本书结合了很近十年来我国在垃圾填埋场和污染场地防污屏障工程的建设和科研方面的成果、相关法规、国外的优选技术以及作者在垃圾填埋场和污染场地防污屏障工程方面多年的实践和研究经验，系统的介绍了垃圾填埋场和污染场地防污屏障工程的设计和施工各个方面的知识，是一本既结合我国实际情况又体现靠前水平的参考书。本书共16章，前6章以实验研究为基础，主要对垃圾填埋场底部水平防污屏障工作环境、构成和基本性质、劣化与老化、击穿及服役寿命、可持续防控措施进行了介绍，并列有典型填埋场服役寿命的预测的计算分析方面的具体算例，便于实际的应用。第6章到15章以作者多年在现场工程方面的实践和研究经验为基础，对靠前外各种防渗墙的设计施工进行了全面的介绍，对施工具有重要的指导意义。很后一章为顶部覆盖系统的施工。因此，全书较为全面的将底部防污屏障-四周防渗墙-顶部覆盖系统进行了全面系统的介绍，可作为高等院校填埋场和污染场地防污屏障设计与施工课程的教材，也供从事填埋场设计和运行的工程技术、管理、科研人员参考。

钱学德，美国密歇根州政府环境保护厅首席环境岩土工程专家。河海大学岩土工程硕士，美国密歇根大学(The University of Michigan)土木和环境工程系博士。多年从事环境岩土工程这一交叉学科的研究，已发表论文上百篇。在美国的生活固体废物和危险废物处置工程领域已有20年的工作经验，参与了美国一百多个大型填埋场的设计、施工、监理、事故处理和研究工作，以及污染场地的现场隔离、封闭、整治和再开发等工程和研究项目。并被聘为密歇根大学和密歇根州立大学兼职教授，讲授填埋场设计与施工、土坡稳定分析等研究生课程。2002年，以靠前作者身份与美国工程院院士Robert M. Koerner。教授和有名的靠前环境岩土工程研究领域的先驱Donald H. Gray教授合著的，由美国很有名的教科书出版社Prentice Hall出版的专著“(Geotechnical Aspects of Landfill Design and Construction(填埋场的岩土工程设计与施工)”已被美国和靠前上几十所大学用作研究生教材，也被工程界广泛地用作填埋场设计的主要技术参考书。目前在靠前与多所高校合作进行由国家和省资助的多个自然科学基金及“973”研究项目。
朱伟，河海大学教授，环境工程、土木工程博士生导师，“十五”“863”首席科学家。1982年毕业于兰州大学，同年到中国有色工业总公司兰州有色金属建筑研究所(现名为“甘肃土木工程科学研究院”)工作，1989年在日本留学，1994年和1997年分别获得日本大学硕士和博士学位，后留日本大学任教，1999年回国任河海大学教授。主要在环境土工和水环境工程的交叉领域开展研究工作，其中的一个研究领域是固体废弃物的处理处置及资源化利用，具体研究对象主要为河湖清淤淤泥和污水处理厂污泥。在淤泥固化、泥水分离以及淤泥多途径资源化利用技术，污水处理厂污泥固化／稳定化、深度脱水、超临界水气化技术方面开展了长期、面向实际应用的研究工作。另一个研究领域主要是盾构隧道施工中土力学问题的研究，在舱土改良、泥膜控制、带压开舱等方面开展了理论性的研究，为解决南京长江隧道、扬子江隧道的带压开舱以及扬州瘦西湖隧道排泥问题提供了技术支撑。另外，在河流湖泊流域治理中涉及的各种问题也开展了较为广泛的研究。作为首席科学家承担了国家“863”项目，负责了“973”课题，以及重大科技专项课题、国家自然科学基金、国家海洋公益项目、国家水利公益项目、江苏省重点基金、江苏省科技厅社会发展等60余项科研课题。近五年来，在所属领域的重要刊物上发表SCI／EI论文100余篇，出版专著1本，译著2本，参加编写教材2部，申请发明32项、实用新型7项。中国水利学会理事及其疏浚与泥处理利用专业委员会主任，中国土木工程学会环境土工专业委员会副主任，江苏省太湖富营养化对策技术委员会委员，全国很好归侨优选个人，江苏省很好回国人员，江苏省青蓝工程学术带头人，日本琵琶湖博物馆特别研究员。
王升位，黑龙江海林人，工学博士、讲师。于2016年获得河海大学岩土工程博士学位，现于扬州大学建筑科学与工程学院任教。主要从事岩土渗流和环境土工方面的研究工作，针对垃圾填埋场防污屏障渗透特性及防污性能方面开展了大量的研究，其中，基于黏土颗粒间水分形态，揭示压实黏土产生起始水力梯度的机理，提出了一种长寿命的屏障制作方法，为研发高性能防污屏障提供了新思路。目前，在岩土和环境岩土工程领域的重要刊物上发表SCI论文5篇、EI论文5篇，授权发明5项。多次参加靠前外环境岩土相关的会议，并参与国家重点基础研究发展计划(973)项目——“城市固体废弃物填埋孕育环境灾害与可持续防控的基础研究”和其他岩土工程方面的研究项目，曾获得第七届靠前环境土工会议很好展报奖。

前言
章 填埋场与污染场地防污屏障 1
1.1 基本概念 1
1.1.1 水平防污屏障 1
1.1.2 垂直防污屏障 3
1.2 功能定位 10
1.3 常见问题 11
1.3.1 防污屏障的性能 11
1.3.2 防污屏障性能的评价方法 11
参考文献 12
第2章 防污屏障的工作环境 14
2.1 渗沥液的性质 14
2.1.1 渗沥液的来源 14
2.1.2 渗沥液的特性 15
2.2 渗沥液的水头高度和变化 16
2.3 工作的压力和温度 17
2.4 影响衬垫质量的其他因素 18
参考文献 20
第3章 防污屏障构成与基本性质 21
3.1 填埋场衬垫系统 21
3.1.1 填埋场衬垫的组成材料 21
3.1.2 填埋场衬垫结构的发展概况 22
3.1.3 生活垃圾填埋场衬垫系统设计标准 24
3.2 黏土的防渗和防污性能 30
3.2.1 渗透性试验 30
3.2.2 渗透性的影响因素 31
3.3 土工膜的防渗和防污性能 39
3.3.1 土工膜的组成和厚度 40
3.3.2 各种土工膜在填埋场中的使用 40
3.4 复合衬垫（土工膜+黏土）接触面对防渗和防污性能的影响 42
参考文献 44
第4章 防污屏障的劣化与老化 45
4.1 黏土材料与渗沥液的化学相容性 45
4.1.1 渗沥液对黏土材料渗透系数的影响 45
4.1.2 化学相容性的机理 50
4.1.3 渗沥液作用下黏土材料渗透系数的计算 55
4.2 黏土裂隙对防污性能的影响 56
4.2.1 黏土裂隙在上覆垃圾体压力下的闭合规律 57
4.2.2 黏土裂隙的闭合对防污性能的影响 63
4.3 土工膜的老化 66
4.3.1 HDPE土工膜降解过程 67
4.3.2 影响氧化降解的因素 68
4.3.3 模拟衬垫老化试验 69
4.3.4 HDPE土工膜老化的评价 71
4.3.5 国产HDPE土工膜情况 71
参考文献 74
第5章 防污屏障的击穿及服役年限 78
5.1 污染物迁移规律 78
5.1.1 对流作用 78
5.1.2 分子扩散作用 79
5.1.3 机械弥散作用 79
5.1.4 吸附作用 80
5.2 防污屏障的击穿问题 81
5.2.1 渗沥液的污染过程 81
5.2.2 防污屏障击穿问题的研究现状 83
5.3 击穿的概念 84
5.4 指示污染物及判断标准 85
5.4.1 多种污染物击穿过程的比较计算 86
5.4.2 多种污染物击穿过程的土工离心机试验 92
5.5 不同类型防污屏障的服役年限 97
5.5.1 压实黏土单层防污屏障服役年限计算 99
5.5.2 HDPE土工膜单层防污屏障服役年限计算 101
5.5.3 HDPE土工膜双层防污屏障服役年限计算 102
5.6 防污屏障服役年限的简化计算方法 103
5.6.1 污染物运移解析解 103
5.6.2 压实黏土单层防污屏障服役年限的简化计算公式 104
5.6.3 复合防污屏障服役年限的简化计算公式 105
参考文献 109
第6章 防污屏障可持续防控措施 112
6.1 基于起始水力梯度的长寿命防渗系统 112
6.1.1 基于有效孔径探讨饱和黏土起始水力梯度机理 112
6.1.2 起始水力梯度对填埋场长期服役性的影响 121
6.2 土—膨润土垂直防渗墙的优化构建技术 124
6.2.1 回填材料的渗透系数随掺量的变化 128
6.2.2 回填材料的渗透系数随孔隙率的变化 129
6.2.3 回填材料的孔隙率随掺量的变化 130
6.2.4 回填材料的压缩系数随掺量的变化 130
6.2.5 最优掺量概念的提出及其理论分析 131
6.3 工程应用和实例 137
参考文献 144
第7章 土—膨润土防渗墙设计 148
7.1 设计要点 149
7.2 现场调查和地下水模型 151
7.2.1 水文地质调查 152
7.2.2 岩土工程勘察 152
7.2.3 地下水模型 154
7.3 防渗墙设计 154
7.3.1 防渗墙几何尺寸的确定 156
7.3.2 防渗墙建设引发的周围地表变形和回填应力影响 162
7.3.3 施工中泥浆沟槽的稳定性 165
7.4 护壁膨润土泥浆配比设计 169
7.4.1 泥浆密度 170
7.4.2 泥浆黏度 171
7.4.3 泥浆凝胶强度 171
7.4.4 泥浆滤液损失 172
7.4.5 膨润土泥浆用水 172
7.4.6 护壁泥浆的相容性 173
7.5 填筑材料配比设计 173
7.5.1 填筑材料制备 173
7.5.2 填筑材料渗透性测试 175
7.5.3 填筑材料的长期相容性 175
7.6 泥浆沟防渗墙的总体渗透性 176
7.7 其他设计考虑事项 177
7.7.1 墙体贯穿 177
7.7.2 防渗墙和覆盖的交界面处理 177
7.7.3 防止脱水 179
7.7.4 防止表面荷载 179
7.7.5 防止可能的地下破坏 179
7.7.6 施工泥沙侵入和冲刷控制 179
参考文献 179
第8章 土—膨润土防渗墙施工 182
8.1 施工材料 183
8.1.1 膨润土 183
8.1.2 水 183
8.1.3 膨润土泥浆 183
8.1.4 添加剂 187
8.1.5 回填料 187
8.2 施工设备 189
8.2.1 泥浆沟开挖设备 189
8.2.2 泥浆搅拌站 191
8.2.3 回填料混合和回填 193
8.3 泥浆沟防渗墙施工 193
8.3.1 泥浆沟开挖 193
8.3.2 护壁泥浆放置 194
8.3.3 防渗墙墙底嵌入深度 196
8.3.4 沟底清理 197
8.3.5 回填料混合 197
8.3.6 回填料回填 198
8.4 施工质量控制和质量保证 201
8.4.1 膨润土 201
8.4.2 水 201
8.4.3 泥浆性质 201
8.4.4 沟槽连续性和墙底嵌入深度 202
8.4.5 回填料制备 203
8.4.6 开挖深度和回填剖面量测 203
8.4.7 竣工图和竣工文档 205
8.5 质量控制测试仪器 206
8.6 试样采集与测试 206
8.6.1 试样采集 206
8.6.2 湿体试样采集 206
8.6.3 湿体试样渗透试验 207
8.7 临时和永久顶盖 208
8.8 文档和防渗墙验收 212
参考文献 214
第9章 水泥—膨润土防渗墙 216
9.1 水泥—膨润土防渗墙概况 217
9.2 水泥—膨润土防渗墙施工所需的材料 218
9.2.1 材料选择 218
9.2.2 材料规范书 223
9.3 设计依据 227
9.3.1 水泥—膨润土混合料配比设计 227
9.3.2 水泥—膨润土混合料的渗透性 228
9.3.3 水泥—膨润土混合料的强度 229
9.3.4 实践意义 229
9.4 施工考虑 230
9.4.1 混合料制备 230
9.4.2 沟槽开挖 231
9.4.3 墙体连续性 231
9.4.4 板块分段施工 233
9.4.5 板块段或沟槽中的浆料损失 235
9.4.6 干燥与收缩 236
9.5 施工实施规范 237
9.5.1 水泥—膨润土防渗墙施工顺序 237
9.5.2 设备要求 238
9.5.3 施工工作平台 238
9.5.4 沟槽开挖 238
9.5.5 开挖沟槽的底部处理 240
9.5.6 水泥—膨润土防渗墙的顶部处理 242
9.5.7 清场 242
9.6 施工质量控制 243
9.7 水泥—膨润土防渗墙的现场性能 245
9.7.1 美国的现场性能经验 245
9.7.2 英国的现场性能经验 246
9.7.3 影响防渗墙现场性能的因素 246
9.8 土—膨润土与水泥—膨润土防渗墙的比较 248
9.8.1 两种方法的一般描述 248
9.8.2 设计考虑 249
9.8.3 施工材料与方法 250
9.8.4 防渗墙性能 251
9.8.5 目前趋势 252
9.8.6 总结与结论 254
参考文献 255
0章 土—水泥—膨润土防渗墙 257
10.1 施工方法介绍 257
10.1.1 开挖和回填 257
10.1.2 土—水泥—膨润土回填料混合 259
10.2 设计考虑要点 261
10.2.1 土—水泥—膨润土配比设计 261
10.2.2 土—水泥—膨润土防渗墙材料的取样与测试 262
10.2.3 土—水泥—膨润土防渗墙的强度 264
10.2.4 土—水泥—膨润土防渗墙的渗透性 266
10.3 施工考虑事项 269
10.3.1 沟槽开挖 269
10.3.2 回填料混合 271
10.3.3 回填料放置 271
10.3.4 回填料性质 272
10.4 实际工程应用 274
10.5 工程案例分析——一个大深度土—水泥—膨润土防渗墙项目 276
10.5.1 场地介绍 276
10.5.2 防渗墙设计 277
10.5.3 施工前的模拟性研究 277
10.5.4 施工 279
10.5.5 土—水泥—膨润土回填料湿试样的室内测试 281
10.5.6 对系统渗透性的评估 282
10.5.7 案例小结 285
10.6 土—水泥—膨润土防渗墙总结 286
参考文献 286