Page 292 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

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膜破损严重、渗漏风险显著。徐亚等 对全 国 1 个 表 1 不同类型填埋场防渗结构参数汇总
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省市的多家填埋 场 HDP 膜进行完整性检测，发现 Table 1 Parameters of impervious layer structures in
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几乎所有填埋场 的 HDP 膜均存在漏洞，具有专业 different landfills
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防渗施工经验的公司铺设 的 HDP 膜漏洞产生量仍 技术参数
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填埋场类型 防渗层结构 理论设计渗
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为 19. 个/hm 。因此，填埋 场 HDP 膜漏洞修补技 厚度/mm
1
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透系数/(cm/s)
术研究具有重要的应用价值。 天然、改性压实黏基
目前，国内 外 HDP 膜漏洞修补主要分为运行 一般工业 Ⅰ类场 础层；具有同等隔水 ≥750 ≤1.0×10 −5
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前及运行阶段的修补技术，其中运行前产生漏洞的 固体废物 效力的防渗衬层 HDPE膜≥
填埋场
场景较为简单，实际多采用直接焊接的方式进行修 Ⅱ类场 单人工复合衬层 1.5，黏土层≥ ≤1.0×10 −7
750
补；运行阶段产生漏洞的修补技术主要分 为 2 类，即 天然黏土防渗衬层
前期预防技术（自封自修）和后期定位修补技术（开 （天然基础层饱和渗
透系数小于1.0× ≥2 000 ≤1.0×10 −7
挖修补、灌浆修补、靶向电动修补等）。目前，运行 10 cm/s，且厚度不
−7
阶段产生漏洞的修补多直接采用开挖修补技术 ，但 小于2 m）
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单人工复合衬层（天
该技术施工量大、成本高且存在安全隐患；灌浆修补 然基础层饱和渗透 HDPE膜≥
生活垃圾填埋场 系数小于1.0× 1.5，黏土层≥ ≤1.0×10 −7
技术虽然快捷方便，但存在难以精准定位垃圾堆体
−5
10 cm/s，且厚度不 750
下漏洞位置等缺点 [10] ；Darile 等 [11 ] 发明的电动修补 小于2 m）
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双人工复合衬层（天
技术能安全、靶向地修补漏洞；Cot 等 [12 ] 发明的自
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然基础层饱和渗透 HDPE膜≥
封自修技术能在填埋场防渗系统产生漏洞后进行自 系数不小于1.0× 1.5，黏土层≥ ≤1.0×10 −7
−5
10 cm/s或厚度不小 750
修补。由于不同类型填埋场防渗结构存在差异，且 于2 m）
不同运行阶段所对应修补场景不同，故需根据防渗 双人工复合衬层（天 HDPE膜≥2，
然基础层饱和渗透 黏土层主衬
结构及所处的运行阶段确定适宜的修补技术。因 危险废物填埋场 系数小于1.0× 层≥300，黏 ≤1.0×10 −7
−5
此，笔者归纳不同类型填埋场防渗结构，明 确 HDPE 10 cm/s，且厚度不 土层次衬
小于2 m） 层≥500
膜为关键修补对象，并结合不同运行阶 段 HDP 膜
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破损成因与特征，阐述国内外填埋场防渗系统漏洞 的核心组成部分。
修补技术的研究现状和成果，系统梳理现有修补技
2 填埋场防渗系 统 HDP 膜破损成因
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术的适用场景及优缺点，以期为填埋 场 HDP 膜漏
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洞修补技术的应用提供借鉴和参考。 目前，我国填埋场防渗 层 HDP 膜渗漏风险巨
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大，通过对全 国 12 家生活垃圾和危险废物填埋场
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1 填埋场防渗结构汇总
防渗 层 HDP 膜的破损情况进行检测，并根据实际
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我国填埋场类型可以分为生活垃圾填埋场、一 情况将防渗层漏洞的主要成因归纳为以 下 4 种情
般工业固体废物填埋场和危险废物填埋场。不同类 况：膜本身的质量问题、膜下的石子或其他尖锐物顶
型填埋场防渗结构不同，渗漏风险也不尽相同 [13-15] 。 穿膜、焊接或其他操作不规范以及施工过程机械造
不同类型填埋场防渗结构及技术参数如 表 1 所示。 成损伤。关于漏洞的具体成因汇总如 表 2 所示 [8,20-21] 。
由 表 1 可知，目前我国不同类型填埋场标准中 由 表 2 可知，填埋场运行前的施工阶段造成的
规定的防渗结构主要包括天然黏土防渗衬层与人工 损伤最为严重，其中机械操作时易导 致 HDP 膜产
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复合衬层；近年来填埋场防渗结构多采用以高密度 生撕裂口，漏洞数量占所有漏洞数量 的 14%，平均漏
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聚乙烯（HDPE）膜为主要组成的人工复合衬层，相较 洞面积可 达 4.26×10 cm 。焊接问题导致的漏洞与
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于其他防渗材料具有更佳的防渗性能，渗透系数可 机械损伤数量相当，平均漏洞面积 为 1.79×10 cm ，
−13
达 1.0×10 cm/s。研究表明，在填埋场典型设计条 更具隐蔽性，肉眼难以察觉。锐物造成的漏洞面积
件下，复合衬层渗滤液年泄漏量仅为黏土防渗衬层 相对较小，平均漏洞面积 为 2.32×10 cm ，数量较多，
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的 0.4% [16] 。HDP 膜与黏土共同构筑的复合衬层系 占比 为 69%。原生漏洞的数量和面积均较少（小）。
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统较单衬层具有更优的防渗性能 [16-17] 。但如果复合 HDP 膜运行过程老化损伤虽未检测，但膜长期处在
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衬层 中 HDP 膜出现破损，膜下黏土防渗衬层在承 复杂介质、高负荷、强腐蚀性等恶劣环境中，易出现
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担一部分的渗滤液后仍将被渗滤液快速击穿，即整 应力破损、腐蚀破损的问题，向锐等 [16 ] 发 现 HDPE
个防渗体系被破坏 [18-19] 。因此，HDP 膜是防渗系统 膜材料老化造成的长期渗漏会导 致 1 000 m 以内的
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