山谷型垃圾填埋场边坡防渗做法探讨

俞 楷，朱 勇

（浙江省城乡规划设计研究院，浙江 杭州 310007）

根据CJJ 113—2007生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范对填埋库区边坡防渗处理的要求，当边坡坡度陡于1∶2时应作出边坡稳定性分析，对于采用HDPE土工膜防渗的边坡，土工膜底部须采用不小于750 mm厚渗透系数不大于1×10-7m/s的压实土壤作为保护层或采用GCL加一定厚度的压实土壤作为保护层。但在实际的实施过程中，很多填埋场边坡陡峭并地质类型复杂，如果按规范的要求进行边坡防渗处理难度极大，必须针对不同的边坡类型合理采取不同的处理方式以达到规范所要求的效果。

1 山谷型填埋场边坡类型及防渗做法

1.1 缓边坡防渗做法

平缓边坡一般是指坡度小于1∶2的山体边坡，该种类型边坡根据工程经验一般有较好的黏土覆盖层，并且边坡土体稳定性较好，因此防渗做法相对较为简单，即按规范要求对黏土层进行清理并压实，压实系数≥0.95，如黏土层厚度大于750 mm则可直接铺设土工膜，黏土厚度为500～750 mm可采用GCL作为膜下保护层，小于500 mm则需先用黏土分层压实至500 mm厚再用GCL作为膜下保护层。

1.2 较陡碎石边坡防渗做法

该类型的边坡一般常见于坡度介于1∶1～1∶2，坡面多为强风化至全风化岩石，个别经人为活动过的边坡坡度可达60°。根据地质调查该类型的边坡通常会呈现地下水丰富及边坡自身稳定性差的特点。对于该类型的边坡需结合地质调查的结果先对边坡稳定性及地下水进行治理。

如该边坡经地质判定为稳定，则可在边坡面开槽埋设软式排水管来导排地下水，根据地下水水量，一般沿高度方向软式排水管直径可采用80 mm，间距为5～8 m，其底部与库底地下水导排层或填埋边坡中部的地下水导排盲沟连接，水平向软式排水管一般直径采用50 mm，间距为3～5 m，人字型布置，与两侧竖向软式排水管连接。

如该边坡判定为不稳定，且安全系数较接近临界值，多为地下水丰富造成，则该类型不稳定一般可用软式排水管垂直伸入边坡，排水管水平倾角10°，深度需穿透岩层交接面或滑移面，间距可为3 m×3 m，排水管出口处与面铺的软式排水管连接。一般经这样处理边坡稳定性能满足要求。面铺的软式排水管做法同稳定碎石边坡排水做法。

如该边坡判定为不稳定，且安全系数与临界值相差较大，此类边坡必须先进行边坡治理，治理方式通常为土钉墙、挡墙或喷锚支护等。此类边坡地下水导排仍可用面铺软式排水管的做法，并需在边坡治理前铺设到位。边坡治理方式的选择须在岩土工程师的指导下进行，并在实施前由岩土工程师作出安全评测。

边坡治理及地下水导排处理完后，由于该类边坡坡度较大，无法用压实黏土作为HDPE土工膜膜下保护层，因此此类边坡一般可用素砼喷浆的方法作为膜下的保护层。素砼喷浆一般采用C20细石混凝土，厚度不小于50 mm，并需随喷随抹，使表面光洁。对于已经采用了挡墙的坡面，则只需采用砂浆抹平即可，喷锚支护或土钉墙的坡面只需作随喷随抹即可，不需再用素砼喷面。喷浆后坡面铺设GCL，然后铺设HDPE土工膜。

1.3 较陡中、微风化岩石边坡防渗做法

该类型边坡一般坡度在30°以上甚至可为垂直，边坡稳定性较好，岩石较完整，裂隙水不丰富。该类型边坡岩石较为坚硬，有些为开凿后形成的坡面，如要使之成为一个较为平整的表面难度极大，对于此类边坡一般需做表面平整处理。

如岩石边坡整体较为平整，通过一般的打磨可以使边坡形成一个相对平整的坡面，则只需对平整后的坡面作素砼喷浆处理，处理要求同上。

如岩石边坡无法用简单打磨形成一个相对平整坡面，则需采用砖砌护壁对局部不平整的坡面进行处理。砖砌护壁的砖壁厚240 mm，砖壁内侧与岩石面的空隙处用浆砌块石或毛石砼填平，砖壁内设置纵向钢砼构造柱、横向钢筋砼圈梁以加固整体，构造柱与圈梁相交处设置锚杆，使砖壁与山体结合紧密。砖壁外表面用水泥砂浆抹光［1］。

较陡中、微风化岩石边坡抹光处理后，铺设GCL，然后铺设HDPE土工膜。对于有较多岩石裂隙水渗出的局部边坡可在坡面处理前先设置纵向软式排水管来导排裂隙水，具体做法同上。

1.4 极陡高边坡防渗做法

该类边坡主要出现在峡谷型填埋场，山坡整体坡度均在45°以上，且填埋区封场高度往往较高，此类填埋场要像常规填埋场那样每隔8～10 m高度设置一个锚固平台难度极大，因此经常一次铺膜高度需大大超过10 m，笔者曾有过一次铺膜高度超30 m，边坡坡度超过45°的经历。对于此类边坡，膜下保护层的做法同较陡中、微风化岩石边坡的做法。铺膜是这类边坡最大的难点，如果一次铺设到位且中间不设任何锚固，现有的土工膜均不具备这样的拉伸屈服强度，因此笔者在铺膜过程中每隔8 m设置了中间加强带来替代锚固沟的做法。加强带采用的是长脚平扣钉，水平间距1 m，采用3排，排距0.5 m，每排错开布置，平钉上用250 mm×250 mm方形光面HDPE土工膜焊于基膜上（做法同破洞修补），这样每个加强带以下部分土工膜自重荷载均有加强带承担，受力状况符合CJJ 113—2007要求，在实际工程中土工膜拉伸变形量也未超过厂家的拉伸屈服指标范围。在土工膜选择上应尽可能选用高糙面的土工膜，以增大摩擦力来减少拉伸应力。

2 失败经历探讨

2.1 膜下袋装黏土作为保护层

对于坡度较陡，且为非黏土的边坡中，杜佳靖、王峰青曾撰文介绍“用袋装黏土（不宜装得过满，80%为宜）靠边坡堆码至上一个锚固平台，袋与袋之间的凹槽可用黏土填平拍实”［1］。笔者尝试使用该方法发现小于45°的边坡袋装黏土堆码高度超过3 m，袋装黏土底部即出现滑移失稳，超过45°的边坡，堆码高度可有一定增高，但堆码高度不到5 m，袋装黏土中部即出现“鼓肚子”现象，从而导致整体坍塌，即使底部采用3皮袋装黏土，最高堆码高度也无法超过6 m。究其失稳原理与砌体结构在无构造柱及圈梁的条件下失稳原理一致。因此笔者认为袋装黏土作为膜下保护层的做法不可取，即使一时立稳，在填埋场运行过程中也存在极大安全隐患。笔者建议改用喷锚支护或素喷等方法作处理较为合适。

2.2 不锈钢螺栓固定土工膜

用不锈钢螺栓固定土工膜的做法较为普遍，但笔者观察发现该方法存在一定的风险。由于螺栓穿膜后土工膜留下的破洞边缘不可能与螺杆能形成紧密结合，虽然一般都加了HDPE材质的垫片，沿螺杆一圈的渗漏还是无法有效避免，如果螺杆上又加了HDPE材质的压条，并将压条与基膜焊接，这个方法确实能对渗漏起到一定的效果，但由于在边坡上要打成一条直线的螺栓孔难度很大，再加上压条与基膜焊接的可靠性不高，因此实际操作的难度较大，效果不理想，对于需要螺栓来承担土工膜自重的洞口，土工膜在自重的作用下基本都会出现徐变的情况，导致洞口不断增大，造成安全隐患。笔者认为螺栓改用长脚平扣钉，并用打补丁的方式将光面HDPE土工膜焊于基膜上的做法较为合适。

3 结束语

山谷型垃圾填埋场边坡类型多样，规范对于复杂边坡处理也无统一做法，规范中现有的对边坡防渗系统设置要求在山谷型填埋场的设计过程中很少能对号入座，因此在工程设计中需联合水利、岩土等多专业共同应对。

［1］杜佳靖，王峰青.山谷型垃圾填埋场设计探讨［J］.环境卫生工程，2005，13（3）：53-54.