垃圾填埋场对隧道影响及对策

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　　摘  要：文章通过对隧道与既有垃圾填埋场的影响、垃圾渗滤液成分及其对隧道的腐蚀性分析，确定垃圾填埋场对隧道施工期及运营期的影响程度，并针对混凝土结构的耐久性及垃圾渗滤液处理，采取了相应的工程措施，同时建立了隧道运营期长期监控监测体系，确保隧道的安全运营。
　　关键词：隧道;垃圾填埋场;渗滤液;腐蚀
　　中图分类号：X705         文獻标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）05-0129-02
　　Abstract： Based on the analysis of the influence of the tunnel and the existing landfill， the composition of the landfill leachate and its corrosiveness to the tunnel， this paper determines the influence of the landfill on the tunnel construction and operation period. In view of the durability of concrete structure and the treatment of landfill leachate， corresponding engineering measures are taken， and a long-term monitoring and monitoring system during tunnel operation is established to ensure the safe operation of the tunnel.
　　Keywords： tunnel; landfill; leachate; corrosion
　　引言
　　城市垃圾的处置方式主要是填埋、焚烧、堆肥等，其中填埋是主要的处理方式。随着城市人口的增加及城市化进程的加快，城市建设不断向郊区扩张，为充分利用土地资源，部分垃圾填埋场被重新规划利用，成为城市新的建筑用地。同时由于城市路网的不断完善，部分道路不可避免地下穿垃圾填埋场。
　　垃圾填埋场地基具有特殊的工程地质特性，如不均匀沉降、高压缩性及污染性，其中污染性影响最大，同时由于之前垃圾填埋场防渗等设计水平低，或者缺乏相应的处理措施，导致垃圾渗滤液泄漏。垃圾填埋过程中，由于压实和微生物的分解作用，垃圾中所含的污染物随水分渗出，并与降雨、径流等形成垃圾渗滤液，若直接排入水体，将对环境、生物及人们健康带来很大威胁[1]。本文结合七子山隧道下穿苏州固体废物填埋场和七子山生活垃圾填埋场进行了分析，并提出了应对措施。
　　1 工程概况
　　长江路南延工程位于苏州市吴中区，北起长江路与七子路交叉处，南至旺山路与南官渡路交叉处，主线沿现状长江路线位，向南以隧道形式下穿宝带西路及七子山，穿山过程中下穿七子山公墓、避让苏州市国防教育训练中心并下穿七子山垃圾填埋场。项目设七子山隧道一座，主线隧道全长6.18km，属特长隧道，单洞建筑限界净宽为13.0m，净高为4.50m，采用设计速度为60km/h的双向六车道城市主干路标准计。
　　七子山隧道在山体段下穿七子山垃圾填埋场，七子山垃圾填埋场包含苏州固体废物填埋场和七子山生活垃圾填埋场。
　　1.1 苏州固体废物填埋场
　　苏州固体废物填埋场库区为废弃的采石宕口，经开山采石，原地形、地貌已被破坏。宕底大体以中间偏东为界，分为东西两部分，东半部宕底平均标高为23.556～67.078m，西半部宕底标高19.46～23.84m，由于当时没分层台阶式开采，宕底地势起伏，地形地貌复杂，场区标高高差近50m左右。
　　苏州固体废物填埋场所填垃圾主要是化工厂废料及电镀废料等。目前填埋高度63m已接近填埋场封场标高。隧道结构外边缘距填埋场的水平最小距离约为39m，最小净距约为75m。
　　1.2 七子山生活垃圾填埋场
　　七子山生活垃圾填埋场分两期实施，一期已于上世纪九十年代建成，填埋垃圾中主要组成成分为动植物弃料及煤灰砖石，其中煤灰砖石的比例大约为62.2%;七子山生活垃圾填埋场一期填埋区东南西三面利用自然山体作为天然垃圾挡坝，其北侧修筑人工挡坝。库区沟底标高10～30m不等，纵向坡度1：4，横向坡度1：2，地质主要为含岩屑泥质石英砂岩。
　　七子山生活垃圾填埋场一期建设时只对北侧人工挡坝进行了简易防渗处理，对山体挡坝及库底均未采取防渗措施。根据二期地勘水质分析成果，靠近北侧挡坝处地下水已受到较重污染。二期工程在一期工程外围扩建时，垂直防渗采用高压注浆形式进行处理。水平防渗措施采用复合衬垫（土工膜衬垫+粘土衬垫）。二期填埋的封场标高约为110m。隧道结构外边缘距生活垃圾填埋场封场标高的水平最小距离为37m，最小净距为103m。
　　七子山隧道下穿上述两个垃圾填埋场段，地层为破碎状中风化砂岩、中风化砂岩，破碎状中风化砂岩岩体破碎，裂隙极发育，岩芯多呈碎块夹扁柱状;中风化砂岩呈致密结构，块状构造，岩芯裂隙较发育，呈紧闭～微张，充填有钙质、铁质、石英及云母等，Rc=52.1MPa，Kv=0.50，[BQ]=301.3，围岩级别为Ⅳ级，地表水及地下水对混凝土结构具中腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性[2]。不存在有毒、有害气体。
　　2 垃圾填埋场渗滤液对隧道的影响分析
　　根据垃圾填埋场渗滤液水质分析表可知，垃圾渗滤液化学腐蚀的主要成分是硫酸根离子，硫酸根离子对混凝土腐蚀是两种化学反应的结果：一是与混凝土中氢氧化钙结合形成的水化铝酸钙起反应形成钙矾石;二是与混凝土中氢氧化钙结合形式的硫酸钙（石膏），两种反应均会造成体积膨胀，使混凝土开裂。且镁离子能和氢氧化钙反应，生成疏松而无胶凝性的Mg（OH）2，降低混凝土的密实性和强度并加剧腐蚀。同时当结构处于流动的地下水中，硫酸盐得到不断补充，腐蚀的产物也被带走，损坏的程度就会非常严重。 　　3 隧道下穿垃圾填埋场应对措施
　　根据苏州固体废物填埋场及七子山生活垃圾填埋场的情况及与隧道的位置关系，围岩地质条件，地下水水质分析报告，垃圾填埋场存在垃圾渗滤液泄漏，隧道在施工及运营期间不排除受到垃圾渗滤液侵害的可能，确定对隧道下穿垃圾填埋场的段落采取以下工程措施。
　　（1）道路工程选线时，在满足规范要求的前提下，应通过优化调整平面及纵断面线形，尽量加大隧道与垃圾填埋场的距离，减小垃圾填埋场和隧道的相互影响，实现工程规模、行车安全、工程造价及隧道运营安全的最优化。
　　（2）采用地质调查法、长距离地震波反射法及超前钻探法等多种超前地质预测预报手段进行综合预报，探测掌子面前方垃圾渗滤液的赋存情况，为隧道施工提供可靠保障，同时加强地下水水量及水质的检测[3]。
　　（3）隧道开挖过程中，加强爆破控制，根据隧道的围岩地质条件，采取相应的施工方案，施工中应遵循“管超前、严注浆、弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、勤量测、衬砌紧跟”的原则，降低围岩变形量及爆破震动速度，尽量减小爆破震动对填埋场的影响，尤其是对填埋场防渗层的影响，避免出现垃圾渗漏液大量涌出。
　　严格遵守《爆破安全规程》（GB 6722-2014）的相关规定及要求，并将近接垃圾填埋场的爆破振动速度严格控制在2cm/s内。应根据现场情况进行爆破试验设计，以确定合理、安全的爆破参数和选用合适的爆破器材，且严格控制单次爆破炸药量。施工中应严格进行爆破振动的监测和控制，并根据爆破振动监测结果不断优化、调整爆破参数，使爆破振动对既有垃圾填埋场的影响控制在允许范围内。
　　（4）对于发生及可能发生渗滤液渗漏的断面，采取全断面（局部）注浆措施，注浆孔按浆液扩散半径0.5m设计，注浆孔孔口间距1.0m×1.0m（环×纵），纵、环向梅花形布置;注浆范围为隧道开挖轮廓线外4m。通过径向注浆，封闭围岩节理裂隙，降低岩土体的渗透性，确保岩土的渗透性不大于1×10-7cm/s。
　　（5）根据隧道埋深、涌水量及衬砌类型等，确定隧道下穿垃圾填埋场段落采用以堵为主的全包防排水方案，避免垃圾渗滤液进入隧道内，同时隧道的防水材料及排水管沟采用耐腐蚀性材料。
　　（6）尽量采用全封闭复合式衬砌结构，同时在初期支护与二次衬砌间全断面敷设防水层，防水层由3mm厚丙烯酸盐喷膜防水涂料和1.5mm预铺高分子防水卷材P类组成，丙烯酸盐喷膜防水涂料应具有整体性、密贴性、耐酸耐碱性及耐久性等优点。同时预铺高分子防水卷材P类可以与后浇衬砌混凝土通过物理化学作用生成塑性凝胶层，防止衬砌后地下下水窜流。
　　（7）根据环境作用等级及地下水的腐蚀性，确定初期支护锚杆砂浆、浆液及二衬均为耐腐蚀性混凝土，二衬采用C45耐腐蚀性混凝土，同时混凝土中采用大掺量矿物掺合料，水泥中铝酸三钙含量不大于8%，且水泥和矿物掺合料中不得加入石灰石粉。
　　（8）通过在混凝土中掺加矿渣粉、粉煤灰等掺合料，以提供混凝土的密实性，使侵蚀介质进入混凝土内部更加困难，同时由于掺合料的二次水化反应，使混凝土内部的Ca（OH）2含量减少，进而石膏结晶的速度和数量大大减小，从而增加混凝土的抗侵蚀能力。
　　4 結束语
　　随着城市规模的不断扩大，城市道路不可避免遇到垃圾填埋场;同时随着人们对环保的要求越来越高，给隧道下穿垃圾填埋场设计提出了更高的要求，对于隧道下穿垃圾填埋场可从以下方面进行考虑：
　　（1）道路工程选线时，应尽量加大隧道与垃圾填埋场的距离，以减小对垃圾填埋场的影响，及垃圾填埋场对工程的影响，使两者之间的相互影响处于可控的范围。
　　（2）针对垃圾填埋场的特点，结合地勘资料，进行针对性设计，尤其是加强垃圾渗滤液的应对措施，可通过提高衬砌结构的耐腐蚀性及可靠的防排水方案等措施，确保隧道施工期及运营期安全。
　　参考文献：
　　[1]胡蝶，陈文清，张奎，等.垃圾渗滤液处理工艺实例分析[J].水处理技术，2011，37（3）：132-135.
　　[2]GB/T50476-2009.混凝土结构耐久性技术标准[S].
　　[3]董志高，李枫，吴继敏，等.垃圾填埋场对周边地质环境影响与防治对策[J].地质灾害与环境保护，2010，21（1）：18-19.
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