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浅谈生活垃圾填埋场防渗膜的运用及施工

我国城市固体生活垃圾总量已位于世界高产国前列,增长率居世界首位。全国668 座城市人均产固体生活垃圾440 公斤,每年总量高达1.6 亿多吨,占世界总量的1/4 以上,且以8%~10%的速度增长,少数城市则达15%~20%。专家预测,我国城市垃圾2010 年将达到2.64 亿吨,2030 年达到4.09 亿吨,2050 年达到5.28 亿吨。

现代生活垃圾卫生填埋场包括复合衬垫系统、渗滤液收集和处理系统,气体收集系统和封盖系统等几大部分组成。土工合成材料是发挥防渗系统功能的必须材料。生活垃圾填埋过程中,由于生活垃圾自带水分和雨水等流入垃圾中形成的渗滤液含有多种有害物质,比如铅,锌,砷和铬,以及渗滤液总有机碳浓度很高,一般都要超过1000mg/L,因此如果不经过处理和采取防渗措施,而是直接排入地下水或河流中,将严重污染环境。世界各国对于垃圾填埋场的防渗系统都有不同的要求,但一般都是以橡胶,树脂等高分子材料做成的土工膜为主,辅以其它防渗材料。随着科技的发展和新材料的不断出现,欧美等国家采用单一防渗构造的已经很少,都把防渗层作为一个复合系统来考虑,土工膜与GCL 防水毯,复合土等作为复合防渗层一起使用。


防渗膜的选用及施工工艺
防渗层主体是防渗膜,防渗膜下方设有地下水收集导排盲沟和排水管,其作用是降低地下水水位高度,防止地下水顶托防渗膜,按要求将地下水位控制在防渗膜以下2m处;防渗膜上方铺设无纺土工布、石粉层、碎石排水层和HDPE排污管,其作用是收集、排放垃圾渗滤液
并保护防渗膜不会受到尖锐硬物的破坏。

一、防渗材料的分类

1)粘土
粘土是土衬层中最重要的成分,因为粘土保证了低渗透率。粘土颗粒是岩石风化后产生的次生矿物,其中主要为蒙脱石、伊利石和高岭石。蒙脱石晶片之间的间距大,弱键联结,亲水性强,易引起大量膨胀和收缩。另外,压缩性强、强度低亦是蒙脱石的显著特点。膨润土就是蒙脱石的一个变种;膨润土在我国分布广泛,已发现储量居世界第一。
膨润土是一种优良的天然粘土,其主要成分是蒙脱石矿物。膨润土的渗透系数小于10cm/S,具有极强的防水性。这主要是由于土壤吸水后体积会迅速膨胀,形成一层连续的不透水柔性隔离层,而且可以自动修补土层中的缝隙,阻止水分子的通过。膨润土这种优良的特性已被广泛地应用于国内、外各垃圾卫生填埋场的防渗结构中。

2)人工合成材料:HDPE防渗膜
防渗性能好的粘土是建设填埋场防渗衬层的理想材料。但是严格地讲,一般的粘土只能延缓渗滤液的渗漏,而不能阻止渗漏。为达到阻止渗漏的目的,目前已经普遍应用1.5mm~2.0mm 厚的HDPE防渗膜,此膜采用专门的双焊热融机进行焊接,焊接后形成两条焊缝,提高了接口的抗拉和抗剪强度;两焊缝之间留有空隙,可插入气压表用来检验焊缝质量
HDPE 防渗膜的相对密度为≥0.940g/cm2的膜,厚度一般在0.5mm~2.0mm,无毒、无味、无臭,具有良好的耐热性和耐寒性。化学稳定性好,具有较高的刚性和韧性,抗老化和耐腐蚀性能强,机械拉伸强度好,具有很好的介电性能,耐环境应力开裂性能较好。

二、HDPE防渗膜的焊接

1)焊接方法:防渗膜焊接主要有两种方法:双轨热熔焊接和单轨挤出焊接。防渗膜的焊接以双轨热熔焊接为主,在不易使用双轨焊接的边角处、防渗膜的修补等应使用单轨挤出式焊接。

2)焊接准备:每天焊接前需要进行试验焊接,试验焊接要求:试验性焊接在HDPE防渗膜试样上进行。以检验和调节焊接设备;焊接设备和焊接人员只有成功完成试验性焊接后,才能进行下一步的生产性焊接;试验性焊接的频率控制:根据环境温度的变化,每天每台不少于两次。一次在正式作业前,一次在中班;试验性焊接是与生产性焊接相同的表面和环境条件下进行的。

总结
HDPE膜作为新型土工合成材料,具有良好的防渗能力,在填埋场建设、人工湖、地下隧道等工程中的应用表明,其施工速度快,抗压、抗变形能力强,具有极好的稳定性和耐久性,绿色环保效果和持久的防渗功能,因此具有良好的社会效益。这种膜在该填埋场中将发挥毋庸置疑的主导作用,该工程也将为桂林市的卫生事业和环境保护作出重要贡献。

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