5 天然粘土防渗层的设计与施工

① 合理选择土料

渗透率公式

渗透率与空隙大小的平方呈正比。

粘土防渗层对土料的要求包括：粒径小于0.002 mm的粘粒含量大于10%;塑性指数大于10%，但不宜过大(因为塑性指数大于30或40时施工会非常困难，这种土干燥时很硬，潮湿时又非常粘);砾石(不能通过孔径4.76 mm筛孔的粒料)含量最好不超过10%;不能含有直径大于25~50 mm的石块;土壤级配需合理。

不符合上述要求的土料一般不宜直接用于防渗层施工中，除非通过土工试验证明其能满足防渗要求。对填埋现场易得的且渗透系数比较接近防渗要求的土料，还可采用土料改良的方法，即在土中加入石灰、膨润土、粘土等成本较低的改良剂使其满足防渗要求同时又节约费用支出。

② 恰当控制含水量

研究表明，在同样的压实密度下，高于最优含水量的土层的渗透系数远小于低于最优含水量的土层的渗透系数。为避免防渗层压实时过干而导致过高的渗透性，考虑含水量的防渗层正确设计程序为：a 在实验室中分别将修正、标准和降低的击实力按普氏击实程序作出ρd——ω击实曲线，每一种击实力应取5~6个不同含水量的样本进行击实;b 对压实土样进行渗透试验以确定每一压实土样的渗透能力，分别对不同击实力形成的土样的渗透系数以含水量为横轴作k—ω图;c 将k值符合要求的实验点重新表示在ρd——ω图上构成防渗层防渗可接受区;d 在可接受区域内再参考剪切强度、可施工性、当地习惯等因素进行修正，最终形成防渗层可施工区。

③ 严格履行施工规程

经过压实粘土层的水流绝大部分发生在粘土土块之间的相对较大的孔隙中。为减少甚至消除块间大孔隙，施工时除了要采用较高的含水量使土块相对湿软易被重塑外，还要使用较重的碾压机具使土块被压碎。同时要求压实后每层土层厚度不得超过15cm，以避免土层过厚而出现上紧下松的现象。另外为避免不同土层界面间形成高透水率地带而出现界面水流，前一土层压实表面应先扒松后再施工下一层土层。

从本研究可知，防渗层的压实密度对其渗透性有很大的影响，当含水量相同时，压实功能越大，土层越密，土块被重塑的可能越大，此时土粒被重新排列，土层中大孔隙数量减少同时连贯性也降低，渗透系数自然也就相应降低。另外，压实功能增加时，最优含水率也相应降低，更易使土层中各点落在最优含水量曲线之上。故在设计防渗层时，在考虑经济性以及压实机具性能前提下压实土层的密度应尽可能高。

④ 防范环境要素影响

在设计防渗层时必须考虑填埋场当地气候特征，克服可能的气候干燥、霜冻、昼夜及季节温差变化等的影响，预防已竣工的或正在施工的防渗层干裂而增大渗透系数。

6 渗滤液通过防渗层对地下水污染的考虑

渗滤液实际渗流速度：

渗滤液穿透防渗层所需时间：

由于渗流非均匀性，实际时间将远小于计算时间。对于可降解污染物，其浓度变化有：