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防渗是卫生填埋处理技术的主要标志,它能防止垃圾在填埋过程中产生的渗滤液、填埋气体对填埋场的水体和土壤污染,减少渗滤液的产生量,并为以后对填埋气体有序、可控制地收集和利用创造空间。防渗的技术关键是防渗层的构造,其结构形式直接决定了防渗效果和工程建设投资。
目前国内外采用的防渗层效果比较好的主要包括高密度聚乙烯土工膜、膨润土防水毯(GCL)、非织造土工织物、复合排水网等几种材料。其中HDPE膜作为一种高分子合成材料,抗拉性好、抗腐蚀性强、抗老化性能高等优良的物理、化学性能,使用寿命50年以上,已经成为国内卫生填埋场的“用料主力军”。将HDPE膜和其他土工合成材料按照环境要求进行适当调配,推出合理的设计方案,已经成为市场公认的正确做法。
此外,国内的卫生填埋场还面临着“三高一低”技术问题。所谓三高,是指渗滤液浓度高、渗沥液水位高、沉淀失效风险高,一低是指卫生填埋场稳定系数低,土工合成材料与卫生填埋场的应用存在设计与施工不匹配的现象。
在未来的发展方面,参考中国卫生填埋场的特点,对土工合成材料进行开发、利用,填埋场衬垫漏损检测等相关监测和质量管控技术的开发应用,卫生填埋场标准和规范中针对土工合成材料的优化和规范,同样刻不容缓。
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非织造土工布独特的纤维三维网络结构使其具有良好的排水性能和保沙土性能,以此代替传统的砂砾渗滤层,不仅可以节省投资而且还能缩短施工周期。土工布渗滤层设计及选用的重要依据是其透水性能和保土性能,而这两个性能的重要特征指标为其孔径。准确测定土工布的孔径有利于工程上更加合理地选用土工材料。本文结合实际工作经验,对土工布孔径测试方法归纳如下。
1孔径参数
孔径参数主要包括有效孔径、特征孔径、平均孔径、 孔径、小孔径、泡点孔径、孔径分布、孔隙率等[3]。
1.1有效孔径(Oe)
JTGE50—2006《公路工程土工合成材料试验规程》中的定义如下:能有效通过土工织物的近似 颗粒直径,例如O90表示土工织物中90%的孔径低于该值[4]。GB/T14799—2005《土工布及其有关产品有效孔径的测定》中定义则如下:有效孔径是能有效通过土工布的近似 颗粒直径,例如090表示土工布中90%的孔径低于该值[5]。
1.2等效孔径EOS(或称表观孔径AOS)
SL/T235—1999《土工合成材料测试规程》中定义如下:以土工织物为筛布对颗粒料进行筛析,当一种颗粒料的过筛率(通过织物的颗粒料重量与颗粒料总重量之比)为5%时,则该颗粒粒径尺寸定为土工织物的等效孔径[6]。GB50290—1998《土工合成材料应用技术规范》及SL/T225—1998《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中定义如下:土工织物的 表观孔径[7-8]。JTJ/T019—1998《公路土工合成材料应用技术规范》中定义如下:用于表示织物型土工合成材料孔隙大小的指标。采用不同的筛余率标准,可得到不同的等效孔径值[9]。
国内具有一定生产规模和技术水平的土工布生产企业时感到,土工布不仅对提高目前我国江河湖海整治工程的质量、降低工程造价有着十分重要的意义,而且对开拓市场、调整纺织业结构等也有着十分重要的意义,在 积极调整财政政策、扩大基本建设投入的大背景下,能够成为当前我国经济发展中一个闪耀的“亮点”。土工布主要是指以聚丙烯、聚脂切片等高分子聚合物为原料,用于土木工程的新型合成材料。按生产方法可分为非织造、织造型、合成型等多种类型,不同类型的土工布有着不同的功能。主要有过滤功能、排水功能、隔离功能、加筋功能、防渗功能、防护作用。首先土工布市场巨大。据统计,在我国现有的25万公里的堤防中,有75%需要进行基础处理和除险加固。而历来水利工程都是土工布 的应用市场,仅长江口深水航道整治工程一期工程就需用复合土工织物1400万平方米,无纺土工织物67万平方米,土工模袋59万平方米,用量十分可观。此外,在公路、机场建设、铁路、环境保护等工程中也都可大量使用土工布。发展土工布,还有助于纺织企业扭亏增盈和促进纺织工业结构调整。土工布在水利、公路、海堤、铁路、机场等工程中的应用十分广泛,对于提高工程质量、降低工程造价、加快工程进度具有重要作用,被誉为继钢材、木材、水泥之后的第四种建材。在国外,美国50年代末就开始使用土工布,50年代末建设的举世闻名的荷兰海防工程也大量使用了土工布。德国、法国、英国、日本等均将大量土工织物应用于多种工程之中。目前,全世界100多个 和地区的10万多个工程中每年使用土工织物在10亿平方米以上(约40万吨),并且以每年9%的速度递增。