CN108941145B - 垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 - Google Patents
垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108941145B CN108941145B CN201810659898.1A CN201810659898A CN108941145B CN 108941145 B CN108941145 B CN 108941145B CN 201810659898 A CN201810659898 A CN 201810659898A CN 108941145 B CN108941145 B CN 108941145B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- landfill
- recycled
- garbage
- covering layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 247
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 63
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 241000255925 Diptera Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 229920006262 high density polyethylene film Polymers 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B1/00—Dumping solid waste
- B09B1/004—Covering of dumping sites
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/30—Landfill technologies aiming to mitigate methane emissions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用,属于垃圾填埋技术领域。该中间覆盖层包括至少三层层叠设置的功能层,所述功能层由外向内依次为:储水层、导排层和低渗透性层,所述储水层主要由颗粒粒径小于5mm的再生细骨料构成,所述导排层主要由颗粒粒径为10mm‑40mm的再生粗骨料构成,所述低渗透性层主要由颗粒粒径小于2mm的再生粉构成;所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉均由建筑垃圾加工得到。该中间覆盖层提高了垃圾体的力学特性,并作为临时覆盖提供一定程度的防渗闭气功能,且由于所用材料均为填埋场所填埋的建筑垃圾,“以垃圾填垃圾”,实现建筑垃圾回收利用,具有取材方便、成本低廉、节能环保、耐久性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾填埋技术领域,特别是涉及一种垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,随着我国国民经济的持续快速发展以及城镇化进程加速,城市固体废弃物急剧增加态势。城市固体废弃物的处理方式主要分为填埋法、焚烧法和堆肥法。其中,填埋法是现阶段我国垃圾处理的主要方式。
对于填埋法而言,垃圾填埋场是一个体积庞大的土工构筑物,其失稳会引起垃圾和渗滤液大量泄漏,严重污染周边环境,造成不可挽回的损失。因此,填埋垃圾体的力学稳定性备受关注。
一般而言,影响填埋垃圾体力学稳定性的主要因素为垃圾土的物理特性和抗剪强度,以陈云敏的试验研究为例(陈云敏,王立忠.城市固体垃圾填埋场边坡稳定分析[J].土木工程学报,2000,33(3):92-97.),某典型垃圾填埋场垃圾土的粘聚力为6-15.5kPa,而内摩擦角仅为17-17.5°,由于垃圾土的抗剪强度较低,这极大地限制了填埋场垃圾体的高度和坡度,进而限制了填埋场库容。另一方面,随着填埋龄期增长,垃圾不断降解,其力学强度指标也会不断降低;同时,雨水也会不断进入垃圾体,增加垃圾体饱和度;而饱和度的增加也会引起垃圾体力学强度指标降低,这都将对填埋场封场后的长期力学稳定性产生威胁。
综上所述,改善垃圾体的物理力学特性成为提高填埋垃圾体稳定性的首要任务。
此外,根据中华人民共和国《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)规定,在进行垃圾填埋作业过程中,由于摊铺、整平和压实以及作业面的迁移等工序需要对裸露的垃圾进行临时覆盖,这个临时覆盖称之为中间覆盖层。中间覆盖层的主要作用在于避免因较长时间垃圾暴露进入大量雨水,产生大量渗沥液,同时抑制臭气释放到大气中,并减少蚊蝇及改善不良视觉环境。
目前国内主要采用土工复合材料(如HDPE膜、LLDPE膜等)和黏土等防渗材料进行中间覆盖。
对于土工复合材料作为中间覆盖层的垃圾填埋场,其主要问题在于施工质量要求高、工程造价昂贵等;此外,随着垃圾的逐步降解,坚硬且尖锐的垃圾成分容易将HDPE膜刺穿导致坡面雨水大量渗入;垃圾降解过程中产生的填埋气体无法被HDPE吸收,只能被隔绝或阻断在膜下而导致产生鼓包,从而影响膜的稳定性等。
相比土工复合材料中间覆盖层,土质中间覆盖层因其取材广泛、成本低廉、稳定性更好等优点而得到广泛应用,并成为《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)推荐使用方法之一。
然而,根据实际生产经验,土质中间覆盖层仍存在以下缺陷:
(1)土质材料抗剪强度低,降低垃圾体的稳定性,进而限制填埋场库容。从力学角度分析,土质中间覆盖层所用的土料的抗剪强度较低,当垃圾体中夹杂若干层土质中间覆盖层后,土质中间覆盖层会成为整个垃圾体的软弱夹层,进而降低了垃圾体力学稳定性,尤其是填埋场垃圾体边坡的稳定性。因此,土质中间覆盖层的存在会极大地限制填埋场垃圾体的坡度以及高度,进而降低了单位面积下垃圾填埋量,从而降低了填埋场库容。
(2)占用填埋场库容。如上所述,填埋场在填埋作业时需要铺设数个中间覆盖层,每层土质覆盖层厚度至少30cm。如此操作,待填埋场封场时候,中间覆盖层的厚度将非常大,土质中间覆盖层将极大地占据填埋场库容,从而减少了填埋场实际垃圾填埋量,降低了填埋场的经济效益和社会效益。
(3)消耗土壤资源。随着经济发展以及城镇化加速,我国土地资源趋于紧缺,土壤资源越来越短缺。根据《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》(GB 50869-2013)要求,土质中间覆盖层采用黏土时,厚度不宜小于30cm。考虑到垃圾填埋场填埋作业时候需要进行分层摊铺、压实,每一阶段作业层施工完成后均需要铺设中间覆盖层,整个填埋场在封场时候需要数个中间覆盖层,这对土壤资源的消耗量将非常庞大,尤其是对于很多地区黏土资源并不富余,这无疑会造成取材困难并加剧土壤资源短缺。
(4)影响施工。根据国内生产经验,采用传统土质中间覆盖层时候,尤其是采用黏土作为中间覆盖层材料,在后续施工过程中,压实设备上会粘结大量土,对压实作业产生影响。此外,因为土质中间覆盖层强度过低,在进行下一阶段的填埋过程中,大中型施工机械在土质中间覆盖层上无法正常通行,造成施工困难。
(5)经济性差。采用土质中间覆盖层,需要从外大量运输和调配土壤资源,增加了材料成本;另一方面,土质中间覆盖层会占据填埋场库容,减少填埋场实际垃圾填埋量;此外,采用土质中间覆盖层会影响施工进度等,以上几方面因素均会降低填埋场的经济效益。
从以上分析可知,传统土质中间覆盖层因其构筑材料力学特性差而制约填埋垃圾体的力学稳定性,进而限制了填埋场的库容,降低填埋场的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的,就是克服现有技术的不足,提供一种垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用,该中间覆盖层提高了填埋场垃圾体的力学特性,并作为临时覆盖提供一定程度的防渗闭气功能,且由于所用材料均为填埋场所填埋的建筑垃圾,“以垃圾填垃圾”,实现建筑垃圾回收利用,具有取材方便、成本低廉、节能环保、耐久性好等特点。
为了达到上述目的,采用如下技术方案:
一种垃圾填埋场中间覆盖层,包括至少三层层叠设置的功能层,所述功能层由外向内依次为:储水层、导排层和低渗透性层,所述储水层主要由颗粒粒径小于5mm的再生细骨料构成,所述导排层主要由颗粒粒径为10mm-40mm的再生粗骨料构成,所述低渗透性层主要由颗粒粒径小于2mm的再生粉构成;所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉均由建筑垃圾加工得到。
上述中间覆盖层设在填埋场垃圾体不同作业层之间,其主要作用为提高垃圾体的力学特性,并作为临时覆盖并提供一定程度的防渗闭气功能,该中间覆盖层自上而下(或由外而内)至少由三层构成,分别为储水层、导排层和低渗透性层;高强度的回收建筑垃圾与填埋垃圾体交错叠加,形成垃圾体-中间覆盖层的复合结构,通过中间覆盖层的加筋作用提高了垃圾体的力学特性,提高填埋场垃圾体的力学稳定性;另一方面,填埋场垃圾体的高度可以更高、坡度可以更大,从而增加了填埋场的库容。
该中间覆盖层防渗闭气功能实现的原理在于:作为临时覆盖,通过储水层再生细骨料的水分存储、导排层再生粗骨料的侧向导排、低渗透性层再生粉储水等的联合作用下,该中间覆盖层有效防止水分进入垃圾体中;且低渗透性层的存在可以有效防止填埋气体透过覆盖层进入大气中。
在其中一个实施例中,所述储水层的饱和渗透系数为1×10-5m/s~1×10-3m/s,所述导排层的饱和渗透系数不低于1×10-1m/s,所述低渗透性层的渗透系数不大于1.0×10- 6m/s。将各功能层的渗透系数控制在上述范围内,可以达到较好的毛细阻滞效果,有效防止填埋气体透过覆盖层进入大气中。
进一步的,所述储水层所用的再生细骨料应具备良好的储水和持水能力,以便在湿润气候下最大限度地吸收和储存水分。所述导排层的再生粗骨料和储水层的再生细骨料形成良好的毛细阻滞作用以便提高储水层的储水能力,这要求二者之间的具备较大的进气值差,如作为导排层材料的再生粗骨料的进气值应小于1kPa。
更进一步的,低渗透性层的再生粉在覆盖层系统运行期间应保持较高饱和度(即较高含水率),避免干缩裂隙的产生,并维持较低渗气系数。因此优选的,在施工阶段,低渗透性层应在最优含水率下进行压实。
在其中一个实施例中,所述储水层的压实相对密度不低于0.9,所述导排层的压实相对密度不低于0.9,所述低渗透性层的压实度不低于90%(优选95%以上);所述储水层的厚度为0.3m-0.6m,所述导排层的厚度为0.2m-0.4m,所述低渗透性层的厚度为0.3m-0.6m。将各功能层按照上述设计设置,能够达到较好的支撑和防渗闭气功能。
在其中一个实施例中,所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉的最小承载比均大于3%。为解决传统土质中间覆盖层因为强度过低,在进行下一阶段的填埋过程中,大中型施工机械在土质中间覆盖层上无法正常通行,造成进一步的施工困难的问题,按照上述设置,可保证提供足够强度,方便后续填埋过程中大中型机械的通行。
在其中一个实施例中,所述再生粉中粒径小于0.005mm的颗粒(即黏粒)不少于10%。黏粒的存在能够提升该中间覆盖层防渗闭气的效果。
在其中一个实施例中,所述功能层之间均设有透水透气的隔绝材料层。所述隔绝材料层优选土工布。因各功能层中再生粉、再生细骨料、再生粗骨料的颗粒粒径相差较大,为避免颗粒较小的材料掉入颗粒较大的材料中,预先铺设土工布可以防止相互混掺情况产生。
在其中一个实施例中,所述功能层还包括排气层,所述排气层设于所述低渗透性层内,所述排气层主要由颗粒粒径为10mm-40mm的再生粗骨料构成,所述排气层的厚度为0.2m-0.4m,压实相对密度不低于0.7。排气层设置于低渗透性层和垃圾体之间,便于填埋场气体的收集。
本发明还公开了上述的垃圾填埋场中间覆盖层的制备方法,包括以下步骤:
备料:将建筑垃圾粉碎至预定粒径,得到所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉;
铺设:按照预定要求分别以再生细骨料、再生粗骨料或再生粉分别铺设各功能层。
上述制备方法,直接采用建筑垃圾进行粉碎后得到各功能层原料,具有取材方便、成本低廉的特点,达到“以垃圾填埋垃圾”的绿色环保效果。
进一步的,上述再生细骨料、再生粗骨料和再生粉的生产加工可参考建筑工程再生骨料生产规范(如GB/T25177-2010混凝土用再生粗骨料以及DB894.1-再生砂粉应用技术规程(上海)等),以便大规模工业生产,降低工艺难度以及生产成本。
在其中一个实施例中,所述铺设步骤中,在各功能层之间铺设透水透气的隔绝材料层,并按预定要求控制各功能层的压实度和含水率。控制好压实度并配合最优含水率,以便提高储水层的储水能力,并维持较低渗气系数。
本发明还公开了上述的垃圾填埋场中间覆盖层在构筑垃圾填埋场中的应用。
本发明的中间覆盖层防渗闭气的工作原理为:
降雨时,雨水一方面顺坡流下,另一方面下渗进入中间覆盖层并储存在储水层中;当水分继续下渗至储水层的再生细骨料和导排层的再生粗骨料交界面时候,粗细粒径不同层交界面的毛细阻滞作用会阻滞水分下渗进入导排层中,此时水分会沿着交界面向填埋场垃圾体的坡脚运动,从而提高储水层中储水量。当储水层中水分超过其储存能力后,水分将突破毛细阻滞作用进入导排层;此时,因为导排层饱和渗透系数远大于低渗透性层的再生粉,大多数水分会沿着导排层向坡底运动,而较少进入低渗透性层再生粉中;此外,低渗透性层再生粉和排气层的再生粗骨料交界面也会形成毛细阻滞作用,在毛细阻滞作用下,进入低渗透层的水分会沿着交界面向填埋场垃圾体的坡脚移动。通过以上过程,本发明提供的由建筑垃圾构筑而成的新型垃圾填埋场中间覆盖层可以有效实现防渗功能。在无雨天气下,通过地表蒸发,可以将储水层中的水分释放到大气中。如此,通过雨天储水/导排、晴天释放,该覆盖层在天气干湿变化中实现水量平衡。
该覆盖层的闭气原理在于:在由储水层的再生细骨料和导排层的再生粗骨料构成的毛细阻滞保护层作用下,低渗透性层再生粉可以维持较高饱和度。根据非饱和土力学基本原理,较高饱和度下土的透气系数非常低,从而有效降低填埋场气体逸出。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)提高填埋场垃圾体稳定性。从力学角度分析,相比传统土质覆盖层作用土壤以及垃圾体,建筑垃圾再生粗、细骨料和再生粉的抗剪强度更高,具有更高的内摩擦角(或者自然休止角)。当由建筑垃圾制作而成的中间覆盖层铺设于填埋场垃圾体内部时候,起相当于对填埋场垃圾体内部“加筋”的作用,可以大幅度提高垃圾体强度,从而提高了填埋场覆盖层的稳定性。
(2)大量消耗填埋场的建筑垃圾,释放建筑垃圾所占库容。传统垃圾填埋场中,建筑垃圾占据大量库容。本发明所涉及中间覆盖层,所使用的的原料为将填埋场建筑垃圾处理成再生骨料,并将建筑垃圾制成的回收骨料用在覆盖层中,多余的再生骨料也可外销用于其他土建工程中,这样可以有效地消耗并利用建筑垃圾,从而释放填埋场中建筑垃圾所占库容,提高填埋场的经济效益和社会效益。
(3)增加填埋场库容。如上所述,通过该中间覆盖层的加筋作用提高了垃圾体的力学特性,提高填埋场垃圾体的力学稳定性,填埋场垃圾体的高度可以更高、坡度可以更大,从而增加了填埋场的库容;另一方面,通过消耗填埋场的建筑垃圾也可释放建筑垃圾所占库容,从而以另一角度增加了填埋场库容。
(4)解决传统土质中间覆盖层无法通行中重型机械车辆的问题,施工简单高效。因为土质中间覆盖层强度过低,在进行下一阶段的填埋过程中,中重型施工机械在土质中间覆盖层上无法正常通行,造成进一步的施工困难。而由建筑垃圾加工得到的再生骨料和再生粉构筑的新型中间覆盖层强度高,可以自由通行大型机械,方便施工。
(5)无论是湿润气候还是干旱气候下,均能有效防止雨水渗入填埋场垃圾体内,并阻止垃圾体所产生气体进入大气,从而实现“防渗闭气”功能。
(6)提高垃圾体通透性,加速垃圾体降解。本发明提供的中间覆盖层中有排气层,排气层由高透气性的再生粗骨料组成,可以改善垃圾体通透性,加速垃圾体降解。
(7)“以垃圾填垃圾”,实现建筑垃圾回收利用,节能减排,绿色环保。本发明创造性地提出使用建筑垃圾填埋垃圾,将建筑垃圾回收制成再生骨料和再生粉,并将其用于填埋场和其他土建工程,实现了建筑垃圾回收利用,节能减排,绿色环保。
(8)取材方便,造价低廉。本发明所涉及的中间覆盖层取材主要为填埋场中的建筑垃圾,这避免了传统土质覆盖层需要大量从外运输土壤资源以及高昂的材料成本和运输成本。
(9)耐久性好,后期维护简单、成本低。本发明所涉及的中间覆盖层用材为再生建筑骨料和再生粉,材料稳定性和耐久性较好,中间覆盖层结构稳定,维护简单,维护成本低。
附图说明
图1是实施例2所述中间覆盖层及部分填埋场垃圾体结构示意图;
图2是实施例2中各功能层所选用的构筑材料的典型颗粒级配曲线。
图示:100.储水层;200.导排层;300.低渗透性层;400.排气层;500.垃圾体;510.填埋气;600.雨水;610.表面径流;620.下渗;630.储水层侧向导排;640.导排层侧向导排;650.低渗透性层侧向导排。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明,在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种垃圾填埋场中间覆盖层,包括三层层叠设置的功能层,所述功能层由外向内(或称从上到下)依次为:储水层、导排层和低渗透性层,所述储水层主要由颗粒粒径小于5mm的再生细骨料构成,所述导排层主要由颗粒粒径为10mm-40mm的再生粗骨料构成,所述低渗透性层主要由颗粒粒径小于2mm的再生粉构成;所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉均由建筑垃圾加工得到。
实施例2
一种垃圾填埋场中间覆盖层,由建筑垃圾构筑而成。如图1所示,该中间覆盖层包括四层层叠设置的功能层,所述功能层由外向内(或称从上到下)依次为:储水层100、导排层200、低渗透性层300和排气层400。
上述各功能层的特点和要求如下:
储水层100由粉碎建筑垃圾制成的再生细骨料构筑而成,厚度为0.6m,再生细骨料的颗粒最大粒径不超过5mm,饱和渗透系数控制为1×10-5m/s,相对压实密度为0.9。
导排层200由粉碎建筑垃圾制成的再生粗骨料构筑而成,厚度为0.4m,再生粗骨料的颗粒粒径为10mm-40mm,饱和渗透系数不低于1×10-1m/s,压实相对密度为0.9。
低渗透性层300由再生粉构筑而成,厚度为0.6m,渗透系数不超过1×10-6m/s,压实度为95%。
排气层400由一层粉碎建筑垃圾制成的再生粗骨料构筑而成,其颗粒粒径为20-40mm,厚度为0.3m。
根据土力学基本理论,土的饱和渗透系数是由颗粒级配决定的。而在覆盖层构筑材料中,材料的饱和渗透系数是主要控制因素。因此,为控制覆盖层构筑材料的饱和渗透系数,需要调节其颗粒级配曲线,尤其是调节材料中细粒的含量。以再生细骨料为例,通过增加细粒含量比例可以有效降低其饱和渗透系数。具体的,图2为本实施例中各功能层所选用的构筑材料的一种典型颗粒级配曲线。
但是可以理解的,上述颗粒级配曲线所示颗粒级配并非是唯一的,具体应用场景中可根据不同填埋场的特点和要求进行调整。
需要说明的是,为解决传统土质中间覆盖层因为强度过低,在进行下一阶段的填埋过程中,大中型施工机械在土质中间覆盖层上无法正常通行,造成进一步的施工困难的问题,本实施例的再生骨料和再生粉在施工过程中要求最小承载比(CBR)>3%,以保证提供足够强度,方便后续填埋过程中大中型机械的通行。
此外,为防止上下层的材料颗粒混合(尤其是细颗粒进入粗颗粒空隙中),储水层、导排层、低渗透性层和排气层之间均铺设一层透水透气的土工布。可以理解的,选用土工布具有材料易得、成本低的优点,也可以根据不同需求选用不同的透水透气的其它隔绝材料层,仅需满足透水透气且避免上下层的材料颗粒混合即可。
需要说明的是,本发明所涉及的覆盖层各层用料的参数选择以及施工时的压实标准,需要充分考虑填埋场地形地貌与垃圾存储等基本条件以及所在区域的气候条件,尤其是降雨情况,并严格按照相关国家规范进行确定。
上述垃圾填埋场中间覆盖层通过以下方法制备得到:
一、备料。
设立建筑垃圾粉碎站并制备再生粗骨料、再生细骨料及再生粉:在垃圾填埋场中设立一个建筑垃圾粉碎站,将建筑垃圾直接运至建筑垃圾粉碎站,而后通过粉碎、筛分、剔除杂质、粉磨、烘干和复合选料等工序将建筑垃圾制备成再生粗骨料、再生细骨料及再生粉。
可以理解的,所得到的再生粗骨料、再生细骨料及再生粉一方面可用于构筑填埋场中间覆盖层,另一方面还可用于其他土木工程建设,如填埋场封场最终覆盖层;同样,构筑该中间覆盖层的各原料也可从其它填埋场或其它建有建筑垃圾粉碎站的场所获得。
二、铺设。
1、填埋场垃圾体500预备作业:在一层垃圾摊铺压实完毕后,对垃圾体进行表面平整。
2、铺设排气层400:铺设一层再生粗骨料作为排气层,以便填埋场气体的收集,排气层按照相关规范和上述设计施工。
3、铺设低渗透性层300:在垃圾体上部的排气层上预先铺设一层透水透气的土工布,而后铺设低渗透性层再生粉,该层再生粉需要预先配置成最优含水率(在本实施例中为25%),而后按照预定压实度分层压实。
4、铺设导排层200:在低渗透性层上首先铺设一层透水透气的土工布,而后将再生粗骨料铺设在土工布上并进行分层压实,从而制备成导排层。
5、铺设储水层100:在导排层上铺设一层透水透气的土工布,将再生细骨料预先按照最优含水率(在本实施例中为12%)配置,而后铺设在土工布上并进行分层压实,压实时需要控制压实度,从而制备成储水层;
通过以上步骤,即可制备得到本实施例的由建筑垃圾构筑而成的新型绿色环保型的垃圾填埋场中间覆盖层。
本实施例的中间覆盖层均由回收建筑垃圾骨料/粉料构筑而成,相对于垃圾体成分,回收建筑垃圾骨料/粉料的力学特性更好,内摩擦角更大,抗剪强度更大;在填埋作业完成后与填埋垃圾交错叠加,形成垃圾体-中间覆盖层复合结构,通过该中间覆盖层的加筋作用提高了垃圾体的力学特性,提高填埋场垃圾体的力学稳定性。
如附图1所示,本实施例中间覆盖层的防渗闭气原理在于:
降雨时,雨水600一方面顺填埋场坡度流下形成表面径流610,另一方面下渗620进入中间覆盖层并储存在储水层100中;当水分继续下渗至储水层100的再生细骨料和导排层的200再生粗骨料交界面的时候,由于粗细层交界面的毛细阻滞作用会阻滞水分下渗进入导排层200中,此时水分会沿着交界面向填埋场坡脚运动,形成储水层侧向导排630,从而提高储水层100中储水量;当储水层100中水分超过其储存能力后,水分将突破毛细阻滞作用进入导排层200;此时,因为导排层饱和渗透系数远大于低渗透性层的再生粉,大多数水分会沿着导排层向坡底运动,形成导排层侧向导排640,而较少进入低渗透性层300再生粉中;此外,低渗透性层再生粉和排气层的回收粗骨料交界面也会形成毛细阻滞作用,在毛细阻滞作用下,进入低渗透层的水分会沿着交界面向坡脚移动,形成低渗透性层侧向导排650。通过以上过程,上述由建筑垃圾构筑而成的新型垃圾填埋场中间覆盖层可以有效实现防渗功能。
同样,根据图1可以看出,本实施例的覆盖层的闭气原理为:在由储水层的再生细骨料和导排层的再生粗骨料的保护下,低渗透性层再生粉可以维持较高饱和度。根据非饱和土力学基本原理,较高饱和度下粘土的透气系数非常低,从而有效降低填埋场气体逸出。
综上所述,与常规的土质中间覆盖层相比,本发明所提供的由建筑垃圾构筑而成的新型的垃圾填埋场覆盖层具有提高了填埋场垃圾体稳定性、增加了填埋场库容、实现了“防渗闭气”功能的特点。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种垃圾填埋场中间覆盖层,其特征在于:包括至少三层层叠设置的功能层,所述功能层由外向内依次为:储水层、导排层和低渗透性层,所述储水层主要由颗粒粒径小于5mm的再生细骨料构成,所述导排层主要由颗粒粒径为10mm-40mm的再生粗骨料构成,所述低渗透性层主要由颗粒粒径小于2mm的再生粉构成;所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉均由建筑垃圾加工得到;
所述储水层的饱和渗透系数为1×10-5m/s~1×10-3m/s,所述导排层的饱和渗透系数不低于1×10-1m/s,所述低渗透性层的渗透系数不大于1.0×10-6m/s;
所述储水层的压实相对密度不低于0.9,所述导排层的压实相对密度不低于0.9,所述低渗透性层的压实度不低于90%;所述储水层的厚度为0.3m-0.6m,所述导排层的厚度为0.2m-0.4m,所述低渗透性层的厚度为0.3m-0.6m;
所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉的最小承载比均大于3%;
所述功能层还包括排气层,所述排气层设于所述低渗透性层内,所述排气层主要由颗粒粒径为10mm-40mm的再生粗骨料构成,所述排气层的厚度为0.2m-0.4m,压实相对密度不低于0.7;
在填埋作业完成后,所述中间覆盖层位于垃圾体内部,与填埋垃圾交错叠加,形成垃圾体-中间覆盖层的复合结构,用于提高垃圾体的力学特性,提高填埋场垃圾体的力学稳定性。
2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场中间覆盖层,其特征在于:所述再生粉中粒径小于0.005mm的颗粒不少于10%。
3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场中间覆盖层,其特征在于:所述功能层之间均设有透水透气的隔绝材料层。
4.权利要求1-3任一项所述的垃圾填埋场中间覆盖层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
备料:将建筑垃圾粉碎至预定粒径,得到所述再生细骨料、所述再生粗骨料和所述再生粉;
铺设:按照预定要求分别以再生细骨料、再生粗骨料或再生粉分别铺设各功能层。
5.根据权利要求4所述的垃圾填埋场中间覆盖层的制备方法,其特征在于,所述铺设步骤中,在各功能层之间铺设透水透气的隔绝材料层,并按预定要求控制各功能层的压实度和含水率。
6.权利要求1-3任一项所述的垃圾填埋场中间覆盖层在构筑垃圾填埋场中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810659898.1A CN108941145B (zh) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | 垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810659898.1A CN108941145B (zh) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | 垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108941145A CN108941145A (zh) | 2018-12-07 |
CN108941145B true CN108941145B (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=64486326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810659898.1A Expired - Fee Related CN108941145B (zh) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | 垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108941145B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109930611B (zh) * | 2019-02-01 | 2021-12-10 | 广州市香港科大霍英东研究院 | 一种用于边坡防护的毛细阻滞覆盖层及其制备方法和应用 |
CN110000184B (zh) * | 2019-04-15 | 2020-07-07 | 浙江理工大学 | 一种用于生活垃圾填埋场中间覆盖层的材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004022525B4 (de) * | 2004-05-05 | 2007-11-15 | Cdm Consult Gmbh | Anordnung zum Abbau von Inhaltsstoffen eines Deponiekörpers |
CN103572785B (zh) * | 2012-08-06 | 2016-03-02 | 香港科技大学 | 全天候防渗闭气的垃圾填埋土质覆盖系统、制法和用途 |
CN205530203U (zh) * | 2015-12-16 | 2016-08-31 | 北京高能时代环境技术股份有限公司 | 废物利用的生活垃圾填埋场封场结构 |
CN106180114A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-12-07 | 中国环境科学研究院 | 一种准好氧填埋终场覆盖层 |
CN207003376U (zh) * | 2017-07-07 | 2018-02-13 | 北京通汇盛通环保科技发展有限公司 | 具有建筑垃圾再生料的护坡结构及河道护坡 |
CN107570522A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-12 | 中国地质大学(武汉) | 一种多功能覆盖层结构及其在垃圾填埋场的应用 |
-
2018
- 2018-06-25 CN CN201810659898.1A patent/CN108941145B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108941145A (zh) | 2018-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10017911B2 (en) | Municipal solid waste landfill barrier system capable of prolonging breakthrough time of leachate and manufacturing method thereof | |
CN108914979B (zh) | 垃圾填埋场封顶层及其制备方法和应用 | |
CN202031001U (zh) | 一种复合透水道路构造 | |
CN103572785B (zh) | 全天候防渗闭气的垃圾填埋土质覆盖系统、制法和用途 | |
CN108941145B (zh) | 垃圾填埋场中间覆盖层及其制备方法和应用 | |
CN105983562A (zh) | 垃圾填埋场高维填埋方法 | |
CN108532401A (zh) | 一种珊瑚砂混凝土路面结构及其施工方法 | |
CN208830325U (zh) | 一种垃圾填埋场地区堆山结构 | |
CN209227320U (zh) | 一种设置密实水泥混凝土层的透水铺砖路面结构 | |
CN202755438U (zh) | 垃圾填埋场中集锚固和排水截洪功能的一体化构造 | |
CN206090204U (zh) | 一种高透水生态路面结构 | |
CN205259025U (zh) | 具有透水挡墙的道路结构 | |
CN114059599A (zh) | 垃圾填埋场的臭气吸附材料、吸附系统及制备方法 | |
CN211571250U (zh) | 一种透水型人行道路路面结构 | |
CN109930611B (zh) | 一种用于边坡防护的毛细阻滞覆盖层及其制备方法和应用 | |
CN114775531B (zh) | 抽水蓄能电站上水库生态防渗岸坡结构及其施工方法 | |
CN207469319U (zh) | 一种垃圾填埋场防止臭气逸散的道路结构 | |
CN207499542U (zh) | 生态停车场 | |
CN206971027U (zh) | 一种排水双滤式路面 | |
CN111744945A (zh) | 一种垃圾填埋场土壤修复方法 | |
CN216766010U (zh) | 一种臭气吸附型垃圾填埋场覆盖系统 | |
CN115012455B (zh) | 促进截流排水与填埋气均匀分布的毛细阻滞型覆盖层 | |
CN218813903U (zh) | 一种填埋场腾发封场结构 | |
CN216766008U (zh) | 一种建筑垃圾构建的垃圾填埋场中间臭气吸附系统 | |
CN113152186B (zh) | 一种具有防渗排水功能的复合路堤 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211217 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |