CN112779934B - 一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统及其封场方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及填埋设施技术领域，具体涉及一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统及其封场方法，包括自下而上设置的膨润土防水毯、第一土工布、耐根穿刺土工膜、第二土工布、种植粘土层和耐损生态防护垫，还包括位于底层的土工格栅，所述土工格栅的上层倒立铺设高抗拉滤排板，所述第二土工布的上层铺设高抗拉滤排板；所述高抗拉滤排板包括板体，所述板体上排布有凸起，所述凸起之间存在通道；本发明通过设置MDS高抗拉滤排板代替传统的三维复合排水板，导排水气更为畅通，同时提高抗压强度，实现了多层防渗效果；不仅使用了环保材料，还在顶层设置种植粘土层种植植被，节能环保。

Description

一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统及其封场方法
技术领域
本发明涉及填埋设施技术领域，具体涉及一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统及其封场方法。
背景技术
近年来，由于人类社会的不断进步，科学技术突飞猛进，工业和农业得到了快速发展，但随之而来的是生态环境问题：工业废液，生活垃圾等废料的处理成为了摆在人们面前的又一个难题。填埋法是一种实施简易，成本低廉的废料处理方法，而且可以处理多种类型的废料，因此目前社会上出现了很多填埋场。
封场系统是填埋场的重要组成部分，它必须兼顾排水、排气和防渗功能于一体；但是目前社会上出现的填埋场的封场系统，通常采用的是三维复合排水网进行排水和导气，排水网属于单向排水，后期很容易因为垃圾堆体的沉降，导致倒坡现象，使上层的水无法快速排出，而且排水网属于小孔径的排水材料，且直接覆盖于原生垃圾堆体上，极容易因为填埋气中的杂质吸附在空隙里面，导致排气通道堵塞，影响排气效果。
除此之外，目前的填埋场封场系统多数为针对垃圾填埋场设计，而工业固废(危废)的处理也经常采用填埋的方式，本发明 设计的封场系统不仅限于垃圾填埋场，也可适用于工业危废填埋场。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统，包括自下而上设置的膨润土防水毯、第一土工布、耐根穿刺土工膜、第二土工布、种植粘土层和耐损生态防护垫，还包括位于底层的土工格栅，所述土工格栅的上层倒立铺设高抗拉滤排板，所述第二土工布的上层铺设高抗拉滤排板。
优选的，所述高抗拉滤排板包括板体，所述板体是由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯共挤复合制得的，具有很高的承载力和抗压强度，所述板体上排布有凸起，所述板体与凸起是一体成形的，所述凸起上设有聚酯长丝土工布，该土工布的滤水效果极佳，且耐老化、耐腐蚀、蠕变性低，同时具有很高的承载力，所述凸起之间设有用于导排废气的通道，由于板体上凸起的设计，使得废气更容易在高抗拉滤排板内流通排出。
优选的，所述板体预留有方便进行焊接施工工作的焊接边。
优选的，所述凸起为圆台形罩体。
优选的，所述凸起的排布方式为矩形或正六边形或环形。
优选的，所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统还包括排气管，所述排气管设置于填埋区，由下至上贯穿填埋区和封场系统且高于封场系统表面，所述排气管上设有气孔，所述气孔与凸起之间的通道连通。
本发明还提出了一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，包括如下步骤：
S1:采用了粉碎、杂填的工艺，对填埋好的垃圾进行回填压实工作。
S2:对铺设区域进行丈量，根据丈量的尺寸将仓库内尺寸相匹配的防渗膜运至一期锚固沟平台；
S3：根据填埋场所需的尺寸，将运输到一期锚固沟平台的防渗膜进行裁剪并逐片编号并做记录；
S4：进行铺设工作，采取从下往上推铺的方式，从最下层的土工格栅开始，依次铺设土工格栅、倒立设置的高抗拉滤排板、膨润土防水毯、第一土工布、耐根穿刺土工膜、第二土工布、高抗拉滤排板、种植粘土层和耐损生态防护垫；铺设防渗材料前进行全面检查；每一层铺设完成都进行一次平整压实并进行压实度测试，测试不合格严禁铺设下一层；
S5：现场试焊，并用拉力机现场进行剥离和剪切试验；
S6：正式焊接；
S7：对铺设完成的封场系统，施工单位进行自检分析，检测填埋场的抗压强度是否达到指标；对自检不达的系统进行修补工作；
S8：自检达标，进行验收工作。
优选的，铺设防渗材料前进行全面检查，确保防渗材料层垂直深度25mm 内不得存在有可能损伤防渗材料的杂物。
优选的，铺设防渗材料层时用砂袋将防渗膜压住，以防风吹扯动
优选的，所述试焊试样的尺寸为0.9mm×0.3mm，搭接宽度不小于10cm。
本发明提出的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统中，填埋区的上一层为双向塑料土工格栅，它主要起到增强结构稳定的作用，同时克服不均匀沉降；土工格栅的上部膨润土防水毯，膨润土防水毯的底层采用双锁边结构，可以彻底解决传统防水毯的接缝渗漏问题，使防水毯的密封性能以及防渗效果更好；所述土工格栅和膨润土防水毯之间倒立设置第一层MDS高抗拉滤排板，高抗拉滤排板上有凸起结构，且根据填埋场所需可以选择不同的凸起排布方式，第一层MDS高抗拉滤排板倒立设置的原因是滤排板上凸起之间的通道可以与排气管上的气孔连通，起到导排的作用；第一层MDS高抗拉滤排板的上部为两层聚酯纤维土工布,土工布主要起到过滤的作用，它采用长丝无纺材料，滤水效果好，同时所述土工布耐老化、耐腐蚀、蠕变性低。两层聚酯纤维土工布之间铺设一层HDPE耐根穿刺土工膜，这样在保证进行过滤的同时还可以避免在上层种植的植被生长后，土工膜被植被的根所刺穿导致过滤系统失效；聚酯纤维土工布的上一层是正向设置的第二层MDS高抗拉滤排板，正向设置的原因是上层渗入的废液可以直接落到板体上，从而由板体排出起到导排的作用；第二层滤排板上铺设种植粘土层，可以直接种植绿色植被，保护生态环境，种植粘土层的上层铺设耐损生态防护垫，保护种植的绿色植被；还包括导气管，导气管贯穿填埋区和整个封场系统且高于封场系统表面，系统内的废气可以通过滤排板凸起之间的通道进入排水管上的气孔，排气管末端可以接入沼气池对废气进行处理。
在本发明提出的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法中，对填埋物进行回填压实工作的原因是填埋堆体的成分十分复杂，存在难以分解的塑料类物品，若控制措施不当会影响填埋场的稳定；而且堆体的压实度对于堆体的稳定性至关重要，也是堆体整形的核心工作。根据堤坝压实原理，塑料袋等塑料制品碾压时，会产生“弹簧”现象，压实后反弹严重，压实重力密度过小。产生反弹现象的原因是塑料制品本身弹性大、成块状、不镶嵌、粘聚性小，针对以上特性，采用了粉碎、杂填的工艺，达到压实效果。
目前，现场检测填埋物压实度常用的方法是试坑法和钻孔取样称重。钻孔取样法测试具有工作量大、费用较高，机械依赖性高等缺点，因此，本发明采用试坑法来检测垃圾的压实度：在选定区域挖掘出一定量垃圾，然后用已知堆积密度的卵石或砾石等颗粒均匀的材料填充，根据填充材料的体积和挖出垃圾的质量计算出密度，得到压实度。试坑法的优点在于试坑尺寸大，所得结果较准确。压实工作完成后及时检测压实度，压实度不合格严禁下一层施工。垃圾压实度每500m2检测一点，设计要求压实度≥800Kg/m3。堆体整形平整度用3m 直尺进行检测，偏差控制在±50mm以内。
值得一提的是，本发明的使用范围不仅局限于垃圾填埋场，还可以运用于工业固废(危废)填埋场。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1该系统通过高抗拉滤排板的设置可以迅速、畅通的将废液导入汇集至排水管道，封场系统内的废液可以及时导排，减少堆体含水量，避免水土流失； 2传统的三维复合排水网属于小孔径的排水材料，且直接覆盖于原生垃圾堆体上，极容易因为填埋气中的杂质吸附在空隙里面，导致排气通道堵塞，影响排气效果，这是因为在需要用到填埋场的垃圾场等场所内的有机物厌氧分解产生甲烷和二氧化碳气体。甲烷要比空气轻，而且难溶于水；相反，二氧化碳要比空气重，且易溶于水。所以二氧化碳常处于底层而不易流动，甲烷处于上层且倾向于垂直运动，因此造成散发到大气中的甲烷量大于二氧化碳量。如果这种垂直运动受到限制甲烷就会进行横向迁移。因甲烷分子比较小，能迅速地沿着最短路径扩散，穿过多孔土壤，高渗透性的砂石、砾石，由淤泥、粘土长期堆积所连成的空穴，或沿着公共设施和排水渠道而迁移到足够远的地方。在那里，或逃逸出地表潜入地面建筑物某处有限空间内聚积，或迁移到地下一个有限的空穴内积累，这样就形成了爆炸和燃烧的潜在危险性，而本系统排气时采用倒扣式的滤排板可以贴合排气管，形成烟囱效应，达到聚拢式导排气效果，快速高效的导排沼气，避免了这一风险；3该系统除土工膜和土工布外，高压滤排板也具有辅助防渗的作用，可以实现多层防渗；4在填埋堆体上方增加一层塑料土工格栅，双向拉伸塑料土工格栅在纵向和横向上都具有很大的拉伸强度，这种结构在填埋场堆体中能够提供一个更为有效的力的承担和扩散的理想连锁系统，解决渗流、施工、地震等造成的沉降、裂缝等现象，增加界面摩擦系数；5土工膜选用耐根穿刺型HDPE土工膜，滤排板选用阻根型滤排板，双层阻根系统，确保绿化安全；6系统所有材料的生产过程为物理反应，不产生任何有害物质，生产、运输、施工等均不受环保政策影响，不影响工期，不断货，供货及时；7本系统施工简单，无需二次倒货和大型机械，节约工期；8 滤排板采用双轨焊接密封热熔焊接，相比于现有技术使用的排水网使用捆扎带捆绑，连接性更强，不会因为不均匀沉降，导致局部破损，导致排水、排气通道堵塞，产生安全隐患。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的高抗拉滤排板的结构示意图；
图3是实施例一中MDS高抗拉滤排板锥台的排布方式；
图4是实施例二中MDS高抗拉滤排板锥台的排布方式；
图5是实施例三中MDS高抗拉滤排板锥台的排布方式；
附图标记说明:1填埋区；2土工格栅；3高抗拉滤排板；31凸起；4膨润土防水毯；5第一土工布；6耐根穿刺土工膜；7第二土工布；8种植粘土层； 9耐损生态防护垫；10排气管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本实施例提出了一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统，包括自下而上设置的膨润土防水毯4、第一土工布5、耐根穿刺土工膜6、第二土工布7、种植粘土层8和耐损生态防护垫9，其特征在于：包括位于底层的土工格栅2，土工格栅2的上层倒立铺设高抗拉滤排板3，第二土工布5的上层铺设高抗拉滤排板5。
高抗拉滤排板3包括板体，板体上排布有凸起31，凸起31与板体是一体成形的，凸起31形状为圆台形罩体，凸起31呈矩形排布，如图3所示，凸起 31之间存在通道，板体3预留有方便进行焊接施工工作的焊接边。
本实施例提出的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统还包括排气管10，排气管10设置于填埋区，由下至上贯穿填埋区和封场系统且高于封场系统表面，排气管10上设有气孔，所述气孔与凸起31之间的通道连通。
导排废气时，系统中的废气在倒立设置的第一层MDS高抗拉滤排板3的凸起31之间的通道中进入排气管10侧壁上的气孔，随后由排气管10排出；导排表面植被土壤层8渗入的废液时，废液会集中收集在第二层MDS高抗拉滤排板3上，随后可以由高抗拉滤排板3将废液导入排水管道将废液排出。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，其区别在于：所述滤排板3上的凸起31 的排布方式为正六边形排布，如图4所示。
本实施例导排废气废液的原理与实施例一中所提出的原理相同，在此不做赘述。
实施例三
本实施例与实施例一、二基本相同，其区别在于：所述滤排板3上的凸起 31的排布方式为环形排布，如图5所示。
本实施例导排废气废液的原理与实施例一、二中所提出的原理相同，在此不做赘述。
本发明还提出了一种全自动混凝土试块抗压试验方法，采用上述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统，包括以下步骤：
S1:采用了粉碎、杂填的工艺，对填埋好的垃圾进行回填压实工作。
S2:对铺设区域进行丈量，根据丈量的尺寸将仓库内尺寸相匹配的防渗膜运至一期锚固沟平台；
S3：根据填埋场所需的尺寸，将运输到一期锚固沟平台的防渗膜进行裁剪并逐片编号并做记录；
S4：进行铺设工作，采取从下往上推铺的方式，从最下层的土工格栅开始，依次铺设土工格栅2、倒立设置的高抗拉滤排板3、膨润土防水毯4、第一土工布5、耐根穿刺土工膜6、第二土工布7、高抗拉滤排板3、种植粘土层8 和耐损生态防护垫9；铺设防渗材料前进行全面检查；每一层铺设完成都进行一次平整压实并进行压实度测试，测试不合格严禁铺设下一层；
S5：现场试焊，并用拉力机现场进行剥离和剪切试验；
S6：正式焊接；
S7：对铺设完成的封场系统，施工单位进行自检分析，检测填埋场的抗压强度是否达到指标；对自检不达的系统进行修补工作；
S8：自检达标，进行验收工作。
需要说明的是，步骤S4中，在铺设防渗材料前进行全面检查，确保防渗材料层垂直深度25mm内不得存在有可能损伤防渗材料的杂物；并且铺设防渗材料层时用砂袋将防渗膜压住，以防风吹扯动。
步骤S5中，选择的试焊试样的尺寸为0.9mm×0.3mm，搭接宽度不小于 10cm。步骤S6中，正式焊接前要确保焊接处没有油污、灰尘和其他杂物，焊接施工在5℃以上，风力4级以下，无雨雪天气的条件下进行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其中，有大空间排水和导气的填埋场封场系统包括自下而上设置的膨润土防水毯(4)、第一土工布(5)、耐根穿刺土工膜(6)、第二土工布(7)、种植粘土层(8)和耐损生态防护垫(9)，包括位于底层的土工格栅(2)，其特征在于：所述土工格栅(2)的上层倒立铺设高抗拉滤排板(3)，所述第二土工布(7)的上层铺设高抗拉滤排板(3)，所述高抗拉滤排板(3)包括板体，所述板体上排布有凸起(31)，所述凸起(31)之间存在通道；还包括排气管(10)，所述排气管(10)设置于填埋区(1)，由下至上贯穿填埋区(1)和封场系统且高于封场系统表面，所述排气管(10)上设有气孔，所述气孔与凸起(31)之间的通道连通；包括如下步骤：
S1:采用了粉碎、杂填的工艺，对填埋好的垃圾进行回填压实工作；
S2:对铺设区域进行丈量，根据丈量的尺寸将仓库内尺寸相匹配的防渗膜运至一期锚固沟平台；
S3：根据填埋场所需的尺寸，将运输到一期锚固沟平台的防渗膜进行裁剪并逐片编号并做记录；
S4：进行铺设工作，采取从下往上推铺的方式，从最下层的土工格栅开始，依次铺设土工格栅(2)、倒立设置的高抗拉滤排板(3)、膨润土防水毯(4)、第一土工布(5)、耐根穿刺土工膜(6)、第二土工布(7)、高抗拉滤排板(3)、种植粘土层(8)和耐损生态防护垫(9)；铺设防渗材料前进行全面检查；每一层铺设完成都进行一次平整压实并进行压实度测试，测试不合格严禁铺设下一层；
S5：现场试焊，并用拉力机现场进行剥离和剪切试验；
S6：正式焊接；
S7：对铺设完成的封场系统，施工单位进行自检分析，检测填埋场的抗压强度是否达到指标；对自检不达标的系统进行修补工作；
S8：自检达标，进行验收工作。
2.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：所述板体预留有焊接边。
3.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：所述凸起(31)为圆台形罩体。
4.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：所述凸起(31)的排布方式为矩形或正六边形或环形。
5.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：铺设防渗材料前进行全面检查，确保防渗材料层垂直深度25mm内不得存在有可能损伤防渗材料的杂物。
6.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：铺设防渗材料层时用砂袋将防渗膜压住，以防风吹扯动。
7.根据权利要求1所述的一种有大空间排水和导气的填埋场封场系统的封场方法，其特征在于：所述试焊试样的尺寸为0.9mm×0.3mm，搭接宽度不小于10cm。
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