《生活垃圾卫生填埋场岩土工程技术规范》CJJ 176-2012

1702

目录

1总 则

总 则


1.0.1 为了防止和减少填埋场发生失稳滑坡、填埋气爆炸和火灾、渗沥液渗漏污染周边环境等危害,增加填埋场单位土地面积垃圾填埋量,节约填埋用地,减少渗沥液产量,提高填埋气收集及资源化利用水平,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于填埋场库区工程的岩土工程设计、施工与运行安全监测。

1.0.3 填埋场库区工程设计、施工与运行应充分考虑我国各地区城市生活垃圾特性差异、填埋场工程特点、建设及运行水平,借鉴相关工程经验,做到因地制宜、安全可靠、技术先进、经济合理。

1.0.4 填埋场岩土工程设计、施工与运行安全监测,除应符合本规范规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。


2术语和符号

2.1 术 语

2.1 术 语


2.1.1 垃圾含水率 water content of wastes 

    生活垃圾在90℃±5℃条件下烘到恒量时所失去水分质量与原生活垃圾总质量的比值。


2.1.2 田间持水量 field capacity

    饱和生活垃圾经长时间重力排水后所保持水的重量与总重量的比值。


2.1.3 水力渗透系数 hydraulic conductivity

    单位水力梯度下垃圾中的渗流速度。 


2.1.4 渗沥液导排层 leachate drainage layer

    设置于填埋场底部、边坡或堆体中间,由天然材料或土工合成材料组成,用于导排渗沥液的层状设施。 


2.1.5 最佳击实峰值曲线 peak line of optimum compaction

    对同一种土料分别进行不同击实能量的击实试验,连接不同击实试验曲线顶点绘制形成的曲线。


2.1.6 排水单元 liquid drainage cell

    填埋场内利用基底构建形成的,与周边区域相对分隔,内部地下水或渗沥液独立进行导排的区域。


2.1.7 渗沥液导排层水头 leachate head in leachate drainage layer

    以导排层底面为基准面,导排层内渗沥液最大压力对应的水头。 


2.1.8 垃圾堆体主水位 main leachate level

    在填埋场深部低渗透性垃圾层以上渗沥液长期累积、壅高所形成的浸润面。


2.1.9 垃圾堆体滞水位 perched leachate level

    垃圾堆体内局部低渗透材料以上独立且连续的饱和垃圾的浸润面。


2.1.10 中间水平导排盲沟 intermediate ho rizontal drainage trench

    在填埋至一定高度的堆体表面挖槽建设,由颗粒导排材料、反滤材料、导排管等组成,利用重力流导排后续堆体产生渗沥液的设施,也可兼用于填埋气体收集。


2.1.11 淤堵 clogging

    生物膜、化学沉积物、小颗粒材料(如粉粒或黏粒)沉积于渗沥液导排系统管道、颗粒材料或土工织物的过程,该过程降低渗沥液导排系统的导排能力。


2.1.12 主压缩 primary compression

    生活垃圾在附加应力作用下短时间内产生的压缩变形。


2.1.13 次压缩 secondary compression

    主压缩完成后,垃圾由于降解和蠕变所产生的缓慢而持久的压缩变形。 


2.1.14 前期固结应力 preconsolidation stress 

    垃圾在填埋阶段受到的初始压缩应力,一般由初始压实引起。


2.1.15 土工合成材料允许应变特征值 allowable strain fo r geosynthetics 

    材料拉伸试验测得的最大拉力所对应的应变值,除以安全系数后所得的应变值。 


2.1.16 土工材料界面 interfaces between geosynthetics

    复合衬垫系统中相邻层材料之间的界面,一般包括:碎石/土工织物界面、土工织物/土工膜界面、土工膜/黏土界面、土工膜/土工复合膨润土垫界面、土工膜/土工复合排水网界面、土工复合膨润土垫/黏土界面等。


2.1.17 界面峰值抗剪强度 peak shear strength of interfaces

    具有应变软化特性的土工材料界面所具有的最大抗剪强度值。


2.1.18 界面残余抗剪强度 residual shear strength of interfaces

    土工材料界面的抗剪强度随变形量增大达峰值后,逐渐软化后的最低值。


2.1.19 警戒水位 warning leachate level

    填埋场渗沥液水位上涨到该水位时,填埋场可能发生滑坡。


2.1.20 气体收集率 lan dfill gas collection ratio

    单位时间填埋气收集量与单位时间理论产气量的比值。


2.1.21 中间衬垫系统 intermediate liner system

    填埋场扩建工程中以老垃圾堆体为基层的衬垫系统。


2.1.22 垂直防渗帷幕 vertical barriers

    利用防渗材料在填埋场周边设置,用于阻止污染物向填埋场外渗漏与扩散的竖向防渗结构。



2.2 符 号

2.2 符 号


2.2.1 渗沥液产量及水头
    Fc——完全降解垃圾田间持水量;
    k——导排层渗透系数;
    L——允许最大水平排水距离;
    Md——日均填埋规模;
    Q——渗沥液日均总量;
    qh——导排层的渗沥液入渗量;
    Wc——垃圾初始含水率。

2.2.2 填埋气收集
    C——填埋气收集设施单位时间填埋气收集量;
    χi——对应于填埋场运行情况的填埋气收集率折减系数;
    ξ——对应于填埋场渗沥液水位高度的填埋气收集率折减系数;
    η——填埋气收集率;
    β——填埋气收集设施影响范围面积占已填埋垃圾面积的比例。

2.2.3 填埋场沉降及容量
    c——降解压缩速率;
    Cc——垃圾主压缩指数;
    Cα——垃圾次压缩指数;
    Cc∞——完全降解垃圾的主压缩指数;
    S——垃圾堆体压缩量;
    ΔS——垃圾堆体沉降;
    V——填埋场容量;
    γ0——填埋垃圾初始容重;
    e0——初始孔隙比;
    σ0——前期固结应力;
    εa——土工合成材料允许应变特征值;
    εr——土工合成材料最大拉力所对应的应变。

2.2.4 填埋场稳定
    c′——垃圾的有效黏聚力;
    ——土工材料界面的峰值抗剪强度对应的有效黏聚力;
    ——土工材料界面的残余抗剪强度对应的有效黏聚力;
    u——孔隙水压力;
    ——土工材料界面的峰值抗剪强度对应的有效摩擦角;
    τr——土工材料界面的残余抗剪强度;
    σ——法向总应力;
    τf——垃圾的抗剪强度;
    ——垃圾的有效内摩擦角;
    τp——土工材料界面的峰值抗剪强度;
    ——土工材料界面的残余抗剪强度对应的有效摩擦角。

2.2.5 其他
    Dh——水动力弥散系数;
    Rd——阻滞因子。


3基本规定

基本规定


3.0.1 生活垃圾卫生填埋场库区工程应包括:垃圾堆体、场底地基、水平与垂直防渗系统、场底渗沥液导排系统、中间渗沥液导排系统、填埋气收集系统、封场覆盖系统、扩建及治理工程。

3.0.2 填埋场库区工程应进行岩土工程设计和渗流、沉降、稳定验算,并应符合下列规定:
    1 垃圾堆体设计应进行沉降及稳定验算;
    2 水平防渗系统和封场覆盖系统设计应进行沉降及稳定验算;
    3 场底渗沥液导排系统和垃圾堆体中间渗沥液导排系统设计应进行渗流及沉降验算。

3.0.3 填埋场库区治理和扩建工程中的基层处理、中间防渗系统、垂直防渗帷幕、中间渗沥液导排系统、扩建堆体等的岩土工程设计及验算应符合本规范第7章的相关规定。

3.0.4 填埋场库区工程设计前应进行岩土工程勘察,并应符合下列规定:
    1 新建工程应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定;
    2 扩建和治理工程应符合本规范第7章的相关规定。 

3.0.5 填埋场运行期间及封场后必须进行稳定安全控制,并应符合下列规定:
    1 应按本规范第9章进行岩土工程安全监测;
    2 填埋场稳定控制措施应符合本规范第6章的相关规定。 


4填埋场渗流及渗沥液水位控制

4.1 一般规定

4.1 一般规定


4.1.1 填埋场设计和运行应采取措施控制渗沥液导排层水头,降低污染扩散风险;应控制垃圾堆体主水位和垃圾堆体滞水位,提高垃圾堆体边坡稳定性和填埋气收集率。

4.1.2 对于新建填埋场,应根据水位控制要求设计场底渗沥液导排系统、堆体中间渗沥液导排系统等设施;对于存在高水位问题的现有填埋场,应根据稳定控制要求建设抽排竖井、水平导排盲沟等应急和长期水位控制设施。

4.1.3 填埋场应设置有效的填埋气导排设施,控制垃圾堆体内气压,避免气压过大产生垃圾堆体失稳和爆炸。

4.1.4 建设填埋气收集利用工程时,应根据填埋场施工、运行和渗沥液水位评估填埋气收集量,并应采取有效措施提高填埋气收集率。


4.2 垃圾水气传导特性

4.2 垃圾水气传导特性


4.2.1 填埋场渗沥液总量计算和渗沥液导排设计,应选用合理的初始含水率、田间持水量和渗透系数等水力特性参数。

4.2.2 垃圾水力特性参数宜根据当地或类似填埋场的测试数据选取。无测试数据时,垃圾初始含水率和田间持水量可根据表4.2.2选取。

4.2.3 Ⅰ类、Ⅱ类填埋场运行期间,宜定期测试垃圾初始含水率,Ⅰ类填埋场测试频率宜为2次/年,Ⅱ类填埋场测试频率宜为1次/年。

4.2.4 垃圾含水率测试方法应符合现行行业标准《生活垃圾采样和分析方法》CJ/T 313的规定,烘干温度宜为90℃±5℃。

表4.2.2 垃圾初始含水率和田间持水量

(无机物含量<30%时取值)

所在地年降雨量
(mm)

初始含水率(%)田间持
水量
(%)
全年
年降雨量≥80045~6055~6545~6040~5550~6030~45
400≤年降雨量<80035~5050~6535~5030~4540~5530~45
年降雨量<40020~3535~5020~3515~3020~4030~45
(无机物含量≥30%时取值)
所在地年降雨量
(mm)
初始含水率(%)田间持
水量
(%)
全年
年降雨量≥80035~5045~6035~5030~4540~5530~45
400≤年降雨量<80020~3535~5020~3515~3020~4030~45
年降雨量<40015~2525~4015~2515~2515~3030~45

注:1 垃圾无机物含量高或经中转脱水时,初始含水率取低值;
 2 垃圾降解程度高或埋深大时,田间持水量取低值。   

4.2.5 垃圾田间持水量宜采用压力板法测试,应以基质吸力10kPa对应的含水率作为田间持水量。

4.2.6 垃圾饱和水力渗透系数宜采用现场抽水试验测定,试验方法应符合现行行业标准《水利水电工程钻孔抽水试验规程》SL 320的规定;宜分层测试和计算不同埋深垃圾的渗透系数;抽水井成井直径不宜小于800mm,井管直径不宜小于200mm,井管宜外包反滤材料,井孔与井管之间宜充填洗净的粗砂或砾石。

4.2.7 垃圾饱和水力渗透系数可采用室内渗透试验测定,试样直径不宜小于10cm。当采用现场钻孔试样测试时,宜在现场实际应力水平下测试;当采用人工配制试样测试时,宜在不同的应力水平下测试。

4.2.8 垃圾的气体固有渗透系数取值范围宜为1×10-13m2~1×10-9m2,饱和度较大时宜取小值。


 

 

 

 


4.3 填埋场渗沥液总量计算

4.3 填埋场渗沥液总量计算


4.3.1 填埋场渗沥液日均总量应按下式计算:

式中:Q——渗沥液日均总量(m3/d);

     I——降雨量(mm/d),应采用最近不少于20年的日均降雨量数据;
     A1——填埋作业单元汇水面积(m2);
     CL1——填埋作业单元渗出系数,一般取0.5~0.8;
     A2——中间覆盖单元汇水面积(m2);
     CL2——中间覆盖单元渗出系数,宜取(0.4~0.6)CL1
     A3——封场覆盖单元汇水面积(m2);
     CL3——封场覆盖单元渗出系数,一般取0.1~0.2;
     Wc——垃圾初始含水率(%);
     Md——日均填埋规模(t/d);
     Fc——完全降解垃圾田间持水量(%),应符合本规范表4.2.2的规定;
     ρw——水的密度(t/m3)。


4.4 场底渗沥液导排设计与水头控制

4.4 场底渗沥液导排设计与水头控制


4.4.1 填埋场库底和边坡应建设有效的渗沥液导排系统,其结构形式应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的规定,填埋场渗沥液导排层水头不应大于30cm。

4.4.2 填埋场场底应设置适宜的排水单元;排水单元中的渗沥液导排盲沟可设置为“直线形”或“树叉形”,有条件时宜采用“直线形”;排水单元内最大水平排水距离应小于允许最大水平排水距离L。

4.4.3 允许最大水平排水距离L应按下列公式计算:


式中:L——允许最大水平排水距离(m);
     Dmax——渗沥液导排层允许的最大水头高度(m),取0.3m;
     k——导排层渗透系数(m/s),宜取1×10-3m/s~1×10-4m/s;
     α——坡角(°),α=arctans,s为底部衬垫系统的坡度(%);
     j——无量纲修正系数;
     qh——导排层的渗沥液入渗量(m/s);
     A——场底渗沥液导排层面积(m2)。

4.4.4 填埋场所在地区年平均降雨量大于800mm时,填埋场场底渗沥液导排层厚度不应小于500mm,其他情况下不应小于300mm;渗沥液导排层与垃圾之间宜设置反滤层。

4.4.5 渗沥液导排层颗粒材料应符合下列要求:
    1 应采用粒径20mm~60mm的卵石、砾石、碴石或碎石等硬质材料;
    2 初始渗透系数不应小于1×10-3m/s;
    3 岩石抗压强度应符合现行国家标准《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685的规定,压碎指标宜达到Ⅰ类指标要求;
    4 碳酸钙含量不应大于5%;
    5 铺设前应洗净。

4.4.6 渗沥液导排系统采用土工复合排水网等材料时,宜验算其长期导排性能;库底边坡设置渗沥液导排层的上覆保护层不宜采用低渗透性材料。

4.4.7 渗沥液导排主管出口宜设置端头井等反冲洗维护通道。


4.5 垃圾堆体水位及控制

4.5 垃圾堆体水位及控制


4.5.1 填埋场设计时,宜根据垃圾田间持水量、水力渗透系数和渗沥液导排层渗透系数等水力特性参数,采用水量平衡法或渗流分析法估算堆体水位;当垃圾堆体主水位的计算结果超过警戒水位时,应设置长期水位控制设施,包括中间渗沥液导排盲沟、抽排竖井等,警戒水位的确定应符合本规范第6.4.1条的规定。

4.5.2 现有高水位填埋场应设置长期水位控制设施,确保垃圾堆体主水位处于警戒水位以下。

4.5.3 垃圾堆体主水位接近警戒水位或存在堆体失稳隐患时,应及时采取应急降水措施,宜采用小口径抽排竖井。

4.5.4 中间渗沥液导排盲沟应符合下列要求:
    1 宜随填埋堆高分层建设,竖向间距宜为10m~15m,横向间距宜为50m~60m;靠近堆体边坡50m范围内宜适当减小导排盲沟间距以加强渗沥液导排;
    2 断面面积不宜小于1m×1m,沟周边宜设置反滤层,内宜铺洗净颗粒材料,沟中宜设导排管,管径不宜小于250mm;
    3 应验算中间渗沥液导排盲沟沉降后排水坡度,避免产生倒坡;
    4 宜设置端头井等反冲洗维护通道。

4.5.5 渗沥液抽排竖井宜符合下列要求:
    1 井间距不宜大于2倍单井影响半径,需强化降水效果时可适当加密布置;
    2 成井直径宜为800mm~1000mm,井管直径宜为200mm,管外应包反滤材料,井管与井壁间宜充填洗净碎石;
    3 宜在井壁内设置钢筋笼并宜采用高强度刚性井管,以减少堆体侧向位移和沉降的影响;
    4 宜采用压缩空气排水。

4.5.6 建设中间渗沥液导排盲沟及抽排竖井等设施时,在垃圾堆体开槽和钻孔应避免塌方、火灾、爆炸、中毒等安全事故。


4.6 填埋气收集及控制措施

4.6 填埋气收集及控制措施


4.6.1 填埋气收集量宜根据填埋场运行情况与渗沥液水位高度按下式计算:



式中:C——填埋气收集设施单位时间填埋气收集量(m3/a)
     Qt——填埋场单位时间理论产气量(m3/a),计算方法应符合现行行业标准《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》CJJ 133的规定;
     η——填埋气收集率(%);
     β——填埋气收集设施影响范围面积占已填埋垃圾面积的比例(%);
     χi——对应于填埋场运行情况的填埋气收集率折减系数(%),按表4.6.1取值;
     ξ——对应于填埋场渗沥液水位高度的填埋气收集率折减系数(%),按表4.6.1取值。

表4.6.1 填埋气收集率折减系数

折减
系数
填埋场运行情况和渗沥液水位高度取值
(%)
χ1填埋垃圾未定期压实2~4
χ2填埋场无集中垃圾倾倒区域4~8
χ3垃圾平均填埋厚度10m以下6~10
χ4新填埋垃圾未临时覆盖6~10
χ5已填埋至中期或设计标高的区域未实施中期或封场覆盖4~6
χ6填埋场底部未铺设土工膜或黏土防渗层3~5
ξ渗沥液水位高度与垃圾填埋厚度比值<30%0
30%≤渗沥液水位高度与垃圾填埋厚度比值≤70%0~25
渗沥液水位高度与垃圾填埋厚度比值>70%25~40

注:有配套渗沥液水位降低措施时,ξ取小值。

4.6.2 填埋气收集利用工程设计时,宜进行现场抽气试验,测定当前填埋气收集量,预测未来填埋气收集量。填埋场渗沥液水位较高时,宜进行不同渗沥液水位降幅条件下的现场抽气试验,提出渗沥液水位降低要求。

4.6.3 渗沥液水位过高的填埋场,宜采取水位降低措施,增强垃圾堆体导气性能,提高填埋气收集率。渗沥液水位降低措施应符合本规范第4.5节的规定。

4.6.4 填埋气抽排竖井宜符合下列要求:
    1 深度不宜小于垃圾填埋厚度的2/3,井底距场底的距离不宜小于5m;
    2 平面布置应根据抽排竖井影响半径等因素确定,井间距宜为井深的(1.5~2.5)倍,且不应大于50m;
    3 渗沥液水位较高时,宜采用兼具抽水和集气功能的竖井。

4.6.5 应加强填埋作业管理与覆盖,提高填埋气收集率。


5填埋场沉降及容量

5.1 一般规定

5.1 一般规定


5.1.1 填埋场库区工程设计时,应验算堆体和场底地基沉降对封场覆盖系统、衬垫系统、渗沥液导排系统、地下水导排设施及导气系统服役性能的影响。堆体和场底地基沉降完成后,渗沥液导排系统和地下水导排设施应满足排水坡度要求,衬垫系统、封场覆盖系统及排水、排气管道应满足抗拉要求。

5.1.2 填埋场库区填埋量和运行年限计算时,应考虑垃圾堆体压缩的影响。

5.1.3 当填埋场位于可压缩地基上或现有填埋场竖向扩建时,应验算基层的沉降。

5.1.4 填埋场地基沉降计算方法应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定。


5.2 垃圾堆体沉降计算

5.2 垃圾堆体沉降计算


5.2.1 垃圾堆体压缩量应按下式计算,计算过程应符合本规范附录A的规定:


式中:S——垃圾堆体压缩量(m);
      n——垃圾分层总数,分层厚度宜为2m~5m,堆体内浸润面应作为分层界面;
      Spi——第i层垃圾的主压缩量(m);
      Ssi——第i层垃圾的次压缩量(m)。

5.2.2 垃圾主压缩量应按下列公式计算:

 


式中:Hi——第i层垃圾填埋时的初始厚度(m);
      σ0——垃圾前期固结应力(kPa),无试验数据时取30kPa;
      σi——第i层垃圾所受上覆有效应力(kPa),即第i层及以上垃圾有效自重应力,计算应符合本规范附录A的规定;
      Cc——垃圾主压缩指数,宜采用室内大尺寸新鲜垃圾压缩试验测定,无试验数据时,主压缩指数可采用式(5.2.2-2)计算;
      e1——在1000kPa压力下垃圾孔隙比,宜为0.8~1.2,有机质含量高的垃圾取高值;
      e0——初始孔隙比,应符合本规范附录A的规定。

5.2.3 垃圾次压缩量应采用应力-降解压缩模型或Sowers次压缩模型计算。填埋场库区设施的不均匀沉降验算时,宜采用应力-降解压缩模型。
    1 采用应力-降解压缩模型时,垃圾次压缩量应按下列公式计算:

Ssi=Hiεdc(σi)(1-e-cti)         (5.2.3-1)


式中:εdc(σi)——上覆应力σi长期作用下垃圾降解压缩应变与蠕变应变之和;
      εdc(σ0)——前期固结应力σ0长期作用下垃圾降解压缩应变与蠕变应变之和,宜采用室内压缩试验测定,无试验数据时宜取20%~30%,有机质含量高的垃圾取高值;
      Cc∞——完全降解垃圾的主压缩指数,宜采用室内压缩试验确定,无试验数据时Cc∞/(1+e0)宜取0.15;
      c——降解压缩速率(1/月),宜取0.005/月~0.015/月,有机物含量高的垃圾及适宜降解环境取高值;
      ti——第i层垃圾的填埋龄期(月)。
    2 采用Sowers次压缩模型时,垃圾次压缩量应按下式计算:

式中:Cα——垃圾次压缩指数,无试验数据时修正次压缩指数Cα/(1+e0)可取:新鲜垃圾0.04~0.08,已填埋垃圾0.02~0.05,有机质含量高的垃圾取高值;
      t0——垃圾主压缩完成时间(月),宜为1个月。

5.2.4 垃圾堆体沉降应按下式计算:

ΔS=S2-S1           (5.2.4)

式中:ΔS——垃圾堆体沉降(m);
      S2——计算时刻下卧垃圾总压缩量(m),应按式(5.2.1)计算;
      S1——填埋至该点时下卧垃圾总压缩量(m),应按式(5.2.1)计算。



5.3 填埋量计算

5.3 填埋量计算


5.3.1 填埋场的填埋量确定应考虑垃圾堆体的压缩量,并应按下列公式计算:


式中:W——填埋场填埋量(t);
     n——填埋场被划分的区域总数;
     Ai——区域i的平面面积(m2);
     m——区域i分层填埋的总层数;
     γ0ij——区域i第j层填埋垃圾初始容重(kN/m3),应符合本规范附录A的规定;
     Hij——不考虑压缩时区域i第j层垃圾的初始填埋厚度(m);
     Di——区域i堆体的平均设计有效填埋高度(m),Di=V′i/Ai,其中V′i为区域i的有效库容;
     Sij——区域i填埋至Di高度时第j层垃圾的压缩量(m),计算应符合本规范附录A的规定。

5.3.2 填埋场平均单位库容填埋量宜按下式计算:

Qw=W/V′         (5.3.2)

式中:Qw——填埋场平均单位库容填埋量(t/m3);
     V′——填埋场有效库容(m3)。


5.4 填埋场库区设施不均匀沉降验算

5.4 填埋场库区设施不均匀沉降验算


5.4.1 下列填埋场库区设施应进行不均匀沉降验算:
    1 可压缩地基上填埋场底部渗沥液导排系统和防渗系统;
    2 垃圾堆体内部的水平集气井、渗沥液导排系统和中间衬垫系统;
    3 封场覆盖系统。

5.4.2 不均匀沉降计算应沿若干条选定的沉降线进行,沉降线应沿填埋场库区设施布置,并应考虑下列位置:
    1 填埋场底部高程及表面高程剧烈变化的位置;
    2 填埋场基层下存在回填土、污泥库等特殊区域;
    3 两个相邻填埋分区交界线附近。

5.4.3 沉降线上沉降点应符合下列布置要求:
    1 宜均匀布置;
    2 沉降点间距不宜大于20m,总数不宜少于5个;
    3 复杂地形处应增加沉降点。

5.4.4 沉降后两个相邻沉降点之间的最终坡度宜按下式计算:

             X·tanαInt-ΔS′                      
tanαFnl=—————————       (5.4.4-1)
         X                     


式中:αFnl——沉降后两个相邻沉降点之间的最终坡度(°);
     αInt——两个相邻沉降点之间的初始坡度(°);
     X——两个相邻沉降点之间的水平距离(m);
     ΔS′——两个相邻沉降点之间的沉降差(m)。
    沉降后两个相邻沉降点之间的拉伸应变宜按下列公式计算:

                LFnl-LInt                           
                ε=——————·100%           (5.4.4-2)
   LInt             
               LInt=(X2+X2·tan2αInt1/2       (5.4.4-3)
            LFnl=[X2+(X·tanαInt-ΔS′)2]1/2  (5.4.4-4)

式中:ε——沉降后两个相邻沉降点之间的拉伸应变(%);
     LInt——两个相邻沉降点之间的初始距离(m);
     LFnl——沉降后两个相邻沉降点之间的最终距离(m)。

5.4.5 土工膜由不均匀沉降引起的拉伸应变应小于其允许应变特征值,允许应变特征值应按本规范附录B中的式(B.0.1)确定。土工膜还应进行由下卧堆体局部沉陷引起的拉伸应变验算,并应符合本规范附录B的规定。

5.4.6 填埋场库区设施初始坡度和沉降完成后的最终坡度宜符合下列规定:
    1 底部渗沥液导排管的初始坡度不宜小于2%,沉降完成后的最终坡度不宜小于1%;
    2 地下水导排设施的最终坡度不宜小于1%;
    3 垃圾堆体内渗沥液导排管的最终坡度不宜小于1%;
    4 封场覆盖系统的最终坡度不宜小于2%。


5.5 填埋场不均匀沉降控制和增容措施

5.5 填埋场不均匀沉降控制和增容措施


5.5.1 当填埋场地基沉降导致底部渗沥液导排系统和防渗系统的坡度和拉伸应变不符合本规范第5.4.5条及第5.4.6条规定时,应对其地基进行处理以满足要求。

5.5.2 垃圾填埋应经过充分压实,压实后的容重不宜小于9kN/m3

5.5.3 填埋场运行期间应尽量降低填埋场内渗沥液水位,其控制措施应符合本规范第4.5节的规定。

5.5.4 填埋场运行期间宜采取措施加速垃圾堆体的降解,以增加填埋量和减小封场后沉降。

5.5.5 垃圾堆体应控制填埋分区界面处的不均匀沉降,宜合理分区填埋。

5.5.6 堆体内部和表面的管线宜选取高密度聚乙烯管材。


6填埋场稳定

6.1 一般规定

6.1 一般规定


6.1.1 应对填埋场施工、运行期间及封场后的下列边坡类型进行稳定验算:
    1 地基及库区边坡;
    2 垃圾坝;
    3 垃圾堆体;
    4 封场覆盖系统;
    5 其他可能出现失稳隐患的边坡。

6.1.2 垃圾堆体边坡工程应根据坡高及失稳后可能造成后果的严重性等因素,按照表6.1.2的规定确定安全等级。

表6.1.2 垃圾堆体边坡工程安全等级

安全等级堆体边坡坡高(m)
一级H≥60
二级30≤H<60
三级H<30

注:1 山谷形填埋场的垃圾堆体边坡坡高是以垃圾坝底部为基准的边坡高度,平
  原形填埋场的垃圾堆体边坡坡高是指以原始地面为基准的边坡高度;
    2 针对下列情况安全等级应提高一级:垃圾堆体失稳将使下游重要城镇、企
      业或交通干线遭受严重灾害;填埋场地基为软弱土或其他特殊土;山谷形
  填埋场库区顺坡向边坡坡度大于10°。                        

6.1.3 垃圾堆体边坡的运用条件应根据其工作状况、作用力出现的概率和持续时间的长短,分为正常运用条件、非常运用条件Ⅰ和非常运用条件Ⅱ三种:
    1 正常运用条件为填埋场工程投入运行后,经常发生或长时间持续的情况,包括:(1)填埋场填埋过程;(2)填埋场封场后;(3)填埋场渗沥液水位处于正常水位;
    2 非常运用条件Ⅰ为遭遇强降雨等引起的渗沥液水位显著上升;
    3 非常运用条件Ⅱ为正常运用条件下遭遇地震。

6.1.4 填埋场边坡抗滑稳定最小安全系数应符合表6.1.4的规定。

表6.1.4 垃圾堆体边坡抗滑稳定最小安全系数

运用条件安全等级
一级二级三级
正常运用条件1.351.301.25
非常运用条件Ⅰ1.301.251.20
非常运用条件Ⅱ1.151.101.05

  注:1 运用条件应符合本规范第6.1.3条的规定;                         
    2 除垃圾堆体边坡外其他类型边坡的安全系数控制标准应符合现行国家标准
《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的相关规定;              
     3 当垃圾堆体边坡等级为一级且又符合表6.1.2中提级条件时,安全系数应
根据表6.1.4相应的安全系数提高10%。                   

6.1.5 垃圾堆体边坡应防止由于垃圾堆体气压过高引起的失稳。


6.2 垃圾抗剪强度指标

6.2 垃圾抗剪强度指标


6.2.1 垃圾的抗剪强度指标应采用现场试验、室内直剪试验、室内三轴试验、工程类比或反演分析等方法确定。无试验条件时,一级垃圾堆体边坡的垃圾抗剪强度指标可同时采用工程类比、反演分析等方法综合确定,二级和三级垃圾堆体边坡的垃圾抗剪强度指标可按工程类比等方法确定。

6.2.2 垃圾抗剪强度试验时,试样宜现场钻孔取样或人工配制;直剪试验的试样平面尺寸不宜小于30cm×30cm,三轴试验的试样直径不宜小于8cm;试验所施加的应力范围应根据边坡的实际受力确定。

6.2.3 垃圾抗剪强度宜采用有效黏聚力和有效内摩擦角表示,宜按下式计算:

τf=c′+(σ-u)tan       (6.2.3)

式中:τf——垃圾的抗剪强度(kPa);
     σ——法向总应力(kPa);
     u——孔隙水压力(kPa);
     c′——垃圾的有效黏聚力(kPa);
     ——垃圾的有效内摩擦角(°)。


6.3 土工材料界面强度指标

6.3 土工材料界面强度指标


6.3.1 土工材料界面的抗剪强度指标应采用大尺寸界面直剪试验或斜坡试验及工程类比等方法确定。一级垃圾堆体边坡的土工材料界面抗剪强度指标宜采用试验方法确定,二级和三级垃圾堆体边坡的土工材料界面抗剪强度指标可按工程类比确定。

6.3.2 试样应采用在填埋场工程中实际使用的土工材料,试样平面尺寸不宜小于30cm×30cm,试验所施加的应力范围应根据土工材料界面的实际受力确定。

6.3.3 土工材料界面的抗剪强度指标应包括峰值抗剪强度指标及残余抗剪强度指标。
    1 峰值抗剪强度可按下式计算:


式中:τp——土工材料界面的峰值抗剪强度(kPa);
     ——土工材料界面的峰值抗剪强度对应的有效黏聚力(kPa);
     ——土工材料界面的峰值抗剪强度对应的有效摩擦角(°)。
    2 残余抗剪强度可按下式计算:



式中:τr——土工材料界面的残余抗剪强度(kPa);
     ——土工材料界面的残余抗剪强度对应的有效黏聚力(kPa);
     ——土工材料界面的残余抗剪强度对应的有效摩擦角(°)。

6.3.4 稳定分析时,复合衬垫系统中土工材料界面强度指标取值宜符合下列要求:宜取最小峰值强度界面对应的强度指标,库区基底坡度大于10°区域宜采用其残余强度指标,库区基底坡度小于10°区域宜采用其峰值强度指标。


6.4 填埋场边坡稳定验算

6.4 填埋场边坡稳定验算


6.4.1 填埋场库区垃圾堆体必须进行边坡稳定验算,并应符合下列规定:
    1 应验算每填高20m后垃圾堆体边坡和封场后垃圾堆体边坡的稳定性;
    2 应验算的破坏模式包括通过垃圾堆体内部的滑动破坏、通过垃圾堆体内部与下卧地基的滑动破坏、部分或全部沿土工材料界面的滑动破坏;
    3 应采用摩根斯坦-普赖斯法验算,稳定最小安全系数应符合本规范第6.1.4条的规定;
    4 应确定每填高20m后垃圾堆体边坡和封场后垃圾堆体边坡的警戒水位,其所对应的边坡稳定最小安全系数应取表6.1.4中非正常运用条件Ⅰ相应的值。


6.4.2 稳定计算方法应根据边坡类型确定,并应符合下列要求:
    1 填埋场地基边坡稳定的计算方法应符合现行行业标准《水利水电工程边坡设计规范》SL 386的相关规定;
    2 垃圾坝的稳定计算方法应针对坝型采用相应的规范,坝后水压力和土压力取值应根据填埋场的实际运行情况和可能出现的最不利情况确定;
    3 垃圾堆体边坡稳定计算方法应符合本规范第6.4.1条的规定;
    4 封场覆盖系统的稳定分析宜采用无限边坡稳定分析法或双楔体法,验算无渗透水流和完全饱和时的安全系数;
    5 当边坡破坏机制复杂时,宜采用有限元法或上述合适的方法分析。

6.4.3 当填埋场存在垃圾堆体滞水位时,应验算滞水位引起的局部失稳。

6.4.4 当填埋场存在污泥库时,应对污泥库及其周边和上覆垃圾堆体边坡进行稳定分析。

6.4.5 处于设计地震水平加速度0.1g及其以上地区的一级、二级垃圾堆体边坡和处于0.2g及其以上地区的三级垃圾堆体边坡,应进行抗震稳定计算,宜采用拟静力法,并应符合现行行业标准《水利水电工程边坡设计规范》SL 386的有关规定。


6.5 填埋场稳定控制措施

6.5 填埋场稳定控制措施


6.5.1 填埋场地基的稳定控制措施应符合现行行业标准《水利水电工程边坡设计规范》SL 386的规定;存在软基、泉眼和岩溶等不良地质条件时,应采用有效措施进行地基处理。

6.5.2 垃圾堆体最大边坡坡度不应大于1:3,中间平台设置应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的规定,当不满足稳定安全要求时可调整中间平台的间隔及宽度。

6.5.3 当沿土工材料界面滑移的垃圾堆体边坡稳定验算不满足要求时,应优化基底形状、垃圾堆体体型及衬垫系统材料和结构。

6.5.4 填埋场运行过程中应选择合理的填埋次序,宜先填埋库区底部再填埋斜坡区,避免出现易失稳的边坡形式。

6.5.5 填埋场运行期间和封场后,必须监测垃圾堆体主水位并控制其在警戒水位之下。

6.5.6 当填埋场垃圾堆体主水位接近或超过警戒水位时,应采取下列降低渗沥液水位、提高边坡稳定性的措施:
    1 应应急降水,实施方法应符合本规范第4.5节的规定;
    2 滑移坡体表面应铺膜防渗及导排地表水;
    3 应坡顶减载与坡脚反压。

6.5.7 应采取有效措施降低垃圾堆体内的气体压力以减少垃圾堆体边坡失稳风险。


7填埋场治理及扩建

7.1 一般规定

7.1 一般规定


7.1.1 当填埋场存在安全隐患或未达到现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17规定的污染控制要求时,应进行治理。

7.1.2 现有填埋场可进行水平向、竖向或两者兼有的扩建,扩建时应对现有填埋场进行治理和改造,扩建后的填埋场应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的规定。

7.1.3 填埋场治理及扩建工程设计前,应对现有垃圾堆体进行岩土工程勘察。


7.2 填埋场治理及扩建岩土工程勘察

7.2 填埋场治理及扩建岩土工程勘察


7.2.1 填埋场治理及扩建岩土工程勘察除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。

7.2.2 填埋场治理及扩建岩土工程勘察等级应根据本规范表6.1.2的堆体边坡工程安全等级划分为三个等级:一级垃圾堆体边坡工程对应甲级,二级垃圾堆体边坡工程对应乙级,三级垃圾堆体边坡工程对应丙级。

7.2.3 填埋场治理及扩建岩土工程勘察的范围应包括垃圾堆体、垃圾坝、防渗系统、渗沥液导排系统、相关的管线、竖井等填埋场库区设施。当填埋场的原勘察报告不能满足治理及扩建工程设计要求时,应开展必要的补充勘察。

7.2.4 工程勘察前,应搜集下列技术资料:
    1 现有填埋场原勘察、设计、施工相关资料,包括场底地基、垃圾坝、防渗系统、渗沥液导排系统、雨污分流系统、填埋气收集系统等勘察、设计与施工资料;
    2 现有填埋场运行相关资料,包括填埋总量、填埋分区、填埋作业方式、堆体填埋过程及后期发展规划;
    3 填埋场运行期间城市生活垃圾组分和填埋量及其变化,填埋的其他废弃物种类及填埋量;
    4 填埋场垃圾降解环境和条件,填埋场各系统工作状况,填埋场环境监测结果和其他填埋场监测资料;
    5 当地气候、气象条件,包括多年平均降雨量、年最大降雨量、月最大降雨量;
    6 山谷形填埋场的汇水面积、地表径流和地下补给量、多年一遇洪峰流量;
    7 活动断层和抗震设防烈度;
    8 邻近的水源地保护区、水源开采情况和环境保护要求。

7.2.5 垃圾堆体的岩土工程勘察,应着重查明下列内容:
    1 堆体地形、地貌特征、厚度、体积、下卧地基或基岩的埋藏条件;
    2 堆体垃圾的组分、密实程度、堆积规律和成层条件;
    3 填埋垃圾的工程特性和生化降解特性;
    4 堆体内渗沥液水位分布形式及其变化规律;
    5 当场内填埋了污泥、垃圾焚烧灰等废弃物时,应查明其体量、埋深及工程特性;
    6 现状堆体的稳定性,继续扩建至设计高度的适宜性和稳定性;
    7 堆体在地震作用下的稳定性;
    8 堆体沉降及侧向变形,导致中间衬垫系统、封场覆盖系统及其他设施失效的可能性;
    9 垃圾渗沥液产量、填埋气产量及压力;
    10 填埋场扩建工程可能产生的环境影响。

7.2.6 垃圾堆体岩土工程勘察应配合工程建设分阶段进行,可分为初步勘察和详细勘察:
    1 初步勘察应以工程地质测绘为主,并应进行必要的勘探工作,对拟扩建和治理工程的总平面布置、场地的稳定性、变形、废弃物对环境的影响等进行初步评价,并应提出建议;
    2 详细勘察应采用勘探、原位测试和室内试验等手段进行,地质条件复杂地段应进行工程地质测绘,获取工程设计所需的参数,提出设计、施工和监测工作的建议,应评价不稳定地段和环境影响,应提出治理建议。

7.2.7 垃圾堆体工程地质测绘的比例尺,初步勘察宜为1:2000~1:5000,详细勘察不应小于1:1000。

7.2.8 初步勘察的勘探线、勘探点间距可按表7.2.8确定,局部异常地段应加密。

表7.2.8 初步勘察的勘探线、勘探点间距

垃圾堆体复杂程度等级勘探线间距勘探点间距
复杂100m50m~100m
中等复杂200m100m~200m
简单不少于5个勘探点

       注:1 简单垃圾堆体:填埋物为比较单一的城市生活垃圾且其组分变化不显著;
           2 复杂垃圾堆体:填埋物种类较多,除城市生活垃圾以外还有城市污水污泥
  等废弃物,或垃圾填埋过程大量采用低渗透性的中间覆土;
     3 中等复杂垃圾堆体:除1和2以外的情况。                    

7.2.9 垃圾堆体详细勘察应符合下列规定:
    1 勘探线宜平行于现有堆体边坡走向、扩建堆体及其他关键填埋场库区设施的轴线布置,详细勘察勘探点间距可按表7.2.9确定,局部地形、地质条件异常地段应加密;

表7.2.9 详细勘察勘探点间距

垃圾堆体复杂程度等级勘探点间距
复杂30m~50m
中等复杂50m~100m
简单不少于5个

注:垃圾堆体复杂程度等级应符合本规范第7.2.8条的规定。

    2 勘探孔的深度应满足稳定、变形和渗漏分析的要求。对于场底无衬垫系统的填埋场,勘探孔的深度应穿透堆体;对于场底有衬垫系统的填埋场,勘探孔的最深处距离衬垫系统不应小于5m;
    3 与稳定、渗漏有关的关键地段,应加密加深勘探孔或专门布置勘探工作;
    4 垃圾堆体的查明内容应符合本规范第7.2.5条的规定,垃圾堆体的水文地质勘察应符合本规范第7.2.10条的规定。

7.2.10 详细勘察应对垃圾堆体进行专门的水文地质勘察,并应包括下列内容:
    1 查明堆体中含水层和隔水层的埋藏条件,包括渗沥液水位、承压情况、流向及这些条件的变化幅度,当堆体含多层滞水位时,必要时分层测量滞水位,并查明互相之间的补给关系;
    2 查明垃圾填埋、覆土及渗沥液导排系统淤堵等对渗沥液赋存和渗流状态的影响;必要时应设置观测孔,或在不同深度处埋设孔隙水压力计,量测水头随深度的变化;
    3 查明堆体可能存在碎石盲沟、粗粒料堆积体等形成的优势透水通道,以及渗沥液导排设施淤堵程度;
    4 通过现场试验,测定不同埋深垃圾的水力渗透系数等水文地质参数。

7.2.11 勘探方法应根据填埋垃圾及覆盖层土的性质确定。对于含有建筑垃圾和杂填土的垃圾堆体,宜采用钻探取样和重型动力触探相结合的方法。勘探时应采取措施避免填埋气发生爆炸或火灾事故。

7.2.12 填埋场治理及扩建岩土工程勘察的工程评价应包括下列内容:
    1 现有堆体及扩建堆体整体稳定性和局部稳定性;
    2 现有堆体沉降及侧向变形,及其导致中间衬垫系统、封场覆盖系统及其他设施失效的可能性;
    3 堆体渗沥液水位升高、填埋气产量及气压、渗沥液与场底岩土体相互作用、斜坡上衬垫系统土工材料界面抗剪强度软化、污泥库等不良地质作用及其影响;
    4 渗沥液污染物的渗漏与扩散及其对水源、农业、岩土和生态环境的影响;
    5 治理工程及扩建工程的适宜性。

7.2.13 填埋场治理及扩建岩土工程勘察报告,除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定外,尚应符合下列规定:
    1 应按本规范第7.2.12条的要求进行岩土工程评价;
    2 应提出保证堆体稳定安全控制措施的建议;
    3 应提出减少堆体沉降和侧向变形的工程措施的建议;
    4 应提出防渗系统改造及其他防止渗沥液渗漏和保护环境措施的建议;
    5 应提出渗沥液导排系统改造及淤堵疏通措施的建议;
    6 应提出避免填埋气爆炸、污泥涌出措施的建议;
    7 应提出有关稳定、变形、水位、渗漏等监测工作的建议。



7.3 扩建垃圾堆体的基层处理

7.3 扩建垃圾堆体的基层处理


7.3.1 填埋场扩建时,应对扩建场地进行基层处理,主要包括扩建场底基层和四周边坡。

7.3.2 基层面地形构建及标高设计应基于垃圾堆体的沉降验算结果,堆体沉降验算应符合本规范第5章的规定。

7.3.3 应采取有效措施防止现有垃圾堆体中的竖向刚性设施破坏中间衬垫系统。

7.3.4 应对现有垃圾堆体中的污泥库进行处理。

7.3.5 现有垃圾堆体宜设置填埋气导排及收集设施,包括竖井、横管、盲沟等。

7.3.6 基层整形和处理还应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》CJJ 112的规定。 


7.4 中间衬垫系统

7.4 中间衬垫系统


7.4.1 现有填埋场防渗系统未达到现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的规定时,应在现有填埋场和扩建填埋场交界面处增设中间衬垫系统。

7.4.2 中间衬垫系统从上至下宜包括渗沥液导排层、防渗层及其保护层、加筋层和导气层,并可在防渗层下设置压实土缓冲层。

7.4.3 渗沥液导排层应符合本规范第4.4节的规定。

7.4.4 中间衬垫系统防渗层及其保护层的结构形式应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的规定,其中高密度聚乙烯土工膜宜替换为线性低密度聚乙烯或极低密度聚乙烯等柔性土工膜。

7.4.5 中间衬垫系统加筋层宜采用双向土工格栅抵抗下卧堆体局部沉陷,并宜按本规范附录B计算和设计。

7.4.6 中间衬垫系统锚固沟设计应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》CJJ 113的规定;基层坡度或堆体厚度变化较大处及中间衬垫系统与天然边坡交界处的锚固沟宜采用柔性锚固方式;加筋层应锚固在锚固沟内。


7.5 填埋场治理及污染控制措施

7.5 填埋场治理及污染控制措施


7.5.1 现有未达标填埋场治理内容应包括:垃圾堆体、渗沥液收集系统、防渗系统、填埋气收集系统、封场覆盖系统、地表水导排系统等,治理后应符合下列技术要求:
    1 填埋场边坡稳定性应达到本规范第6.1.4条规定的稳定安全控制标准;
    2 渗沥液收集与导排系统应具有长期服役性能,堆体内渗沥液水位应低于本规范第6.4.1条规定的警戒水位;
    3 防渗系统应达到与现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17规定的水平防渗系统同等的防污效果;
    4 填埋气收集系统应能有效收集填埋气,避免发生火灾、爆炸等安全事故,并应符合本规范第4.6节的相关规定;
    5 封场覆盖与地表水导排系统应能有效控制降雨入渗,减少渗沥液产量及温室气体排放。

7.5.2 填埋场边坡稳定控制措施应符合本规范第6.5节的规定。

7.5.3 防渗系统未达标填埋场宜采用导排盲沟、抽排竖井等方式排出堆体中渗沥液,降低防渗系统上渗沥液水头,渗沥液导排方法应符合本规范第4.5节的规定;宜采用垂直防渗帷幕控制渗沥液污染物的渗漏与扩散,垂直防渗帷幕设计与施工应符合本规范第8.5~第8.7节的规定。

7.5.4 封场覆盖系统结构选型与设计应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17的有关规定,对于干旱及半干旱地区且封场坡度大于10%的斜坡区可选用毛细阻滞型覆盖层。

7.5.5 毛细阻滞型覆盖层宜采用图7.5.5规定的结构形式,并应满足下列要求:
    1 植被层土质宜适合植物生长,厚度不应小于15cm;


图7.5.5 毛细阻滞型覆盖层结构形式
1—植被层;2—细粒土层;3—无纺土工布;4—粗粒土层;5—垃圾


    2 细粒土层应采用储水性能良好的粉土、粉质黏土、细砂等,厚度宜为50cm~150cm;
    3 粗粒土层应采用导气性能良好的粗砂、碎石等,厚度宜为20cm~30cm。



8压实黏土防渗层及垂直防渗帷幕

8.1 一般规定

8.1 一般规定


8.1.1 当压实黏土防渗层用于填埋场的底部防渗系统时,其饱和渗透系数不应大于1.0×10-7cm/s。

8.1.2 垂直防渗帷幕可用于生活垃圾填埋场治理及扩建工程。


8.2 压实黏土防渗层的土料选择

8.2 压实黏土防渗层的土料选择


8.2.1 压实黏土防渗层施工所用的土料应符合下列要求:
    1 粒径小于0.075mm的土粒干重应大于土粒总干重的25%;
    2 粒径大于5mm的土粒干重不宜超过土粒总干重的20%;
    3 塑性指数范围宜为15~30。

8.2.2 宜先在填埋场当地查勘满足本规范第8.2.1条的土料场,料场查勘应符合下列规定:
    1 应采用试坑和钻孔确定黏土料场的垂直和水平分布范围,宜选择厚度不小于1.5m的黏土料场;
    2 拟采用的黏土料场中宜每100m2设置1个取样点,取样点总数不应少于5个。每个取样点的土样应进行颗粒分析和界限含水率试验,试验方法应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。


8.3 压实黏土的含水率及干密度控制

8.3 压实黏土的含水率及干密度控制


8.3.1 压实黏土防渗层施工时应严格控制含水率和干密度,以达到防渗和抗剪强度的要求。

8.3.2 应对选用的土料分别进行修正普氏击实试验、标准普氏击实试验和折减普氏击实试验,在含水率和干密度图中应分别绘出以上三种试验的击实曲线,并应按照图8.3.2中三条击实曲线的顶点确定最佳击实峰值曲线。


图8.3.2 土样的最佳击实峰值曲线

8.3.3 应采用位于最佳击实峰值曲线湿边的每个击实试样进行渗透试验,试验方法应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。应按图8.3.3的要求绘制含水率和干密度图,确定所有满足饱和渗透系数要求的区域。

图8.3.3 满足渗透系数设计标准的区域
注:1 实心符号表示满足饱和渗透系数的试样;
     2 空心符号表示不满足饱和渗透系数的试样;
   3 浅色阴影表示满足饱和渗透系数的区域。

8.3.4 对满足饱和渗透系数区域中的试样应进行无侧限抗压强度试验,无侧限抗压强度不应小于150kPa,试验方法应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。应按图8.3.4的要求绘制含水率和干密度图,确定满足饱和渗透系数和抗剪强度的含水率和干密度控制指标。

图8.3.4 同时满足渗透系数和抗剪强度设计标准的控制区域
注:1 实心符号表示满足抗剪强度的试样;
     2 空心符号表示不满足抗剪强度的试样;
       3 浅色阴影表示满足饱和渗透系数的区域;
                      4 深色阴影表示既满足抗剪强度又满足饱和渗透系数的区域。

8.3.5 经改性土料满足本规范第8.3.4条的规定时,可用作压实黏土防渗层材料。


8.4 压实黏土防渗层的施工质量控制

8.4 压实黏土防渗层的施工质量控制


8.4.1 压实黏土防渗层的含水率与干密度施工控制指标应符合本规范第8.3.4条的规定。

8.4.2 填筑施工前应通过碾压试验确定达到施工控制指标的压实方法和碾压参数,包括含水率、压实机械类型和型号、压实遍数、速度及松土厚度等。

8.4.3 当压实黏土防渗层位于自然地基上时,基础层应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》CJJ 113的规定。

8.4.4 当压实黏土防渗层铺于土工合成材料之上时,下卧土工合成材料应平展,并应避免碾压时被压实机械破坏。

8.4.5 压实黏土防渗层施工应符合下列要求:
    1 应主要采用无振动的羊足碾分层压实,表层应采用滚筒式碾压机压实;
    2 松土厚度宜为200mm~300mm,压实后的填土层厚度不应超过150mm;
    3 各层应每500m2取(3~5)个样进行含水率和干密度测试,应满足本规范第8.4.1条的规定;
    4 在后续层施工前,应将前一压实层表面拉毛,拉毛深度宜为25mm,可计入下一层松土厚度。


8.5 垂直防渗帷幕及选型

8.5 垂直防渗帷幕及选型


8.5.1 用于生活垃圾填埋场渗沥液污染控制的垂直防渗帷幕的渗透系数宜在10-7cm/s量级,其类型可选用水泥-膨润土墙、土-膨润土墙、塑性混凝土墙、HDPE土工膜-膨润土复合墙等。

8.5.2 垂直防渗帷幕选型应综合考虑下列因素:
    1 场地隔水层条件、地形及稳定情况;
    2 渗沥液水质;帷幕需达到的渗透系数、深度及刚度;
    3 材料供应、施工技术与设备等。 

8.5.3 当垂直帷幕顶部需承受上覆荷载时,宜采用水泥-膨润土墙或塑性混凝土墙;在特殊地质和环境要求非常高的场地,宜采用HDPE土工膜-膨润土复合墙。

8.5.4 当垂直防渗帷幕底部岩石裂隙发育,或存在断层、破碎带等强透水性的地质条件,宜采取帷幕灌浆等措施处理。


8.6 垂直防渗帷幕插入深度及厚度

8.6 垂直防渗帷幕插入深度及厚度


8.6.1 垂直防渗帷幕的厚度不宜小于60cm,不宜大于150cm。当帷幕渗透系数不大于1.0×10-7cm/s时,厚度可按下式计算:

ΔL=Fr×A×HB       (8.6.1)


式中:Fr——安全系数,考虑渗透破坏、机械侵蚀、化学溶蚀、施工因素等,宜取1.5;
     H——垂直防渗帷幕上下游水头差(m),上游水头取与帷幕上游面接触的渗沥液水位,下游水头取与帷幕下游面接触的多年平均地下水位;
     A——与帷幕材料阻滞因子有关的系数,可按图8.6.1-1取值;
     B——与帷幕材料扩散系数有关的系数,可按图8.6.1-2取值。

图8.6.1-1 系数A取值
注:阻滞因子Rd,重金属污染物可取3~40;如无经验数据,宜通过试验测定。

8.6.2 垂直防渗帷幕宜嵌入渗透系数不大于1×10-7cm/s的隔水层中,嵌入深度不宜小于1m;当隔水层埋深很大而无法嵌入时,可采用悬挂式帷幕,其深度不应小于临界插入深度。

图8.6.1-2 系数B的取值
注:水动力弥散系数Dh,取值范围宜为1×10-8m2/s~1×10-10m2/s,
  如防渗帷幕两侧水头差较大时取大值;无经验数据时,宜通过试验测定。



8.7 垂直防渗帷幕的施工质量控制

8.7 垂直防渗帷幕的施工质量控制


8.7.1 垂直防渗帷幕的施工包括沟槽开挖、泥浆护壁、回填防渗材料、盖帽等环节,施工过程中应采取有效的质量保证及控制措施。塑性混凝土防渗帷幕施工应符合现行行业标准《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL 174的规定,帷幕底部注浆施工应符合现行行业标准《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148的规定。

8.7.2 沟槽开挖应避免塌孔,开挖过程中护壁泥浆的比重宜保持在1.10~1.25之间,浆液顶面应至少高出地下水位面1m,施工过程中应避免浆液顶面发生明显下降,应避免泥浆静置24h。

8.7.3 开挖过程中应检测沟槽宽度、垂直度和深度,确保沟槽进入设定的地层。


9填埋场岩土工程安全监测

9.1 一般规定

9.1 一般规定


9.1.1 填埋场岩土工程安全监测项目设置应符合表9.1.1的规定。


表9.1.1 填埋场岩土工程安全监测项目表


        2 0.5次/月表示2月一次;                                            
      3 安全等级应符合本规范第6.1.2条的规定;                          
    4 当渗沥液水位超过警戒水位或垃圾堆体出现失稳征兆时,宜增设深层水平 
      位移和垃圾堆体表面沉降监测;                                   
    5 遇暴雨等恶劣天气或其他紧急情况时,垃圾堆体主水位、滞水位、表面水 
      平位移及深层水平位移的监测频次应适当提高。                      

9.1.2 填埋场位于软弱地基上时,地基土体中孔隙水压力和变形等监测应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定。

9.1.3 填埋场安全稳定状态应根据渗沥液水位、地表水平位移速率及现场踏勘等因素综合确定,必要时根据深层水平位移、沉降速率进一步判别安全稳定状态。


9.2 渗沥液水位监测

9.2 渗沥液水位监测


9.2.1 渗沥液水位监测方法应符合下列要求:
    1 渗沥液导排层水头监测宜在导排层埋设水平水位管,采用剖面沉降仪与水位计联合测定的测试方法;
    2 当堆体内无滞水位时,宜埋设竖向水位管采用水位计测量垃圾堆体主水位;当垃圾堆体内存在滞水位时,宜埋设分层竖向水位管,应采用水位计测量主水位和滞水位。

9.2.2 监测点布设应符合下列要求:
    1 渗沥液导排层水头监测点在每个排水单元宜至少布置两个,宜布置在每个排水单元最大坡度方向的中间位置;
    2 渗沥液主水位和滞水位应沿垃圾堆体边坡走向布置监测点,平面间距30m~60m,应保证管底离衬垫系统不应小于5m,总数不宜少于3个;分层竖向水位管底部宜埋至隔水层上方,各支管之间应密闭隔绝。

9.2.3 当垃圾堆体水位接近或达到按照本规范第6.4.1条所确定的警戒水位时应提高监测频次,并应立即采取应急措施。


9.3 表面水平位移监测

9.3 表面水平位移监测


9.3.1 表面水平位移应设置标志点,采用测量平面坐标的方法监测。

9.3.2 监测点宜结合作业分区呈网格状布置,随垃圾堆体填埋高度发展逐步设置,平面间距宜为30m~60m,在不稳定区域应适当加密。

9.3.3 表面水平位移监测的警戒值宜为连续两天的位移速率超过10mm/d。


9.4 深层水平位移监测

9.4 深层水平位移监测


9.4.1 当渗沥液水位超过警戒水位或垃圾堆体出现失稳征兆时,应监测深层水平位移。

9.4.2 垃圾堆体深层水平位移可通过在堆体中埋设测斜管,采用测斜仪测量。

9.4.3 监测点宜沿垃圾堆体边坡倾向布置,间距宜为30m~60m,总监测点数量不宜少于2个;当垃圾堆体出现失稳征兆时,应在失稳区域设置监测点,监测点数量可根据边坡的具体情况确定;测斜管的埋设深度应足够深,且应保证管底离衬垫系统不应小于5米。


9.5 垃圾堆体沉降监测

9.5 垃圾堆体沉降监测


9.5.1 当渗沥液水位超过警戒水位或垃圾堆体出现失稳征兆时,应监测垃圾堆体表面沉降;软弱地基沉降、中间衬垫系统沉降和竖井等刚性设施沉降宜根据具体情况进行监测。监测方法宜符合下列要求:
    1 垃圾堆体表面沉降应设置标志点,并应通过测量标志点的高程监测;
    2 软弱地基和中间衬垫系统沉降应埋设沉降管或沉降板,通过测量沉降管沿线或沉降板的高程监测;
    3 竖井等刚性设施沉降应埋设沉降板,通过测量沉降板的高程监测。

9.5.2 监测点布设应符合下列要求:
    1 地表沉降监测点宜布置成网格状,平面间距宜为30m~60m,不均匀沉降大的区域宜适当加密。
    2 软弱地基和中间衬垫系统监测的沉降管宜沿垃圾堆体主剖面方向布置,长度不宜小于100m;若采用沉降板,间距宜为50m~80m。


9.6 填埋气压监测

9.6 填埋气压监测


9.6.1 当覆盖系统发生土工膜鼓出或有失稳迹象时,宜进行气压监测。

9.6.2 气压预警值应符合现行行业标准《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》CJJ 112的规定。


 附录A 填埋场堆体压缩量计算过程及参数确定

附录A 填埋场堆体压缩量计算过程及参数确定


A.0.1 填埋场堆体压缩量应采用土柱法计算,应按图A.0.1-1将土柱分为n层,在t时刻第i层垃圾的压缩量应按图A.0.1-2的流程计算。



  图A.0.1-1 垃圾土柱                     图A.0.1-2 t时刻第i层垃圾压
  分层示意图                               缩量的计算流程

    1 确定第i层垃圾的填埋龄期
    根据填埋规划确定在t时刻第i层垃圾的龄期ti,第n层垃圾的龄期tn
    2 计算第i层垃圾的上覆应力
    第i层垃圾的上覆应力应按下式计算:


式中:Hj——第j层垃圾厚度(m);
     γj——第j层垃圾容重(kN/m3),宜现场钻取大直径试样测定,无试验数据时,可按式(A.0.1-2)计算;
     γ0——填埋垃圾初始容重(kN/m3),压实程度不良宜为5kN/m3~7kN/m3;压实程度中等宜为7kN/m3~9kN/m3;压实程度良好宜为9kN/m3~12kN/m3
     H——填埋垃圾埋深(m)。
    3 计算第i层垃圾的主压缩量
    第i层垃圾的主压缩量应按本规范式(5.2.2-1)计算,初始孔隙比应按下式计算:

dsγw
                      e0=—————— -1        (A.0.1-3)
(1-Wc)γ0

式中:Wc——垃圾初始含水率(%);
     ds——垃圾平均颗粒比重,可将垃圾各组分的颗粒比重按重量含量加权平均计算或针对现场取样采用虹吸筒法测定。无试验数据时,垃圾颗粒比重可为1.3~2.2,有机质含量高、降解程度低的垃圾取低值;
     γw——水容重(kN/m3)。
    4 计算第i层垃圾的次压缩量
    t时刻第i层垃圾的次压缩量,采用应力-降解压缩模型计算时,应按本规范式(5.2.3-1)计算;采用Sowers次压缩模型计算时,应按本规范式(5.2.3-3)计算。
    5 计算t时刻第i层垃圾的压缩量与压缩后的厚度
    第i层垃圾的压缩量按下式计算:

Si=Spi+Ssi         (A.0.1-4)

    第i层垃圾压缩后厚度H′i按下式计算:

H′i=Hi-Si         (A.0.1-5)

A.0.2 t时刻填埋场垃圾堆体压缩量应按下式计算:


 附录B 局部沉陷条件下土工膜应变计算及加筋层设计

附录B 局部沉陷条件下土工膜应变计算及加筋层设计


B.0.1 土工合成材料的允许应变特征值应根据现行行业标准《土工合成材料测试规程》SL/T 235的规定进行拉伸试验,试验曲线如图B.0.1所示,并应按下式计算:


εr
                εa=——          (B.0.1)
FR


式中:εa——土工合成材料允许应变特征值(%);
     εr——土工合成材料最大拉力所对应的应变(%);
     FR——安全系数,取值不宜小于1.5。




图B.0.1 土工合成材料拉应力-应变关系示意图

B.0.2 土工合成材料短期允许拉力特征值应为土工合成材料允许应变特征值对应的拉力,土工合成材料长期允许拉力特征值应按下式计算:

Tl=Ta/(RFCR×RFID×RFCBD)     (B.0.2)

式中:Tl——土工合成材料长期允许拉力特征值(kN/m);
     Ta——土工合成材料短期允许拉力特征值(kN/m);
     RFCR——蠕变折减系数,应按表B.0.2-1取值;
     RFID——施工损伤折减系数,应按表B.0.2-2取值;
     RFCBD——生物或化学降解折减系数,可为1.1~1.2。

表B.0.2-1 蠕变折减系数RFCR

材料类型HDPEPVCVLDPELLDPE
取值2.52.02.02.0

表B.0.2-2 施工损伤折减系数RFID

衬垫系统下卧和
上覆土层类型

施工机械类型(回填和压实)
轻型中等重量重型
光滑(无石子)1.11.21.3
中等光滑1.21.31.4
粗糙(含石子)1.31.41.5

B.0.3 下卧堆体局部沉陷条件(图B.0.3)作用下土工合成材料设计拉力T与拉伸应变之间的关系可按Giroud(1990)公式和浙大简化公式计算:
    1 Giroud(1990)公式:

T=2γsr2(1-e-0.5H/r)Ω      (B.0.3)

式中:T——土工合成材料设计拉力(kN/m);
     H——上覆土体的厚度(m);
     γs——上覆土体的平均容重(kN/m3);
     r——圆形沉陷区域半径(m),宜为0.9m;
     Ω——与土工合成材料拉伸应变ε对应的无量纲参数,按表B.0.3-1线性插值计算。



图B.0.3 下卧垃圾堆体局部沉陷条件下土工膜和加筋层受力及变形示意图
1—土拱;2—上覆土;3—下卧土体;4—局部沉陷区域

表B.0.3-1 无量纲参数Ω与拉伸应变关系表

拉伸应变ε(%)Ω拉伸应变ε(%)Ω
6.000.908.430.78
6.690.869.000.76
7.000.849.360.75
7.540.8210.000.73
8.000.8010.350.72

    2 浙大简化公式如表B.0.3-2所示,通过线性插值计算。

表B.0.3-2 设计拉力与拉伸应变关系表

拉伸应变ε(%)设计拉力T
7T=(-2.376+0.146H)γs
8T=(-3.716+0.140H)γs
9T=(-2.743+0.095H)γs
10T=(-2.771+0.080H)γs

B.0.4 下卧垃圾堆体局部沉陷引起土工膜拉伸应变的验算过程为:假定土工膜设计拉力T=Tl,然后按Giroud(1990)公式计算土工膜的拉伸应变ε,应小于其允许应变特征值εa

B.0.5 对于用于抵抗下卧堆体局部沉陷的土工格栅加筋层,其设计层数的计算过程为:按式(B.0.1)确定中间衬垫系统中各种土工合成材料的最小允许应变特征值εa,根据土工格栅拉伸试验曲线确定与εa相对应的短期允许拉力特征值Ta,按式(B.0.2)计算单层土工格栅的长期允许拉力特征值Tl;假定土工格栅拉伸应变ε=εa,然后分别按Giroud(1990)公式和浙大简化公式计算土工格栅的设计拉力T,并取较大值;土工格栅加筋层的设计层数n,应按下式计算:

n≥T/Tl      (B.0.5)


 本规范用词说明

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
       正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
       正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
       正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。


 引用标准名录

引用标准名录


    1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007
    2 《岩土工程勘察规范》GB 50021
    3 《土工试验方法标准》GB/T 50123
    4 《建筑边坡工程技术规范》GB 50330
    5 《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685
    6 《生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ 17
    7 《生活垃圾卫生填埋场封场技术规程》CJJ 112
    8 《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》CJJ 113
    9 《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》CJJ 133
    10 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148
    11 《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL 174
    12 《土工合成材料测试规程》SL/T 235
    13 《水利水电工程钻孔抽水试验规程》SL 320
    14 《水利水电工程边坡设计规范》SL 386
    15 《生活垃圾采样和分析方法》CJ/T 313


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