Расчет необходимой площади отвода участка земли для строительства полигона захоронения ТБО

Потребность в минеральном грунте (V_г) определяется по формуле

V_г=

,

где к₂= 1,2.

Для изоляции 2796641 м³ ТБО после их уплотнения потребуется грунт в объеме:

V_г=2796641* 0,16 = 466106,8 м³,

     В рассматриваемом случае весь грунт, вынимаемый из котлована, расходуется на изоляцию ТБО, поэтому потребность в изолирующем материале равна вместимости котлована.

     Средняя проектная глубина котлована  в основании полигона определяется по формуле:

Н_к=

,

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

Н_к=

     Проверяем условие размещения полигона: Н_угв-Н_к-Н_эк ≥ 2м, где: Н_угв – глубина залегания грунтовых вод, Н_угв=4,8 м; Н_эк – толщина защитного экрана основания полигона (п. 1.5.3).

5-2,5+1=3,5 м > 2 м, - принятая глубина котлована удовлетворяет требуемым условиям.

Полигон ТБО разбиваем на пять очередей эксплуатации, (рис. 1.6.).

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

     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 Т_оч = = = 3 года.

  Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит ф_оч= =51206,2 м². 

 

 

                                                                 

        А            А

                                                                                              б

     

а 

Рис. 1.6. План и разрез высоконагруженного полигона захоронения ТБО: а – план полигона; б – разрез А-А; (I-Y) – очереди строительства и эксплуатации полигона 
 

     Объем отходов, складируемых в каждой очереди  эксплуатации полигона, составит V_оч = = = 559328,2 м³.

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

Н _{оч (I-IY)} = = =12 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 n_сл(I-IY)= = =6 слоев. Принимаем – по 6 слоев укладки ТБО в каждую очередь 1-го яруса. Тогда высота 1-го яруса над уровнем поверхности земли составит Н^I=2,0×6=12 м.

     Объем котлована одной очереди составит v_г^оч = = = 116526,7 м³_.

     Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки 12 м до проектной – 30 м будет производиться заполнением V очереди полигона.

     После заполнения 2-го яруса будет выполнено  окончательное его перекрытие. Количество слоев V очереди полигона составит n_слY= = =9 слоев.

Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, составит: N= n_слI-IY+ n_слY=6+9=15 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. 1.7.). 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.  

   2

                  3 

              3

                                                                                         

              

             1 
 

   2

Рис. 1.7. Схема расположения кавальеров  плодородного и минерального грунтов (начало эксплуатации 1 очереди полигона): I-IV – очереди заполнения полигона; 1 - полигон захоронения ТБО; 2 - кавальеры плодородного грунта; 3 -  кавальеры минерального грунта.

1.2.2. Проектирование кавальеров для складирования плодородного и минерального грунта.

  а) Определение параметров кавальеров плодородного грунта

Плодородный слой снимают со всей площади участка  складирования.

Объём растительного грунта определяют:

V_p=Ф_ус´h_р´k_p=204825´0,2´1,22= 49977,3 м³,

 где  h_р - толщина растительного слоя, м (h_р=0,25 м из задания, табл. 1); k_p – коэффициент разрыхления, k_p=1,22…1,24, (принимается по ЕниР).

Длина кавальеров:

L_кв^p=2´ L_ус =2´452,6=905,2 м, (рис. 1.8.).

Площадь поперечного сечения кавальеров растительного грунта составит:

F_кв^p= V_p/L_кв^p=49977,3/905,2=55,2 м².

Принимаем поперечное сечение кавальера в  виде трапеции высотой Н^p_кв до 4 м и коэффициент заложения откосов -  m=3 (рис. 1.8.). Используя формулу трапеции F^p_кв = =(В^p_кв+b^p_кв )/2´Н^p_кв, определяют ширину кавальера по низу,

где F^p_кв- площадь кавальера растительного грунта, м²; Н^p_кв- высота кавальера, Н^p_кв = 3 м; В^пг_кв - ширина кавальера по низу, м; b^p_кв - ширина кавальера по верху b^p_кв= В^p_кв-2m´Н_кв,м.

                                 B_кв^p

                               Н_кв 

                                       В_кв 

Рис. 1.8. Поперечное сечение кавальеров плодородного и минерального грунтов. 

Из условия  баланса грунтовых масс 2F^р_кв= (В^p_кв+ В^p_кв-2m´Н^p_кв)´Н^p_кв, определяют ширину нижнего основания кавальера плодородного грунта:

В^p_кв = [(F^p_кв+m´(Н^p _кв)²]/Н^p_кв=(55,2+3´3²)/3=27,4 м.

Далее рассчитывают ширину верхнего основания  кавальера:

b^p_кв= В^p_кв-(2´ m´Н^p_кв)= 27,4-(2´3´3)=9,4 м.

Размеры кавальеров плодородного грунта позволяют  их разместить  с двух сторон  участка складирования ТБО, рис. 1.7.

б) Определение параметров кавальеров минерального грунта.

Грунт из котлована 1-й очереди используют для изоляции ТБО, укладываемых в  период эксплуатации  IV и V очередей заполнения полигона. Для этих же целей складируют избыточный минеральный грунт из котлованов II, III и IV очередей строительства полигона.

Объём минерального грунта разрабатываемого в котловане 1 очереди строительства  полигона составит: v_г^оч = = = 116526,7 м³_. Объем грунта, укладываемого во временные кавальеры с учетом его разрыхления, составит  - V^{мин 1 оч.}= v_г^оч×k_p= 116526,7*1,22= 142162,6 м³. Тогда длина кавальеров минерального грунта:

L^мин_кв = L_ус/2+B_ус/2=452,6/2+452,6/2 = 226,3+226,3=452,6 м.

Площадь поперечного сечения кавальера  минерального грунта:

F^мин_кв= V^{мин 1 оч}/L^мин_кв =142162,6/452,6=314,1 м²

Принимаем поперечное сечение кавальера в  виде трапеции высотой H^мин_кв = 4 м, с заложением откосов m=3,(рис. 1.8.).

Параметры кавальера для минерального грунта определяют по тем же зависимостям, что и для кавальера для плодородного грунта.

В^мин_кв = [(F^мин_кв- m´(Н^мин_кв )²/Н^мин_кв=(314,1-3´4²)]/4=66,5 м,

b^мин_кв= В^мин_кв-(2´ m´Н^мин_кв)=66,5-(2´3´4)=42,5 м.

Размещаем кавальер минерального грунта длиной по 452,6 м с одной сторон участка складирования ТБО 1-ой очереди эксплуатации полигона.

1.3. Прогноз техногенного влияния полигона ТБО на компоненты природной среды. Инженерные решения защиты окружающей среды

 

     Места захоронения твердых бытовых  отходов (ТБО) является источником распространения  загрязняющих веществ в компоненты природной среды, оказывая вредное воздействие на них в течение длительного периода времени. С существованием опасности бесконтрольного загрязнения окружающей среды связано понятие экологического риска.

     Основные  мероприятия по минимизации экологического риска и предотвращению необратимых последствий для окружающей среды основаны на следующих принципах: правильного выбора места для размещения полигонов; создания технологического и технического оформления полигонов, предотвращающих  проникновение загрязняющих веществ в компоненты окружающей среды (элементов искусственной защиты); проведения контроля качества складируемых отходов и мониторинга за окружающей средой.

     Возможный ущерб окружающей среде от функционирования полигонов ТБО обусловлен образованием фильтрата и биогаза в толще свалочного тела. Фильтрат,  проникая в породы зоны аэрации и грунтовые воды, загрязняет их. Стекающие поверхностные воды с полигона на  рельеф местности загрязняют почвы. С поверхностным и грунтовым стоком  фильтрат поступает в водные объекты, загрязняют и их. В результате биохимических процессов в свалочных грунтах образуется биогаз, который при выходе на поверхность загрязняет атмосферный воздух, и что нередко приводит к возгоранию отходов на свалках и полигонах. Пожары на свалках и полигонах отравляют атмосферный воздух.

     Для исключения возможного загрязнения  горных пород зоны аэрации и подземных  вод существуют два подхода: