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　　摘要:本文主要從定性和定量兩方面對廣州市興豐垃圾場滲瀝液調(diào)節(jié)池清淤工程進行了固化劑去污+人工機械清理、泥漿泵抽排清理和隔離防滲層機械清理三種方案的比選，根據(jù)比選結(jié)果提出滲瀝液調(diào)節(jié)池清淤工程最終的總體施工方案，期望對類似工程施工提供參考。

　　關(guān)鍵詞:生化污泥固化,泥漿泵抽排,隔離防滲層,方案比選

　　1前言

　　廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場于2002年12月正式投入使用，是全國第一個根據(jù)國際標準和規(guī)范設計、建設的特大型填埋場。該垃圾填埋場場規(guī)劃一直采用分期分區(qū)建設方案，目前正在進行第六區(qū)工程施工。為降低工程投資、節(jié)省施工工期、充分利用土地資源，舊區(qū)工程建設中部分設施將用于后期新建工程。比如本區(qū)工程中，將廢棄舊區(qū)的1#滲瀝液調(diào)節(jié)池和1#地表水池，并在此基礎(chǔ)上新建第六填埋庫區(qū)，以充分利用原有的巨大庫容，避免重復巨大土石方工程。

　　對于滲瀝液調(diào)節(jié)池重污染、大面積、搶進度的清污工程，危險系數(shù)較高，難度較大。采取何種施工方案順利實現(xiàn)調(diào)節(jié)池清污成為第六區(qū)工程能否勝利竣工的關(guān)鍵。

　　2工程概況

　　廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)興豐村。本項目為廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場第六區(qū)填埋場工程施工、相關(guān)改建遷建工程和公共配套工程的建設，其中第六區(qū)填埋場占地約9萬m2，設計處理規(guī)模按7000t/d考慮，設計庫容為720萬m3，服務年限2.3年。

　　其中，垃圾場第六填埋庫區(qū)的建設用地規(guī)劃在1#滲瀝液調(diào)節(jié)池和1#地表水池的范圍內(nèi)，因此必須及時順利的廢除調(diào)節(jié)池和地表水池，才能夠保證第六填埋庫區(qū)的工程建設進度。調(diào)節(jié)池清污工程周邊地理環(huán)境復雜、環(huán)保要求高、施工難度大，不同于一般湖泊、池塘、市政管道、河道、水庫、排水排污等清污工程，成功經(jīng)驗較少，地理環(huán)境差異較大，借鑒意義較低。且存在階段性的“三邊”情況，建筑工期特別短；施工場地狹窄多山，且存在多專業(yè)交叉施工，施工組織管理難度大。同時建設單位根據(jù)市委市政府的指示，要求加快第六區(qū)工程建設，因此提出了12天完成清污工程的硬性指標。

　　1#滲瀝液調(diào)節(jié)池及周邊地理環(huán)境。如圖所示。

　　1#滲瀝液調(diào)節(jié)池呈不規(guī)則多邊形，最大面積約為7000m2，平均深度4.7m，最大深度達到6.8m以上，池底傾斜度2%~3%，邊坡坡率1:2。經(jīng)過前期對池內(nèi)表層滲瀝液抽排，目前池底剩余含有大量有害物質(zhì)的污泥，經(jīng)初步探查，污泥平均深度大約2.5m，面積估計超過6000m2，具體工作量目前難以確認。

　　清污工程工作難度較大，而且工期緊張，危險系數(shù)高，必須進行嚴密的施工組織計劃，方能確保清污工程的安全順利進行。

　　滲瀝液殘留淤泥中有害物質(zhì)含量較高，池內(nèi)空氣污染嚴重，施工人員若深入調(diào)節(jié)池內(nèi)部，則必須佩戴全套安全防護設備，從施工成本及工作效率來看，不宜采用大面積人工清污方法，同時，調(diào)節(jié)池防滲層主要采用HDPE土工膜鋪設而成，抗碾壓性能較差，為防止土工膜破損，造成有害物質(zhì)泄漏，污染地下生態(tài)環(huán)境，因此重型機械也無法直接進入池底進行挖掘清理工作。

　　依據(jù)該清污工程特點以及1#滲瀝液調(diào)節(jié)池內(nèi)污泥總體情況，我們初步選擇了“生化污泥固化處理”、“泥漿泵抽排清理”以及“隔離防滲層機械清理”等三種清污施工方案。清污工程應因地制宜，根據(jù)調(diào)節(jié)池內(nèi)外環(huán)境的特點選用適宜的清污工藝。通過多種技術(shù)的最佳組合，以期取得“投資少、見效快”的清理效果。

　　3方案分析

　　3.1生化污泥固化處理

　　“生化污泥固化處理”方案的總體思路為首先對調(diào)節(jié)池內(nèi)生化污泥進行固化中和處理，當有害物質(zhì)濃度降低到符合安全要求后，人工和機械再深入池內(nèi)展開大面積清理工作。具體施工流程：首先對污泥進行取樣送檢、化驗分析，然后結(jié)合污泥特性及固化后產(chǎn)物的處置方向，選擇合適的固化劑（包括物理、化學和生物），并根據(jù)試驗獲得固化劑投加量摻入淤泥內(nèi)。利用長臂機械攪拌均勻，直至污泥再次取樣化驗，符合安全標準后，人工機械方可進入池內(nèi)進行清污作業(yè)。

　　根據(jù)工程建設單位提供的興豐垃圾場滲瀝液水質(zhì)資料，污泥中有害物質(zhì)主要包括重金屬和機污染物。

　　調(diào)節(jié)池滲瀝液水質(zhì)范圍及一般值：

　　主要有機污染物87種，其中烷烴、烯烴類17種，芳烴類28種，酸類6種，酯類4種，醇、酚類17種，醛、酮類7種，酰胺類4種，其他4種。主要的重金屬成分為：鎂、鋁、鉻、鐵、錳、鎳、鋅、銅、銣、鋇、鉛等，其他的重金屬含量較低。在所檢測出來的數(shù)據(jù)中，有10種重金屬是屬于優(yōu)先污染物，分別為：鉻、鎳、鋅、銅、砷、硒、鎘、銻、鉈、鉛。

　　根據(jù)滲瀝液資料數(shù)據(jù)初步分析污泥含水率約70%~80，有機質(zhì)含量40%~50%，根據(jù)污泥成分擬采用M1固化劑（鎂鹽為主的固化劑）。

　　M1固化劑的固化效果較好，據(jù)資料顯示添加量為5%時的污泥抗壓強度就達到52kpa，固化時間小于2d，固化后污泥體積有所下降，對污泥PH的影響也較小，可滿足污泥清運要求。當固化劑添加增至30%時，固化污泥甚至能達到免燒磚的抗壓強度。同時隨著固化劑比例的增加，金屬離子浸出濃度也會降低，使用M1固化劑固化處理后的污泥浸出毒性均低于GB508.3—2007危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別的限值。

　　M1固化劑配合比由試驗獲得。

　　此方案的優(yōu)缺點：

　�、偈┕た尚行砸话�，由于調(diào)節(jié)池內(nèi)污泥范圍及深度較大，難以將污泥與固化劑混合攪拌均勻，達到完全固化效果。

　　②施工成本較高。按每立方米污泥需要固化劑成本20元計算，理想狀況下，池內(nèi)15000m3淤泥量需要使用固化劑成本約為30萬余元。而且調(diào)節(jié)池內(nèi)污泥有害物質(zhì)成分相比一般河道、湖泊等自然環(huán)境更加復雜，因此可能還需要其他種類固化劑配合使用，經(jīng)濟成本較高。污泥運輸成本另計。

　　③安全系數(shù)一般，生化污泥徹底固化后，現(xiàn)場施工人員只需佩戴小型安全防護設備即可開展清污工作。但要由于現(xiàn)場敞開，攪拌過程中有害氣體外逸，可能造成人員及環(huán)境危害。

　�、芮逦坌Ч�明顯，施工人員可以大面積進入調(diào)節(jié)池內(nèi)部進行清淤工作，提高工作效率，且避免大型機械損傷防滲膜，杜絕了有害物質(zhì)泄漏的隱患。

　　⑤工期較長。多次的污泥取樣化驗、固化劑配合比實驗以及固化養(yǎng)護因處于關(guān)鍵線路將占用較長的絕對工期，直接影響清污進度。以固化時間2d計算，實行分批固化清理，預計總工期起碼超過14d。

　　3.2泥漿泵抽排清理

　　“泥漿泵抽排清理”方案的總體思路為選擇一處合適的污泥堆積場，采用泥漿泵將污泥抽排至堆放點即可。其通常采用數(shù)臺大功率泥漿泵進行抽排，在工作過程中為防止污泥泵劃傷池底防滲膜，造成有害物質(zhì)泄露，污染地下環(huán)境，必須將泥漿泵分別用吊臂車吊置于浮泥層，進行移動式抽排。同時配置多臺水泵機沖洗防滲膜上殘留的污泥，以提高抽排效率，并進行機械攪動，再經(jīng)吸泥管將攪起的泥漿，借助強大的泵力，輸送到堆積場，它的挖泥、運泥、卸泥等工作過程，可以一次連續(xù)完成。

　　根據(jù)調(diào)節(jié)池周邊地形情況，適宜的污泥安全堆積場只能設置在高程為190m的山頂處，距離平均高程為97m的調(diào)節(jié)池有大約93m高差，因此，在污泥輸送沿線，必須建造淤泥輸送接力池，即在110m平臺、150m山腰及190m山頂處設置三級抽排平臺，方可實現(xiàn)整個清淤工作。

　　此方案的優(yōu)缺點：

　�、偈┕た尚行暂^高，操作及設備簡單，泵距遠。把污泥依靠強大動力通過泥漿泵和排泥管線，泵送出百米之外。

　�、谑┕こ杀疽话�。設備多，能耗高，工作效率低。因其采用遠距離大高差管道輸送淤泥，故需要大功率輸送泵才能完成，故必然要耗用大量能源。另外此法尚須三處占地較大的儲泥池來臨時儲存輸送過來的污泥，并簡單鋪設單層防滲膜，這類臨時結(jié)構(gòu)的修建無疑會大大增加成本。預計施工成本26萬余元。污泥運輸成本另計。

　　③安全系數(shù)較高。污泥的抽取和輸送一次性完成，且全程密封管道運送，徹底解決了污泥二次污染的問題。能夠極大避免施工人員接觸有害物質(zhì)，確保人員安全。并能確保防滲膜安全，杜絕地下生態(tài)環(huán)境污染。

　　④清污效果明顯，基本能夠完全排除池內(nèi)污泥。

　�、莨て谳^長。泥漿泵抽排平臺高差較大，造成高程損失嚴重，再加上泵體及管道容易堵塞，極大降低施工效率。而且池內(nèi)淤泥平均深度約為2.5m，但是池底深淺差異較大，吊置的泥漿泵必須時刻注意移動路徑，避免碰觸劃傷底部及邊坡的防滲膜。這些都對工期造成了很大的影響。按每天抽排1000m3污泥計算，共需15d完成全部工程。

　　3.3隔離防滲層機械清理

　　“隔離防滲層機械清理”方案的總體思路為在調(diào)節(jié)池內(nèi)部修建臨時道路，道路標準以挖掘機履帶不接觸防滲膜且臂展施工范圍基本覆蓋整個淤泥區(qū)域為宜，剩余少量機械無法清理的淤泥，利用水泵機沖水稀釋，抽排即可。

　　本方案順利實施關(guān)鍵在于修建臨時進池道路。不但起到保護防滲膜不受入場機械損壞的作用，同時也制約著后期清污施工的進度。針對調(diào)節(jié)池平面特點及現(xiàn)場使用挖掘機械的有效挖掘半徑，擬新建一條Y型臨時道路，以保證機械施工范圍基本覆蓋整個調(diào)節(jié)池。臨時道路擬采用填土壓實方式填筑。道路成型后，整個調(diào)節(jié)池將被劃分為A、B、C三個部分，為加快施工進度，從Y型道路三個方向同時進行鋪設。

　　臨時道路平面布置圖

　　施工前必須在調(diào)節(jié)池方位共安置6臺大功率鼓風機持續(xù)對池內(nèi)加注新風處理，稀釋池內(nèi)有毒氣體濃度，最終達到置換池內(nèi)空氣的效果，并用專業(yè)有害氣體檢測儀對池內(nèi)氣體進行檢測，直至有害氣體含量降低到符合安全要求。在整個清淤過程中，還必須投入3臺鼓風機進行全程注風，保持池內(nèi)空氣新鮮。但是仍不適宜人工直接進入，因此進入池內(nèi)的機械操作人員必須穿戴好防毒面具及防護服。并在池邊安排救護人員及設備。機械挖掘過程中，為防止損傷防滲膜，在挖斗前沿包裹數(shù)層海綿，并隨時更換損壞的海綿材料。清理出的淤泥則采用全封閉式專業(yè)運輸車運送到附近指定地點，以保障運輸沿途的生態(tài)環(huán)境不受污染。

　　①施工可行性較高。調(diào)節(jié)池內(nèi)臨時道路施工方便，場內(nèi)回填土可直接用于道路鋪設。

　　②施工成本較低。成本主要包括臨時道路鋪設以及機械臺班等費用，預計成本大約為22余萬元。污泥運輸成本另計。

　　③安全系數(shù)較高。采用大型機械施工，人員投入較少，降低中毒等危害發(fā)生概率。

　�、芮逦坌Ч�明顯。主要采用大型機械清污同時輔以人工清理殘留污泥，施工效果良好。

　�、莨て谳^短。臨時道路鋪設簡單，大型機械能夠大面積進池作業(yè)，極大提高機械臺班使用率、清污效率高而且清除比較徹底，確保施工工期。預計施工工期10d。

　　3.4結(jié)論

　　根據(jù)方案分析，我們可以得出方案比選表：

　　由分析結(jié)果可知，如果采用“生化污泥固化處理或泥漿泵抽排清理”方案，將會因為可行性、施工成本、安全系數(shù)、清污效果以及工期等問題給清污工程帶來極大困難，不宜采用。而如果采用隔離防滲層機械清污方案，將會很好的解決施工人員安全及工期緊張等問題，同時也不會破壞池體防滲層，污染地下環(huán)境，對整個垃圾場工程建設非常有利。

　　因此，興豐垃圾場滲瀝液調(diào)節(jié)池清淤工程最終選定隔離防滲層機械清污方案進行施工。

　　4結(jié)束語

　　按照上述確定的方案，滲瀝液調(diào)節(jié)池清淤工程采用“隔離防滲層機械清理”的方法進行施工。其中，共需挖掘機械6臺，淤泥及填土運輸車共15輛，鼓風機6臺、發(fā)電機2臺、防護套裝10套、海綿材料若干。

　　清淤工作自2011年12月15日正式開始施工，歷時10天于12月24日完成1#滲瀝液調(diào)節(jié)池全部清淤工作，清理淤泥總量約15500立方米。2012年3月13日完成第六填埋區(qū)施工，檢測數(shù)據(jù)表明，廣州市興豐生活垃圾填埋場第六區(qū)工程的施工質(zhì)量完全滿足相關(guān)要求。

　　自從垃圾填埋場建設在全國推行以來，城市衛(wèi)生環(huán)境得到了極大的改善，但隨著經(jīng)濟發(fā)展原有垃圾填埋場的庫容已嚴重不足，因此，未來全國垃圾填埋場擴容改造工程將會越來越多，像本文所介紹的滲瀝液調(diào)節(jié)池清污工程也會凸顯其巨大價值。