专利名称：填埋场地下水的立体式疏排系统结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及填埋场地下水的一种疏排系统结构，尤其涉及填埋场地下水的一种立体 式疏排系统结构。
技术背景目前，危险废物(工业固废)及城市生活垃圾填埋场的场址一般都选址于偏远山区， 为减少填埋场的工程量、节省投资，绝大部分填埋场都是利用沟谷场地，建设在三面环 山的深沟或洼地。这些场地一般都植被茂密、山高坡陡、汇水面积较大，所以容易导致 填埋场周边较高山坡的地表水及渗流水汇入填埋场场底。现代填埋场大多采用水平式防 渗。为控制地下水最高水位，使其低于填埋场场底防渗层，保证填埋场场底防渗层免受 地下水的侵袭而造成防渗膜的顶托，以往通常在填埋场场底的防渗层下设置单层地下水 疏排盲沟，将流入场底的地下水及时排出填埋场。这种疏排方式对上游山体不高，汇水 面积小，地下水不丰富的填埋场是适应的；但对山高坡陡、地下水比较丰富的地区，其 适应性比较差，因而导致一些填埋场在建成运行后，遇到雨季尤其是暴雨时，填埋场场 底地下水位抬高，从而使防渗膜产生"水袋"现象。如不加控制，甚至可能顶破防渗膜， 破坏防渗层，使防渗层失去防渗效果，进而导致污水渗滤液流入地下水系，污染地下水 质，后果不堪设想。如何有效降低填埋场场区的地下水位，确保填埋场的正常运行，就 成为本领域亟待解决的一个问题。 发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既经济合理又能有效降 低填埋场场区地下水位、进而防止地下水免受污染、稳定边坡的填埋场地下水的立体式 疏排系统结构。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为 一种填埋场地下水的立体式疏排 系统结构，包括场底疏排结构、上截疏排结构和截洪明沟，在填埋场铺设有防渗层，场 底疏排结构设置于场底的防渗层下方，场底疏排结构包括开挖于场底的场底盲沟和其内 埋设的场底疏排管，上截疏排结构设置于边坡防渗层下方，上截疏排结构包括截渗管， 截渗管位于填埋场封场边界内侧并沿场区周边布置，截渗管直接通向场外或者通过连接
管道(或沟道)与场底疏排管结构相连通，截洪明沟开挖于填埋场的封场边界外围并沿 场区周边布置，场底疏排管和截洪明沟的出口设置在填埋场下游外侧。上述填埋场沟口处通常筑有各种型式的截污坝，位于填埋场外侧的坝体边缘处设有 坝肩截洪明沟，截渗管的出口可延伸至坝肩截洪明沟并与之相连通。坝肩截洪明沟可与 上述的截洪明沟相连通。上述截渗管和场底疏排管埋设于填埋场疏水层的底部和弱透水层的上部。上述截渗管为软式滤水管(或其它类似材料)，在截渗管底部设置有截渗管垫座。截 渗管周围通常可以碎石疏水层回填。上述填埋场地下水的立体式疏排系统结构，还可在边坡中部防渗层下设置中截疏排 结构，中截疏排结构包括中截盲沟和其内埋设的排渗管，排渗管与标高较低处的截渗管 相连通，或通过连接管道与场底疏排结构相连通，或者直接引出场外。上述场底疏排结构还包括沿坡脚线方向开挖坡脚盲沟和埋于其内的坡脚疏导管，坡 脚疏导管与场底疏排管相连通。坡脚疏导管埋设于填埋场疏水层的底部和弱透水层的上 部。上述场底疏排结构还包括结合井，结合井开挖于填埋场场底靠近下游侧，场底各方 向的场底疏排管和坡脚疏导管交汇于结合井处，结合井通过场底疏排管通至场外。上述填埋场地下水的立体式疏排系统结构还包括落水井，落水井开挖于未铺设防渗 层的填埋场场区底部，落水井与场底疏排管和/或坡脚疏导管相连通。上述中截盲沟、坡脚盲沟和场底盲沟均开挖至弱透水层或基岩，沟内回填有碎石疏 水层，碎石疏水层与沟壁之间设一层土工布将碎石疏水层包裹。上述排渗管、坡脚疏导 管和场底疏排管均为管身上半部50%开孔的UPVC管(或其他类似材料)，UPVC管上的 孔眼呈梅花形分布。与现有技术相比，本发明的优点在于为填埋场提供切实可行、经济合理的地下水疏 排方案，从而使填埋场场区的地下水得到迅速疏排，降低或控制地下水位，防止出现"水 袋"或积水顶破防渗膜等破坏防渗层的现象，保证填埋场防渗层的防渗效果。地下水被有 效地排出填埋场外以后，能够使地下水质免受填埋场垃圾污物的污染，给下游人民生活 提供可靠的水质保障，保证其饮用水的安全。同时，降低地下水位对填埋场的截污坝及 废物堆积边坡也起到了间接保护作用，使填埋场边坡更加稳定。
图1为本发明的平面布置图2为图1在A-A处的剖面放大示意图； 图3为截渗管和排渗管的埋设示意图； 图4为场底疏排管的埋设示意图； 图5为截渗管及垫座的纵断面示意图； 图6为图1在B-B处的剖视示意图；图7为图6在C-C处的剖视示意图；图8为图1在D-D处的剖视示意图；图9为图8在E-E处的剖视示意图；图10为本实施例中UPVC管的开孔示意图；图11为场底疏排结构弯通连接件的放大平面示意图;图12为场底疏排结构三通连接件的放大平面示意图;图13为场底疏排结构直通连接件的放大平面示意图。图例说明1、截渗管51、锚固平台11、截洪明沟52、中截盲沟12、截污坝53、坡脚盲沟13、坝肩截洪明沟54、场底盲沟14、截渗管垫座55、土工布2、排渗管56、碎石疏水层3、坡脚疏导管6、防渗层4、场底疏排管61、防渗膜41、落水井62、疏水层42、结合井63、弱透水层43、疏排管连接件64、地层界线44、疏排管出口段65、填埋废物45、梅花形分布7、挡水堤46、盖板71、已铺防渗层填埋区47、 50%开孔72、未铺防渗层填埋区5、封场边界
具体实施方式
如图1 图13所示，本发明的一种填埋场地下水的立体式疏排系统结构，填埋场场 区中部的挡水堤7将填埋场的填埋区分为东部已铺防渗层填埋区71和西部未铺防渗层填 区72，在已铺防渗层填埋区的东北部沟口处筑有填埋场的截污坝12。已铺防渗层填埋区 71的底部铺设有防渗层6，防渗层6包括其上部铺设的防渗膜61，防渗层6往下依次包 括有疏水层62、弱透水层63等地层结构，各地层结构之间以地层界线64为分界。防渗 膜61上方堆填有填埋废物65。本发明的立体式疏排系统结构包括上截疏排结构、中截疏 排结构、场底疏排结构和设在填埋场顶部的截洪明沟11。顶部的截洪明沟11位于填埋场 最终的封场边界5外侧，且绕场区周边布置。填埋场周边的地表水主要汇集于截洪明沟 11，并随截洪明沟ll排出场外。上截疏排结构、中截疏排结构和场底疏排结构分别布置 在填埋场场区的不同标高段，且均设置于填埋场的防渗层6下方，以此形成立体式的疏 排系统将填埋场场区的地下水分层截流排出场外。如图l、图2、图3和图5所示，上截疏排结构包括截渗管l，截渗管l位于封场边 界5内侧靠近边界的位置，并绕场区周边布置。截渗管1埋设于填埋场疏水层62的底部 和弱透水层63的上部，埋设时尽量使管顶标高位于填埋场正常地下水位线以下。如图3 所示，由于截渗管1靠近填埋场封场边界5，其上方的填埋废物65堆填的高度不大，承 载小，因此截渗管1采用软式滤水管(或类似的其他管材)，该软式滤水管由外及里依次 设有被覆层、过滤层、透水层和PVC钢线(见图5)，该管不仅能够满足承载能力的要求， 而且排水效果较好，但在截渗管1底部应设置截渗管垫座14，以避免汇集的地下水沿程 渗失。截渗管1的出口应设在方便地下水外排的标高较低处，在本实施例中截渗管1的 出口设在截污坝12的坝肩(见图1)。位于填埋场外侧的截污坝坝体边缘处设有坝肩截洪 明沟13，截渗管1的出口延伸至坝肩截洪明沟13并与之相连通。填埋场周边及顶部的地 下渗水主要被上部的截渗管1截排，并随截渗管1流至坝肩截洪明沟13，进而排出场外。 整个上截疏排结构主要用于疏排填埋场周边的地下水，使其不流进填埋场而直接排至下 游。如图l、图2、图3和图10所示，中截疏排结构主要包括中截盲沟52和排渗管2。 中截盲沟52—般开挖于填埋场边坡中部的防渗层6下方，为了便于施工，本实施例将中 截盲沟52设置在边坡中部的锚固平台51内侧下方，且绕场区周边布置，并开挖至弱透 水层63。排渗管2埋设于中截盲沟52内，排渗管2与标高较低处的截渗管1相连通。排 渗管2主要用于二次截排上部截渗管1未完全排走的下渗地下水，其中的汇水最后流入
标高较低处的截渗管1，随截渗管1排出场外。排渗管2也可直接(或同时)与场底疏排 结构相连通，使其中的汇水随场底疏排结构排出场外。如地形标高条件许可，也可将排 渗管2中的地下水直接引出填埋场外。排渗管2的材料和结构应根据锚固平台上垃圾堆 填的高度来确定，可采用软式滤水管(见图5)或UPVC管(见图10)，使其承载能力能 够满足相应的承载要求。本实施例采用的是如图10所示的具有50%开孔47结构的UPVC 管。在具体的实践中，当填埋场地下水的水量相对较小、边坡高度较小的情况下，可以 取消中截疏排结构的布置，使得疏排效果与成本控制达到较好的平衡。如图1 图10所示，场底疏排结构包括坡脚盲沟53、坡脚疏导管3、场底盲沟54、 场底疏排管4和结合井42。坡脚疏导管3、场底疏排管4分别埋设于场底开挖的坡脚盲 沟53、场底盲沟54内。坡脚疏导管3主要沿坡脚线方向布置，所在标高高于场底疏排管 4，且坡脚疏导管3的管径一般略小于场底疏排管4的管径，实践中管径的大小应考虑排 水量大小、成本因素等进行确定。坡脚疏导管3与场底疏排管4相互连通，在场底呈纵 横交错布置(见图1)。若填埋场场底的沟谷狭窄，则可不设坡脚疏导管3，但在填埋场 沟谷谷底至少应埋设一条场底疏排管4。 一般来说，由于场底的垃圾堆填高度较高，需采 用钢筋混凝土管或UPVC管才能够满足相应的承载要求。本实施例中，坡脚疏导管3和 场底疏排管4的材料和结构与中部的排渗管2相同，即采用的是具有50%开孔结构47的 UPVC管(见图10)。结合井42开挖于场底下游侧的场底疏排管4和坡脚疏导管3的汇 合处或采用连接件连接困难处(见图l)，场底各方向的场底疏排管4和坡脚疏导管3交 汇于结合井42 (见图8、图9)。结合井42下游疏排管出口段44处的场底疏排管4可视 情况增大其管径，以便于汇集到结合井42的地下水更快外排，避免场底地下水位壅高。 在未铺防渗层填埋区72的场底疏排管管路上还开挖有一落水井41 (见图l)，落水井41 与场底疏排管4、坡脚疏导管3相连通(见图6、图7)，落水井41在后期铺设防渗层之 前封堵盖板46。填埋场未铺防渗层填埋区72内的地表水大部分通过落水井41收集，然 后通过场底疏排管4汇集至结合井42，再排出场外。下渗到填埋场底部的地下水通过坡 脚疏导管3和场底疏排管4收集并汇集至结合井42，再排出场外。填埋场也可不设置落 水井41和结合井42，而直接通过坡脚疏导管3和场底疏排管4将地下水引出场外。落水 井41和结合井42根据场区的具体需要决定是否设置，其位置也可根据具体地形条件进 行确定。如图11 图13所示，具有50%开孔47结构的场底疏排管4之间、坡脚疏导管3之 间以及场底疏排管4和坡脚疏导管3之间均釆用疏排管连接件43进行连接，进而形成整
体的疏排管路，以便于将管中的地下水排出场外。从图11 图13可以看出，各UPVC 管开孔的位置呈现梅花形分布45。上述中部的排渗管2、底部的坡脚疏导管3和场底疏排管4均埋设于盲沟内，其埋深 视场区水文地质情况及降水要求等确定，本实施例中这三种管件的埋深h均低于防渗层6 以下1.5m(见图2)，且均位于填埋场疏水层62的底部、弱透水层63的上部，管顶的标 高在正常地下水位线以下。上述的各种盲沟均开挖至弱透水层63 (或基岩)，沟内以碎石 疏水层56回填，碎石疏水层56与盲沟沟壁之间设一层土工布55将碎石与所埋设的地下 水疏排管件完全包裹。上截疏排结构、中截疏排结构和场底疏排结构分别在其各自层面从填埋场尾部向下 游方向降坡，以方便地下水排泄。结合成本控制及疏排水量的要求，上截疏排结构、中 截疏排结构和场底疏排结构之间可设盲沟或疏排管件互相连接成一体，从而形成立体式、 分层次、互通型的填埋场地下水疏排系统。工作原理如图1 图9所示，由于填埋场汇水面积范围内山高坡陡，当连降暴雨导致填埋场外 围截洪明沟11的排洪压力增大时，部分地表水渗入地下并流至填埋场场区内，场区内的 地下水位抬高，场区上部的地下水迅速不断地汇入截渗管1内并随截渗管流至坝肩截洪 明沟11外排，未被截渗管1截流的部分渗水往下流至场区边坡中部，并汇入埋设在锚固 平台51底部的排渗管2中，排渗管2中的地下水最后流至与其相连通的标高较低处的截 渗管1，并随截渗管1中的汇水一起排出场外。场区中部边坡以下部分的地下水以及未能 经截渗管1和排渗管2截排的少量下渗水，则通过埋设在坡脚的坡脚疏导管3收集，并 随坡脚疏导管汇入场底疏排管4、落水井41及结合井42中，落水井41和汇集至结合井 42中的地下水也将流入场底疏排管4，最终随场底疏排管4排出场外。填埋场场区外侧的地表水主要通过截洪明沟11排出场外，未铺防渗层填埋区72场 区内的地表水则汇集至挡水堤7上游，通过落水井41收集后进入场底疏排管4，并排出 场外。已铺防渗层(或已堆填废物的)填埋区71场区内的地表水下渗至堆填废物内，并 主要通过填埋场另设的渗滤液导出管外排。
权利要求
1、一种填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于包括场底疏排结构、上截疏排结构和截洪明沟(11)，在填埋场铺设有防渗层(6)，场底疏排结构设置于场底的防渗层(6)下方，场底疏排结构包括开挖于场底的场底盲沟(54)和其内埋设的场底疏排管(4)，上截疏排结构设置于边坡防渗层(6)下方，上截疏排结构包括截渗管(1)，截渗管(1)位于填埋场封场边界(5)内侧并沿场区周边布置，截渗管(1)直接通至场外或者通过连接管道与场底疏排结构相连通，截洪明沟(11)开挖于填埋场的封场边界(5)外围并沿场区周边布置，场底疏排管(4)和截洪明沟(11)的出口设置在填埋场下游外侧。
2、 根据权利要求l所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述填 埋场沟口处筑有截污坝(12)，位于填埋场外侧的截污坝(12)坝体边缘处设有坝肩截洪 明沟(13)，截渗管(1)的出口延伸至坝肩截洪明沟(13)并与之相连通。
3、 根据权利要求l所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述截 渗管(1)和场底疏排管(4)埋设于填埋场场区地层结构的疏水层(62)底部和弱透水 层(63)上部。
4、 根据权利要求1所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述截 渗管(1)为软式滤水管，在截渗管(1)底部设置有截渗管垫座(14)。
5、 根据权利要求1 4中任一项所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特 征在于还包括在边坡中部防渗层(6)下设置的中截疏排结构，中截疏排结构包括中截盲 沟(52)和其内埋设的排渗管(2),排渗管(2)与标高较低处的截渗管(1)相连通， 或通过连接管道与场底疏排结构相连通，或者直接引出场外。
6、 根据权利要求1 4中任一项所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特 征在于所述场底疏排结构还包括沿坡脚线方向开挖的坡脚盲沟(53)和埋于其内的坡脚 疏导管(3)，坡脚疏导管(3)与场底疏排管(4)相连通。
7、 根据权利要求5所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述场 底疏排结构还包括沿坡脚线方向开挖的坡脚盲沟(53)和埋于其内的坡脚疏导管(3)， 坡脚疏导管(3)埋设于填埋场疏水层(62)的底部和弱透水层(63)的上部，坡脚疏导 管(3)与场底疏排管(4)相连通。
8、 根据权利要求7所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述场 底疏排结构还包括结合井(42)，结合井(42)开挖于填埋场场底靠近下游侧，场底各方 向的场底疏排管(4)和坡脚导出管(3)交汇于结合井(42)处，结合井(42)通过场 底疏排管(4)通至场外。
9、 根据权利要求7所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于还包括 一落水井(41)，落水井(41)开挖于未铺设防渗层(6)的填埋场场区底部，落水井(41) 与场底疏排管(4)和/或坡脚疏导管(3)相连通。
10、 根据权利要求7所述的填埋场地下水的立体式疏排系统结构，其特征在于所述 中截盲沟(52)、坡脚盲沟(53)和场底盲沟(54)开挖至填埋场的弱透水层(63)或基 岩，沟内回填有碎石疏水层(56)，碎石疏水层(56)与沟壁之间设一层土工布(55)将 碎石疏水层(56)包裹，所述排渗管(2)、坡脚疏导管(3)和场底疏排管(4)均为管 身上半部50%开孔(47)的UPVC管，UPVC管上的开孔呈梅花形分布(45)。
全文摘要
本发明涉及一种填埋场地下水的立体式疏排系统结构，该结构包括在填埋场边坡顶部设置的上截疏排结构、在场底设置的场底疏排结构和截洪明沟，上截疏排结构包括位于填埋场封场边界内侧并沿场区周边布置的截渗管，截洪明沟开挖于填埋场的封场边界外围，截洪明沟的出口设置在填埋场下游外侧，截渗管直接通至场外或者通过连接管道与场底疏排结构相连通。如果成本合理，还可在边坡中部、坡脚等位置分别设置中截疏排结构、坡脚疏排结构，各层的疏排结构可互连互通，以形成更大规模的立体式疏排系统。本发明的优点在于能迅速、有效的疏排填埋场中壅积的大量地下水和部分地表水，进而防止上升的地下水破坏防渗层，保证填埋场防渗层的防渗效果。
文档编号E02D19/20GK101148885SQ20071003606
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者刘石桥, 吴利玲, 周玉莲, 王又武, 陈章友 申请人:中冶长天国际工程有限责任公司