Приложение 1. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЕМКОСТИ И ПЛОЩАДИ ПОЛИГОНА
Приложение 1 
ПРИМЕР РАСЧЕТА ЕМКОСТИ И ПЛОЩАДИ ПОЛИГОНА
Исходные данные:
Расчетный срок эксплуатации Т = 20 лет. Годовая удельная норма накопления ТБО с учетом жилых зданий и непромышленных объектов на год проектирования У1 = 1,1 куб. м/чел./год. Количество обслуживаемого населения на год проектирования Н1 = 250 тыс. чел., прогнозируется через 20 лет с учетом близко расположенных населенных пунктов Н2 = 350 тыс. чел. Высота складирования ТБО, предварительно согласованная с архитектурно-планировочным управлением, Hп = 40 м.
1. Расчет проектной вместимости полигона ТБО
Вместимость полигона Ет на расчетный срок определяется по формуле:
(У1 + У2) (Н1 + Н2) K2
Ет = --------- x --------- x Т -- =
2 2 K1
= (У1 + У2) x (Н1 + Н2) x Т x K2 : 4K1, (1)
где:
У1 и У2 - удельные годовые нормы накопления ТБО по объему на 1-й и последний годы эксплуатации, куб. м/чел. год;
Н1 и Н2 - количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й и последний годы эксплуатации, чел.;
Т - расчетный срок эксплуатации полигона, лет;
K1 - коэффициент, учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона на весь срок Т;
K2 - коэффициент, учитывающий объем наружных изолирующих слоев грунтов (промежуточный и окончательный).
Определим значение параметров, отсутствующих в исходных данных. Удельная годовая норма накопления ТБО по объему на 2-й год эксплуатации определяется из условия ее ежегодного роста по объему на 3% (среднее значение по РФ - 3 - 5%).
У2 = 1,1 x (1,03) x 20 = 1,1 x 1,805 = 1,99 куб. м/чел. год.
Коэффициент K1, учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за весь срок Т (если Т = 15 лет), принимаем по таблице П.1.1 с учетом применения для уплотнения бульдозера массой 14 т: K1 = 4.
Таблица П.1.1
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА K1, УЧИТЫВАЮЩЕГО УПЛОТНЕНИЕ ТБО
В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОЛИГОНА
┌─────────────────────────────┬───────────────────────────┬──────┐ │Масса бульдозера или катка, т│Полная проектируемая высота│ K1 │ │ │ полигона, м │ │ ├─────────────────────────────┼───────────────────────────┼──────┤ │3 - 6 │20...30 │3 │ ├─────────────────────────────┼───────────────────────────┼──────┤ │12 - 14 │менее 10 │3,7 │ ├─────────────────────────────┼───────────────────────────┼──────┤ │12 - 14 │20...30 │4 │ ├─────────────────────────────┼───────────────────────────┼──────┤ │20 - 22 │50 и более │4,5 │ └─────────────────────────────┴───────────────────────────┴──────┘
Примечание. Значения K1 приведены при соблюдении послойного уплотнения ТБО, оседания в течение не менее 5 лет и плотности ТБО в местах сбора p1 = 200 кг/куб. м.
Коэффициент K2, учитывающий объем изолирующих слоев грунта в зависимости от общей высоты, принимаем по таблице П.1.2: K2 = 1,18.
Таблица П.1.2
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА K2, УЧИТЫВАЮЩЕГО ОБЪЕМ
ИЗОЛИРУЮЩИХ СЛОЕВ
┌─────────────┬────┬────┬────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────┐ │Общая высота,│5,25│7,5 │9,75│ 12...15 │ 16...49 │ 40...50 │более│ │м │ │ │ │ │ │ │ 50 │ ├─────────────┼────┼────┼────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────┤ │K2 │1,37│1,27│1,25│ 1,22 │ 1,2 │ 1,18 │ 1,16│ └─────────────┴────┴────┴────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────┘
Примечание. При обеспечении работ по промежуточной и окончательной изоляции полностью за счет грунта, разрабатываемого в основании полигона, K(2=1). В табл. П.1.2 слой промежуточной изоляции принят 0,25 м. При применении катков КМ-305 допускается слой промежуточной изоляции 0,15 м.
Проектируемая вместимость полигона Ет составит:
Ет = (1,1 + 1,99) x (250000 + 350000) x 20 x 1,18 (4,4) =
= 2734650 куб. м.
2. Расчет требуемой площади земельного участка полигона
Площадь участка складирования ТБО определяется по формуле:
Фу.с = 3Е : Hп,
где:
3 - коэффициент, учитывающий заложение внешних откосов 1:4;
Hп - высота полигона, равна 40 м.
Площадь земельного участка полигона составляет:
Фу.с = 3 x 2734650 : 40 = 205099 кв. м = 20,5 га.
Требуемая площадь полигона составит:
Ф = 1,1 x Фу.с + Фдоп, (2)
где:
1,1 - коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования;
Фдоп - площадь участка хозяйственной зоны и площадки мойки контейнеров.
Ф = 1,1 x 20,5 + 1,0 = 23,6 га.
3. Расчет фактической вместимости полигона
Полигон проектируется на плоском рельефе. Фактически отведенная площадь участка составила 22,3 га, в том числе собственно под полигон 21,7 га и 0,6 га под подъездную дорогу от автомагистрали длиной 0,5 км. Грунт в основании полигона на 2 м глубины состоит из легких суглинков, далее идут тяжелые суглинки и грунтовые воды на глубине 3,5 м.
Принимается решение полностью обеспечить потребности в грунте для промежуточной и окончательной изоляции за счет рытья котлована в основании полигона.
Реальный участок складирования ТБО в проекте имеет прямоугольную форму длиной 440 м, шириной 400 м (рис. П.1.1) <*>. Все размеры на рис. П.1.1 указаны в метрах.
--------------------------------
<*> Рисунки не приводятся.
Высота полигона Н определяется из условия заложения внешних откосов 1:4 и необходимости иметь размеры верхней площадки, обеспечивающие надежную работу мусоровозов и бульдозеров:
Н = Ш : 8 - н, (3)
где:
Ш - ширина участка складирования, м;
8 - двойное заложение откосов (4 x 2);
н - показатель снижения высоты полигона, обеспечивающий оптимальные размеры плоской верхней площадки, м.
Минимальная ширина верхней площадки определяется удвоенным радиусом разворота мусоровозов и соблюдением правила размещения мусоровозов не ближе 10 м от откоса:
Шв = 9 x 2 + 10 x 2 = 38 м.
Для удобства работ на верхней площадке принимаем ее ширину равной 80 м.
Показатель снижения высоты будет:
н = 80 : 8 = 10 м.
Высота полигона составит:
Н = 400 : 8 - 10 = 40 м.
Фактическая вместимость полигона с учетом уплотнения
рассчитывается по формуле усеченной пирамиды:
1 _______
Еф = - x (С1 + С2 + \/С1 x С2) x Н, (4)
3
где:
С1 и С2 - площади основания и верхней площадки, кв. м.
Примечание. Вместимость котлована в основании полигона не
учитывается, так как весь грунт из него идет на изоляцию ТБО. В
этих условиях Еф равно Бу - объему уплотненных ТБО.
Для верхней плоской площадки составляет:
440 - 40 x 8 = 120 м.
Ширина верхней площадки будет:
400 - 40 x 8 = 80 м.
По формуле (4) рассчитываем фактическую вместимость:
Еф = (440 x 400 + 120 x 80 + 400 x 440 x 120 x 80) x 40 =
= (176000 + 9600 + 41160) x 40 = 3023467 куб. м.
Потребность в изолирующем материале определяется по формуле:
В = Ву (1 - 1 / K2). (5)
Для изоляции 3023467 куб. м уплотненных ТБО потребуется грунт
в объеме:
Вг = 3023467 (1 - 1 / K2) =
= 3023467 (1 - 1 / 1,18) = 453520 куб. м.
В рассматриваемых условиях Вг - емкость котлована.
Средняя проектируемая глубина котлована в основании полигона
определяется по формуле:
Hк = 1,1 x Bг : С1,
где:
1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему
котлована;
Hк = 1,1 x 453520 : 176000,0 = 2,83 м.
Площадь участка складирования разбивается на четыре очереди
эксплуатации с габаритами 200 x 220 м и площадью 44000 кв. м - 4,4
га.
Каждая из этих очередей эксплуатируется с учетом укладки пяти
рабочих слоев ТБО (2 м ТБО и 0,25 м грунта). Общая высота
составит:
2 x 5 + 0,25 x 5 = 11,25 м.
В том числе над поверхностью земли (черных отметок) высота
насыпи за каждую очередь составит:
11,25 - 2,83 = 8,42 м.
Объем котлована одной очереди будет:
153520 : 4 = 113380 куб. м.
Наращивание высоты с отметки 9 м до 39 м и окончательную
изоляцию слоем 1 м условно можно считать пятой очередью
эксплуатации. Срок эксплуатации каждой очереди в среднем 4 года.
Грунт из котлована 1 очереди складируется в кавальер для его
использования при окончательной изоляции полигона. Кавальер
размещается по внешней границе I, III и IV очередей. Длина
кавальера составляет:
410 + 475 = 885 м.
Площадь поперечного сечения кавальера будет:
113380 : 885 = 128,1 кв. м.
Кавальер имеет форму трапеции с шириной основания 24 м,
шириной по верху 4,5 м и высотой 9 м. Площадь поперечного сечения
составляет:
(4,5 + 24) x 9 : 2 = 128,25 кв. м.
Площадь, занимаемая кавальером грунта, составляет:
885 x 24 = 21240 кв. м = 2,1 га.
Планировка хозяйственной зоны с примыкающими к ней сооружениями приведена на рис. П.1.2.
Планировка хозяйственно-бытового здания представлена на рис. П.1.3. Здание состоит из двух блоков, разделенных стенкой, имеющей газопароизоляцию. Основной вход в здание запроектирован с территории зоны, что ограничивает посещение его водителями мусоровозов и грузчиками. Второй выход является запасным на случай пожара.
По другую сторону подъездной дороги, напротив производственного бытового здания, размещается площадка дезинфекции мусоровозов. Взаимное размещение зоны и дезинфекционной площадки обеспечивает выезд машин на площадку и выезд после дезинфекции с территории полигона без пересечения транспортного потока прибывающих на полигон мусоровозов.
В засушливых районах для сбора и обезвреживания фильтрата, как исключение, может применяться бессточная схема. По этой схеме осветленный в грязеотстойниках фильтрат самотеком подается на насосную станцию. С целью удешевления системы в насосной станции монтируется один песковой насос, резервный насос (второй) предусматривается сметой, но хранится на складе.
Насосной станцией в летний период стоки перекачиваются в сборно-разборную систему трубопроводов. Из перфорированных труб обеспечивается дождевание или разлив по поверхности покрытых промежуточной изоляцией рабочих карт полигона. Распределение фильтрата принимается из расчета до 30 куб. м в сутки воды на участок площадью 1 га в течение 6 месяцев в году. Схема сооружений дана на рис. П.1.4.
Для полигонов, организуемых на срок менее 6 лет, и полигонов, принимающих менее 120 тыс. куб. м ТБО в год, функции производственно-бытового здания выполняют изготавливаемые промышленностью типовые передвижные вагоны. Их характеристика приведена в табл. П.1.3.
Таблица П.1.3
ТИПОВЫЕ ПЕРЕДВИЖНЫЕ ВАГОНЫ
┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────┐ │ Назначение │ Завод-изготовитель │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Контора на 3 рабочих места │Пеновский деревообделочный │ │Помещение для обогрева на 12 чел. │комбинат │ │с сушилкой для спецодежды │(172770, г. Пенза) │ ├──────────────────────────────────┼─────────────────────────────┤ │Пункт питания на 10 мест │Калининской обл., │ │Гардероб-душевая на 9 мужчин │Вышневолокский ДОК │ │Гардероб-душевая на 7 женщин │(171110, г. Вышний Волочек │ │с гигиенической кабиной │Калининской обл.) │ └──────────────────────────────────┴─────────────────────────────┘
Для полигонов, находящихся на значительном расстоянии от существующей магистральной дороги, самостоятельная часть подъездной дороги выделяется в отдельный объект, строящийся при долевом участии заинтересованных организаций, размещающихся вдоль этой дороги.
