中小型垃圾填埋场防渗系统的施工监理

吕晓明，杭永泽，王丽竹

（1.江苏阳湖建设项目管理有限公司，江苏 常州 213159；2.常州市武进区建设工程质量监督站，江苏 常州 213001 ）

随着人民生活水平的不断提高，城市居民对周边的环境状况的要求也越来越高，生活垃圾的无害化处理已成为城市管理的重要任务。考虑到建设和运行费用等因素，目前大多数城市对生活垃圾的处理方式主要还是依靠填埋。但是许多城市在建或计划建设垃圾卫生填埋场。

很荣幸，笔者参与了某城市生活垃圾卫生填埋场的1 期和2 期工程的全程建设工作。垃圾填埋场的工程建设主要分为：坝体、防渗系统、污水收集和处理系统。其中垃圾填埋场的防渗系统是工程建设的核心。以下就垃圾卫生填埋场防渗系统的施工及监理过程中的一些做法和经验，作一交流。

1 工程概况

本工程属山(坡)谷型填埋场，库容 430万 m3。工程建设的主要内容有：清库、修筑半永久性场内道路(含卸料平台、截洪沟、排水箱涵)、调节池和防渗系统、填埋气收集系统和综合楼等。其中防渗系统主要有：土工膜的铺设、焊接；土工网的铺设；土工布的铺设、缝合；HDPE 管道(穿孔管、实心管)的铺设、焊接。

本工程库区防渗系统中边坡、库底均采用“两布一膜”的防渗结构，即：底层为500 g/m2的土工布，中间层是厚度为1.5 mm的HDPE 膜防渗层，上层为400 g/m2的土工布保护层。

库区污水通过 HDPE 花管收集后再经 HDPE 管网排入污水处理区的调节池。HDPE 花管是指在 HDPE 管身开孔以利于库区的污水收集、导流的管道。

由于垃圾堆体中存在着大量易挥发的甲烷气体及其他有毒气体，因此在工程中多采用导气石笼的办法进行导气处理。

2 防渗系统的施工监理

2.1 审核防渗系统施工方案

在防渗施工单位进场后，要求其根据现场实际情况申报两个或两个以上防渗系统的施工方案。监理部对方案拟投入的人员、机械、焊接工艺、现场环境等进行审核、优选，最终确定防渗系统的优化施工方案。

2.2 审核防渗系统的原材料

本工程防渗系统所涉及的原材料主要有：HDPE 防渗膜、LLDPE 防渗膜、HDPE 管材、土工排水网格、无纺土工布等。HDPE 防渗膜的厚度为1.5 mm，屈服强度≥22 N/mm2，断裂强度≥40 N/mm2；HDPE 管 80℃ 静压强度(165 h)不破裂、不渗漏，断裂伸长率≥350%，纵向回缩率(110℃)≤3%。在材料采购和使用前，要求防渗施工单位申报相关材料的质量合格证书、检测报告和出厂证明。首先，监理人员响应合同规定，现场核对材料的生产厂家、型号等是否符合规定要求；然后根据设计和相关规范要求，现场进行见证取样、封样、送样。经复试检测，所有试验参数(参数较多，在此不作说明)均符合图纸设计及相关要求后，同意该批材料使用于本工程上。

2.3 防渗系统施工过程中的主要监理工作及要求

HDPE 防渗膜及 LLDPE 防渗膜的铺设、焊接工序是整个防渗系统中最关键的工序，填埋场整体工程的成败取决于水平防渗层的施工质量。这就意味着一旦 HDPE 防渗膜或LLDPE 防渗膜发生渗漏，造成地下水源污染，则后果不堪设想。因此现场监理人员在防渗施工过程中，必须严密监控每个过程、每个环节的质量。

(1)熟悉图纸设计做法、要求，结合现场实际情况掌握防渗系统的整体施工工艺流程。工艺流程图为：实地丈量、铺设规划示意图、裁膜、裁膜记录表、铺设、铺设详图、修补试焊、试焊结果记录表、焊接、焊接记录表、自检、验收(工艺流程解释：根据填埋库区的实际地形尺寸进行规划→按实际规划尺寸进行裁膜并运至施工现场相对应的位置→按操作程序进行铺设、试焊、焊接→自检合格后申请验收→验收，同时为下道工序做准备)。

(2)在防渗系统中 HDPE、LLDPE 防渗膜铺设、焊接前，监理应会同专业施工单位和总承包单位，对铺设基层工作的质量进行全面检查、验收；检查验收合格后，允许施工单位进行防渗层的铺设焊接施工。监理人员对防渗基层工作的质量控制，通常应要求施工单位遵循如下规则：①需铺设衬垫的表面平整度的误差应达到不大于2 cm/m2；②基层内没有废渣、树根、棱角或锋利的岩石，所有的回填土料均应采用黏性土且不应含有有机物、垃圾、块石或其他对土工膜铺设不利的有害杂质，垂直深度在 2.5 cm 内黏土层不应含有粒径大于5 cm的尖锐物料；③基层应按照设计要求分层碾压，不得漏压和欠压，底部和边坡的黏土层压实度不得小于设计要求；④基层施工应确保碾压不受干燥、洪水或冰冻的影响，不得出现明显膨胀或干裂；如需要可在整个地基上铺上薄塑料保护膜(或其他认可材料)，直到防渗膜衬垫开始铺设；对明显膨胀或干裂变形区域应进行翻动后重新碾压；⑤锚固沟应在防渗膜放置之前，由总承包单位按设计图纸上标注的位置和宽度来进行开挖；在易干燥的黏土中开挖锚固沟，应该只在衬垫施工的前几天进行开挖，这样可以最大限度地减小黏土干燥裂开的可能(具体开挖时间视现场情况而定)。

(3)铺设防渗膜的环境要求。防渗膜室外铺设和焊接施工宜在气温 5℃ 以上、风力 4 级以下并且无雨水、无雪天气、无过大的湿度(雾、露水)、风速不超过 30 km/h的条件下进行。

(4)防渗膜在铺设过程中，监理人员主要做好以下工作：①检查用于防渗膜铺设的施工方法与设备，不得对防渗膜或其下基层造成损坏；②检查工作人员在防渗膜工作中是否穿不带硬钉的软底鞋，否则会损坏防渗膜或出现因工作忙乱而导致防渗膜的损坏；③在防渗膜铺设前，检查施工单位是否准备好足够的临时压载物(如砂袋、轮胎等)，以防止防渗膜在铺设过程中被风吹起；④防渗膜铺设时应尽量从上往下、避免折皱，任何遭到严重损坏(如拉裂、卷曲或起皱)的地方都必须标明并修补；⑤准备足够大的垫块，以防在防渗膜上作业的焊接设备的电机漏油；⑥在拐角及异形地段应使接缝长度尽量减短，防渗膜应裁成上宽下窄的“倒梯形”，其宽窄比例依据现场的实际情况和边坡的具体尺寸精确计算；除特殊要求外，在坡度大于1∶6的斜坡上距坡顶或应力集中区域 1.5 m 范围内，不应有水平夹角小于45°的接缝；⑦在填埋区整个边坡与库底衔接部位的坡脚处，搭接部位应离开坡脚线 1.5 m 以外；⑧防渗膜应自然松弛、紧贴支持层，并不应有裙皱、悬空等现象；⑨准确、及时做好记录、资料。

(5)防渗膜的试验焊接。防渗膜的试验焊接应在监理人员的旁站下，由专业焊接技术人员完成；所有的试验焊接将在与实际相同的缝合条件下进行。试验焊接的质量经验收确认合格后，焊接技工不得随意改变焊接参数(温度、速度等)，直至进行下一个试验焊接为止，同时做好相应记录资料。

(6)防渗膜焊接监理要点：检查防渗膜接缝的搭接长度是否符合要求，应尽可能避免接缝处产生折皱和形成“鱼嘴”的可能；检查焊接面是否干燥、清洁，不得有灰尘、碎屑等杂物；检查热压角焊接的防渗膜在焊接前是否预先削平；检查磨光范围是否超过焊接时热熔树脂条覆盖边缘 3.5 cm，同时检查磨光范围是否均采用热焊树脂焊条覆盖；检查焊条是否保持清洁和干燥。

(7)土工网铺设。土工网铺设过程中，监理人员检查验收其质量，通常是以下几个方面：①检查相邻土工网的横向搭接长度(75 mm～100 mm)、纵向末端搭接长度(不小于150 mm)；②检查搭接、连接材料(采用聚乙烯扣件)的横向搭接部位间距 1.5 m 是否设置连接扣件，在末端和锚固槽位置间距 150 mm 是否设置扣件；③检查边缘位置是否设置水平搭接(一般不允许)；如果必须设置，在水平方向缝合时相邻接缝整卷应错开；④检查覆盖连接排水芯的土工织物是否密封(必须密封)，以防止回填土进入排水芯；⑤检查整卷排水网的孔洞或裂缝的最大宽度(不得超过幅度的50%)；在遇孔洞或裂缝区域，必须铺同规格的补丁，且补丁应超过孔洞或裂缝边缘(不小于150 mm)。

(8)土工布的铺设。土工布的铺设、缝合必须满足以下几点要求：①在正常情况下，除修补的地方以外，坡面上不能有水平连接(连接须沿坡面的轮廓，不与其相交)；②接缝须与坡面线相交；与坡脚平衡或可能存在应力的地方，水平接缝的距离须大于1.5 m；③所有的土工布都须用砂袋压住；砂袋将在铺设期间使用，并保留到铺设上面一层材料；④施工人员所穿工作鞋及所有施工机具不应损坏土工布，施工人员不得在已铺设的土工布上做可能损坏土工布的事(抽烟、用尖锐工具戳土工布等)；⑤为了土工布材料的安全，应在铺设土工布前才打开包装膜，即铺一卷开一卷，并检查外观质量；⑥所有的缝合必须连接进行(点缝绝不允许)；在重叠之前，土工布必须至少重叠 150 mm，最小缝针距离织边(材料暴露的边缘)至少 25 mm；⑦用于缝合的线应为最小张力超过 60 N的树脂材料，并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力；⑧任何在缝好的土工布上的“漏针”必须在受到影响的地方重新缝接；⑨采取相应的措施，避免在土工布安装后，土壤、颗粒物质或外来物质进入土工布层。

(9)HDPE 管道。HDPE 管道一般包括：管道的开挖、管沟底的准备工作、管道的敷设，管道的连接与装配、管道的试验以及管道周边回填与夯实等几个工作内容。监理人员在管道施工过程中，侧重检查验收以下几个方面：①管道开挖路线、深度、宽度、管沟的水平偏差是否满足相关要求；②管沟底的准备工作是否做好，垫平材料、填埋密实度控制；③管道敷设过程中，管材外观是否有缺陷、损坏，敷设管道的水平偏差是否满足相关规范要求；④管道的连接方式是否合理；HDPE 管道与阀门相连时一般采用法兰连接，当HDPE 管道之间不便于采用热熔方式连接时，也可以采用法兰连接；法兰连接时，螺栓应预先均匀拧紧，待规定时间(一般为8 h)后，再重新拧紧；⑤管道的测试一般采用压力试验(强度、水密性)，压力测试的测试压力不应超过管材压力等级或系统中最低压力等级的配件的1.15 倍；一般情况下，水密性试验应稳压 24 h，试验结束后，检查是否有明显的泄露或压力降；⑥管道周围回填材料夯实密实度是否符合相关规定要求。

3 防渗系统的关键工序、关键部位的施工监理

3.1 污水管网中窨井的防渗施工监理

污水管网中窨井的做法见图1。窨井尺寸为1200 mm×1200 mm。

图1 窨井剖面

在窨井防渗系统施工前，应将窨井底部及侧面清理干净，以免杂物损伤防渗系统。在防渗系统施工中，应注意HDPE 膜与 HDPE 管道的焊接部位(应焊在 HDPE 管道的切口面而不是管身，这样能保证焊接强度)。在焊接时应充分考虑HDPE 膜的热胀冷缩性能，防止产生集中应力；否则 HDPE膜与 HDPE 管道的焊接处容易撕裂。一般情况下，HDPE 膜在自然、松弛、无褶皱的情况下紧贴窨井面与 HDPE 管道进行焊接。防渗施工完成后，对窨井单独或整个管网进行水密性压力试验。

3.2 地下水导排沟

地下水导排沟做法见图2。

图2 地下导流层剖面

为了使地下水顺利排出，防止防渗系统结构层“起鼓”，避免防渗结构层遭到破坏，在地下水导排沟的施工过程中，监理人员应对每道工序严格按照设计要求及相关规范规定要求进行检查、验收。

3.3 排污管网设置阀门井

排污管网中阀门井的具体位置根据现场情况而定，但最好不要设置在排污管网中管道的端口。因为如果这样的话，容易使阀门井长期浸泡在污水中，阀门的返修率很高。实践证明，阀门设置在排污管道的管身位置比较合理，在成本核算条件的允许下，在排污管网中阀门井设置成双阀门。

4 结 语

某垃圾填埋场 1 期和2 期工程的施工结束后运行至今，垃圾填埋的防渗系统完全满足设计要求。对填埋场周围水样进行实时跟踪和定时抽查检测，未发现任何异常。随着生活垃圾日益增多，垃圾处理技术的进一步发展，国家对环保工艺标准的进一步提高，垃圾的焚烧和垃圾填埋后产生气体的再利用(例如可利用发电和供热)是今后的发展方向。