城市管理論文發(fā)表期刊推薦《現(xiàn)代城市研究》，以城市為研究對(duì)象的綜合性學(xué)術(shù)期刊。本刊追求學(xué)術(shù)性、前沿性和前瞻性，注重理論聯(lián)系實(shí)際，反映學(xué)術(shù)界和實(shí)際部門(mén)的新動(dòng)態(tài)，刊載有創(chuàng)見(jiàn)的現(xiàn)代城市研究成果、述評(píng)、實(shí)例分析、文摘等。深受高校、研究機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院所的廣大讀者的好評(píng)。本刊內(nèi)容充實(shí)、版式清新、裝飾精美。

　　摘要:本文主要從定性和定量?jī)煞矫鎸?duì)廣州市興豐垃圾場(chǎng)滲瀝液調(diào)節(jié)池清淤工程進(jìn)行了固化劑去污+人工機(jī)械清理、泥漿泵抽排清理和隔離防滲層機(jī)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(duì)類(lèi)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(chǎng)于2002年12月正式投入使用，是全國(guó)第一個(gè)根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)、建設(shè)的特大型填埋場(chǎng)。該垃圾填埋場(chǎng)場(chǎng)規(guī)劃一直采用分期分區(qū)建設(shè)方案，目前正在進(jìn)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(shè)中部分設(shè)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(kù)區(qū)，以充分利用原有的巨大庫(kù)容，避免重復(fù)巨大土石方工程。

　　對(duì)于滲瀝液調(diào)節(jié)池重污染、大面積、搶進(jìn)度的清污工程，危險(xiǎn)系數(shù)較高，難度較大。采取何種施工方案順利實(shí)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(chǎng)位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)興豐村。本項(xiàng)目為廣州市興豐生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)第六區(qū)填埋場(chǎng)工程施工、相關(guān)改建遷建工程和公共配套工程的建設(shè)，其中第六區(qū)填埋場(chǎng)占地約9萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)處理規(guī)模按7000t/d考慮，設(shè)計(jì)庫(kù)容為720萬(wàn)m3，服務(wù)年限2.3年。

　　其中，垃圾場(chǎng)第六填埋庫(kù)區(qū)的建設(shè)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(shí)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(kù)區(qū)的工程建設(shè)進(jìn)度。調(diào)節(jié)池清污工程周邊地理環(huán)境復(fù)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(kù)、排水排污等清污工程，成功經(jīng)驗(yàn)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(chǎng)地狹窄多山，且存在多專(zhuān)業(yè)交叉施工，施工組織管理難度大。同時(shí)建設(shè)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(shè)，因此提出了12天完成清污工程的硬性指標(biāo)。

　　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(dá)到6.8m以上，池底傾斜度2%~3%，邊坡坡率1:2。經(jīng)過(guò)前期對(duì)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(jì)超過(guò)6000m2，具體工作量目前難以確認(rèn)。

　　清污工程工作難度較大，而且工期緊張，危險(xiǎn)系數(shù)高，必須進(jìn)行嚴(yán)密的施工組織計(jì)劃，方能確保清污工程的安全順利進(jìn)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(yán)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(hù)設(shè)備，從施工成本及工作效率來(lái)看，不宜采用大面積人工清污方法，同時(shí)，調(diào)節(jié)池防滲層主要采用HDPE土工膜鋪設(shè)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(jī)械也無(wú)法直接進(jìn)入池底進(jìn)行挖掘清理工作。

　　依據(jù)該清污工程特點(diǎn)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(jī)械清理”等三種清污施工方案。清污工程應(yīng)因地制宜，根據(jù)調(diào)節(jié)池內(nèi)外環(huán)境的特點(diǎn)選用適宜的清污工藝。通過(guò)多種技術(shù)的最佳組合，以期取得“投資少、見(jiàn)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(duì)調(diào)節(jié)池內(nèi)生化污泥進(jìn)行固化中和處理，當(dāng)有害物質(zhì)濃度降低到符合安全要求后，人工和機(jī)械再深入池內(nèi)展開(kāi)大面積清理工作。具體施工流程：首先對(duì)污泥進(jìn)行取樣送檢、化驗(yàn)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(xué)和生物），并根據(jù)試驗(yàn)獲得固化劑投加量摻入淤泥內(nèi)。利用長(zhǎng)臂機(jī)械攪拌均勻，直至污泥再次取樣化驗(yàn)，符合安全標(biāo)準(zhǔn)后，人工機(jī)械方可進(jìn)入池內(nèi)進(jìn)行清污作業(yè)。

　　根據(jù)工程建設(shè)單位提供的興豐垃圾場(chǎng)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(jī)污染物。

　　調(diào)節(jié)池滲瀝液水質(zhì)范圍及一般值：

　　主要有機(jī)污染物87種，其中烷烴、烯烴類(lèi)17種，芳烴類(lèi)28種，酸類(lèi)6種，酯類(lèi)4種，醇、酚類(lèi)17種，醛、酮類(lèi)7種，酰胺類(lèi)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(cè)出來(lái)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(jī)質(zhì)含量40%~50%，根據(jù)污泥成分?jǐn)M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(shí)的污泥抗壓強(qiáng)度就達(dá)到52kpa，固化時(shí)間小于2d，固化后污泥體積有所下降，對(duì)污泥PH的影響也較小，可滿足污泥清運(yùn)要求。當(dāng)固化劑添加增至30%時(shí)，固化污泥甚至能達(dá)到免燒磚的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)隨著固化劑比例的增加，金屬離子浸出濃度也會(huì)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(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別的限值。

　　M1固化劑配合比由試驗(yàn)獲得。

　　此方案的優(yōu)缺點(diǎn)：

　　①施工可行性一般，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(dá)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(jì)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(wàn)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(fù)雜，因此可能還需要其他種類(lèi)固化劑配合使用，經(jīng)濟(jì)成本較高。污泥運(yùn)輸成本另計(jì)。

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

　　④清污效果明顯，施工人員可以大面積進(jìn)入調(diào)節(jié)池內(nèi)部進(jìn)行清淤工作，提高工作效率，且避免大型機(jī)械損傷防滲膜，杜絕了有害物質(zhì)泄漏的隱患。

　　⑤工期較長(zhǎng)。多次的污泥取樣化驗(yàn)、固化劑配合比實(shí)驗(yàn)以及固化養(yǎng)護(hù)因處于關(guān)鍵線路將占用較長(zhǎng)的絕對(duì)工期，直接影響清污進(jìn)度。以固化時(shí)間2d計(jì)算，實(shí)行分批固化清理，預(yù)計(jì)總工期起碼超過(guò)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(chǎng)，采用泥漿泵將污泥抽排至堆放點(diǎn)即可。其通常采用數(shù)臺(tái)大功率泥漿泵進(jìn)行抽排，在工作過(guò)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(chē)吊置于浮泥層，進(jìn)行移動(dòng)式抽排。同時(shí)配置多臺(tái)水泵機(jī)沖洗防滲膜上殘留的污泥，以提高抽排效率，并進(jìn)行機(jī)械攪動(dòng)，再經(jīng)吸泥管將攪起的泥漿，借助強(qiáng)大的泵力，輸送到堆積場(chǎng)，它的挖泥、運(yùn)泥、卸泥等工作過(guò)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(chǎng)只能設(shè)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(tái)、150m山腰及190m山頂處設(shè)置三級(jí)抽排平臺(tái)，方可實(shí)現(xiàn)整個(gè)清淤工作。

　　此方案的優(yōu)缺點(diǎn)：

　　①施工可行性較高，操作及設(shè)備簡(jiǎn)單，泵距遠(yuǎn)。把污泥依靠強(qiáng)大動(dòng)力通過(guò)泥漿泵和排泥管線，泵送出百米之外。

　　②施工成本一般。設(shè)備多，能耗高，工作效率低。因其采用遠(yuǎn)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(chǔ)泥池來(lái)臨時(shí)儲(chǔ)存輸送過(guò)來(lái)的污泥，并簡(jiǎn)單鋪設(shè)單層防滲膜，這類(lèi)臨時(shí)結(jié)構(gòu)的修建無(wú)疑會(huì)大大增加成本。預(yù)計(jì)施工成本26萬(wàn)余元。污泥運(yùn)輸成本另計(jì)。

　　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(yùn)送，徹底解決了污泥二次污染的問(wèn)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。

　　⑤工期較長(zhǎng)。泥漿泵抽排平臺(tái)高差較大，造成高程損失嚴(yán)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(shí)刻注意移動(dòng)路徑，避免碰觸劃傷底部及邊坡的防滲膜。這些都對(duì)工期造成了很大的影響。按每天抽排1000m3污泥計(jì)算，共需15d完成全部工程。

　　3.3隔離防滲層機(jī)械清理

　　“隔離防滲層機(jī)械清理”方案的總體思路為在調(diào)節(jié)池內(nèi)部修建臨時(shí)道路，道路標(biāo)準(zhǔn)以挖掘機(jī)履帶不接觸防滲膜且臂展施工范圍基本覆蓋整個(gè)淤泥區(qū)域?yàn)橐耍�剩余少量機(jī)械無(wú)法清理的淤泥，利用水泵機(jī)沖水稀釋?zhuān)�抽排即可�?/p>

　　本方案順利實(shí)施關(guān)鍵在于修建臨時(shí)進(jìn)池道路。不但起到保護(hù)防滲膜不受入場(chǎng)機(jī)械損壞的作用，同時(shí)也制約著后期清污施工的進(jìn)度。針對(duì)調(diào)節(jié)池平面特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)使用挖掘機(jī)械的有效挖掘半徑，擬新建一條Y型臨時(shí)道路，以保證機(jī)械施工范圍基本覆蓋整個(gè)調(diào)節(jié)池。臨時(shí)道路擬采用填土壓實(shí)方式填筑。道路成型后，整個(gè)調(diào)節(jié)池將被劃分為A、B、C三個(gè)部分，為加快施工進(jìn)度，從Y型道路三個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行鋪設(shè)。

　　臨時(shí)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(tái)大功率鼓風(fēng)機(jī)持續(xù)對(duì)池內(nèi)加注新風(fēng)處理，稀釋池內(nèi)有毒氣體濃度，最終達(dá)到置換池內(nèi)空氣的效果，并用專(zhuān)業(yè)有害氣體檢測(cè)儀對(duì)池內(nèi)氣體進(jìn)行檢測(cè)，直至有害氣體含量降低到符合安全要求。在整個(gè)清淤過(guò)程中，還必須投入3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行全程注風(fēng)，保持池內(nèi)空氣新鮮。但是仍不適宜人工直接進(jìn)入，因此進(jìn)入池內(nèi)的機(jī)械操作人員必須穿戴好防毒面具及防護(hù)服。并在池邊安排救護(hù)人員及設(shè)備。機(jī)械挖掘過(guò)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(shí)更換損壞的海綿材料。清理出的淤泥則采用全封閉式專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送到附近指定地點(diǎn)，以保障運(yùn)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(shí)道路施工方便，場(chǎng)內(nèi)回填土可直接用于道路鋪設(shè)。

　　②施工成本較低。成本主要包括臨時(shí)道路鋪設(shè)以及機(jī)械臺(tái)班等費(fèi)用，預(yù)計(jì)成本大約為22余萬(wàn)元。污泥運(yùn)輸成本另計(jì)。

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

　　④清污效果明顯。主要采用大型機(jī)械清污同時(shí)輔以人工清理殘留污泥，施工效果良好。

　　⑤工期較短。臨時(shí)道路鋪設(shè)簡(jiǎn)單，大型機(jī)械能夠大面積進(jìn)池作業(yè)，極大提高機(jī)械臺(tái)班使用率、清污效率高而且清除比較徹底，確保施工工期。預(yù)計(jì)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(huì)因?yàn)榭尚行浴⑹┕こ杀尽�安全系�?shù)、清污效果以及工期等問(wèn)題給清污工程帶來(lái)極大困難，不宜采用。而如果采用隔離防滲層機(jī)械清污方案，將會(huì)很好的解決施工人員安全及工期緊張等問(wèn)題，同時(shí)也不會(huì)破壞池體防滲層，污染地下環(huán)境，對(duì)整個(gè)垃圾場(chǎng)工程建設(shè)非常有利。

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

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　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(jī)械清理”的方法進(jìn)行施工。其中，共需挖掘機(jī)械6臺(tái)，淤泥及填土運(yùn)輸車(chē)共15輛，鼓風(fēng)機(jī)6臺(tái)、發(fā)電機(jī)2臺(tái)、防護(hù)套裝10套、海綿材料若干。

　　清淤工作自2011年12月15日正式開(kāi)始施工，歷時(shí)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(cè)數(shù)據(jù)表明，廣州市興豐生活垃圾填埋場(chǎng)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(chǎng)建設(shè)在全國(guó)推行以來(lái)，城市衛(wèi)生環(huán)境得到了極大的改善，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展原有垃圾填埋場(chǎng)的庫(kù)容已嚴(yán)重不足，因此，未來(lái)全國(guó)垃圾填埋場(chǎng)擴(kuò)容改造工程將會(huì)越來(lái)越多，像本文所介紹的滲瀝液調(diào)節(jié)池清污工程也會(huì)凸顯其巨大價(jià)值。