贵州省生活垃圾填埋场截洪沟设计的探讨

刘　志（贵州省城乡规划设计研究院，贵州 贵阳 550004）



贵州省生活垃圾填埋场截洪沟设计的探讨

刘志（贵州省城乡规划设计研究院，贵州 贵阳 550004）

十二五期间，贵州省垃圾填埋场建设进入高峰期，但在设计、建设、运营过程中，仍然存在诸多问题。为促进未来贵州省垃圾填埋场建设工作有效的开展，结合贵州省山区地形，本文从截洪沟的相关设计参数，对截洪沟的流量计算、断面选择、截洪沟材质、平面及纵向布置设计进行探讨，为以后贵州省填埋场截洪沟的设计提供建设性的建议。

贵州省；生活垃圾填埋场；截洪沟

引言

在国家政策的指引下，贵州省城镇化步伐加快，随着城镇的不断扩大、人民生活水平的提高，生活垃圾处理问题也得到高度的重视，在众多需要解决的社会问题中，生活垃圾被列为亟待解决的三大环境问题之首。而目前贵州省生活垃圾随意堆放的现象非常严重，它不仅污染环境，还给居民的身体健康带来威胁。近年来，我国政府已将垃圾无害化处理列入《中国二十一世纪议程优先项目计划》，并且出台一系列鼓励和优惠政策，并从国债中拿出21亿元专项资金用于城镇生活垃圾的处理处置。为贵州省生活垃圾的处理处置提供了良机。

目前贵州省已建成的垃圾处理设施主要以卫生填埋场为主，有少部分是采取垃圾焚烧发电和垃圾焚烧与水泥窑协同处置。在填埋场设计、建设、运营的过程中，仍然存在不少问题。因此，结合贵州省的山谷地形，对填埋场的截洪沟设计进行分析探讨，促进以后垃圾填埋场建设既快又好的进行。

1　贵州省生活垃圾填埋场的选址

贵州省境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100m左右，全省地貌以高原、山地、丘陵和盆地四种类型为主，高原山地居多，是全国唯一没有平原支撑的省份。因此，填埋场的选址主要以沟谷地形为主，并且需避开河谷冲积物松散层和岩溶发育区，防止污染地下水，以免防渗处理费用过高。由于贵州境内卡斯特地貌分布广泛，并且场址选择还应符合城镇总体规划和环卫设施专项规划的要求，为填埋场的选址增加了难度。因此，符合要求的场址常常会出现边坡较陡、石头出没等现象，从而截洪沟的设计就显得尤为的重要。

2　截流沟功能

贵州省生活垃圾填埋场选址大多数在山谷中，汇水面积较大，山地形雨水汇集能力很强，在雨季，如雨水经汇流一旦进入填埋场库区，将极大的增加渗滤液的产生量，对调节池、渗滤液处理站均会造成威胁，同时还会增加运行成本，给管理单位增加经济负担。因此，为减少地表径流进入填埋场库区，在填埋场边界外设置永久性截洪沟、在库区内设置临时性截洪沟，将填埋场内外分区的对地表径流进行分流，可以有效的减少地表径流对填埋场的威胁。

3　截洪沟的设计

3.1设计原则

填埋场防洪系统设计应符合国家现行标准 《防洪标准》（GB50201）、《城市防洪工程设计规范》（CJJ50）、《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB50869-2014）及相关标准的技术要求。防洪标准应按不小于50年一遇洪水水位设计、按100年一遇洪水水位校核。

填埋场库区外汇水面积较大时，宜根据地形设置数条不同高度的截洪沟。

填埋场库区雨污分流系统应阻止未作业区域的汇水流入生活垃圾堆体，应根据填埋库区分区和填埋作业工艺进行设计。

垂直分区宜结合边坡临时截洪沟进行设计，生活垃圾堆体高度达临时截洪沟高程时，可将边坡临时性截洪沟改建成渗滤液收集盲沟。

3.2截洪流量计算

根据 《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB50869-2014）的要求，填埋场库区外汇水面积小于10km2或填埋场建设区域缺乏水文气象资料时，可用公路岩土所经验公式计算洪水流量。

Qp=KFn

式中：Qp——设计频率下的洪峰流量（m3/s）；

K——径流模数，可根据表1进行取值；

F——流域的汇水面积（km2）；

n——面积参数，当K＜1km2时，n=1；当F大于1km2时，可按表2进行取值。

表1　径流模数K值

表2　面积参数n值

填埋场建设区域水文气象资料较为完整时，要求采用暴雨强度公式计算洪水流量。

Q=φ·q·F

式中：Q——雨水设计流量（L/s）；

q——设计暴雨强度，［L/（s·hm2）］；

φ——径流系数；

F——汇流面积（km2）。

3.3断面选择

截洪沟的断面尺寸应根据各段截流洪水量的大小和截洪沟的坡度等因素计算确定，断面形式可采用梯形断面、矩形断面、U形断面等。断面计算按如下公式：

w=（b+mh）h（m2）

式中：b——排洪明渠底宽（m）；

h——排洪明渠水深（m）；

m——边坡系数。

3.4截洪沟材料及基础

截洪沟砌筑材料需根据填埋场场区地质条件来选择，一般情况下，截洪沟的砌筑材料一般为浆砌块石、砖砌、混凝土等材料，由于贵州省为山地地形，山体石头分布广泛，取材较为容易，因此，在没有特定限制条件下，填埋场截洪沟砌筑材料建议采用浆砌块石，截洪沟沟内采用水泥砂浆抹面，沟壁粗擦系数为0.025。

截洪沟基础垫层一般采用厚100mm、粒径为30～50mm的碎石垫层或C10混凝土，基础黏土压实密度为0.93～0.96g/cm3，非黏土压实密度为0.70～0.75g/cm3。

3.5截洪沟跌水设计

截洪沟坡度较大时，需采用跌水或陡坡设计，以防止渠道冲刷，并根据相关规范对流速的要求设置跌水，跌水一般采用台阶跌水，跌水高度宜按照0.3～1.2m设置。

3.6出口形势选择

截洪沟出水口需根据场区外地形、受纳水体或沟渠位置等确定，出水口建议采用八字出水口，出水口端墙上部及翼墙两侧，应根据具体工程情况，采用干砌块石衬砌，并采取防冲刷、消能、加固等措施。出水口翼墙墙身及端墙采用M7.5水泥浆砌筑，墙身外露部分用1.2水泥砂浆勾缝。

3.7截洪沟转弯半径的确定

截洪沟转弯段的转弯半径应根据截洪沟的平面布置确定，在满足截洪沟水力条件的要求下，根据排水设计规范的要求设计。通常情况下，贵州省生活垃圾填埋场的截洪沟采用明沟设计，则转弯半径不宜小于设计半径的5倍，在截洪沟局部转弯段，需设置盖板沟，则转弯半径不宜小于设计半径的2.5倍。在实际工程实施时，需根据设计文件，并结合工程实际地形、地质条件，合理确定截洪沟转弯段的转弯半径。

3.8平面、纵向设计

截洪沟平面布置时，宜根据地形、地质条件，并应结合填埋场的功能结构，充分利用现有的河、湖、洼地、沟渠等排水、滞水水域。永久性截洪沟一般宜按照设计坡度沿着地形等高线设计，在与道路合建段，宜设置在靠近山体一侧，并充分利用与道路排水沟沟合建的形式。库区临时性截洪沟一般情况下采用与锚固沟合建的形式，库内临时性截洪沟的砌筑材料建议采用袋装沙土，当垃圾堆体高度达到临时性截洪沟高程时，在库内临时性截洪沟内填满卵石再改建为渗滤液收集导排盲沟。为顺畅的导排库区内的地表径流，截洪沟的坡度需保证在1%以上。

同时，在沿每一垃圾平台内侧及垃圾坝坝顶设置M7.5浆砌石矩形排水沟，与垃圾平台两侧及坝肩排水沟连通，排水沟断面采用矩形断面，排水沟断面尺寸需根据汇流洪水量进行计算确定，排水沟沟底纵坡为1%以上。

4　结束语

贵州省处于山区地形，土地资源较为紧张，工程建设难度较大，多数填埋场的局部边坡较为陡峭，这给填埋场截洪沟的设计、建设增加了难度，因此，对于此类截洪沟的设计，必须充分做好前期工作，尽量收集完善水文、气象、地质资料，并结合地质勘察资料，认真的分析难点、重点，同时根据填埋场场区的地质条件，优选截洪沟的砌筑材料，降低工程投资的同时，减少运营期渗滤液的处理成本，为填埋场的正常、安全的运行提供必要的条件。

［1］张焕鑫.关于生活垃圾填埋场设计的几点体会［J］.科技创新与应用，2013，34：50.

［2］冯亚斌，陈 全.关于我国垃圾填埋场目前存在问题的探讨［J］.环境保护，2000，10：14～16.

［3］李志斌，徐 超，卢耀如，叶观宝.现代生活垃圾卫生填埋场的研究现状及存在的问题［J］.环境工程，2005，04：60～64+4.

［4］刘阳生.城市生活垃圾卫生填埋场存在的问题及探讨［J］.应用基础与工程科学学报，2003，01：32～38.

2016-5-20

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2095-2066（2016）16-0137-02