CN102359100B - 具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺，首先针对不同的地质采用不同的地基加固方法，再根据不同的地基加固方法来确定沼气排放施工方案，主要有两种路基地段，柱锤冲扩桩处理地段和预应力管桩处理地段，其特征在于：（一）对柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场的沼气，（二）对预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场的沼气。本发明的有益效果在于：效果显著，降低工程造价，沼气排放效率高，使用寿命长，减少安全隐患，环境污染得到有效控制。

Description

具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺

技术领域

本发明涉及一种沼气处理工艺，特别是涉及一种对具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺。

背景技术

垃圾填埋场地里堆放有大量的建筑和生活垃圾，而这些垃圾中含有的废弃植物残根或腐败生物，经长期堆放后，内部会因与空气隔绝而成为缺氧状态，此时内部物质会被微生物分解而形成沼气。这些沼气如不处理，会带来巨大的危害：

1）这些沼气不仅气味难闻，而且在封闭空间（如建筑物、桥涵、填埋场附近管道等）、凹洼处，可使进入这些场所的人发生窒息、发生爆炸或火灾；

2）沼气通过填埋场地面逸出时，可使垃圾着火；

3）沼气可使附近的农植被受到损害；

4）沼气扩散会损害人们的身体健康；

5）沼气会污染环境造成温室效应。

在这种地质情况复杂的大型垃圾填埋场上(地质主要由砂、塑料碎片、混凝土块、碎砖瓦等建筑垃圾及生活垃圾和海滩淤泥组成，且地下水位较高)进行工程施工难度很大，由于垃圾投入堆放时间过长，向空气中排放了大量的沼气等有害气体，环境污染极大，加之垃圾腐化产生的热能及酸碱性物质会给排气管材料选择上提出了更高的要求。怎样结合实际情况，解决垃圾填埋场沼气的处理工艺这一难点问题，是本领域技术工程人员亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种针对具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺。

本发明的目的通过下述技术方案来实现： 

一种具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺，首先针对不同的地质采用不同的地基加固方法，再根据不同的地基加固方法来确定沼气排放施工方案，主要有两种路基地段，柱锤冲扩桩处理地段和预应力管桩处理地段，其特征在于：

（一）对柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平；

2）桩位放样、验收；

3）采用柱锤桩机夯击成桩孔至设计标高；

4）将填料分层填入桩孔，用柱锤夯实形成桩体，该桩体为排气碎石桩；

5）按设计标高清理平整桩头，并铺设0.2m宽排水网；

6）桩顶按设计要求填筑0.6m厚碎石夹两层土工格栅垫层，并分层碾压；

（二）对预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平，筏板碎石垫层施工；

2）采用柱锤桩机夯击成孔至设计标高，形成沼气排气井；

3）沼气排气井内填入碎石，并在碎石中埋设竖向排气管，该排气管上设有若干排气孔；

4）安设横向排气管，与竖向排气管连接后覆盖碎石；

5）处理横向排气管出口。

进一步，所述沼气排气井设置在管桩之间，纵横向间距20m，相邻两排交错布置。

进一步，所述沼气排气井直径为400-500mm。

进一步，所述横向排气管和竖向排气管均采用聚氯乙烯管。

进一步，所述横向排气管出口安装混凝土罩和混凝土盖板，混凝土罩上设有排气口。

本发明的有益效果在于：

1）对柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场的沼气，主要通过对原状土的动力挤密、强力夯实、动力固结、充填置换，包括桩身及挤入桩间土的骨料、使桩与土“咬合”产生共同作用，从而加固地基。填埋场下的气体能通过桩身、排水网和垫层来释放出来，效果显著，降低工程造价，因此值得推广。

2）对预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场的沼气，沼气排放效率高，使用寿命长，施工成本低，减少安全隐患，环境污染得到有效控制。

附图说明

图1是本发明柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场沼气的横断面示意图；

图2是本发明柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场沼气的平面布置图；

图3是图1、图2中排气碎石桩的结构示意图；

图4是本发明预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场沼气的横断面示意图；

图5是本发明预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场沼气的平面布置图；

图6是图4中横向排气管出口A的局部放大图；

图7是图6的1-1剖视图；

图8是图6的2-2剖视图；

图9是图4、图5中沼气排气井的结构示意图。

具体实施方式

在具有复杂地质的大型垃圾填埋场地修建大型火车站，其沼气处理工艺如下，首先针对不同的地质采用不同的地基加固方法，再根据不同的地基加固方法来确定沼气排放施工方案，主要有两种路基地段，柱锤冲扩桩处理地段和预应力管桩处理地段，其特征在于：

（一）如图1-图3所示，对柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平；

2）桩位放样、验收；

3）采用柱锤桩机夯击成桩孔至设计标高；

4）将填料分层填入桩孔，用柱锤夯实形成桩体，该桩体为排气碎石桩3；

5）按设计标高清理平整桩头，并铺设0.2m宽排水网2；

6）桩顶按设计要求填筑0.6m厚碎石夹两层土工格栅垫层1，并分层碾压；

对于设计采用柱锤冲扩桩处理路基地段，按纵横向各间距10根冲扩桩4，必须设置一根排气碎石桩3，其桩身采用碎石夯填，桩顶与碎石层11相连，碎石层11中夹两层土工格栅12，并在桩顶纵横向铺设一层0.2m宽的排水网2，以便能通过桩身、排水网2和垫层1来排放生活垃圾产生的沼气。

（二）如图4-图9所示，对预应力管桩处理地段采用沼气排气井6处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平，筏板碎石垫层施工；

2）采用柱锤桩机夯击成孔至设计标高，形成沼气排气井6；

3）沼气排气井6内填入碎石62，并在碎石62中埋设竖向排气管61，该竖向排气管61上设有若干排气孔；

4）安设横向排气管7，与竖向排气管61连接后覆盖碎石62；

5）处理横向排气管7出口。

所述沼气排气井6设置在预应力管桩5之间，纵向间距25m，相邻两排交错布置。

所述横向排气管7和竖向排气管61均采用聚氯乙烯管。

如图6-图8所示，所述横向排气管7出口安装混凝土罩8和混凝土盖板9，混凝土罩8上设有排气口10。

在站台范围内顺线路方向设置沼气排气井6，用以排除生活垃圾填埋区的填埋气体，沼气排气井6设置在预应力管桩5之间，纵横向间距20m，相邻两排交错布置。沼气排气井6的底部要深入垃圾底面。

站场正线通过区域、道岔区域及乙炔土回填范围内采用预应力管桩5进行路基地基处理。考虑路基宽度采用集中式集气方式，使沼气从沼气排气井6的竖向排气管61的排气孔中流入，排入到沼气排气井6中，上面有预埋的横向聚氯乙烯管进行横向排放。填埋场的沼气排气井6直径为400-500mm,每个沼气排气井6在施工时都在沼气排气井6周围填设卵砾石，以增加沼气排放效率，沼气排气井6施工完毕后，一般贯穿于碎石垫层中间，并进行砂石覆盖，以防止沼气泄露。沼气排气井6按纵横向间隔20m（可视路基宽度和管桩平面布置情况适当调整沼气排气井6的位置）交错布置，通过横向排气管7将填埋气体从线路两侧路堤坡脚或路堑侧沟平台处排出。

横向、竖向排气管材料的选择：

（1）耐酸、耐碱、耐腐蚀的特性。发酵的垃圾和垃圾渗沥液成分十分复杂，有较强的腐蚀性，多是由强酸或强碱组成，收集系统的管道必须有较强的耐酸碱腐蚀特性，否则管道被其腐蚀后，影响收集效果；

（2）使用寿命长、抗老化。当路基施工完以后，就在不能打开了，要求管道必须有很强的抗老化性能，有很长的使用寿命。保证管路系统长时间正常使用。如果老化速度快，对管道的维修、更换难度极大，增加工程投资；

（3）有很强的抗外荷载能力，一个垃圾场的垃圾埋填都是以万吨计量，如此多的外部荷载，决定了管道要有较高的抗荷载能力及刚度，保证管道不被压破、变形；

（4）要有良好的柔韧性，抗沉降性能；

（5）管道内壁光滑，不结垢，渗沥液的成分复杂，并伴有许多悬浮颗粒，管路的内壁必须光滑，不结垢，以免污物沉积在管壁上，堵塞管壁；

（6）要求有良好的耐久性，垃圾场的内部时刻发生生化反应，或放出大量的热量，温度可以达到40—50℃，要求管路能够长时间内在这个温度下工作而不缩短寿命；

（7）要求管道有很强的耐磨性，渗沥液中有许多杂质，管道要有很强的抗摩擦性能。

根据填埋场垃圾对管道的上述要求，结合实际情况并参考设计要求选择PVC（聚氯乙烯）管材，作为收集排气所有的管材。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种具有复杂地质的大型垃圾填埋场地的沼气处理工艺，首先针对不同的地质采用不同的地基加固方法，再根据不同的地基加固方法来确定沼气排放施工方案，主要有两种路基地段，柱锤冲扩桩处理地段和预应力管桩处理地段，其特征在于：

（一）对柱锤冲扩桩处理地段采用柱锤冲扩桩处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平；

2）桩位放样、验收；

3）采用柱锤桩机夯击成桩孔至设计标高；

4）将填料分层填入桩孔，用柱锤夯实形成桩体，该桩体为排气碎石桩；

5）按设计标高清理平整桩头，并铺设0.2m宽排水网；

6）桩顶按设计要求填筑0.6m厚碎石夹两层土工格栅垫层，并分层碾压；

（二）对预应力管桩处理地段采用沼气排气井处理填埋场的沼气，包括如下步骤：

1）场地整平，筏板碎石垫层施工；

2）采用柱锤桩机夯击成孔至设计标高，形成沼气排气井；

3）沼气排气井内填入碎石，并在碎石中埋设竖向排气管，该排气管上设有若干排气孔；

4）安设横向排气管，与竖向排气管连接后覆盖碎石；

5）处理横向排气管出口。

2.根据权利要求1所述的沼气处理工艺，其特征在于：所述沼气排气井设置在管桩之间，纵横向间距20m，相邻两排交错布置。

3.根据权利要求1所述的沼气处理工艺，其特征在于：所述沼气排气井直径为400-500mm。

4.根据权利要求1所述的沼气处理工艺，其特征在于：所述横向排气管和竖向排气管均采用聚氯乙烯管。

5.根据权利要求1所述的沼气处理工艺，其特征在于：所述横向排气管出口安装混凝土罩和混凝土盖板，混凝土罩上设有排气口。

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