固体废弃物填埋场中土工膜衬垫技术

    1、引言
    人类每天都产生大量工业和生活固体废弃物，目前这些废弃物的处理主要有堆填法、焚
烧法、堆肥法、热解气化法等。其中堆填法仍是最为经济的处置方式，特别是对于有空地可
用的国家。但这种方法如果没有适当的防渗措施，废弃物中有害成分很容易经过风化、雨
雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生高温和有毒渗滤液污染土壤和地下水。因此在填埋场正确

 

设置防渗的衬垫系统是非常重要的。
    

——

过去我国许多填埋场采用传统材料

粘土压实或防渗灌浆帷幕来阻截，如广州大田

 

山垃圾填埋场、杭州天子岭垃圾填埋场等。
    粘土衬垫的水力渗透系数为 10－7cm/sec 或更小，而土工膜水力渗透系数范围在 10－
12cm/sec～10－13cm/sec,几乎不透水，效果更好。土工膜（GM

“

）定义为 由一种或几种合

”

成材料薄膜组成的基本上不透水土工合成材料 （ASTMD4439－00）。最常见的形式是高
密度聚乙烯（HDPE）、超低密度聚乙烯（VLDPE）、聚氯乙烯（PVC）和加筋氯磺化聚乙
烯（CSPE）。水分通过其中的运移是以扩散的方式而非流体流动的方式。正确设计的士工
膜衬垫系统有望达到几百年的服务期限。本又分析介绍了国外在这方面的应用。在环保日
益受到重视的今天，我国在填埋场建设中也将越来越多采用这些新技术，要求也越来越

 

严格。
    2

 

、典型的土工合成材料衬垫系统及其演变

    2.1

 

典型填埋场土工膜衬垫系统

    早期各国填埋场采用的衬垫材料主要为粘土。1982 年，美国环保局（EPA）颁布了单层
土工膜衬垫系统如图 1。土工膜设置在天然地基土上，其上铺一层砾石层，砾石层中埋设
有多孔管，用于渗滤液的收集和转移。在砾石层和固体废弃物之间还有一层土作为过滤层。

 

在这个单层衬垫系统填埋场中，没有设置渗漏检测系统。
    利用衬垫防止渗沥液渗漏扩散是设计中的关键要求。由于环保的极端重要性，仅此尚不
能确保，因为万一衬垫有不同程度的破坏，仍然会造成污染，故提出了检漏问题。为了检
漏，在单层衬垫的条件下，只有在废料场下游设置观测井，定期取样化验，判定衬垫是
否有泄漏，为了比较，上游亦需设井，如果同时取样对比，若水质相同，表明无渗漏现
象，否则说明衬垫出现问题，但这样的检漏方法毕竟太不理想，故废料场系统由原先的
单一集液层发展到现在的集液层和检漏层的双层系统。1984 年后，国外大多数用于堆填
固体和有害废弃物的填埋场都采用双层衬垫系统。两层衬垫由上层主要衬垫和下部第二层
衬垫组成，在上层衬垫系统之上是一层主要的渗沥液收集和排走系统，它要能维持渗沥
液水头在 0.3m 以内，在两层衬垫系统之间设有检测渗沥液渗漏、收集和排出的系统，按

 

照这些标准可以设计出较典型的双层衬垫系统。
    在（a）中，主要的渗沥液收集系统由粒状材料中间埋设多孔管以及上覆过滤层组成。
上层主要的衬垫采用土工膜，检测系统由土工网组成。第二层衬垫则是一种复合衬垫，由
土工膜和下面压实粘土（CCL）组成。图 2(b)中主要的渗沥液收集系统与图 2(a)中相似，
第一层和第二层衬垫系统都是复合衬垫（土工膜一粘土)。检测系统由土工网（GN）和其
上一层土工织物（GT）组成，这层土工织物起反滤和隔离的作用。

2.2

 

典型断面的发展和原因

    在 1982 年以前，美国采用衬垫系统为粘土衬垫，当时对粘土层的厚度和渗透性均未作
规定。1982 年制订标准后，将粘土层改变为土工膜（GM）。1983 年认识到检漏的必要性，