一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法与流程

1.本发明涉及生活垃圾填埋处置技术领域，更具体地涉及一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法。


背景技术：

2.填埋场是我国固体废物管理的重要设施之一，与居民生活和城乡环境息息相关。卫生填埋是我国当前最主要的城市生活垃圾处理方法，随着社会经济的发展，群众环保意识逐渐增强，垃圾卫生填埋场臭气弥漫、扬尘污染、渗滤液漫流以及蚊蝇滋生等问题越来越引起社会关注。传统填埋工艺采用黄土覆盖，不但对恶臭气体的阻隔性差，在大风天气期间还会带来严重的扬尘污染，不符合大气污染管控要求。
3.随着城镇居民对生活环境质量要求的提高和城市化进程的加快，垃圾填埋过程产生的恶臭污染问题日益突出；由于没有重视控制地表径流和地下渗水，导致渗沥液产量很大，给后期的渗沥液处理造成很大压力且对土体和周边环境存在着巨大的污染威胁；填埋气的无序排放，存在燃烧、爆炸的安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的雨污混合、恶臭、填埋气等环境和安全问题，本发明提供一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法。其采用前期臭气预测及分析方法与现场填埋气收集、hdpe膜焊接封闭及多工况边缘封闭技术相结合的方式，不仅能够满足规范中对于生活垃圾卫生填埋场的维护要求，同时可以有效收集填埋气；又避免了雨水进入垃圾堆体内变成渗滤液及影响垃圾堆体稳定的问题，增加了填埋场的长期稳定性。
5.本发明提供如下技术方案：一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法，包括密度增加因素确定模块以及密度增加纠正模块，所述密度增加因素确定模块包括以下内容：
6.步骤s1、臭气预测及分析；对填埋场臭气进行处理前需要先对填埋场的臭气进行分析；通过对填埋场填埋气的预测，结合国内填埋场臭气占填埋气的体积分数计算的臭气量；先对垃圾填埋场的填埋气产生量进行预测；
7.步骤s2、现有导气石笼井封闭施工；首先量取现状导气石笼井实际尺寸，计算导气石笼井表面积；再根据计算结果裁剪封闭材料；清理干净导气石笼井侧壁后将封闭材料沿导气石笼井侧壁铺展后热封粘结；在热封侧壁后，需将底部延长的封闭材料进行分块切割；将侧壁膜进行适当延长，尽可能减少与周围的覆盖膜在转角处形成焊接接缝；清理干净导气石笼井顶部杂质，热封导气石笼井顶部封闭材料；待顶部热封粘结的密闭材料降至室温后，打磨凿毛与侧壁密闭材料的交界处；沿着导气石笼井顶部自上而下进行挤压焊接；
8.步骤s3、填埋气收集系统；根据前期填埋气产量预测分析模型，开展集气口数量及分布计算工作；根据计算结果布置集气井；确定好数量后工厂预制集气花管；根据膜下集气管的长度和管径，对新膜及原有覆盖膜进行局部裁切；开膜后及时安装集气管道；集气管安
装后需要对原有覆盖膜进行封闭；
9.步骤s4、hdpe膜铺设及焊接；首先根据实际地形尺寸进行规划
→
按规划尺寸进行裁膜并运至施工现场的相对应的位置
→
按施工操作程序进行铺设、焊接
→
自检合格后申请验收；
10.步骤s5、多工况边缘封闭；对于需要中间封场的生活垃圾卫生填埋场，边缘的有效封闭，对提高填埋气收集效率至关重要；针对4种不同工况下施工难度大、可推广价值高的边缘封闭展开详细描述；分别是：能找出防渗底膜的边缘封闭技术，不能找出防渗底膜的边缘封闭技术、生活垃圾堆填区与炉渣堆填区交界封闭技术和边坡区域封闭技术。
11.进一步地，所述步骤s1中，对垃圾填埋场的填埋气产生量预测主要通过对比填埋场产甲烷模型，选取更适合生活垃圾卫生填埋场的甲烷排放估算公式；根据不同场景，确定甲烷排放估算公式各项参数，最终估算出未来10年产生填埋气量及可收集填埋气量。
12.进一步地，现有导气石笼井封闭施工，在量取现状导气石笼井尺寸时，主要包括高度及半径；用于计算导气石笼顶部及侧壁面积；在裁剪封闭材料时，需要注意侧壁膜底部要预留一定的长度，用于和周围的封闭材料焊接；现场清洁后，将封闭材料沿导气石笼井侧壁铺展后，立即用热风枪将封闭材料热封粘结于侧壁；待打磨凿毛与侧壁密闭材料的交界处后，还需对侧壁竖缝，底部与覆盖膜接缝处逐一进行打磨凿毛；打磨后气枪吹扫，避免打磨的灰尘污染焊接区域；沿着导气石笼井顶部自上而下进行挤压焊接；完成导气石笼井整体密闭后，还需采用便携式检漏仪对所有焊缝进行逐一检查；如发现泄漏，还需进一步对泄漏处进行密闭。
13.进一步地，填埋气收集系统中，膜下集气井与膜间集气井、导气石笼井、各类主管、支管、阀门等共同构成填埋气收集系统；新膜在开口裁切时需要比旧膜尺寸扩大；一方面要保证集气管道能顺利装入旧膜膜下，另一方面要保证旧膜封闭时的操作空间；集气管安装后需要对原有覆盖膜进行封闭；采用热风枪及时将开口范围用补丁进行热封；待热封处温度降至室温后，对接缝处进行打磨凿毛；打磨凿毛后用气枪进行吹扫，避免表面杂质影响后期焊接质量；采用单轨焊机对接缝处进行挤压焊接。
14.进一步地，针对丁字缝交界处的薄弱环节，利用了hdpe膜丁字缝局部补强技术，主要包括：丁字缝局部修边，加工补强材料，清理补强区域，补强材料热封粘结于补强区，打磨凿毛补强材料，挤压焊接补强区域。
15.进一步地，能找出防渗底膜的边缘封闭技术主要包括以下几个施工步骤：首先拆除原有覆盖膜，清理靠近边缘的生活垃圾；找出防渗底膜后，将计划封闭区域的垃圾清理干净，并将hdpe膜表面的油脂、湿气、灰尘、污物碎片及其它妨碍焊接和影响施工质量的杂质清理干净，保证封闭区域的清洁；将原有覆盖膜热封于防渗底膜上，待热封区域降至自然温度后对接缝处进行凿毛打磨；打磨后及时用风枪对接缝处进行吹扫，将打磨后的碎屑及时吹扫干净；吹扫干净后及时进行挤压焊接；焊接前需根据环境条件进行试验性焊接，待试焊稳定后进行正式焊接；正式焊接时需连续作业，保证接缝处的焊接质量；待原有覆盖膜焊接完成后再进行上部新膜焊接。
16.进一步地，对于不能找出防渗底膜的边缘区域，主要是利用边缘的排洪沟，将新旧封场覆盖膜固定在排洪沟上；为了有效固定双层hdpe膜，需要采用带孔不锈钢板与不锈钢胀栓组合；而为了防止填埋气顺着缝隙逸出，需要设置两层保障；第一层保障是在排洪沟与
hdpe膜之间加塞橡胶条与柔性密封胶，第二层保障是在钢板封闭区域整体用混凝土进行压载。
17.进一步地，对于生活垃圾堆填区与炉渣堆填区交界处，由于炉渣堆填区不产生填埋气，无需布置填埋气井等集气设备及管道，仅需做好雨污分流，膜面覆盖即可；为了做好与炉渣交界区的封闭，需要首先在炉渣区开膜后开挖锚固沟；在锚固沟底部浇筑混凝土垫层，将原有覆盖膜与中间封场hdpe膜边缘焊接封闭；最后用混凝土进行压载封闭。
18.进一步地，为了保证边坡区域填埋气的有效密闭，首先需要将原有压载的沙袋移走；再将原有覆盖膜焊接封闭在边坡防渗底膜上，待原有膜焊接完成后及时进行隐蔽工程验收；验收合格后再将中间封场hdpe膜焊接在旧膜之上；而为了保护边坡上部的锚固沟，防止雨水进入；需将原有破碎的覆盖膜拆除，重新铺设一层hdpe膜，一端锚固进原有锚固平台，一端焊接封闭在边坡防渗。
19.本发明的有益效果和优点：
20.与现有技术相比，本发明通过对生活垃圾填埋场臭气预测及分析、现有导气石笼井封闭施工工艺设计、填埋气收集系统构建、hdpe膜铺设及焊接关键技术升级，多工况边缘封闭工艺设计，来提升填埋气收集效率、完善填埋场雨污分流，最终实现生活垃圾卫生填埋场的高效污染防控；具有高标准、高效率、工期短、适应性强、易于控制质量的优点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
22.图1是本发明一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法的施工流程实施例示意图；
23.图2为能找出防渗底膜的边缘封闭技术实施结构示意图；
24.图3为边缘无法找到防渗底膜封闭技术实施结构示意图；
25.图4为与炉渣交界区封闭技术实施结构示意图；
26.图5为边坡区域封闭技术实施结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
28.需要说明，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术
人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
30.实施例
31.如图1至图5所示，一种用于生活垃圾卫生填埋场中间封场的施工方法，包括以下步骤：
32.(1)填埋气产量模型选择
33.在本实例中选择的填埋气产量模型是ipcc指南中概述了两种估算固体废弃物处理场所中甲烷排放的方法之一：一阶衰减方法。对于各项参数的确定需要根据国内垃圾填埋场的经验数据以及垃圾填埋场提供的资料，并参照填埋场的数据，得出填埋场甲烷产生量的模型系数。确定各项系数后根据公式预测出填埋气产量。
34.(2)现有导气石笼井封闭施工
35.需要先量取现状导气石笼井实际尺寸，包括高度及半径。进而计算导气石笼井表面积，包括顶部面积及侧壁面积。根据表面积裁剪包裹导气石笼井侧壁膜、顶膜。这里需要注意侧壁膜底部要预留100cm的长度，用于和周围的hdpe覆盖膜焊接。为了保证密闭材料与周围覆盖膜的有效连接，形成整体密闭，包裹导气石笼井的材料也选择与周围覆盖膜相同的hdpe膜。清理干净导气石笼井侧壁表面的油脂、湿气、灰尘、污物碎片及其它妨碍焊接和影响施工质量的杂质，保证侧壁表面的清洁。将hdpe膜沿导气石笼井侧壁铺展后，立即用热风枪将封闭材料热封粘结于侧壁。在热封侧壁后，需将底部延长的hdpe膜进行分块切割。将侧壁膜进行适当延长，尽可能减少与周围的hdpe覆盖膜在转角处形成焊接接缝。清洁完成后立即用热风枪将侧壁延长的封闭材料热封粘结于周围覆盖膜上。清洁完成后立即用热风枪将顶部的封闭材料热封粘结于导气石笼井顶部。待顶部热封粘结的密闭材料降至室温后，打磨凿毛与侧壁密闭材料的交界处。气枪吹扫打磨凿毛区域，避免打磨的灰尘污染焊接区域。沿着导气石笼井顶部自上而下进行挤压焊接。
36.(3)计算集气井
37.根据前期填埋气产量预测分析模型，开展集气口数量及分布计算工作。根据一般气井抽气量及抽气负压，按管道经济流速5m/s，抽气口负压-0.5kpa计，计算所需集气井数量。
38.(4)制作集气井
39.依据施工图纸工厂预制hdpe集气花管。需要注意集气花管开孔为梅花状。根据膜下集气管的长度和管径，对新膜及原有覆盖膜进行局部裁切。本实例中的膜下集气管长度6米，公称直径110mm，裁膜长度为管道的一半长度即可，宽度可以在公称直径的基础上扩大5cm。对于本实例中的新膜裁切范围为3m
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1m。集气管安装后需要对原有覆盖膜进行封闭。根据开口的范围裁切补丁，补丁的大小需要满足规范的搭接宽度，补丁的材质为hdpe膜。将补丁与新铺设的覆盖膜进行热封。再进行凿毛、焊接封闭。
40.(5)hdpe膜铺设
41.在进行铺设前，先派员准确丈量实际地形，把量好的尺寸详细记录在册，并根据量得的尺寸进行平面规划，再依平面规划图进行裁膜，编定好每片膜块的序号，按顺序运至施工现场相对应的位置。
42.施工中需要足够的临时压载物或地锚(砂袋或土工织物卷材)以防止铺设的hdpe
膜被大风吹起，所使用的压载物或地锚许采用不会对hdpe膜产生损坏的物品，在大风的情况下，hdpe膜须临时锚固，安装工作应停止进行。
43.(6)hdpe膜焊接
44.hdpe土工膜的连接主要采用的是热熔焊接的方法，即在hdpe膜的接缝位置施加一定的温度使hdpe膜本体熔化，在一定的压力作用下结合在一起，形成与原材料性能完全一致，厚度更大，力学性能更好的严密焊缝。本实例中拟投入使用的设备采用微电脑控制，可以预先设定焊接的温度、速度等控制指标，通过机械部分调整焊接压力，在适当的搭接宽度范围内自动焊接。
45.不同hdpe膜交界处形成的丁字型焊缝，局部为应力集中区域，若不加强处理，后期很容易随着填埋垃圾的沉降而导致开裂。于是，在本实例实施过程中，针对丁字缝交界处的薄弱环节，采用了局部补强技术。主要是对其修边后焊接补强材料。
46.(7)能找出防渗底膜的边缘封闭技术
47.参照图2，首先拆除原有覆盖膜，清理靠近边缘的生活垃圾。找出原防渗底膜。将封闭区域清理干净。将原有覆盖膜热封于防渗底膜上，待热封区域降至自然温度后对接缝处进行凿毛打磨。打磨后及时用风枪对接缝处进行吹扫，将打磨后的碎屑及时吹扫干净。吹扫干净后及时进行挤压焊接。为了保护封闭区域，可以回填素土。同时为了避免雨水对素土的冲刷，可以在素土上部用hdpe膜进行覆盖。一边挤压焊接在中间封场覆盖膜上，一边固定在旁边的排水明沟上。为了能让hdpe膜有效固定在排水明沟上，需采用不锈钢胀栓与不锈钢板组合的形式固定。而为了防止雨水进入膜下，需在不锈钢板夹着hdpe膜下加塞1cm厚度的橡胶条，并同时施打柔性密封胶。
48.(8)不能找出防渗底膜的边缘封闭技术
49.对于不能找出防渗底膜的边缘区域，主要是利用边缘的排洪沟，将新旧封场覆盖膜固定在排洪沟上。为了有效固定双层hdpe膜，需要采用带孔不锈钢板与直径10mm不锈钢胀栓组合，不锈钢板每隔20cm开孔，开孔直径比不锈钢胀栓直径大1mm即可。而为了防止填埋气顺着缝隙逸出，这里设置了两层保障。第一层保障是在排洪沟与hdpe膜之间加塞橡胶条与柔性密封胶。第二层保障是在钢板封闭区域整体用混凝土进行压载，压载宽度与排洪沟边缘宽度一致，压载厚度15cm。整体构造如图3所示。
50.(9)生活垃圾堆填区与炉渣堆填区交界封闭技术
51.参照图4，为了做好与炉渣交界区的封闭，需要首先在炉渣区开膜后开挖锚固沟。锚固沟开挖完成后，先浇筑10cm厚度的混凝土垫层。再将原有覆盖膜与中间封场hdpe膜边缘焊接封闭。待hdpe膜封闭完成后，用c20混凝土进行压载封闭。混凝土施工完毕后及时洒水养护。至此，该类型边缘封闭施工完成。
52.(10)边坡区域封闭技术
53.参照图5，为了保证边坡区域填埋气的有效密闭，首先需要将原有压载的沙袋移走。再将原有覆盖膜焊接封闭在边坡防渗底膜上，待原有膜焊接完成后及时进行隐蔽工程验收。验收合格后再将中间封场hdpe膜焊接在旧膜之上。而为了保护边坡上部的锚固沟，防止雨水进入。需将原有破碎的覆盖膜拆除，重新铺设一层hdpe膜，一端锚固进原有锚固平台，一端焊接封闭在边坡防渗膜。具体大样如图5所示。在封闭施工后，仍需对封闭区域的焊缝进行逐条检漏，以确保填埋气无泄漏，全密闭。
54.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
55.1.为国内外运营管理不规范、设计存在缺陷的山谷型卫生填埋场存在的雨污混合、恶臭、填埋气无组织排放等主要环境问题提出相应解决措施；
56.2.采用hdpe膜中间覆盖技术施工，可大大节省现场机械设备投入、施工措施及施工工期。机械投入方面只需投入hdpe膜的小型焊接设备，安装直观简易，无需投入大型机械设备，灵活性高，可操作性好；
57.3.施工措施方面，由于hdpe膜的柔韧性可以适应各种不规则垃圾堆体，无需进行垃圾堆体整形，可以直接覆盖施工，适应性非常强、施工便捷；施工速度快体现在hdpe膜使用安装简便，工期较短，提高了工作效率，节省了工期，提高了施工质量。
58.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。