探讨垃圾填埋场技术导则

本文作者：吴健萍 单位：天津市环境卫生工程设计院

《生活垃圾卫生填埋技术导则》的编制实施，对目前国内日臻完善的生活垃圾卫生填埋场工程设计起着积极的规范和指导作用。其中第3章总体设计与规模计算，提出了填埋场总平面布置、竖向设计、附属及配套工程、处理规模与库容等技术要求；给出了垃圾产生量预测、库容计算及有效库容的设计计算方法；列举了山谷型、坡地型填埋场区布置，附属与配套工程布置，垃圾产生量预测及库容计算的案例。笔者从实际工程案例的角度出发，对《生活垃圾卫生填埋技术导则》第3章中的总平面布置、竖向设计等相关内容加以解读。

1填埋场总平面布置概述

填埋场总平面布置是整个填埋场工程设计的关键环节。总平面布置为整个方案设计明确指导思想和目标，确立基本思路，为方案从构思、创作到进一步深入设计提供基本框架，使场区的内部功能与外部环境条件彼此协调，有机结合。因此，总平面布置决定着整个设计的方向，关系到整个设计的成败［1］。

1.1主要工作内容

1.1.1分析填埋场工程项目的性质、特点按照填埋场的建设性质，一般可分为新建项目和改扩建项目。新建填埋场工程一般选址多位于土地利用价值低、对周边环境影响较小的区域，设计条件多以自然条件为主，在总平面布置过程中灵活性较大。设计部门应通过多方案比选以及技术经济比较确定最终的平面布置设计方案。改扩建项目因受已建项目制约因素较大，设计者应在收集原设计存档竣工图的基础上，充分理解、分析原设计理念和意图，科学、合理地处置改扩建项目与原建设项目的衔接关系，使两者有机结合。在填埋场工程改扩建过程中尤其应注意填埋库区、渗沥液收集导排、渗沥液处理、雨水导排之间的关联问题。

1.1.2分析填埋场场区周边的设计条件通常在新建填埋场工程设计过程中与场区周边条件密切相关的主要内容包括道路交通、电力、给排水、居民区等。因此，设计过程中充分了解、掌握这些外部条件，对于场区平面布置中内部功能要求与外部环境条件的有机结合具有至关重要的作用。

1.1.3确定填埋场场区组成内容之间的基本关系，进行场区分区场地分区就是将用地划分为若干区域，将场地包含的各项内容按照一定关系分成若干部分组合到这些区域中。可遵循2条基本思路，一是从内容组织的要求出发，进行功能分区组织，比如将性质相近、使用联系紧密的内容归于一区；二是从基本利用的角度出发，进行用地划分，作为不同内容布置的用地［1］。例如，在填埋场工程设计过程中，将用地划分为填埋库区、渗沥液处理区、生产生活管理区等，正是从功能分区角度出发进行分区。而在平面布置过程中如何结合场区地形、地势将分区具体落实，这就需要设计者从分区组成内容的功能关系和空间位置关系的角度出发，科学、合理地进行布局。

1.1.4分析各功能分区的布置要求，进行总体布局设计者一方面应确定各功能分区的组成内容及各自形态，另一方面应确定各功能分区的相互关系及内在联系。如山谷型填埋场，填埋库区作为填埋场设计的核心部分大多利用冲沟的自然地势设置，一般在冲沟下游设置垃圾坝及渗沥液调节池，而一旦受下游地势狭窄或无法避开行洪区等条件制约，则渗沥液处理区的设置就要充分考虑渗沥液调节池周边的地势、场区供电、处理达标后污水外排等条件合理布置。

1.2案例分析许昌市庞庄生活垃圾综合处理厂工程，厂区占地总面积为10.13hm2。厂址位于许昌市西部，七里店乡庞庄村西面，许禹公路以南。东距庞庄村320m，在厂址与村庄中有1条宽度为100m左右的白杨树防护林带；西距崔代张村200多m；南距引汝干渠200多m，有大片防护林带隔离；北距已封场垃圾山300m，距西环路大约1000m，距离庞庄村中部大路约500m。该地块原为砖厂取土坑，现为荒地，总体地势西北高东南低，高差为2~3m。该综合处理厂按功能特点划分为管理区、填埋库区、污水处理区及垃圾预处理区，厂区总建筑面积为2490.00m2，其总平面布置见图1。管理区位于场区的东北侧，根据生产、生活的需要设有业务用房、机修间及车库、深井泵房、消防水池等建、构筑物。该区远离填埋库区、污水处理区并通过绿化带隔开。管理区是整个场区管理中心，也是职工用餐、生活以及生产辅助用房集中区。设计中根据不同的功能要求合理布局，并且充分体现了以人为本的原则，在空间环境的塑造、绿化设计、景观设计上都经过精心考虑。填埋库区是本工程的核心部分，位于场区的南侧，占地总面积为6.35hm2，四周设有排水明渠及环场道路。污水处理区位于管理区的西侧，设有传达室及地磅房、污水处理车间、调节池、硝化罐、箱式变电站等建、构筑物。垃圾预处理区位于场区的西北角，毗邻污水处理区，远离管理区，在垃圾预处理区内设有分选车间。为了改善工作环境，减少场区对外界的影响，场区的周围里侧设5~7m的绿化带。整个场区设有1个宽12m的出入口，各区的道路有机地与入场道路连接，使全场的交通顺畅合理。该项目已荣获2010年天津市优秀工程咨询成果三等奖及2012年度天津市“海河杯”优秀勘察设计二等奖。

2填埋场竖向设计概述

填埋场竖向设计是场区总体设计的重要组成部分，关系到场区的安全稳定，也直接影响到填埋场建设投资与运行成本。竖向设计一般是在总平面布置之后进行。不论平原型、坡地型、山谷型填埋场都必须进行垂直方向的高程（标高）设计，既要满足使用功能，又要满足经济、安全、环保、消防、劳动安全及绿化指标等方面的要求。使各功能区与地形、地势有机结合，以便营造出优秀的场区规划布局和各功能区建设。其中，填埋场核心区域填埋场库区的竖向设计尤为重要，它不但关系到初期建设库区边坡、库区基础的稳定性，而且关系到填埋场运行期间直至最终封场覆盖后期管理的稳定与安全问题。特别是地形、地质条件较复杂的场址，竖向设计不仅难度大，而且关系到方案的可行性与经济性，所以，竖向设计的重要性更为突出。

2.1竖向设计的原则1）满足填埋工艺及各分区功能布置要求。2）以工程勘察报告为依据，方案制定满足工程地质、水文地质等要求。3）充分利用所选场址的自然地形。4）满足各项技术标准、规程、规范要求，保证工程建设与使用期间的稳定和安全。

2.2竖向设计对基础资料的要求设计工作开展之初，设计部门通过现场踏勘或向建设单位提出工程设计所需的基础资料清单等获取基础资料，一般包括：现状地形图、工程勘察报告、场址周边外部条件等。

2.2.1现状地形图测绘工作应由具备相应资质条件的部门完成，测绘范围适宜及测绘精确与否将直接关系到设计方案的制定和工程量的计算。目前，测绘工作多采用GPS定位技术。虽然GPS高程测量能够达到一定的精度，但用GPS施测的市政工程测量控制点，应进一步用常规仪器进行水准联测，保证高程精度满足工程设计及建设的需要。工程实例表明，在实际踏勘中看到的场址垂直落差现状，在地形图上则显示为一定坡度的缓坡状。在植被茂密的山谷型填埋场场址条件下，这种测绘与实际现状误差较大的现象更为明显。因此，设计人员应进行现场踏勘，对关键部位的测绘提出具体要求以避免误差的出现。

2.2.2工程勘察GB50021—2001岩土工程勘察规范要求：各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察，勘察工作应由具备相应资质条件的部门完成。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，提出资料完整、评价正确的勘察报告。由于填埋场工程建设的特殊性，大多地区的地质勘察部门未从事过此类项目的勘察工作，在勘察大纲编制、勘察任务实施及勘察成果提交过程中，往往忽视了填埋场设计及建设过程中对工程地质与水文地质的具体要求，不了解填埋场建设的性质、特征，通常不能满足设计部门的设计需求。经常出现的问题包括：未提供地层土性渗透系数指标；给出了地下水静止水位，但未查明地下水静止水位变幅情况及其影响原因；未确定地下水流场走向；勘察报告缺少对场地的整体稳定性及垃圾堆体的变形和稳定性分析；未分析地基和垃圾堆体变形和导致防渗层、覆盖层及其他设施失效的可能性；不能对保证稳定、减少变形、防治渗漏和保护环境措施提出具体建议等。

2.2.3场址周边外部条件填埋场场址周边的道路、河流、湖泊、给排水等外部条件，对于场区的竖向设计方案的确定起着重要作用。设计单位在现场踏勘的基础上，应对勘察部门的工作内容提出具体的范围和要求，如：与进场路衔接的场外道路的位置、高程；用于场区排水河道的堤岸高程；丰水期、枯水期河道水面高程和河道底部高程；周边河流、湖泊对填埋场场址地下水位的影响等。一般勘察部门把工作重点放在场址区域范围内，而忽视了对场址外部条件的勘察，在设计过程中容易造成勘察成果欠缺，耽误设计周期；竖向设计方案未考虑外部条件的影响，以致于施工时才发现周边河流、湖泊水位对填埋库区地下水水位变幅影响较大，无法施工并需调整设计方案。因此，一个优秀的垃圾卫生填埋场设计方案是建立在前期基础资料详实、周全，并充分考虑影响设计及后期运行等综合因素的前提条件下完成的。

2.3案例分析河南省巩义市大黄冶生活垃圾卫生填埋场工程位于巩义市大黄冶村的柏沟，呈树枝形，主沟上游有2个小分枝沟，东西总长800余m，南北宽50~80m，沟深10~50m，场地沟底标高为171.25~219.74m，高差约50m，坡度较陡，个别区域呈90°落差。该场地地形、地貌复杂，如果按照规范要求边坡坡度宜小于1∶2，则土方开挖量将达到80万m3，土方工程投资太大，建设单位难以接受。设计人员在充分研究基础资料的前提下，与工程勘察单位反复研究沟通，对测绘图纸与现场实际地形的差异、地质勘察报告的有关数据做了具体分析和校验，最后通过采用北京理正软件设计研究院《理正边坡稳定分析软件》，按瑞典法（总应力法）、简化毕肖普法（总应力法）2种计算方法，对边坡稳定性进行计算，最后确定边坡高度较高时，挖方坡度最大可做到1∶1.3（结合平台的设置），填方边坡可做到1∶2（结合平台的设置），按照此边坡进行土方平衡计算，则需挖方48.35万m3，填方19.86万m3，筑坝需土方8.43万m3。该方案在满足了甲方意愿的前提下，充分利用地形地势，优化设计方案，节省土方费用285万元。降低了工程造价，储备了一定的填埋作业覆盖土量，保障了后期运行。该项目可行性研究报告荣获2007年天津市优秀工程咨询成果三等奖。

3结束语

一个优秀的生活垃圾卫生填埋场工程设计成果，不但需要设计师自身具有较高的专业素质和设计经验，更需要设计师对工程的内部环境条件及外部环境条件加以深入了解和掌控。每一个填埋场工程设计都具有特殊性，因此，如何科学、合理、严谨、务实地做好场区的总平面设计及竖向设计，对于整个填埋场工程设计成败至关重要。