18 4.2.4 垃圾坝的结构.18 4.2.5 垃圾坝坝型.18 4.2.6 垃圾坝防渗.19 4.3填埋场使用年限和分区确定.19 4.4填埋场土方清理.19 4.5防渗工程设计.20 4.5.1 水平防渗.20 4.5.2 防渗系统的锚固.22 4.6渗滤液收集和导排系统.22 4.6.1 渗滤液的产量.23 4.6.2 渗滤液收集系统.24 4.7渗滤液调节池.25 4.8地下水导排系统.27 4.9场区雨水导排系统.27 4.9.1 防洪标准.27 4.9.2 洪水计算.28 4.9.3 临时截洪沟.28 4.9.4 堆体表面排水沟.28 4.9.5 道路边线排水沟（永久截洪沟）.29 4.9.6 截洪沟的建设安排.29 4.10监测井.29 4.11填埋操作.29 4.12填埋作业设备选型.31 4.13封场和最终覆盖系统.32 4.13.1 封场工程设计.32 4.13.2 封场后土地使用.33 五、渗滤液处理工程.33 5.1渗滤液的水质水量.33 5.1.1 渗滤液水量.33 5.1.2 渗滤液进出水水质确定.33 5.2渗滤液处理方法.33 5.2.1 设计原则.33 5.2.2 渗滤液处理工艺比选.34 5.3推荐方案工程设计.36 5.3.1 处理设备.36 六、填埋气体利用.42 6.1填埋气体的性质和产量估算.42 6.2填埋气体的利用规划.44 6.3填埋气体的导排系统.44 七、总图布置.45 7.1总图布置原则.45 7.2场区布置方案和特点.45 7.3道路运输.46 7.4绿化工程.46 八、环境保护与检测.46 8.1设计依据.46 8.2环境污染来源和污染物分析.46 8.3环境监测.47 九、工程概预算.48 9.1估算说明.48 9.2投资估算.48 参考文献.50 英文原文.错误!未定义书签。中文译文.错误!未定义书签。致 谢.51 一、概述 1.1工程概况*项目名称：苏中 A 市生活垃圾卫生填埋场设计*主管单位：A 市城管局*承办单位：A 市垃圾处理厂*总投资：万元*项目场址：A 市蚂蚁山*总库容：762.62万 m *处理规模：约 1148.8t/d*服务年限：14 年*项目服务范围：A 市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 城市生活垃圾治理应该遵循城市总体规划指点和国家垃圾处理技术政策，合理选择处理方法和场地、严格控制二次污染，使工程的各个指数与国家的相关标准和法规相符合。本项目的编制原则是：1）在贯彻实行国家对于城市垃圾处理的技能标准和法例的同时，联系本地环境卫生行业的成长，按照生活垃圾产生状况进行科学规划，作出合理的建设规模，对生活垃圾进行安全处理，使其真真正正到达国家作出的垃圾处置要无害化、减量化和资源化的整体方针。2）坚定科学态度和因地制宜，选取合理的技术途径，选用先进处理方法和技术较成熟的配置，保证各个举措互相和谐，技术能可靠运行，减少垃圾处置的基础投资和运转成本，提高项目本身对环境和社会产生的效益。1.2.2 处理方案选择原则 处理方案选择的原则为：技术先进，工艺简单，设备可靠，能顺应生活垃圾的特征，达到环境标准的要求，并且还要思考以下因素的影响：1）当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要求；3）各种垃圾处理方法的优缺点；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）对资源再利用的潜力和程度；1.3 设计依据*中华人民共和国环境保护法2014 年 4 月 25 日颁发，自 2015 年 1 月 1 日起实施*中华人民共和国固体废物污染环境防治法2004 年 12 月 28 日修正，自 2005 年 4 月1 日起实施 *江苏省固体废物污染环境防治条例于 2009 年 9 月 23 日通过，自 2010 年 1 月 1 日起实施*江苏省污水集中处理设施环境保护监督管理方法自 2011 年 7 月 1 日实施*建设项目环境保护设计规定1987 年 3 月 20 日颁发并实施*城市生活垃圾处理及污染防治技术政策（建标2000120号）*该市城市生活垃圾处理费征收和管理暂行方法的通知（某市政规20111号）*该市城市环境卫生专业规划（2005-2020）*城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）*该市划定重要生态功能保护区（2010-2020）1.4 规范和标准*生活垃圾场填埋污染控制标准（GB16889-2008）*生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）*生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（HJ564-2010）*生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（CJJ113-2007）*城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）*城市环境卫生设施规划规范（GB50337-2003）*生活垃圾填埋场环境监测技术要求（GBT18772-2002）*防洪标准（GB50201-94）*生活垃圾卫生填埋场封场技术规程（CJJ112-2007）*城市生活垃圾采样和物理分析方法（CJ/T3039-95）*混凝土结构设计规范（GB50010-2010）*厂矿道路设计规范（CBJ22-87）*生产过程安全卫生要求总则（GB12801-2008）二、工程基础资料 2.1 城市概况 2.1.1 地理位置 A 市位于江苏省中部。地理坐标为东经 119 38120 32，北纬 32 0133 10之间。东接南通，西临扬州，西南、南方隔江和镇江、常州、苏州、无锡四市相望。2.1.2社会环境概况 A 市区域总面积达 5787km2，总人口截止 2013 年 11 月 1 日为 507 万人。A 市包括以下几个地方：海陵区、高港区、姜堰区、靖江市、泰兴市、兴化市。2.1.3 经济概况 A 市 2012 年地区生产总值 0.27万亿元，比往年增长 11.5%。其中，第一产业增加了 190亿元，增加 4.3%；第二产业增加了 1432.5亿元，增加 13.2%；第二产业中工业增加了 1232亿元，增加 13.1%；第三产业增加了 1074 亿元，增加 13.1%。三次产业结构调整为 7.2：53.3：39.7.按总人口估计，全市人均地区生产总值 58375 元，增长 12.3%。2.1.4 交通运输 A 市交通发达，地理位置好，京沪、盐靖、启扬高速公路，新长、宁启铁路，横跨全境。同时，A 市是长江中下游地区货物中转运送的重要地方，拥有全国亿吨海港，加强了 A 市与周围其他省市的关联。2.2 自然条件 2.2.1 地形地貌 A 市大部分地形为江淮两大水系冲积平原。地势中间高、南北低，南边沿江地区真高为 2m 5m，中部高沙区真高为 5m 7m，北边里下河区真高 1.5m5m.全市土地面积约为 5786 平方千米，当中，水域面积占 22%，大陆面积占 78%，市区面积 669.6km2。2.2.2 气象资料 A 市属于北亚热带湿润气候，受季风影响，表现出很强的季风性。这里四季分明，夏季高温多雨，冬季温和少雨，具有无霜期长，热量充裕，降水丰沛，雨热同期等特点。A 市最高气温在 7 月，最低在 1 月，冬夏季南北温差不大，年平均气温在 14.4 15.1 之间；常年主导风向以东南风居多；年平均降水量 1037.7mm，降水天数是 113 天，由于季风因素的影响，降水分布不均与，且南北地区之间差异大。A 市温度带属亚热带，干湿区属于湿润区。2.2.3 水文地质 A 市土质主要为亚粘土、亚砂土和黏土。场地类别为三类。根据 A 市地质资料分析，没有活动性断裂带穿过场地附近，所以拟建场地的地质条件是较好的。A 市场区地下水水位较稳定，地下水从东北部流向西北部。场区下伏基岩为下石盒子组和上石盒子组、二叠系山西组、页岩、砂岩、泥岩和含煤层，地层富水性较差。2.2.4 地震与防洪 A 市的地震基本烈度为 7 度，设计基本地震加速值为0.10g。地震分组为第一组。2.3 A市环境卫生现状和规划 2.3.1A市环境卫生现状 A 市环保局负责全市的环卫工作，主要工作包括马路清扫、公共厕所打扫、生活垃圾清运转运以及粪便无害处理等。市区主要环卫设施有：市生活垃圾填埋场、生活垃圾焚烧厂以及垃圾中转站等。根据任务不同又分为以下两种主要的作业方式：1、机械作业：包括卫生填埋，生活垃圾通过中转站运送，道路环卫车清扫 2、人力作业：包括生活垃圾搜集运送，公厕清扫，马路打扫，粪便无害处理，管道疏通等。由于只有城区环卫部门才有少量汽车，而 A 市以外的乡镇大多靠人力进行环卫工作，导致环卫工们每天的劳动量很大；此外，中转站太少加上分布不合理，增加了环卫部门的成本，这也是 A 市环卫作业效率得不到提高的原因。2.3.2A市环境卫生规划简述（1）规划年限 环卫作业规划年限和城市总体的规划一样，规划年限为 2012-2022年，其中近期规划为2012-2017年。（2）规划的主要任务 本规划的主要任务是对 A 市环卫的运行、管理、成本、土地、技术和设备等在城市化过程中遇到的问题进行分析与解决；明确垃圾处理和环卫作业的管理战略；明确各环卫设施的分布和规模；确立最佳垃圾运输路线和处理技术。（3）规划目标 本规划的目标是建立具有现代化意义的环卫事业，包括科学的垃圾清运路线，加上先进的垃圾清运设备以及工程措施。近期规划是逐步做到垃圾运输和处理完全化、全封闭化的垃圾运输、环卫管理法制化，以期达到卫生城市的国家级标准；远期规划是环境卫生设施能够符合城市发展需要，做到垃圾先分类后收集、环卫作业机械化、垃圾处置科学化等。2.3.3 垃圾量预测 据调查 2013 年 A 市 b 城区垃圾产量为 53 万吨，人口 132 万，人均 1.1公斤。设计服务b 城区人口为 100 万人，平均垃圾产量 1.1kg/d，人口增长率 2.1%，人均垃圾增长率 0.8%，服务年限为 14 年。垃圾清运率每年均为 100%。表 2-1 垃圾产量预测 年份 人口 （万人）人均垃圾产量（Kg/人 日）生活垃圾年产量 （万吨）累计总产量 （万吨）2014 100 1.1 40.15 40.15 2015 102.1 1.1088 41.32 81.47 2016 104.2 1.1177 42.51 123.98 2017 106.4 1.1266 43.75 167.73 2018 108.7 1.1356 45.05 212.78 2019 111.0 1.1447 46.38 259.16 2020 113.3 1.1539 47.72 306.88 2021 115.7 1.1631 49.12 356.00 2022 118.1 1.1724 50.54 406.54 2023 120.6 1.1818 52.02 458.56 2024 123.1 1.1912 53.52 512.08 2025 125.7 1.2008 55.09 567.17 2026 128.3 1.2104 56.68 623.85 2027 131.0 1.2200 58.33 682.18 2.3.4 垃圾处理方式选择 在对 A 市生活垃圾产量的预测基础上，结合 A 市实际情况选择填埋作为规划期内生活垃圾处理的主要方式，以下对此作出简要论证。表 2-2 生活垃圾处理技术比较 三、卫生填埋场厂址选择 3.1填埋容积预测 结合表 3-1 垃圾产量预测表，对所要建设的 A 市填埋场容积进行相应的估算，并且作为选择厂址的重要依据，预测时垃圾填埋容重取 1.0t/m，（根据生活垃圾卫生填埋场封场技术规程 CJJ112-2007 压实密度不应小于 800kg/m），覆盖土容积按照垃圾填埋容积的 8%计算，现将结果以表格形式写出。每年填埋容积：DT垃圾最终压实密度垃圾年产量V （3-1）其中：V 为每年的垃圾填埋容积，单位为万m T 为每年的垃圾产量 D 为垃圾的最终压实密度取 1.0t/m 表 3-1 填埋容积预测 年份 生活垃圾年产量（万吨）累计总产量（万吨）填埋总容积（万m ）包括覆土的总容积（万m ）2014 40.15 40.15 40.15 43.362 2015 41.32 81.47 81.47 87.99 2016 42.51 123.98 123.98 133.90 2017 43.75 167.73 167.73 181.15 2018 45.05 212.78 212.78 229.80 2019 46.38 259.16 259.16 279.89 2020 47.72 306.88 306.88 331.43 2021 49.12 356.00 356.00 384.48 2022 50.54 406.54 406.54 439.06 2023 52.02 458.56 458.56 495.24 2024 53.52 512.08 512.08 553.05 2025 55.09 567.17 567.17 612.54 2026 56.68 623.85 623.85 673.76 2027 58.33 682.18 682.18 736.75 注：（1）预计该工程2015年投入使用；（2）说明 由于该填埋场使用 14 年的库容很大，所以 14 年后的使用选址时要考虑留出预留地，本设计暂不设计。综上所述，该填埋场库容为 750 万 m，可满足该市 20142027 年的生活垃圾填埋需求，启用年 2014 填埋场日处理规模为 1100t/d，2027 年填埋场日处理规模为 1598.2t/d，服务年限为 14 年。3.2填埋场区域确定 由于该市每年的垃圾产量很大，所以本设计将填埋场划分为三个区并进行分区填埋，分区建设。这样既节约项目投资，又利于填埋操作。目前暂定 20142017 年这四年为一期工程，20182021 年这四年为二期工程，20222027 年这六年为三期工程。3.3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 填埋场的类型需结合当地的实际状况进行选择。A 市地形多为平原，市区外没有天然山谷，也没有自然坡地作为垃圾填埋场地使用。经过现场勘测和分析，依椐 A 市的自然条件等因素，暂定新建填埋场为平原型填埋场，同时因为该市较深的地下水位，所以选择地上地下填埋类型。3.4填埋场等级划分与规模确定 由城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准可得：垃圾卫生填埋场根据填埋场日处理能力(t/d)与建设规模(万 m )两种方式进行划分等级。类别 级别 类 类 级 级 填埋场建设规模(万m )1200 5001200 200500 100200 日处理能力(t/d)1200 5001200 200500 200 按照 A 市日均生活垃圾产量和所需垃圾填埋总库容得出本项目为类级的填埋场规模。3.5 填埋场选址条件 3.5.1 场址禁设地区 按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004），卫生填埋场不能设在以下地域。1）地下水集中供水水源地及补给区；2）洪泛区和泄洪道；3）填埋库区和相应处理区边界距居民区或人畜给水区500 米以内的区域；4）填埋库区和污水处理区边界距河流和湖泊50 米以内的区域；5）填埋库区和污水处理区边界距民用机场 3 公里以内的区域；6）尚未开发的地下矿区、灰岩或熔岩洞区以及坍塌地带较活动区域；7）珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；8）公园、风景名胜区、古文物区，考古、历史和生物研究考察区；9）军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。3.5.2 选址条件 场址选择于项目是否成功很重要，按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004）划定，场址选择需要由当地的设计单位专业人员以及环保局、国土资源局、建设监督等部门人员共同参加。选址条件是：1）与城市总体发展、当地环境规划和环境卫生专业规划的步骤相一致；2）与本地的大气保护、自然环境保护、生态平衡和水土资源保护要求相一致；3）填埋场库容应确保填埋场能够使用 10 年以上，特殊状况下不得少于 8 年；4）交通方便，运距合理；5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；6）位于夏季主导风向下风向、地下水较少地区、环境保护地区的下游区域等；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。3.6场址比选与场址确定 按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004），并根据本地的实际状况，填埋场场址选取应符合下列条件：1）在城市规划建成区 2 公里之外；2）距居民区、动物栖息地、矿区和公路等 500 米之外；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、土地利用价值低，征地、拆迁费用少；6）群众支持，不会造成不良社会影响的地区；7）远离城市水源地；8）具备一定的基础条件(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要求；11）取土条件方便；12）库容要满足 10 年以上的使用年限，特殊状况下不少于8 年。按照上述要求，为了环境可行性和经济合理性利用，A 市相关单位在选择场地之前就对社会自然环境和气候情况进行了分析，并在郊外做了选址勘测作业，初选了四个填埋场场址。在分析完四个场址的水文地质、风向、给排水和场地周围人居情况之后，从候选厂址中选定两个场址，基本条件对比如下。对比条件 场址名称 场址一（蚂蚁山）场址二（汤营村）场址与规划的关系 距市中心约 15.1 公里 距市中心约 18.5公里 地质及水文条件 地 质 条 件 和 地 形 条件较好，地震烈度 7 度。地下水位埋深4.04.5 米。由西-东走向。地质条件一般。地震烈度 7 度。地下水位较浅 环境状况 场址平坦，四周很空旷，700 米范围内没有村庄等建筑物。周围均为农田。场址区 域 内 未 发 现 国 家 规 定的相关文物。场址为可耕地，地势平坦。周围较空旷，西北方 100 米有村庄。场 址 区 域 内 未 发现 国 家 规 定 的 相 关 文物。交通条件 场址位于龙翔路以西 2 公里处 北面约 1.7 公里处为 328 国道 库容与使用年限 库容较大，使用年限长。库容一般大小 供水和供电 生活用水在区域打井解决。电力供给通过附近电线架线接入。同场址1 用地条件 可用地面积较大。可用地面积较小 气象条件 年 平 均 蒸 发 量 是 年平均降雨量的 2.5 倍。夏天主导风向的下风向。年 平 均 蒸 发 量 是年 平 均 降 雨 量 的2.5倍。夏天主导风向的下风向。天然防渗能力 能符合“标准”当中10-7cm/s 的规定。同场址1 对比结论 条件具备且符合相关要求。条件具备，而可用面积偏小，且四周有少数居民生活 按照以上两个场地比较分析结论和优中选优的原则，得出结论：场址1 优于场址2，作为填埋场各项条件具备且较好，说以推荐场址1 为本设计场地。3.7场址结论 1）场址位于市中心西北方向，离市中心约15.1公里；2）四周比较空旷，各项条件较好，600m 范围内没有居民楼和其他建筑；3）建筑环境、工程地质、地形条件较好，适宜项目建设；4）周围没发现文物古迹和需要特别保护的区域；5）夏季主导风向的偏下风向；6）地下水埋深 4.0 4.5m，由西东走向；7）场址土层防渗能力一般，需要采取人工防渗措施；8）库容较大，服务年限符合要求；9）土源充足；通过以上分析，场址 1 各项条件基本与“标准”所定的场地要求相符合，其他很少的不利因素可通过相关措施合理处理。四、卫生填埋场工程设计 4.1 填埋物要求 按照生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008）与生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）有关条例，本垃圾场入场物须符合以下规定：（1）进入卫生填埋场的填埋物应是生活垃圾，其具体内容包括：*居民生活垃圾；*商业垃圾；*集市贸易市场垃圾；*街道清扫垃圾；*公共场所垃圾；*相关部门或机构的垃圾废物。（2）建筑废弃物若当做卫生填埋场的覆盖原料，可以少量进入本垃圾场。（3）严禁下列物质及混有下列物质的生活垃圾进入本填埋场：*有毒工业制品及其残留物；*有毒试剂和药品；*有化学反应并产生有害物质的物品；*有腐蚀性或放射性的物品；*易燃、易爆等危险品；*生物危险品和医院垃圾；*其他严重污染环境的物品。（4）允许部分一般工业垃圾如废橡胶等进场填埋。针对 A 市实际情况，目前尚无其他垃圾处理处置设施，本工程建成后允许 部分一般工业垃圾如废橡胶等进场填埋，但对有毒有害的工业垃圾，需由产生 位自行处理。（5）生活污水厂污泥在满足强度后可作为覆盖土进场。对于生活污水厂污泥，根据目前实施的新的生活垃圾填埋场污染控制标准，污泥含水率应小于 60%，才能满足填埋要求，不致于影响正常的填埋 作业。如脱水后直接填埋，只能寻找洼地或于平地开凿实施窄沟 填埋，国内其他地区已有实践。也可与建筑渣土混合后填埋，实际效果需待检验。4.2填埋库容的计算 4.2.1 垃圾坝高度的确定 为了尽量节省投资和少占土地，需要为垃圾坝选取合理的高度，若垃圾坝高度过高，虽然可使填埋场的库容变大，但是所需的基建工程量大，投资较高；如果垃圾坝高度过低，则导致垃圾填埋场的库容降低很多，不利于远期效益,且垃圾坝具有稳定垃圾堆的作用。根据 A 市填埋场的地形特点和分区需要，由于该市是平原地带，场址也是平原地区，所以垃圾坝所需土料主要来自填埋场向下挖出的土方量，不需要从其他地方取土。本设计垃圾坝的高度为设计为 5m，宽度为 6m。4.2.2 填埋边坡的设计 根据国内外垃圾填埋场的运行经验，填埋边坡的实际作用是供碾压设备行走，如果高度差过大，容易导致机械车辆行车困难，尤其是在雨季，将导致机械车辆几乎无法通行；如果坡度太陡，也不利于设备的运行；且边坡太缓就会导致填埋库容变小，同时，填埋堆体边坡的设计还在于使填埋堆体在多雨季节，发生地震以及渗滤液导排系统堵塞造成填埋堆内渗滤液积累等情况下维持堆体的稳定性。一般来说，填埋堆体以 10m 为一个升层，边坡取 1:3 时可同时满足上述要求。本工程对填埋边坡采用如下设计：当低于垃圾坝坝顶标高的库区垃圾堆满后，用碾压设备以 1:3的坡度往上压实，每升高 10m 设置一道宽 5m 的坡面平台，作为行车道。然后用碾压车继续以 1:3的边坡向上堆卖垃圾，最后直至填埋堆体标高到达设计边线标高。达到设计边线标高之后，填埋堆体再以 5%的坡度向中央堆积，直至填埋堆体中心标高。最后，填埋场堆体从顶部以 5%的坡度下斜至沿填埋堆体边线修筑的排水沟，以利于终场后表面雨水导 排。4.2.3 填埋场库容设计计算 根据该市地形判断选择地上地下填埋类型，下窄上宽的梯子型填埋区。设计高度15m，地上 5m，地下 10m，垃圾坝以上 10m。单个梯形台的计算公式为：3/)2121(1HSSSSV （4-1）式中 V1-梯形台体积，m；S1-上截面面积，；S2-下截面面积，；H-垂直高度，m。每个填埋区都有三个截面，最下面开挖的截面成为下截面，垃圾坝最上面的截面为中截面，填埋完成时最上面的截面为上截面。(1)一期工程设计计算 下截面设计为 280*280m，中截面设计为 340*340m，上截面设计为 280*280m。由公式（5-1）得：115.68+76.44=192.12 万 m 181.15 万 m (2)二期工程设计计算 下截面设计为 300*300m，中截面设计为 350*350m，上截面设计为 250*250m。由公式（5-1）得：127+81.75=208.75 万 m 203.33 万 m (3)三期工程设计计算 下截面设计为 400*400m，中截面设计为 450*450m，上截面设计为 350*350m。由公式（5-1）得：217+144.75=361.75 万 m 352.27 万 m 总库容为:192.12+208.75+361.75=762.62 万 m 736.75 万 m,因此符合要求。按照生活垃圾卫生填埋技术规范和生活垃圾卫生填埋中的规定取内坡比为 1:2，每个单元堆体设计高度取 3m。4.2.4 垃圾坝的结构 一期工程垃圾坝围绕在填埋场周边，利用填埋区开挖的土量建成。经 5.2.1 计算确定其高度设计 5m，宽 6m，用运输垃圾的卡车进入库区，上下边坡1:3。4.2.5 垃圾坝坝型 垃圾坝坝型需根据成本，材料和稳定性等因素进行选型。国外有很多垃圾坝种类，根据结构分为重力、支墩板式和板桩等类型；根据建筑原料可分为土石坝、混凝土与钢板桩坝等。从当地地质条件看，虽然混凝土坝和浆砌石坝体型小，但是对地质要求较高，土石坝虽然体积较大，所需筑坝材料多，但是对地质条件要求较低；而且从经济角度考虑，混凝土坝和浆砌石坝地基都需要工程处理，自身造价高，而土石坝的材料可以就地选取，造价低。近年来国内垃圾填埋场中，垃圾坝以土石作为主要原料。由于 A 市石料产量多，土料还可用填埋场 挖方的表土，所以本工程选取碾压式土石坝。4.2.6 垃圾坝防渗 卫生填埋场比普通工程对防渗要求更高。碾压式土石坝设计规范对防渗土壤规定：均匀土坝的渗透系数需小于 110-4 cm/s，粘土心墙的渗透系数需小于 110-5cm/s。从相关的规定来看，用土作为防渗材料的土石坝根本不能满足垃圾处理场的防渗要求。因此，在设计垃圾卫生填埋场时，土石料筑坝只要满足“稳定”要求即可，防渗问题可通过用 HDPE 膜等人工防渗材料解决。本工程决定在土石坝上游面设防渗层，由内到外分别是坝体土石、400mm 厚粘土垫层，5mm 厚 GCL，2mm HDPE 膜，600g/m2 土工布，同时设置 600mm的码放袋装土用来来保护土工膜，填埋场内防渗层与垃圾坝上坡面防渗层为一体。垃圾坝下游外边坡用干砌石为原料，其厚度为 0.3m，在各个土石坝最低高程以上 0.5m 左右位置铺设 HDPE 管，从而将场区内的渗滤液导入到调节池。HDPE 土工膜的孔口四周与 HDPE 排渗管需要焊接好以防变形导致渗滤液漏出。4.3填埋场使用年限和分区确定 根据 A 市人口规划、生活垃圾产量预测表 3-1、填埋场容积预测表 3-3 和填埋场库容的设计计算，将填埋场分区为三块：一期库容 192.12 万 m，使 用四年；二期库容 208.75万 m，使用年限为四年；三期库容为 361.75 万 m，使用年限为六年，总库容为 762.62 万 m。4.4填埋场土方清理 基底构建是在分析场址地形的基础上，结合库底的覆土厚度以及地貌特点，确定库底的主轴线，并沿着此轴线做库底平整。所构建的基底应该满足场区库底横向和竖向的要求。横向平整的目的是促进场区渗滤液、地下水以及雨水的收集导排。竖向平整是考虑场区的防渗所需要建设的库底锚固沟位置，以加强膜的锚固。（1）场地挖方规定：主要是将场区内的石头、杂草等全部清除，挖方的坡度需按照相关要求，不能超挖。（2）土建构筑面的规定：构筑面应平坦无裂缝；坡面平稳，过渡平缓；基底外部没有积水、竖直高度 26cm 之内没有石块、杂草以及其他无关物质。（3）回填规定：回填底部不能含有石块、杂草、淤泥等不利物质，填埋底部无积水，回填土质需与设计规定相符，回填需根据相关要求分层回填并压实，使压实密度 90%以上。库区在经过开挖和平整后，基底可能会出现风化泥岩碎块区、砾石区和泥岩石区。为了保证水平防渗系统安全，采取以下处理方式：对库底区域采用粘土压平。对边坡区域采用喷射 C15 水泥砂浆并抹平。下面对一期工程的土方量进行计算说明：（1）开挖土量计算 开挖的是一个梯台，下截面为 280*280m，上截面为 318*318m，高度为 7m。根据梯台体 积公式可得，开挖土量为 62.66 万 m。（2）使用土量的计算 填埋场填埋过程中，每日覆盖用土为 167.73*8%=13.42 万 m；两个垃圾坝用土量为：下截面边长为 11+6+4*3=29m，上截面边长为 6m，高度为 4m，所以根据梯台计算公式得 0.14 万 m，0.14*2=0.28 万 m；总共需要土方量为 13.7万 m，再 加上其他地方没有计算的用土量，由于 62.66 万 m远 大于 13.7 万 m，所以填埋场所需土量完全可 以自行解决。4.5防渗工程设计 防渗设计是卫生填埋场设计的关键一步。防渗的一个作用是阻止渗滤液渗入地下水中污染水源，导致生态恶化和影响使用地下水的村民的健康；另一作用是阻止地下水进入垃圾里，增加渗滤液的产生，从而增加了填埋场的运行成本。按照城市生活垃圾卫生填埋技术规范相关规定，需要对没有防渗能力的填埋场采取防渗工程避免污染周边。具有天然防渗条件的卫生填埋场，其天然粘土类衬里系数不应大于 10-7 cm/s，库底和四周衬里的厚度应该大于 2m，填埋场若不满足粘土衬里或其他土衬里防渗规定，应采用人工防渗技术。防渗效果好坏是判断填埋场设计好坏的重要标准。填埋场的防渗举措主要包括水平防渗、垂直防渗、垂直和水平的三个类别组合，一般根据填埋场的位置和水质资料选取相应的防渗措施。由于本填埋场地形是平原地形，故不需要做垂直防渗系统。4.5.1 水平防渗 水平防渗对垃圾场进行场底和边坡铺设，让填埋场成为封闭的系统，通过使用防渗材料阻碍渗滤液通过，水平防渗适用于库区底部没有不透水层以及需要较高防渗水平的填埋场。水平防渗的结构模式，由一开始的粘土单层设计发展到透气的柔性膜和黏土复合层。防渗的天然材料包括粘土、膨润土、亚粘土，人工合成材料包括高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、超低密度聚乙烯（VLDPE）等。如今一般卫生填埋场防渗材料以 HDPE膜为主。HDPE膜是一种人工合成的高分子材料，具有抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化、使用寿命 50 年以上等优点。其防渗能力比最好的压实粘土高 107 倍，断面抗形变能力强，在垃圾卫生填埋场填埋过程中因土壤运动导致的形变以内；方便了工程施工，有利于填埋运行。按照现场分析情况，本设计选取三种防渗方案进行比对。方案一：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 4-1 双层膜+粘土符合垫示意图 方案二：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 4-2单层膜+膨润土复合垫示意图 方案三：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 4-3单层膜+粘土复合垫示意图 各方案技术