HDPE土工膜柔性垂直防渗墙技术概述

自20世纪八九十年代起，中国多个城市开始建立卫生填埋场以集中处理垃圾。早期的填埋技术多为简易或传统方式，随着时间推移，许多填埋场面临封场及潜在的环境污染问题，尤其是老旧填埋场和工业废地，如废矿渣堆放区和前化工厂遗址，它们可能成为污染源，危害生态环境和人类健康。采用HDPE土工膜构建的柔性垂直防渗墙，配合封场的水平防渗措施，可以有效防止污染物在三维空间内的扩散。

HDPE土工膜柔性垂直防渗墙技术概述： 该技术通过在污染区域周边构筑柔性防渗墙，实现与外界环境的隔离，防止污染进一步扩散。与传统的刚性防渗墙相比，HDPE土工膜具有更好的连续性、化学稳定性和适应变形的能力，能更有效地隔绝污染物。

技术应用实例：

· 四川江油垃圾填埋场治理项目： 通过实施HDPE土工膜柔性垂直防渗墙，成功控制了填埋场的污染外泄，保护了周边水土资源。

· 云南某矿渣堆场污染治理： 同样采用该技术，有效治理了矿渣堆场的污染问题，减少了对环境的影响。

通过上述案例，可以看出HDPE土工膜柔性垂直防渗墙在污染治理中的显著效果，为类似污染地块的修复提供了可行的技术路径。

利用HDPE土工膜来构建柔性垂直防渗墙，或是结合具有良好吸附性和自愈性的矿物填充材料（例如膨润土）来形成复合型垂直防渗墙，能够显著提升污染控制效能，其优势体现在以下几个方面：

1. **卓越的防渗性能：**

   - HDPE土工膜构成的柔性垂直防渗墙，其防渗效果超越传统刚性防渗墙百倍，展现出极低的渗透率（k<10^-12 cm/s）。基于行业标准，垂直防渗墙的渗透系数应保持在10^-7 cm/s以下；在地质条件复杂或环境要求极为苛刻的场合，采用HDPE土工膜复合墙则更为适宜。

2. **优异的化学稳定性：**

   - HDPE土工膜是环境防渗工程中广泛应用的合成衬垫，以其稳定的分子结构和出色的化学抵抗性著称。在常规温度下，它能有效抵御大多数酸、碱、盐以及有机溶剂的侵蚀，表现出高度的耐腐蚀性。

3. **长久的耐用性：**

   - 在约25℃的环境下，1.5毫米厚的HDPE土工膜在非直接暴露条件下，预期使用寿命可达两百年以上，这远远超过了硅酸盐水泥和钢铁等传统材料的使用年限。

4. **强大的变形适应性：**

   - HDPE土工膜具备优秀的力学特性，包括良好的拉伸性能，使其能够有效应对地面位移和不均匀沉降带来的挑战，确保垂直防渗墙在复杂地质条件下的结构完整性和功能稳定性。

综上所述，HDPE土工膜及其复合结构在垂直防渗墙的应用中展现了无与伦比的性能优势，是污染控制和环境保护领域的优选解决方案。构建HDPE土工膜柔性垂直防渗墙的核心工艺涉及HDPE土工膜作为主要的防渗材料（厚度通常介于2.0至3.0毫米之间），膜片间的连接通过特制的InterLock扣件实现，并在扣件的空腔内嵌入亲水性膨胀橡胶止水条，以确保膜片接缝处的严密密封。这种橡胶止水条由遇水膨胀的硫化橡胶制成，具有优良的膨胀性能、化学稳定性和持久性，实验显示，其在浸水36小时后可膨胀至原体积的大约5倍。InterLock扣件与橡胶止水条的具体构造见图1，而HDPE土工膜柔性垂直防渗系统的整体设计概念则如图2所示。

HDPE土工膜柔性垂直防渗墙的施工流程大致如下：

1. 按照设计图纸确定位置，进行沟槽开挖，并使用泥浆对槽壁进行保护。

2. 完成开槽后进行清孔处理，准备铺设HDPE土工膜。

3. 安装HDPE下膜，此过程包括将HDPE土工膜与InterLock扣件进行焊接，并同时构建1至2个用于支撑下膜的钢架。

4. 将焊接好的HDPE土工膜和支撑钢架一同放置到沟槽底部。

5. 对已铺设的HDPE土工膜进行回填，确保防渗墙的稳定性。

6. 重复上述步骤，直至所有沟槽段完成施工，最终形成连续的防渗墙。

这一施工工艺确保了HDPE土工膜柔性垂直防渗墙的高效安装，同时也保障了防渗系统的完整性与可靠性。

江油市含增镇谭庄村的一处老旧垃圾填埋场，原址为一处喇叭形状的自然沟槽，自1992年起投入使用。由于建场时间较早，设施标准较低，垃圾曾长期露天堆放，直接倾倒于山坡与沟槽之中。2008年后，填埋场停止运营并进行了初步封场处理，包括在外围建造了一道高12米的围墙，同时修建了一个容量为3,000立方米、尺寸为30米长、20米宽、5米深的渗滤液收集池。该填埋场占地约4万平方米，累计堆放垃圾达80万立方米，采用的是简易填埋方法，未实施有效的库区防渗措施，属于非规范化的历史遗留填埋场。

由于渗滤液处理设施能力有限，尤其是在暴雨季节，大量产生的渗滤液未能得到妥善处理，导致外溢，对周边环境造成了严重污染。周边农用地土壤检测结果显示，某些区域的重金属（如铅、镉）含量虽未超过风险管制限值，但已超出风险筛选标准，存在农作物受污染超标的隐患。

针对上述问题，修复方案的核心措施包括：加固封场并增设水平防渗层，切断地下水和地表水对污染源的补给；构建地下HDPE土工膜柔性垂直防渗墙，封闭污染源，控制周边水体质量；强化渗滤液处理，确保达标排放，最终目标是实现农用地土壤的安全利用。

为了有效隔离垃圾填埋场的污染，项目采取了硬化封场与增设水平防渗层的措施，同时，开挖深度约15米的HDPE土工膜柔性垂直防渗墙，形成了三维空间内的污染阻隔。用于垂直防渗的光滑面HDPE土工膜厚度为3.0毫米，总面积5,600平方米；封场水平防渗所用的双糙面土工膜厚度为1.5毫米，覆盖面积约37,500平方米，连接锁扣总长度约6,840线性米。

该项目于2021年5月完成了HDPE柔性垂直防渗墙的施工，成功阻断了污染源的扩散，消除了对周边农田的潜在污染威胁，实现了预期的环境治理目标。