Расчет вместимости полигона

Согласно заданию на проектирование, грунт в основании полигона представлен суглинком легким. Грунтовые воды расположены на глубине 4,8 м.

Принимаем решение - полностью удовлетворить потребность в грунте для промежуточной и окончательной изоляции за счет сооружения котлована в основании полигона.

Реальный участок складирования ТБО площадью Фус=204545,5 м2 в плане имеет форму квадрата, тогда:

Lус=Bус= = =452 м,

где Lус= Bус – соответственно, длина и ширина участка складирования, м, рис.3.3.

 

 


Bус

                   
       
     
 
 
 


АА

       
   


Lус

 

Рис. 3.3. Участок складирования ТБО в плане.

После заполнения полигона отходами до проектных отметок участок складирования будет иметь форму усеченной пирамиды, а в поперечном сечении - трапеции (рис.3.4.).

Вп=Lп

       
   
 
 

 

 


Нпл

 

       
   
 


Вус=Lус


Рис. 3.4. Разрез А-А. Поперечное сечение участка складирования по завершению эксплуатации полигона (без котлована).

Определим размеры верхней площадки полигона захоронения отходов:

Вп = Lп = Вус-2mНпл=452-2´3´22=320 м,

Где Вп и Lп- соответственно ширина и длина верхней площадки участка складирования, м.

Площадь верхней площадки участка складирования:

Фп=В2п=3202= 102400 м2=10,2 га.

Максимальная допустимая высота полигона Нплmax определяется из условия заложения внешних откосов не менее чем m=3 и необходимости создания верхней площадки размером обеспечивающей безаварийную работу мусоровозов и бульдозера (Рис. 3.5).

Минимальная ширина верхней площадки определяется возможностью разворота мусоровоза (Rраз) и соблюдением условия движения мусоровоза не ближе в=10 м от края откоса.

 

 

 
 

 


Впmin=Lпmin

 

Нплmax

Нпл

 

 

 
 


Bус=Lус

Рис. 3.5. Схема для определения максимально возможной высоты полигона

Тогда Впmin=2Rраз+2в, а ее минимальная площадь равна: Фпmin = (Впmin)2 = (2Rраз+2в)2=(2´9+2´10)2 = 1444 м2 =0,14 га, что значительно меньше принятой в проекте Фп =10,2 га.

Максимально возможную высоту полигона определяют по зависимости: Нплmах= , где Вус- ширина участка складирования, м. Нплmах= = 69 м.

С целью получения грунта для послойной и окончательной изоляции ТБО, в основании полигона, проектируют котлован. Среднюю глубину котлована рассчитывают из условия баланса земляных работ и учета положения уровня грунтовых вод. Дно котлована размещают выше уровня грунтовых вод не менее чем на 2 м.

Участок складирования разбивают на очереди эксплуатации из условия приема ТБО на каждой очереди в течение 3…5 лет

Фактическую вместимость полигона с учетом уплотнения ТБО рассчитывают по формуле для определения объема усеченной пирамиды:

Еф= , где Фус и Фп - площади нижнего и верхнего оснований свалочного тела, м2.

Вместимость котлована в основании полигона не учитывается, так как грунт, вынимаемый из него, расходуется на изоляцию ТБО.

В этом случае фактическая вместимость Еф равна объему ТБО в уплотненном состоянии, которая составит:

Еф= [204304 +102400+(204304х102400)0,5]= 3297193 м3

Потребность в минеральном грунте (Vг) определяется по формуле

Vг= ,

где к2- коэффициент, учитывающий объем изолирующих слоев грунта (промежуточных и окончательного), к2= 1,2.

Для изоляции 3297193 м3 ТБО после их уплотнения потребуется грунт в объеме:

Vг=3297193 (1- )= 527550,88 м3,

Так как грунт, вынимаемый из котлована, расходуется на изоляцию ТБО, то потребность в изолирующем материале равна вместимости котлована (рис. 3.6.).

 
 


Рис. 3.6. Расчетная схема определения глубины котлована

 

Средняя проектная глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:

Нк= ,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована,

Нк= м. Принимаем Нк=2,6 м.

Проверяем условие размещения полигона: Нугв-Нк ≥2м, где: Нугв – глубина залегания грунтовых вод, Нугв=4,8 м;.

4,8-2,6=2,2 м > 2 м, - принятая глубина котлована удовлетворяет требуемым условиям.

Полигон ТБО разбиваем на пять очередей эксплуатации, (рис. 3.7.).

При этом сам котлован для складирования ТБО, будет разбит на четыре части.

       
   
 
 

 

 


II
I

II
I

               
   
   
Y
     
 


А А

IY
III
б

а

 

Рис. 3.7. План и разрез высоконагруженного полигона захоронения ТБО

а – план полигона; б – разрез А-А; (I-Y) – очереди строительства и эксплуатации полигона

 

Откосы котлована из условий работы бульдозера принимают с коэффициентом заложения не менее m=2,5.

Каждую очередь эксплуатации полигона рассчитывают из условия обеспечения приема ТБО в течение времени Точ = = = 4 года.

Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит фоч= =51136 м2.

Объем отходов, складируемых в каждой очереди эксплуатации полигона, составит Vоч = = = 659439 м3.

Высота первого яруса (с I-IY очереди) определяется по зависимости:

Н оч (I-IY) = = =14,2 м,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована.

Учитывая послойное заполнение полигона отходами: 1,8…2,0 м – отходы и 0,2 м – минеральный грунт, количество укладываемых слоев с I по IY очереди 1-го яруса составит nсл(I-IY)= = =6,45 слоев. Принимаем – по 7 слоев укладки ТБО в каждую очередь 1-го яруса. Тогда высота 1-го яруса над уровнем поверхности земли составит НI=(hcлхnсл)-hк=(2,2х7)-2,6-=12,8 м.

Объем котлована одной очереди составит vгоч = = = 131887,5 м3.

Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки 12,8 м до проектной – 22 м будет производиться заполнением V-й очереди строительства полигона.

После заполнения 2-го яруса будет выполнено окончательное его перекрытие. Количество слоев V-й очереди полигона составит

nслY= =( =4,0 слоя. Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, составит: N= nслI-IY+ nслY=7+4=10 слоев.

Перед производством работ снимают плодородный слой почвы со всей площади участка складирования ТБО, который отсыпают во временные кавальеры, размещаемые в стороне от участка складирования. В последствии этот грунт используют для рекультивации полигона, (рис. 3.8.).

2

 

 

Рис. 3.8. Схема расположения кавальеров плодородного и минерального грунтов

I-IV – очереди заполнения полигона; 1 - участок складирования ТБО; 2 - кавальеры плодородного грунта; 3 - кавальеры минерального грунта, извлекаемого из котлована первой очереди строительства полигона

Грунт вынимаемый, из котлована 1 очереди, складируют во внешний кавальер для последующего использования при устройстве промежуточной изоляции при заполнении 4 и 5 очередей формирования полигона.