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建设部《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》规定:垃圾填埋场防渗系统工程中应使用的土工合成材料:高密度聚乙烯膜、土工布、GCL、土工复合排水网等。
1.高密度聚乙烯(HDPE)膜
用于垃圾填埋场防渗系统工程的土工膜除应符合国家现行标准GJ/T234的有关规定外,还应符合下列要求:
(1)厚度不应小于1.5mm
(2)膜的幅宽不宜小于6m
土工膜主要用途:
1、土工膜适用于环保工程:垃圾填埋场底部防渗、渗滤液调节池防渗、垃圾填埋场中期覆盖雨水导流等;
2、土工膜适用水利工程:水库、水渠、堤坝水平防渗铺设、垂直防渗等;
3、土工膜在市政工程:地铁、地下车库工程、屋顶花园、污水管防渗;
4、土工膜适用园林工程:人工湖、河道、高尔夫球场蓄水池等;
5、土工膜适用石化:炼油厂储油罐事故池防渗、炼油厂厂区防渗等;
6、土工膜适用矿业:堆浸池、溶解池、沉淀池、尾矿垻、电厂渣场防渗、硫酸池防渗等;
7、土工膜适用交通设施:公路路基加固、涵洞的防渗;
8、土工膜适用农业:水库、饮用水池、蓄水塘、灌溉系统的防渗;
9土工膜适用水产养殖业:海水养殖池、鱼塘防渗,虾池防渗、海参养殖场防渗等;
2. 土工布
垃圾填埋场防渗系统土工工程中使用的土工布应符合下列要求。
(1)应结合防渗系统工程的特点,并应适应垃圾填埋场的使用环境。目前:以丙纶短纤土工布、涤纶长丝土工布、涤纶短纤土工布为主。抗老化丙纶短纤针刺土工布具有耐酸碱、耐冲刷、耐风吹,卷曲牢度强等特点,在北京、天津、河北、河南等地广泛应用,效果很好。解决了长丝纺粘土工布卷曲牢度小,抗风抗冲刷能力差,一层层脱落掉毛的缺点。
(2)土工布用作HDPE膜保护材料时,规格不应小于600g/m2.
(3)土工布用于盲沟和渗沥液收集导排层的反滤材料时,规格不宜小于150g/m2。
(4)土工布应具有良好的抗老化和抗紫外线功能。
3. 钠基膨润土防水毯(GCL)
垃圾填埋场防渗工程中钠基膨润土防水毯(GCL)的性能指标应符合国家现行标准要求。并应符合下列要求:
(1)GCL应表面平整,厚度均匀,无破洞,破边现象。应无残留断针。
(2)单位面积质量不应小于4800g/m2,其中单位面积膨润土质量不应小于4500g/m2。
(3)膨润土体积膨润度不应小于24ml/2g.
(4)抗剥强度不应小于65N/10cm.
(5)抗拉强度不应小于800N/10cm.
(6)渗透系数应小于5×10-11m/S
(7)抗静水压力0.6mPa/1h无渗漏。
4. 土工复合排水网
用于防渗系统工程的土工复合排水网应符合下列要求:
(1)土工复合排水网中土工网和土工布应预先粘合,且粘合强度大于0.17KN/m。
(2)土工复合排水网宜使用HDPE材质,纵向抗拉强度应大于8N/m。横向抗拉强度应大于3KN/m。
(3)土工复合排水网的土工布要求不宜小于200g/m2。
(4)土工复合排水网的导水率选取应考虑蠕变折减因素、生物及化学淤堵折减因素。
四.土工合成材料在卫生填埋防渗系统中的应用。
1.填埋场地基防渗系统
填埋场必须进行防渗处理,防止对地下水和地表水的污染,同时还应防止地下水进入填埋区。人工防渗系统应符合下列要求:
(1)人工合成衬里的防渗系统应采用复合衬里防渗系统,位于地下水贫乏的地区的防渗系统也可采用单层衬里防渗系统,在特殊地质和环境要求非常高的地区,库区底部采用双层衬里防渗系统。
(2)复合衬里应按下列结构铺设:
a.库区底部复合衬里结构(图2a)基础,地下水导流层,厚度应大于30cm,膜下防渗保护层,粘土厚度应大于或等于100cm,渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s ,HDPE土工膜,膜下保护层,渗沥液导流层,厚度应大于或等于30cm,土工织物层。
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图2a库区底部复合衬里结构示意图
b.库区边坡复合衬里结构(图2b)基础。地下水导流层,厚度应大于30cm;膜下防渗保护层,粘土厚度应大于75mm;渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s,HDPE土工膜,膜上保护层,渗沥液导流与缓冲层。
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图2b库区边坡复合衬里结构示意图【昭通HDPE土工膜价格,泥鳅土工膜13505480586【135--0548--0586 马振泉】】
(3)单层衬里应按下列结构铺设。
a.库区底部为层衬里结构(图3a)。基础,地下水导流层,厚度大于30cm,膜下保护层,粘土厚度应大于100cm,HDPE土工膜,膜下保护层,渗沥液导流层,厚度应大于30cm,土工织物层。
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图3a库区底部为层衬里结构示意图
b.库区边坡单层衬里结构(图3b)。基础,地下水层,厚度应大于30cm,膜下保护层,粘土厚度应大于75cm,渗透系数不应大于1.0×10-5cm/s;HDPE土工膜,膜上保护层,渗沥液导流与缓冲层。
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图3b库区底部为层衬里结构示意图
(4)特殊情况下可采用钠基膨润土垫代替膜下防渗保护层。
2.填埋场封场覆盖系统
填埋场封场必须建立完整的封场覆盖系统。封场覆盖系统结构由垃圾填埋场平顶表面顺序应为:
排气层、防渗层、排水层、植被层、如图4所示:
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图4填埋场封场覆盖系统结构示意图
(1)排气层,应设置排气层,施加于防渗层的气体压强不应大于0.75Kpa。排气层应采用粒径为25-50mm,倒排性能好,抗腐蚀的粗粒多孔材料。厚度不应小于30cm,气体导排层宜用与导排性能等效的土工复合排水网。
(2)防渗层,可由于土工膜和压实黏土或GCL组成复合防渗层。土工膜选择厚度不应小于1mm的高密度聚乙烯(HDPE)或线性低密度聚乙烯土工膜(LLDPE),土工膜上下表面应设置土工布。
(3)排水层顶坡应采用粗粒或土工排水网,边坡应采用复合排水网,材料应有足够的导水性能。
(4)植被层应由营养植被层和覆盖支持土层组成。
五、卫生填埋场防渗系统材料选用与设计
近年来,随着生产垃圾、生活垃圾、商业垃圾和旅游垃圾等大量固废的产生,卫生填埋场成为城市垃圾最终处理的方式之一。卫生填埋场简言之就是在铺设良好防渗性能衬垫的场地上,将固体废弃物铺成一定厚度的薄层,加以机械压实,并分层加土覆盖消毒。其中防渗系统的处理及材料的选用是填埋场设计的主要核心所在。目前国内外采用的防渗衬层效果比较好的主要有以下几种:
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高密度聚乙烯(HDPE)土工膜是卫生填埋场中最广泛的土工膜,这是高分子聚乙烯通过吹塑或压延制成的具有很强耐久性的防渗材料。主要特征:化学性能稳定,垃圾渗滤液不会对其构成威胁,低渗透性,确保地下水和雨水渗透液不会渗过衬垫,甲烷气体不会溢出排放系统,抗紫外线性能稳定。HDPE中的炭黑加强了抗紫外线能力。不含增塑剂,解决了暴露在紫外线下北分解的问题。
HDPE膜分为光面和糙面两种,光面用于库底,糙面增加防滑功能,解决库坡挂不住膜和导排层的问题。传统的糙面土工膜采用氮气发泡技术,强力损失50%,形成了力学指标和防滑功能的矛盾,目前国外和国内大厂家发明了柱点防滑糙面土工膜,力学指标完全等同于光面膜,又加强防滑功能,是理想的库坡防渗材料。
封场覆盖HDPE膜后,形成有效遮盖,可减少恶臭排放,控制苍蝇滋生。这种HDPE膜为双面,其中一面墨绿色(环保色)外形美观,视觉效果好,也兼备了抗紫外线等功能。
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超低密度聚乙烯(VLDPE)土工膜是由聚乙烯树脂压制而成的具有良好的柔韧特性的衬垫材料,它使用于不平整的填埋场垃圾封场。其特性表现外:多轴拉伸性,它的高延伸率能使之适用于不均匀沉降和不平整的地面。
3.加糙土工膜
加糙土工膜是在土工膜表面加一层粗糙的防渗材料。这种加糙土工膜目前正开始推广使用。它的主要性能是:加强了与土,无纺布以及其它合成纤维的表面摩擦,加强了与土,水泥等的亲和力,增强了防滑稳定性。
加糙土工膜与粘土的最高摩擦系数:摩擦角29°时,凝聚力为6.0kpa:与无纺土工织物最高摩擦系数;摩擦角32°时,凝聚力为2.2Kpa。加糙土工膜的厚度一般有1.5mm 2.0mm 和2.5mm三种。
4.膨润土防水毯(GCL)
GCL是膨润土夹在土工织物中间或连接在土工膜上复合制成的,它是目前国内外填埋场应用最广泛的防渗材料之一,通常与土工膜配合使用。GCL主要特征是:膨润土容水量>8%,单位面积质量>4.5g/m2,渗透系数<1×10-9cm/s。它的突出特点是利用高性能混土水反应时体积膨胀13-16倍的特性对损伤部位及3mm体内裂纹进行自我修补,同时它具有永久防水效果、高强度、高延伸率,耐腐蚀及耐冲击性。
5.无纺土工织物【昭通HDPE土工膜价格,泥鳅土工膜13505480586【135--0548--0586 马振泉】】
无纺土工织物简称无纺布,是卫生填埋场防渗设计和施工必备材料。按材料类别分为抗老化丙纶短纤针刺土工布、涤纶短纤土工布和长纤无纺土工布。卫生填埋场考虑到抗风吹、抗冲刷、耐酸碱,导排性能等因素,宜采用抗老化聚丙烯无纺土工布。
6.复合排水网
地下水收集导排系统,封场排气层,排水层顶破应采用三维网芯的复合排水网。
六、垃圾填埋场应用土工合成材料存在的问题:
1、施工损伤问题。
根据对填埋场问题调查,渗漏问题有97.6%的原因是机械施工损伤。因此,施工一定要严格遵照规范,切忌大型机械碾轧和铲车底部违章作业,尤其是膜上作业,加强保护措施,严格施工规范。
2、特殊部位的处理。
对于山体垂直和角度较大的坡,锚固应在隔6-10m,增加一道平台,导流层应用二层膨润土防水毯或二层土工布。避免悬空吊挂。锚固点应做挤压HDPE膜焊点处理。
3、 库底铺设土工膜后,膜上导排层不允许机械施工,但人工又非常慢,多数工地管理不严,存在机械施工现象,这是不允许的,一旦破坏膜,后果严重。可采取增加一层复合排水网或一层阻根卷材。复合排水网要把布加厚到400g以上。减少导排层砂石厚度,或轻型机械施工并避免违章作业带来的损伤。HDPE防渗土工膜性能特点:
总的看来,土工合成材料在卫生垃圾填埋场中发挥了至关重要不可代替的作用。泰安市格瑞土工材料有限公司【原泰安市瑞恒土工材料有限公司】【昭通HDPE土工膜价格,泥鳅土工膜13505480586【135--0548--0586 马振泉】城中区HDPE土工膜价格,ks土工膜13505480586】污水池的作用一般是收集一些对环境会造成污染的有害溶液,所以防渗要求比较高,造纸厂污水池、电厂调节池、化工厂污水池大部分是混凝土结构的池子,受到基础不均匀沉降和其他因素的影响,刚性结构会出现不同程度的开裂和渗漏,经常需要维修,也对环境造成严重污染。