摘要:提出垃圾填埋場巖土工程勘察的3個特點,指明垃圾填埋場巖土工程勘察中應(yīng)特別注意的問題。

關(guān)鍵詞:垃圾填埋場;巖土工程勘察

垃圾污染一直為人們所重視。據(jù)報道,我國城市垃圾年產(chǎn)量達(dá)1.5億噸,這個問題已經(jīng)引起廣大公眾的日益關(guān)注,生活垃圾的處置現(xiàn)已成為一門新興的產(chǎn)業(yè)。美國和日本有關(guān)專家預(yù)測,δ來30年間將出現(xiàn)10大新興技術(shù),其中有關(guān)垃圾處理的新興技術(shù)被列為第2λ。目前,我國填埋垃圾占垃圾處理總量的90%以上。我國垃圾填埋場的建設(shè)起步較晚,但發(fā)展迅速,2001年我國編制了《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》,2002年發(fā)布的《巖土工程勘察規(guī)范》補充了垃圾填埋場章節(jié)內(nèi)容,2004年重新頒布了《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》,垃圾填埋場的建設(shè)正走向規(guī)范化。

1注重視可行性研究階段搜集資料的綜合性

垃圾填埋場的勘察分為3個階段,即可行性研究、初步勘察和詳細(xì)勘察階段。
可行性研究勘察的目的在于選址。場址的優(yōu)劣直接影響到環(huán)境質(zhì)量、資源利用、工程造價,也就是直接影響到工程的經(jīng)濟價值和社會價值。選址工作由業(yè)主組織,有城建規(guī)劃專家、工程設(shè)計師、環(huán)保工程專家、地質(zhì)專家、經(jīng)濟師參與。巖土工程勘察工作應(yīng)首先了解相關(guān)行業(yè)專家的建議與構(gòu)想,通過現(xiàn)場踏勘和調(diào)查為主,必要時輔以少量勘探手段,初步掌握擬選場址的地質(zhì)環(huán)境?尚行匝芯侩A段應(yīng)搜集下列資料:
1)城市發(fā)展規(guī)劃、功能分區(qū);
2)垃圾的種類、成分和主要特性,規(guī)劃的垃圾日處理量以及衛(wèi)生填埋要求;
3)規(guī)劃使用年限,場址容量要求;
4)水源保護帶分布、水源開采情況和環(huán)保要求;
5)自然景觀、文物、礦產(chǎn)的分布,自然景觀資源、文物資源的開發(fā)情況,礦產(chǎn)資源的開采和礦床的采空情況;
6)生態(tài)環(huán)境、居民區(qū)分布情況;
7)土地占用面積、土地用途;
8)距離等交通條件;
9)地形地ò特征和氣象條件;
10)地質(zhì)構(gòu)造、巖土類型及分布,洪水、滑坡、泥石流、巖溶、斷裂等與場地穩(wěn)定性有關(guān)的不良地質(zhì)作用的發(fā)育情況;
11)建筑材料與防滲覆蓋粘土的分布情況。

2把握詳細(xì)勘察階段滲透問題的關(guān)鍵性

根據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院趙章元研究員的研究結(jié)果[3],從上世紀(jì)90年代開始,有關(guān)部門對全國100多個城市的垃圾填埋場進行調(diào)查,當(dāng)時我國所有的垃圾填埋場都存在不同程度的滲透問題,通過嚴(yán)格的監(jiān)測手段,選取多個點監(jiān)測后發(fā)現(xiàn),我國城市地下水已普遍受到不同程度的污染,按照地下水污染物濃度的不同來劃分,受到較重污染的城市占64%,受輕污染的城市占33%?梢姡瑵B透問題較之于工程穩(wěn)定性問題發(fā)生的情況要嚴(yán)重得多,應(yīng)該引起足夠的重視。
研究滲透問題主要解決3個問題:一是滲透性,二是滲透量,三是環(huán)境容量,但歸根結(jié)底是滲透性問題。承載垃圾的巖土體具有一定的防滲功能,但是不同的巖土體的滲透性差異巨大,按照滲透性結(jié)合巖土類型,大致可以分為3類場地:松散土質(zhì)型場地、非易溶巖型場地、易溶巖型場地。平原地區(qū)多屬松散土質(zhì)型場地,山區(qū)多屬非易溶巖型場地或易溶巖型場地。在松散土質(zhì)場地同一層內(nèi),滲透基本上表現(xiàn)出各向同性,而巖石場地由于裂隙或巖溶發(fā)育,滲透表現(xiàn)出各向異性。從防滲的角度來看,松散土質(zhì)場地的防滲工程更能取得較好的效果。巨厚的粘土層可以直接作為防滲層,根據(jù)達(dá)西定律,當(dāng)滲透系數(shù)為1.0×10-7cm•s-1,厚度為2m,在1m水壓差作用下,透過2m厚的粘土層,平均需要大約60年的時間。
可行性研究階段選定的場址只作一個整體定性結(jié)論,要取得巖土工程設(shè)計、改造、整治所需的參數(shù),需要在詳細(xì)勘察階段解決。滲透性問題就是其中最為關(guān)注的問題,為此,在詳細(xì)勘察階段對滲透性勘察應(yīng)做好以下方面的工作:
(1)應(yīng)充分合理地調(diào)用滲水試驗、注水試驗、壓水試驗和抽水試驗等原λ測試技術(shù),對壩基、壩肩、庫區(qū)和其他部λ測取巖土的滲透系數(shù),采用水文地質(zhì)調(diào)查、鉆探、物探方法探查巖土類型、巖土分布特征、地質(zhì)構(gòu)造類型、空間展布、性質(zhì),掌握場地的水文地質(zhì)特征及地球物理特征,綜合評價巖土的滲透性,為日后防污監(jiān)測工作提供背景資料。
(2)調(diào)查滲透液主要來源、量測地表徑流量和地下徑流量、調(diào)查降水情況、垃圾含水量情況,預(yù)計工程措施可消除的徑流量,為評價滲透量提出依據(jù)。
(3)通過專門試驗,測定污染滲透液的運移規(guī)律,為評價環(huán)境容量提供依據(jù)。
(4)查明地基和廢棄物變形特征,及導(dǎo)致防滲襯層、封蓋層及其他設(shè)施失效的可能性。
(5)通過上述工作,評價污染物的運移對水源、農(nóng)業(yè)、巖土和生態(tài)環(huán)境的影響。

3注意巖土工程評價要點和方法的階段性

巖土工程的評價是分階段進行的,不同階段評價的側(cè)重點不一樣,評價的方法不同,但是評價的內(nèi)容基本一致,羅國煜教授等人認(rèn)為應(yīng)包括三個因素:工程因素、環(huán)境因素和經(jīng)濟因素,垃圾填埋場選址準(zhǔn)則見表1。
可行性研究階段的評價的程序是先定性評價,定出量化標(biāo)準(zhǔn),然后定量評價。垃圾填埋場選址要體現(xiàn)整體最優(yōu)化原理,評價的方法要體現(xiàn)系統(tǒng)性,常用的評價方法有:線性規(guī)劃法、多因素綜合指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)綜合評判法,在有條件的情況下可以充分利用地理信息系統(tǒng)進行評價。筆者認(rèn)為,評價應(yīng)遵循的原則是:保護環(huán)境、降低成本、節(jié)約資源、公眾接受。
詳細(xì)勘察階段,場地的環(huán)境因素和經(jīng)濟因素一經(jīng)確定,巖土工程評價的重點也就轉(zhuǎn)移到工程因素中的地質(zhì)因素,評價的問題是具體的巖土工程問題,提供的參數(shù)是具體的,評價的方法應(yīng)體現(xiàn)客現(xiàn)性。如:一般物理力學(xué)指標(biāo)的選取采用統(tǒng)計法,滲透量評價采用水均衡法,滑坡及斷裂穩(wěn)定性采用安全系數(shù)法或概率法,洪水、泥石流Σ害采用概率法。