1 城市生活垃圾的現狀
近年來,隨著城市生活水平的不斷提高,城市化進程的加快,城市生活垃圾每天每人產生生活垃圾已達1 公斤至1.5 公斤。目前,國內有很多城市無正規垃圾處理場,垃圾基本上是在城市周圍用于填坑或裸露堆放,或簡單掩埋處理,導致滲濾液下滲和排放污染地下水和地表水環境,對城市周邊污染嚴重。城市生活垃圾的處理不僅是必要的,也是十分迫切的,生活垃圾處理已提上日程。目前國內的處理方式一般有以下幾種類型:焚燒、綜合處理和衛生填埋。我國現階段中小城市80%采用的是衛生填埋這種處理類型。
2 衛生填埋場的防滲方式
以前國內絕大多數中小城市采用簡易衛生填埋。在選址時利用粘土層的天然防滲,一定程度上起到防滲作用。但是壓實粘土的滲透系數級數最高也只能達到10-7 級,離真正意義上的衛生填埋還相差甚遠。隨著技術的提高和城市化的加快,處理工藝不斷提高,防滲層采用以(HDPE)土工膜為主的復合土工膜防滲。采用人工水平防滲工藝是采用高密度聚乙烯(HDPE)防滲膜把整個垃圾填埋場鋪設焊接,形成一個水平的防滲系統,并在場底防滲膜上安裝高密度聚乙烯(HDPE)花管網,收集滲瀝液,導流至場外的污水池處理,沼氣通過沼氣石籠引出排放或綜合利用,從而達到保護環境的效果。這種方式在國外已成功應用近三十年,收到了非常好的效果,可以確保環境不受污染。
3 衛生填埋場的工程建設
HDPE 膜作為一種高分子合成材料,有其抗拉性好、抗腐蝕性強、抗老化性能高等優良的物性、化學性能,使用壽命50 年以上。它完全能夠滿足垃圾填埋運行過程中由蠕變運動所產生的變形。人工水平防滲建設耗資最大的部分是土建工程,但工程的核心卻是防滲工程。垃圾填埋場防滲工程屬隱蔽工程,具有不可逆轉性,只能一次性施工成功,這里所講的一次性是指投入使用前必須施工質量合格,使用后發現滲漏基本無法彌補挽救。
4 HDPE 土工膜及土工布施工工藝及質量要求
4.1 土工膜鋪設
HDPE 防滲膜在溫差較大的時候,熱脹冷縮現象比較嚴重,因此要充分掌握當地氣溫的變化規律,避開中午的高溫時間段鋪設,并且選擇精良、先進、國際一流的施工、檢測設備,設備的好壞將直接影響熢的質量。
4.1.1 填埋場側坡土工膜的鋪設要點:
在填埋場的庫底,一般都有滲濾液集排管管網,有的還有管溝。這里是滲濾液集中的部位,也是防滲的重點部位,為減少焊縫、增強可靠性,一般采取整幅膜沿溝鋪設的方法。在庫底的其它部位,亦應盡量沿庫底的規定坡度(2%)或自坡度鋪設,且保持坡上的膜在上,坡下膜在下,即順坡鋪設。一般情況下,每個坡段要用一整幅土工膜鋪設,即不做橫向接縫,且上端必須有可靠的錨固,下端與錨固的下一坡段土工膜牢固焊接。土工膜的鋪設應沿最大坡度線方向,同時盡量和錨固溝軸線垂直。當二者不能兼顧時,應以最佳的錨固效果為準則,根據現場實際情況靈活處理。
由于自然地形的限制,往往各坡段都可能有局部的梯形區或扇形區。這時要將土工膜進行合理地剪裁,為使土工膜上端得到可靠的錨固,每幅膜的上端寬度不宜小于1.5 米;為避免應力集中,下端的焊縫間距亦不宜小于0.5 米;每條膜的橫向焊縫之間的間距應≥500 毫米。在側坡和庫底的交界處,HDPE 土工膜一般要從側坡向庫底延長1.5 米以上,以避開應力集中區域,防止因庫底和側坡基層有不同的構造,在大的荷載作用下產生較大的沉降差,使土工膜產生過大的附加應力。但當庫底有環場底滲濾液集排溝時,首先應注意解決盡量沿管溝鋪膜的問題,再根據地基情況適當采取措施,妥善處理,以保證防滲膜長期工作的可靠性為原則。
4.1.2 熱合焊接
開機后,仔細觀察指示儀表顯示的溫升情況,使設備充分預熱。向焊機中插入膜時,搭接尺寸要準確,動作要迅速。在焊接中,司焊人員要密切注視焊縫的狀況,及時調整焊接速度,以確保焊接質量。在焊接中要保持焊縫的平、直、整齊,應及早對膜下不平整部分采取應對措施,避免影響焊機順利進行。遇到特殊故障時應及時停機,避免將膜燙壞。在坡度大于1:3 的坡面上安裝時,司焊和輔助人員必須在軟梯或逐段連接的硬梯上操作,且系好安全帶。在陡坡或垂直面處作業時,司焊人員要在吊藍里或直梯上操作,均應系牢安全帶。必要時在坡頂處設置固定點。對焊機的升降進行輔助控制,以便于準確操作,并確保焊機的安全運行。司焊人員必須監控焊機的電源電壓是在220+11Ⅴ之內,否則應即時停機檢修。用雙軌焊機焊接的焊縫,對兩片膜加熱,靠本體熱粘,有兩道焊,雙保險,中間為空心,通過打氣可以檢測焊接質量。施工中以雙軌焊縫為主。在無法避開十字形接縫的情況下,接縫處要加一塊不小于300×300 的補丁。對切除試件的部位,要使補丁的尺寸每邊大于切除部分60mm 以上。土工膜焊接質量的檢測:對于雙焊縫采用充氣正壓檢測的方式,單焊縫采用電火花檢測的方式;也可以用真空負壓檢測的方式檢測。
4.2 土工膜施工檢驗標準
4.2.1 焊縫的外觀檢驗
熱合雙焊縫要平直、均勻,焊縫兩側母材沒有明顯變形;擠壓熔焊的單焊縫要均勻、整齊,不得焊偏,不得有漏焊和超焊處,焊縫中心的厚度應滿足H≥2.0δΗ≥3mm 的要求;焊縫不得有散碎焊料和其它雜物。
4.2.2 焊縫的嚴密性(非破壞性的)檢驗
熱合雙焊縫的正壓檢漏試驗:用特制的空心針插入兩端封閉的一段焊縫,用空壓機充氣至0.2Μpa 的壓力,維持3—5 分鐘,壓力表的讀數不降低為合格;擠壓熔焊單焊縫的真空檢漏試驗:在焊縫區上涂肥皂水,罩上真空盒,用真空泵抽真空達到負0.05Μpa,從真空盒上的窗口觀察有無氣泡產生,可判別有無空洞或不嚴密之處;擠壓熔焊單焊縫的電火花檢漏試驗:焊接時在焊縫中預先埋入導線,用電火花掃描焊縫時,就可發現焊縫中的孔洞和空隙,可以鑒別焊縫有無缺陷;焊縫檢驗以充氣檢驗為主,以電火花檢測和真空檢漏為輔。
4.2.3 焊縫強度檢驗
焊縫連接強度檢驗(破壞性試驗):雙焊縫和單焊縫都要經過連接強度檢驗,即在現場已完成安裝的區域上由業主、監理指定或者隨機見證取樣,送國家質量監督部門授權的塑料制品質量監督檢驗單位對焊縫的剪切和剝離進行試驗,作為驗收、存檔的依據。測試合格的數據規定如下:焊縫抗拉強度:光面墊襯:無焊條熱合時不小于14.2 兆帕;有焊條熔接時不小于14.2 兆帕;焊縫剝離強度:光面墊襯:無焊條熱合時不小于11.4 兆帕;有焊條熔接時不小于9.1 兆帕;
4 結論
HDPE 塑膠布膜的特點:極佳防滲效果;施工周期短,成本低,抗老化,無毒;抗紫外線,耐高低溫及植物根系;抗化學腐蝕性能,耐瀝青,油及焦油;極好的抗撕裂,抗穿刺能力,防滲透效果好,HDPE 土工膜應用領域非常廣泛,而且采用HDPE 土工膜的衛生填埋場具有經
濟、保護環境、資源綜合利用和生態恢復等特點。二十一世紀是環保的時代,城市生活垃圾處理成為首當其沖需要解決的問題。小小垃圾是一件國計民生的大事,應用HDPE 膜進行人工水平防滲方式的衛生填埋在該領域主導地位已是不爭的事實。因此我們更應該加強HDPE膜的鋪設質量,在施工過程中一定要一次性達到合格和優質和質量標準。