采矿废石堆场修建的垃圾填埋场引起的环境地质问题及防治对策

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　　【摘 要】当前城市高速发展使土地资源严重短缺，城市生活垃圾亟需处理，垃圾填埋场经常选在地质条件较差的采矿活动后有回填土的的废坑或无人居住的沟谷中，由于填土的特殊性存在着较多环境地质问题，填埋过程中产生了大量二次污染。通过实例分析，对地基固结变形、边坡稳定、地基渗漏、建库后二次污染等问题的分析，并建议其防治对策。认为这些环境地质问题均可通过有效的防治措施，避免、减轻或得以治理。对类似的垃圾填埋场具有一定的指导意义。
　　【关键词】环境地质问题；二次污染；防治对策
　　
　　1 引言
　　义马市位于河南省西部，是伴随着煤矿开采而形成的一个新兴城市，随着城市的不断发展壮大，城市垃圾问题越来越严重的影响着城市环境安全问题。垃圾填埋场选址于北露天煤矿采坑废石回填区，回填土松散、厚度大，场地稳定性为其主要问题。垃圾填埋过程中产生了大量二次污染物，对周围的水体、大气和土壤造成严重污染。因此，如何采取有效措施，防治垃圾填埋场的环境地质问题，促进人口、资源、环境和社会的可持续发展，是我们当前面临的一个重要课题。现以义马市某垃圾填埋场为例进行说明。
　　2 垃圾填埋场工程概况
　　本工程主要由垃圾填埋区、污水处理区与管理区组成，总用地约180.20亩，总库容137万m3，工程设计日处理城市生活垃圾210吨,工程的服务年限为13年。其中垃圾填埋区占地面积1.11×105m2，对填埋区底部进行开挖平整，在填埋区东、西、南三面设置垃圾坝，坝顶长度854米，坝顶宽度2米，在填埋区四个单元之间设置分区垃圾坝，坝顶长度590米，坝顶宽度1米；垃圾坝均为均质土坝，高2米，边坡比1：2；填埋作业时依托北部高坡进行，从垃圾坝顶以上进行堆山（往上部堆埋）处理，堆埋高度最高30m，东西南面垃圾坝顶以上则按照1：3的边坡比进行收坡，并在堆体高度每升高8米时设置边坡平台，平台宽2米，平台之上设置雨水导流沟，封场后设置5%的坡降。
　　3 垃圾填埋场地质背景
　　3.1 气候特征
　　本区属暧温带大陆性季风气候，四季分明，降水量、蒸发量、气温等气象要素年际变化明显；多年平均气温12.4℃，历年最高气温42.7℃，最低-16.2℃；多年平均降水量599.4mm，最大年降水量1013.6mm，最小降水量为318.7mm；年平均蒸发量1680.0 mm；年主导风向秋冬季多西北风，春夏季多东北风，年平均风速为3.3 m/s；全年无霜期为118-216天。拟建场地土的标准冻结深度为45cm。
　　3.2 地形地貌
　　地貌单元属于丘陵川地。场区为露天煤矿采煤后遗留的废坑，其坑东西长5km,南北宽2km，坑深约25-50m，整体天然坡角为47°，该废坑后期由露天开采揭露的上部地层如粉质粘土、砂岩、煤矸石等回填形成，垃圾填埋场位于此回填土上。
　　3.3 地层岩性
　　拟建场区地层上部主要为在1990-2004年期间人工回填的废石，以灰砂岩块石、碎石及其石粉、粉质粘土、煤矸石回填为主，块石粒径一般为2-20cm，质不均，成夹层状分布，最大厚度32.40m；松散-稍密，高压缩性；其下伏上古生界二叠系的炭质泥岩等，两者呈不整合接触。
　　4 垃圾填埋场环境地质问题
　　4.1 地基固结变形问题
　　拟建场区位于露天煤矿开采后遗留的矿坑回填区的废石上，回填土堆埋厚度较大，回填历史短，回填材料、压实度极不均匀，尚未完成固结过程，极易引起地基不均匀沉降等问题。
　　4.2 边坡稳定问题
　　拟建垃圾填埋场南边距深沟坎边较近，最近约10m，且坎边出现不同程度的裂缝，依据《GB50330-2002》第3.2.3条，边坡塌滑区可按公式L=H/tgθ进行计算，经计算可得边坡塌滑区范围L为15m,填埋区南侧垃圾坝坝基部分位于塌滑区范围之内，边坡极易产生滑坡、崩坍等不良地质作用。
　　4.3 地基渗漏问题
　　垃圾填埋场渗漏液主要为悬浮物、BOD5、CODcr、NH3-N等，对环境有较大污染，同时由于地基土为强透水性，设计施工中应做好防渗处理，防治污水渗漏，从源头杜绝隐患。
　　4.4 建库后二次污染问题
　　垃圾在运行处理过程中可能会产生二次污染，主要有污水、大气污染物、噪声、固体废弃物、臭气等，对空气、水、土壤和植被等生态环境都有很大影响。
　　5 采取的防治对策
　　5.1 地基固结变形处理措施
　　根据场区工程地质条件，建议在场区内采用片筏基础方案，厚度不应小于15cm，来增加基础的强度与刚度，防治地基不均匀沉降，以满足防渗衬层、封盖层和渗出液集排系统对地基和废弃物的容许变形要求。
　　5.2 边坡处理措施
　　由于回填土处于松散-稍密状态，边坡坡率取1：1.25，建议对深沟边坡进行削坡或坡角堆埋的方法或进行注浆、支挡等措施进行处理，以保证边坡的稳定。
　　5.3 地基渗漏处理措施
　　为防止垃圾渗滤液污染地下水，建议在垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶、人工合成防渗层等，或采用双层防渗；垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。
　　5.4 建库后二次污染处理措施
　　对成分复杂、污染大的渗滤液，建议在排放前采取“清污分流―渗滤液回灌―预处理―汇入城市污水处理厂合并处理”的措施进行综合处理。对有可回收利用的能源填埋气（也称沼气），建议采取“收集―净化―利用”的方式进行综合回收利用。
　　6 结论
　　填土地区的垃圾填埋后产生的废气、废水对环境及地下水会产生一定的污染，应做好防渗及废气回收处理，由于距周围居民较近，应严格执行填埋方式和填埋程序，做到当天填埋，当天碾压覆盖，做好污水的回收处理，并加强防渗衬层和封盖层的结构，合理做好渗出液集排系统的布置，环境保护设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。严格按《CJJ17-2004》要求执行。
　　露天采矿地区的城市生活垃圾多填埋在有回填土的采矿废坑中，具有一定的代表性。通过研究，认为这些环境地质问题均可通过有效的防治措施，避免、减轻或得以治理。建议各级政府部门重视垃圾填埋场的二次污染问题，使垃圾填埋场确实起到一个改善环境质量的作用。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]CJJ17-2004,生活垃圾卫生填埋技术规范［S］。
　　[2]GB50021-2001,地质勘察规范［S］。
　　[3]GB50330-2002，建筑边坡工程技术规范［S］。
　　[4]潘懋，李铁峰，孙竹友.环境地质学［M］，地震出版社,1997。
　　[5]徐建红. 三门峡城市垃圾填埋场的环境地质问题及防治对策研究［J］.中外美术研究，2007（2）：23-25。
　　[6]李五立，等.义马市城市生活垃圾处理工程场区地质勘察报告［R］. 三门峡：河南省博瑞地质工程有限公司，2006。
　　作者简介：
　　李五立（1981―），男，河南林州人，水工环地质助理工程师，本科，工学学士，主要从事水工环地质方面工作与研究等。

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