专利名称：一种群仓构建固废填埋场的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明所述固废料主要是指垃圾和尾矿，是涉及固体废弃物处理工程技术领域。
背景技术：
现有垃圾填埋场由于不能有效隔离雨水和地表径流水，所以会产生大量渗沥液， 渗沥液污染浓度髙且成分复杂，其处理工艺一直是最大的技术难题。
现有尾矿入库时含水量很髙，入库后虽然能够通过滤水设施排出部分水分，但同 时又经常得到雨水和地表径流水补充，如遇多雨季节还会使库中尾矿处在水饱和状 态，对尾矿坝形成很大侧压力， 一旦垮坝将形成人造泥石流对下游造成巨大危害。
发明内容
本发明适用在平原和山区建造固废填埋场，共分为两个阶段实施完成，分述如下 第一阶段为"分仓填埋阶段"，主要内容有平整各筒仓地基，边构筑筒仓边进
料，直至全部筒仓均填满为止。采用分仓填埋的最大优越性是可以杜绝地表径流水
入侵和大幅度减小雨水进入被填埋固废内。如若每次进料作业后都及吋进行覆盖的
话，对外界环境可以做到零污染。
由于固废料填满所有筒仓需要花费很长时间，所以分仓填埋阶段实际上就是填埋
场的设计使用年限。
第二阶段为"围合成型阶段"，主要内容有固废料填充相邻筒仓间空隙，自下 而上拆除仓体圆筒段回收，同步建造填埋场周边护坡，整平填埋场作业面，设置防 水层，以及覆土绿化。第二阶段需要投入较多人力，但时间不长(应避开雨季〉，一 般约1 2个月左右即可完成。
由于垃圾进入筒仓后可及时覆盖密封，以及实施围合成型也可以在短时间内完 成，故降雨进入固废料的量极少，在筒仓底部安放仓底衬垫后就可确保无渗沥液外 溢。被填埋垃圾中的有机物在发酵过程中发热升温，并且在填埋气排放时带出水蒸 气，故随着时间的推移垃圾中水分只会越来越少，因此采用本发明可以实现无垃圾 渗沥液需要处理。
对于尾矿填埋场而言，除了隔绝雨水进入外，还可以通过在被填埋尾矿内部设置 橫向和竖向透水管，以及在其本身堆髙重力挤压作用下将尾矿内部积水逐渐排出， 最终形成尾矿干化填埋场。另外，由于在被填埋尾矿料内部均匀分布有众多加筋环 固结尾矿体，因此可以确保尾矿库万无一失，绝无垮坝之虑。
在进料过程中，无论是填埋垃圾或者尾矿都必须铺设加筋材料，其中以加筋环为 最优。在分仓填埋阶段，可以确保筒仓体的结构安全，在围合成型后可确保堆体稳定，消除滑动破裂面。
因筒仓体结构简单，耗费材料少，故非常廉价，并且在填埋场围合成型后，全部 (或者绝大部分)筒仓体材料可以回收，所以工程造价非常低廉。
特别具有重要意义的是本发明如果在已建垃圾填埋场(或尾矿库)进行拓建和 覆盖，不仅可以消除老坝体安全隐患，还可以利用现有场地增加很大库容(图18)。
以下结合实施例对附图及附图中标记作出说明
图1为分仓填埋阶段群仓平面分布图2为相邻筒仓呈等边三角形几何图形和尺寸示意图3为填埋场围合成型后的平面图4为图3中的A-A剖面；
图5为图3中B节点大样图6为图5中的C-C剖面；
图7为单个筒仓纵剖面图，仓内固废料为垃圾； 图8为仓底圆盆形衬垫纵剖面；
图9、图10、图11分别为图7中的D-D、 E-E、 F-F剖面；
图12为单个仓体圆筒段立体图13为单个仓体圆筒段展开图14为图9中节点H大样图15为图7中节点G大样图16为筒仓纵剖面图，仓内固废料为尾矿；
图17为图16中的J-J剖面；
图18为填埋场建造在山坡地形处护坡横断面，竖向分两期实施。 附图中标记l.筒仓体；2.填埋场顶面横向透水管；3.防水衬垫；4.填埋场顶面 覆盖土； 5.护坡；6.垃圾；7.地面；8.封堵网；9.仓顶盖；10.仓底衬垫；11.集气 笼；12.排气管；13.土工格栅；H.加筋带；15.加筋环；16.木桩；17.固定加筋带 的环筋；18.仓体环筋；19.仓体立筋；20.仓体衬垫裙；21.尾矿；22.仓底横向透水 管；23.竖向透水管；24.集水井；25.尾矿排水管；26.老尾矿坝；27.老尾矿库；28. 竖向分期实施分界线。
以下对附图及附图中标记做进一步详细说明
图2中相邻筒仓呈等边三角形分布可以使筒仓排列最为紧凑。图中相邻筒仓尺寸 间距X值越小则相邻筒仓之间的空隙面积(图中阴影线)越小，空隙面积越小需要 填充的固废料越少，有利于填埋场尽快围合成型。但X值也不能太小，否则将使人 员不能通过，难以进入筒仓群检査，另外在围合成型阶段拆除仓体圆筒段回收时也会带来困难。 一般建议X取值在0.5 1米之间。
图3为围合成型完成后的填埋场平面图，图中填埋场四周有三边为护坡5， 一边 保留一排筒仓，如有第二期工程需要扩展延伸(横向分期实施)，可紧接保留筒仓处 继续新建筒仓群向外延伸。但如果该填埋场不再有扩展延伸计划，则填埋场四周应 该全部实施成护坡(或者接山坡面)，所有仓体圆筒段可以全部回收。
横向或竖向分期实施的优点是第一期工程拆除回收的仓体圆筒段可用于第二期 工程，可节约工程投资。不过，横向分期实施有缺点第一期工程在填埋场边界保 留的一排筒仓仓体1已有一半埋入固废料中无法回收(图5、图6)，需要付出一定 代价。竖向分期实施(图18)无此缺点。
图4中护坡5可采用水泥砂浆砌筑块石。填埋场顶面整平时设置约1%排水坡， 再铺防水衬垫3，而后铺设横向透水管2 (软式透水管或塑料盲沟)以将可能在防水 衬垫3上产生的积水引向护坡5外坡面，最后覆盖泥土 4并植草绿化。
图5和图6中的封堵网8采用钢筋网片并附着HDPE膜制作，钢筋网片两端与两 W筒仓体1采用锁扣连接或焊接。封堵网8的作用是阻止被填埋固废料从两筒仓体 l空隙间漏出。
图7中仓顶盖9和仓底衬垫10可采用HDPE膜制作。
排气装置是由集气笼11和排气管12组成，用以排出筒仓内垃圾6因发酵产生的 填埋气体。
埋置在固废料中的加筋材料种类较多，如土工格栅13、加筋带14、加筋环15 等。在固废料中加入加筋材料可大幅度消减筒仓内固废料因堆积对筒仓体1产生的 侧压力，以确保筒仓体l的结构安全。
加筋带14可采用钢筋网片或塑钢材料制作。
加筋环15是由圆环钢筋和立筋相交焊接或绑扎构成圆筒状骨架，在圆筒状骨架 内侧附着土工格栅13或土工布构成。
单个仓体圆筒段(图12 图14)是由仓体环筋18 (钢筋)和仓体立筋19 (扁钢 带)相交焊接或绑扎构成圆筒段骨架，并在圆筒段骨架内侧附着仓体衬垫裙20(HDPE 膜)构造而成。
筒仓体1是由多个仓体圆筒段呈竖向叠加而成，叠加时上层仓体圆筒段底层环筋 18与下层仓体圆筒段顶层环筋18绑扎连接，上层仓体圆筒段衬垫裙20与下层仓体 圆筒段衬垫裙20部分重合搭接(图15)。
图15中最底层仓体圆筒段环筋18可采用U型钉固定在木桩16顶上。
图16、图17中横向透水管22和竖向透水管23采用软式透水管或塑料盲沟制作， 用以收集尾矿21中渗水向仓底集水井24汇集，再由尾矿排水管25向外排出。
图18中当竖向第一期填埋工程完成后与老尾矿库坝26平齐，即可彻底消除老
6尾矿库坝26垮坝隐患。在实施第一期填埋工程前先将山坡地形修整成能够满足各筒 仓底部仓体圆筒段均可以水平放置的台阶地形，尽管各筒仓底部高低不一致，但只 要各筒仓最终填埋髙程能够基本一致即可，这样在围合成型后就可以将填埋场顶面 整平。第一期填埋工程完成后，还可以持续向上进行竖向第二期、第三期......填埋工程。
具体实施方法
以下用两个在平原上建造固废填埋场的实施例来分别描述固废料为垃圾，或者固 废料为尾矿的具体实施方法。
一、实施例1 (固废料为垃圾6):
1. 设计资料
设计筒仓直径20米，填满后平均髙度为22米，则单个筒仓容积为6911立方米。 按日进垃圾460立方米计，每装满1个筒仓需要15天(半个月)，l年可装满24座 筒仓。如果该填埋场的设计年限为20年，则总共需要建设24X20=480座筒仓，垃圾 填埋总量为6911X480=3317280立方米(即331. 7万立方米)。
如果按每行24座筒仓，共20行排列，以及各相邻筒仓中心连线均为21米呈等 边三角形分布，如图2中取R-10米；X-l米。经绘图设计，该填埋场围合成型后 需占地约543X468=254124平方米(合381.2亩)。
2. 实施步骤
2.1.分仓填埋阶段
步骤l:首先平整场地并测量放样以确定各筒仓中心位置；
步骤2:制作仓底衬垫10并在将要安放筒仓体1位置打木桩16,桩距间隔约0. 3 米，仓底衬垫10安放在由木桩16围成的圆周内;
步骤3:制作仓体圆筒段并采用U型钉固定在木桩16顶端；
步骤4:输送带或吊车运输垃圾6进入筒仓，并随着进料增加，逐个向上叠加仓 体圆筒段使筒仓体l升髙；
步骤5:在垃圾6进料过程中按设计高度安放加筋材料和排气装置； 步骤6:当垃圾6进料到达设计满仓高度后加仓顶盖9; 重复上述步骤直至所有480座筒仓全部填满。
密封在筒仓内垃圾6中的可腐有机物在持续发酵过程中温度升高并产生填埋气， 其发酵过程不仅消耗水分，还会排出水蒸气，故随着垃圾6日渐腐熟其本身质量也 日益减轻且体积縮小。因此垃圾6的发酵腐熟过程必然会导致整体沉降，如沉降过 大则会使仓顶盖9周边形成凹槽，不利于雨水下泻。如出现仓顶盖9上积水现象应 揭开仓顶盖9，根据沉降量拆除筒仓顶层1 2个仓体圆筒段，修整筒仓顶面垃圾6 保持其呈球冠型，再次覆盖仓顶盖9。拆下的仓体圆筒段可移送至进料筒仓安装。
7当所有480座筒仓全部填满后，应返回至第一个筒仓重新开始，将所有因垃圾6 发酵下沉后降低的各筒仓体1叠加仓体圆筒段依次升髙，而后进料使各筒仓再次重 新填满到达设计髙度，至此分仓填埋阶段即告完成。
2. 2.围合成型阶段
围合成型阶段一般可以不再进料，需要动员大批人力和适当机械进场，步骤如下 工序l:揭开所有仓顶盖9折叠就近安放；
工序2:动员众多人力开挖仓顶垃圾6向各相邻筒仓空隙中抛填，当抛填至埋没 木桩16后暂停；
工序3:夯实抛入各相邻筒仓空隙中的垃圾6，拆开底层仓体圆筒段与木桩16 顶固定u型钉，以及与上层仓体圆筒段的绑扎连接，再分解或切断底层仓体圆筒段 环筋18,最后将分解拆开的底层仓体圆筒段向上提升，或者从侧向相邻筒仓空隙中运出。
重复上述从筒仓顶部向各相邻筒仓空隙中抛填垃圾6并夯实，和自下而上回收仓
体圆筒段过程，直至将所有筒仓间的空隙都填满。
同步实施的还有砌筑护坡5，可采用多级平台复式护坡5，护坡5材料为水泥砂 浆砌筑块石，上层护坡5坡脚与下层护坡5坡顶衔接处采用石灰土密封。
待所有筒仓间的空隙都填满、该回收的仓体圆筒段全部回收，以及填埋场周边护 坡5全部完成后进入下一工序；
工序4:推土机碾压和整平填埋场顶面并形成约1%排水坡，而后将各折叠起的 仓顶盖9全部展开，检査并修补仓顶盖9破损处；
工序5:裁剪新料HDPE膜，将所有仓顶盖9焊接(或粘接)形成一个整体防水 垫层3;
工序6:在整体防水垫层3上铺设软式透水管2,软式透水管2收集防水垫层3
上的积水排向填埋场周边护坡5外；
工序7:在整体防水垫层3上覆盖厚约0.6米耕植土4，并植草种花。 二、实施例2 (固废料为尾矿21):
1. 设计资料
除改垃圾6为尾矿21外，其余均同实施例l。
2. 实施步骤
2.1.分仓填埋阶段 步骤1 步骤3:
除了应增加建造集水井24和敷设尾矿排水管25外，其余步骤均同实施例1。 步骤4:见图16、图17，在仓底垫层10中央呈放射状分布多根仓底横向透水管 22，各横向透水管22 —端接入集水井24，另一端沿仓底伸向仓体1内壁弯曲向上成竖向透水管23。集水井24盖采用钢格板上覆盖透水土工布，使各横向透水管22 和竖向透水管23能够顺畅排水入集水井24,但尾矿21不得进入集水井24。
步骤5:尾矿泵抽取液态尾矿21料浆依次灌入各筒仓，每次每个筒仓的连续灌 入量为691立方米(约历时1. 5天)，且筒仓内作业面升高约2. 2米，这样共需要 10次进料才能到达设计满仓髙度22米(注尾矿21中水大量渗出后必然要发生沉 降，为表述方便假定无沉降)。
尾矿21进料方式与垃圾6进料有所不同垃圾6进料可单个筒仓填满后再进行 下一个筒仓进料，但尾矿21进料绝对不行。原因是尾矿21在进料时是液态的，如 果一次连续进料很多将会对筒仓体1造成很大侧压力，导致筒仓体1结构发生危险。 故尾矿21 —次进料必须严格控制进料量，使筒仓内作业面只能上升有限髙度以确保 仓体l结构安全。由于筒仓数量众多，所以一般轮回周期很长，在经过一个轮回周 期再次对某一筒仓进料时，其先前进入的尾矿21已经排出大量水分呈固态化，因为 唯有尾矿21呈固态化时，埋置在其中的加筋环15才能发挥大幅度消减侧向力的作 用，这样才能确保筒仓体1的结构安全。
全部筒仓共有480座，按每次一个筒仓连续进料1.5天(691立方米)计，轮回 一个周期约需要1.5X480=720天(近2年)，由于间隔时间足够长，所以存储在筒仓 内的尾矿21料浆中的水分会大量渗出，渗出水经竖向透水管23和横向透水管22排 入集水井24，再由尾矿排水管25排出。各筒仓的尾矿排水管25接入尾矿排水总管， 总管将尾矿水排出填埋场区外。
尾矿21进料前向上延伸竖向透水管23,在进料到达设计高度位置布置加筋环15。
各筒仓每次进料后，初期因水分蒸发需要，可暂时不加仓顶盖9，但如若尾矿21 作业面已经干燥，为避免因风吹引起粉尘污染，可以加仓顶盖9。
当所有筒仓都填埋至设计髙度22米时，分仓填埋阶段即告完成。
另补充两个可选方案
其一是在筒仓内尾矿21作业面上覆盖薄膜方案进料前，在已经干化的尾矿21 作业面上覆盖薄膜，并保持各竖向透水管23仍垂直向上穿过薄膜。在向筒仓内薄膜 上灌入液态尾矿21料桨后，尾矿21渗出水因薄膜阻隔不能直接下渗，而只能先横 向排入沿筒仓体1内壁和位于筒仓中央的各竖向透水管23,再流入筒仓底部集水井 24。
其二是筒仓体衬垫裙20可选方案如果外界环境允许可选择仓体衬垫裙20采用 透水材料，如土工格栅和透水土工布，这样可省去沿筒仓体1内壁均匀分布的多 根竖向透水管23，尾矿21渗出水直接从透水仓体衬垫裙20向筒仓外排出。另外， 筒仓底也可以做成中央凸起，仓底中央高于四周筒仓体1的向外排水坡，将集水井 24和尾矿排水管25移出筒仓外。此方案工程造价较省，但前提是尾矿21水从筒仓体1直接渗出不能污染环境。 2. 2.围合成型阶段
除垃圾6改为尾矿21外，其余工序均同实施例l。 三、补充说明
虽然以上结合实施例对本发明做了进一步说明，但是本技术领域中的普通技术人 员应当认识到上述实施例仅是用来说明的，并不能作为对本发明的限制，比如排
气装置、加筋材料以及透水管等在实现同样功能的情况下可以有多种变形，这些变 形均落在本发明权利保护范围之内。
权利要求
1. 一种群仓构建固废填埋场的方法，其特征在于，包括以下步骤存储固废料的若干筒仓依次排列成多行，以及在固废进料过程中，筒仓仓体(1)随进料量增加升高，以及当固废进料至某一设计高度时，在进料作业面上铺设一层加筋材料，以及当固废进料至设计满仓高度时，已经埋入固废料中的加筋材料至少有一层，以及当固废进料至所有筒仓全部到达设计满仓高度后，固废料填充各相邻筒仓之间的空隙，直至所有相邻筒仓之间的空隙全部填满为止。
2. —种群仓构建固废填埋场的方法，其特征还包括以下步骤当固废进料至所有筒仓全部到达设计满仓高度后，拆除众多筒仓的最底层仓体圆 筒段回收，然后向各相邻筒仓之间的空隙中填充固废料至到达地面(7)向上第二层仓 体圆筒段底部位置，以及拆除众多筒仓的地面(7)向上第二层仓体圆筒段回收，而后再次向各相邻简仓之 间的空隙中填充固废料至到达地面(7)向上第三层仓体圆筒段底部位置，以及重复上述自下而上逐层拆除仓体圆筒段回收，以及向各相邻筒仓之间的空隙中填充 固废料的过程，直到被拆下的仓体圆筒段全部回收，以及所有各相邻筒仓之间的空隙 中全部填满固废料为止。
3. —种群仓构建固废填埋场的方法，其特征还包括以下步骤在向所有相邻筒仓 之间的空隙中填充固废料的过程中，填埋场周边同步建造护坡(5).
4. 一种群仓构建固废填埋场的方法，其特征还包括以下步骤在向所有相邻筒仓 之间的空隙中填满固废料后，平整填埋场顶面并设置防水衬垫(3)。
5. —种群仓构建固废填埋场的方法，其特征还有各相邻筒仓中心的连线呈等边 三角形分布。
6. 实现如权利要求1所述一种群仓构建固废填埋场的装置，其特征在于筒仓仓 体(1)是由多个仓体圆筒段竖向叠加而成；以及单个仓体圆筒段是由若干环筋(18)和若干立筋(19)交叉构成圆筒段骨架，并 且在圆筒段骨架内侧附着衬垫裙(20)构成。
7. 如权利要求6所述一种群仓构建固废填埋场的装置，其特征在于在被填埋固 废料内部设置有排气装置用以排出固废料因发酵产生的填埋气，所述排气装置是由可 以在被填埋固废料内部形成空腔且四周镂空的集气笼(11)和排气管(12)组成。
8. 如权利要求6所述一种群仓构建固废填埋场的装置，其特征在于在被填埋固 废料内部设置有竖向透水管(23),以及在筒仓底部设置有横向透水管(22),所述透水管是管壁透水的排水管道。
9.如权利要求6所述一种群仓构建固废填埋场的装置，其特征在于筒仓底部设 有圆盆形仓底衬垫(10)。
全文摘要
本发明公开了一种群仓构建固废填埋场的方法和装置，是属于固体废弃物处理工程技术领域。现有垃圾填埋场产生的大量渗沥液一直是难以攻克的技术难题，本发明可有效阻断地表径流水和雨水入侵，使垃圾填埋场无外溢渗沥液产生，从而解决了这一技术难题。现有尾矿库如遇长时间降雨，库中尾矿呈液态对尾矿坝产生很大侧压力，一旦垮坝将形成人造泥石流对下游造成巨大危害。本发明除有效阻断地表径流水和雨水入侵外，还可长期持续排出尾矿中积水使其呈固态，最终形成尾矿干化填埋场彻底消除垮坝隐患。特别具有重要意义的是本发明适用于在已建垃圾填埋场(或尾矿库)进行拓建和覆盖，不仅可以消除老坝体安全隐患，还可以利用现有场地增加很大库容。
文档编号B09B5/00GK101486039SQ20091002559
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者庄维健 申请人:庄维健