建筑垃圾受纳场施工管理探索
摘要:通过分析建筑垃圾受纳场的填埋作业和施工注意事项,本文从老式受纳场的改造扩建、受纳场堆山造景、山谷型垃圾受纳场施工问题这三个方面具体进行了研究,分别针对性的给出了建议,以期给建筑垃圾受纳场的施工管理提供参考。
关键词:建筑垃圾;受纳场;施工管理
Abstract: Through the analysis of building garbage receiving field landfill operation and matters needing attention in construction, this article from the vintage receiving field expansion transformation, receiving field of piled mountain, valley waste receiving field construction problems in these three aspects were studied, respectively, specific suggestions are given, with a view to building rubbish receiving field construction management to provide reference.
Keywords: construction waste, receiving field, construction management. 引言
建筑垃圾是指各类建筑物在建设、拆迁、修缮、装潢等过程中产生的废弃物,其成分主要包括混凝土、砖、砂浆、陶瓷、瓦砾、金属、木材、塑料、纸张、玻璃等。近年来随着我国建筑行业和房地产市场的发展,建筑垃圾日趋增多,已经成为影响人类未来生存空间的重大问题,对其进行妥善处理变得刻不容缓。本文着重从老受纳场的改造扩建、受纳场堆山造景、山谷型垃圾受纳场施工问题这三个方面具体进行研究。
1.老受纳场改造扩建
1.1老受纳场改造扩建的意义
现在许多城市在用的建筑垃圾受纳场(老填埋场)设计施工时期依据的是当时的规范标准,普遍采用简单的填埋作业工艺,大部分已不符合现行的垃圾填埋技术标准。经过了10多年的持续运行,这些老的受纳场大多已到了预定受纳期限,陆续进入封场状态,在多数城市用地紧张,建筑垃圾受纳场重建面临诸多困难的情况下,在老受纳场的基础上进行改造扩建成为解决建筑垃圾有效、适用的途径,同时对节约土地资源、改善环境具有重要意义。
鉴于垃圾受纳场复杂的地形地质条件和精细的建设填埋工艺,再加上改造扩建工程的特殊性,为了达到环保要求和现行标准,老受纳场在改造扩建过程中需要克服一些设计施工方面的难关。通过调研总结一些受纳场的改造扩建工程实践,发现垃圾堆体稳定、垃圾沉降、渗沥液迁移扩散这三项是影响老受纳场改扩建成功与否的主要技术问题。
1.2老受纳场改造扩建的模式
鉴于垃圾受纳场复杂的地形地质条件和改造扩建工程的特殊性,老受纳场的改造扩建常见的有垂向、侧向、综合等等几种扩建形式。垂向扩建即在老受纳场基础上继续向上进行堆高填埋,最终形成“元宝”形状;侧向扩建即在老受纳场侧面进行扩展,此种方法在山谷地势中较为常见;综合扩建则是以上两种方法的结合。
深圳市塘朗山余泥渣土受纳场就是通过扩建来延续其服务年限。该受纳场位于南山区西丽,是深圳市较大型的建筑垃圾受纳场,从20世纪90年代开始服务,通过改造扩建,陆续开展了一期扩容、二期工程、二期工程扩容等工程措施,采用了垂向扩建、侧向扩建和综合扩建等方式,不断将其服务年限延续至21世纪,书写了深圳市环境卫生事业浓厚的一笔。
1.3老受纳场改造扩建的问题和应对方式
老受纳场在改造扩建时,因为新增垃圾要与原有垃圾接触作用,其稳定性需要引起注意。原有垃圾堆体的变形、受纳场边坡、衬垫和覆盖层、新老垃圾接触面、垃圾坝等因素都是引起垃圾失稳的原因。新老垃圾的堆积和作用引起复杂的垃圾沉降过程。垃圾沉降的程度过大或沉降不均匀沉降会带来失稳、防渗衬垫破坏、降压导排失效等问题。
改善改扩建垃圾填埋场的稳定性应从垃圾土强度、填埋坡度、新老接触面滑动、衬垫和覆盖层强度等方面采取措施。因为垃圾堆体沉降后一般呈“正碗截面”,所以新垃圾堆放时可作反形处理,预先堆置成“扣碗截面”。另外,实际工程中,可以土工格栅加固衬垫和覆盖层,并适当预留粘土厚度。
2.受纳场堆山造景研究
为了最大化的利用城市用地和优化城市环境,在垃圾受纳场上进行堆山造景,使其在消纳建筑垃圾的同时实现环境绿化,并为市民提供休闲娱乐的场所。
2.1施工前地质分析
建筑垃圾受纳场填埋作业过程中容易引起地质在垂向的沉降和横向的剪切破坏,其中垂向沉降变形对山体影响不大,可以忽略。由于堆山造景工程量大,施工时要注意堆载速率的控制应保证地基土紧固强度可以抵抗剪应力的影响,以免出现以大范围的地基土滑移,山体周围的地基土褶皱,局部塌陷等问题。
2.2总体方案确定
由于垃圾受纳场填埋服务期较长,所以堆山造景工程与垃圾填埋作业可以同时进行,造景区域的空间布置可以以山为景观中心,以植物为景观主题,辅以休闲游览项目,再布置一些服务设施,形成以“恬静清新”的植物园特色景点。
2.3堆山造景施工方案确定
为保证工程的顺利实施,需对堆填山体进行支护。根据初步勘探得到的岩土工程参数制定支护设计方案。其中,具体根据地理位置、周边环境、施工条件,经济因素等多方面综合考虑选用合适的支护结构;根据山体的垂向高度引起的载荷大小不同,进行分析计算并选定合适的护桩长度;根据技术规程计算支护结构嵌固深度。
堆山填埋具体施工应采取分单元作业,卸土、碾压、夯实作业交叉进行。建筑垃圾要经过破碎处理(保证粒径<铺层厚度)再进行填埋,其中不易破碎的大块应分开布置填埋在山体底层。
终期封场绿化的覆盖土层应由厚度为5:2的上层营养土和下层黄土组成,封场后顶面坡度≥5%,以便雨水的自然排放。
2.4绿化和其他辅助设计
建筑垃圾受纳场堆山造景之后要进行总体绿化设计,根据实际的自然和人文条件,建设丰富品种、多层次、立体化的植物绿化群落,在建筑垃圾的沙漠之上建造一片城市绿洲。
为了突出景观的夜景效果,为游人提供安全美好的夜间休闲环境,景区要设计照明和装饰灯具。
大沙河公园是深圳市内最大的建筑垃圾受纳场堆山造景项目之一。当年,该公园是一片荒芜的沼泽地,杂草丛生,人迹罕见。经过多年的填埋,现已堆起最高处的标高达100米左右的山丘,葱葱郁郁的树木漫山遍野,各种各样的鲜花四季盛开,特别是深圳市花杜鹃,更是烂漫,是全市市民休闲玩乐健身的好去处。
3.山谷型垃圾受纳场工程问题
山谷型垃圾受纳场利用山谷自然地形作为填埋库区进行填埋作业。这种方式因结合了有利地形,可以有效节省工程开支,方便填埋作业,但因特殊的地形和复杂的工程土质,山谷型垃圾受纳场施工中需要注意一些问题,本文主要从其边坡稳定设计和雨污分流系统两方面进行分析。
3.1山谷型垃圾受纳场边坡稳定设计
1)山谷型垃圾受纳场边坡的破坏形态常见的有滑坡、崩塌、泥石流等。自然状态滑坡是持续、少量、不定期的向下滑动,受外界活动干扰的滑坡爆发迅速剧烈、持续时间短;崩塌是岩体等在长期重力积聚下,瞬间突破阻碍向下翻滚;泥石流是由暴雨、洪水的冲击产生的水携带泥石奔流的情况,危害力大,不易治理。
在选址时应对场地进行地质构造分析和地质灾害评估,避开易滑坡土质、易崩塌岩石场地,接着通过深入勘探,准确了解场地的稳定情况,必要时进行局部钻孔勘察和土工试验,确立方案并通过终审。
2)滑坡可以用以下方法有效应对:采用分流和截流清除地表水,钻设地下疏孔清除地下水;采用挡墙和锚抗滑桩进行支挡;事先将有滑坡趋势的陡面挖走。崩塌可以用以下方法有效应对:采用爆破、楔钉清除危岩;用支柱和锚杆支撑加固危岩;在半坡设置障碍和兜网拦截落石。泥石流可以用以下方法有效应对:沿泥石易发沟谷筑坝,坝身设排水孔进行拦挡;在泥石流易发区设矩形或梯形截面排洪道进行排导。
3)通过碎石导气石笼井实现垂向排水,通过渗沥液导排管实现水平排水,以此来减小垃圾堆体的饱和度;采用碾压设备对垃圾进行破碎、挤压、夯实以期提高堆体抗剪强度;填埋作业应按单元进行,并注意对下层平台的放坡。
4)山谷地表水下游一般都有水潭等,必须进行地质勘查,严格分析地质构造。一般需要进行排水、晾晒,抛石等处理。如地质情况太差,又为受纳场的挡土大坝选址,应慎重考虑,该换填的换填,该挤压淤泥的就应抛石,最好能全部清走,以保证安全。
3.2山谷型垃圾受纳场雨污分流系统设计 1)山谷型受纳场的另外一个特点就是汇水面积比较大,除了库区本身之外,还有成倍于其体积的场外汇水。降雨留存在汇水区内就形成了渗沥液。因此,减少场内外汇水面积可以立竿见影的降低渗沥液。本文采用雨污分流系统来疏导和排除雨水,降低渗沥液产生量。
2)受纳场地表水包括场内外雨水、封垫层表面积水,可以通过以下方式收集导排:在场区周围设置环形长效截洪沟排除场外雨水和场内径流,截洪沟截面根据当地降雨量、汇水面积、坡度缓急的变化梯度设置。对于填埋目标容量较大的受纳场在其运行初期需要专门的渠道排除大量的地表径流,这是可挖设临时截洪沟进行疏导;另外还需要通过布置锚固沟在不同的高度收集少量积水。受纳场地表水导排示意图如图1所示。
图1 受纳场地表水导排示意图
3)在封场每层的马道上设置表面排水沟用来减少雨水进入封场,表面排水沟断面根据场内外汇水和降雨量确定,其平面布置见图2。
图2 表面排水沟导排示意图
4)由于山谷型垃圾受纳场的库区位于山体沟谷内,拥有较高的地下水位,因此需要及时有效的将其排除,避免土工膜被挤坏。具体方式为:采用“碎石层+碎石盲沟十HDPE穿孔管”排水系统进行库底地下水导排;采用“碎石盲沟十土工排水网+HDPE穿孔管”排水系统对库区边坡地下水导排。
5)为了及时排出场内产生的渗沥液,减小垃圾填埋场内渗沥液对地下水的污染风险,在填埋场库区内设置渗沥液导排系统,渗沥液导排系统包括水平、垂直导排系统。渗沥液水平导排系统采用“导流层+渗沥液导排主盲沟+HDPE导排穿孔管”进行;渗沥液垂向导排系统采用“导气石笼井”,该井可以导出垃圾气体、收集堆体表面径流雨水等。
6)通过雨污分流系统得到的雨水,可以使其汇入受纳场旁边的蓄水池,作为消防、灌溉、绿化、除尘用水。
深圳市龙华部九窝余泥渣土受纳场是典型的山谷型受纳场,该受纳场位于龙华部九窝,库容达到2500万多立方。受纳场在安全方面重点考虑排水的设计,地下水通过碎石盲沟等排走,填埋体的水通过HDPE导排穿孔管等进行排水,地表水则通过明沟、截洪沟等排水。
结语
建筑垃圾受纳场的施工管理是一项复杂的工程,涉及土木、水利、地质等多项学科,受纳场的设计建设中还有许多问题需要深入研究,才能实现受纳场、景观、生态保护、环境美化等方面的和谐统一。
参考文献
[1]张乾飞,徐永福等.老填埋场改扩建中的关键环境岩土技术问题[J].土木工程学报,2007,4(40)
[2]徐玉龙.山谷型填埋场雨污分流系统设计[J].环境卫生工程,2010,18(6).
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容