Для укладки рулонов требуются экскаватор (гусеничном или колесном ходу); фронтальный погрузчик; приспособление для разгрузки рулонов и транспортировки их по строительной площадке; вода (прицепная цистерна); электрическая дрель с миксерной насадкой; источник электроэнергии (генератор или кабельная линия) для привода дрели; ящик для раствора (примерно на 80 л); ручная тележка; 10-ти литровые ведра-совки; мастерки (кельмы); нож или электрический лобзик; маркер или мел для нанесения разметки; рулетка; метла; роликовая гладилка.

Качество укладки является главным компонентом достижения изолирующих свойств. Персонал, занятый на производстве работ, должен до начала работ быть проинструктирован о порядке выполнения работ. Желательно присутствие на площадке представителя фирмы с целью получения консультаций.

После завершения разработки грунта в котловане и планировки дна и откосов котлована, приступают к возведению противофильтрационного экрана. В соответствии с проектными размерами дно котлована имеет уклон i = 0,003.

Перед укладкой геосинтетических матов «Бентофикс» поверхность дна котлована и его откосы должна быть хорошо выровнены, а основание - хорошо утрамбовано, не должно быть мест со стоячей водой. Не должно быть острых выступов и углублений с перепадом высот более 3-х см. Качество уплотнения основания должно быть таким, чтобы после проезда грузового транспорта не образовывалась колея от колес.

Геосинтетические маты «Бентофикс» должны укладываться в сухую погоду. В тех местах, где используется бентонитовый раствор для заделки швов, температура воздуха должна быть положительной, укрытие должно производиться защитным слоем из не мерзлого грунта. В случае дождя уложенные рулоны с содержанием в них влаги менее 50% должны быть укрыты защитным слоем грунта.

Укладку геосинтетических матов желательно начинать с самой нижней точки, то есть в т. D (рис. 4.11), с устройством нахлеста на стыках по принципу укладки кровли в перпендикулярном направлении уклону дна котлована.

На месте укладки заводская упаковка с рулонов снимается непосредственно перед укладкой. Края рулонов маркируют с нижней стороны цветной линией, отмечающей зону последующего перехлеста рулонов шириной 30 см. Далее рулоны раскатывают с помощью траверсы или другого такелажного приспособления таким образом, чтобы напечатанный торговый знак «Бентофикс» был на видимой стороне поверхности.

Движение транспорта по уложенным геосинтетическим матам запрещено, а хождение по ним должно быть сведено к минимуму.

Рулоны отрезают по длине ножом или электролобзиком. Рулоны должны укладываться без складок, на подготовленное основание, с перехлестом минимум 30 см в продольном и поперечном направлениях. При продольной укладке цветная линия используется для контроля ширины нахлеста. Нахлест не должен содержать складок и посторонних включений (грунта). Любые частицы грунта на полосе нахлеста должны тщательно сметаться. Все нахлесты должны быть шириной не менее 30 см. Все стыки должны заделываться бентонитовым раствором (мастикой).

Разложив верхний на нижний стыкуемые рулоны, рекомендуется провести маркировочную линию на верхней стороне нижнего рулона и использовать ее как границу для нанесения бентонитовой смеси. После нанесения разметки верхний рулон откидывается, а на нижний рулон в зоне нахлеста наносят жидкую пасту для закрытия пор в верхнем геотекстильном слое нижнего полотна. Для приготовления раствора используют растворный ящик или ведро наполненный водой, в который затем добавляют бентонитовый порошок в соотношении 6 частей воды на 1 часть порошка, и тщательно перемешивают. Для перемешивания применяют дрель с миксерной насадкой. Далее приготовленную пасту наносят совком или мастерком на раскрытый стык. Пасту наносят 20-ти см полосой на геотекстильную поверхность нижнего полотна на расстоянии 15 см от края с распределением ее мастерком или совком с захватом 5-ти см зоны за границей стыка. Далее приготавливают густую бентонитовую пасту в соотношении 3…4 части воды на 1 часть бентонита, которая предназначена для заполнения пустот и зоне нахлеста верхнего покрытия. Густая паста наносится поверх грунтовки слоем толщиной около 1 см и сразу же разравнивается аналогично грунтовке: 20-ти см полосой на расстоянии 15 см от края с захватом 5 см зоны за границей стыка. После этого, завернутый край верхнего полотна возвращается па место, и утапливается в слой густой насты для обеспечения равномерного контакта. Недопустимо оставлять сгибы или волны, поскольку они могут создавать пути для проникновения влаги. Край стыка заделывается густой бентонитовой пастой толщиной 1…2 см равномерно шириной 10 см без пропусков. После нанесения пасту заглаживают.

Для предотвращения загрязнения бентонитовой пасты в зоне стыка ее немедленно укрывают неткаными полосами, входящими в поставку, которые укатывают роликовой гладилкой. В местах Т-образных и перекрестных стыков нетканые полосы должны располагаться над стыком, а не внутри его.

В местах повреждений геосинтетических матов «Бентофикс»® накладывают дополнительный слой из аналогичного материала (в виде заплатки). Размеры ее должны быть больше на 0,5 м габаритов поврежденного участка во всех направлениях.

Материал «Бентофикс» выполняет роль как подстилающего элемента, так и противофильтрационного нижнего экрана. В связи с этим устройство слоя «Бентофикс» должно опережать работы по укладке и сварке рулонов полотнищ, выполняемых из материала «Карбофол», не более чем на объем работ двух смен. Укладку противофильтрационного экрана из материала «Карбофол» выполняют при температуре воздуха не ниже -5°С. Все работы по сооружению пленочной гидроизоляции должны оформляться соответствующими актами освидетельствования скрытых работ. «Карбофол» поставляют в рулонах 9,4Ч200 м. Рулоны «Карбофола» поставляют в трейлерах. Для хранения должна быть ровная, свободная от острых предметов площадка.

Перед укладкой пленочного материала «Карбофол» на поверхности уложенного слоя из «Бентофикса» должны отсутствовать предметы, которые могли бы повредить как слой из «Бентофикса», так и «Карбофола».

Сварку уложенных пленочных полотнищ производят при температуре воздуха не ниже 5°С. Сварочные швы ориентируют вдоль, а не поперек склона котлована. Все горизонтальные швы на дне котлована располагают не менее 0,5 м от подошвы склона.

Соединение пленочного материала в единое полотно производят контактной или экструзионной сваркой внахлест или с образованием Т-образного шва. Прочность шва должна составлять не менее 80% прочности свариваемого материала.

При выполнении контактной сварки предусматривают двойной шов с каналом для испытания герметичности шва. Процесс контактной сварки рулонных пленочных материалов включает раскатку рулонных материалов с укладкой их внахлест с перекрытием краев 10…15 см, без складок. Далее очищают сварочную полосу вдоль кромок от влаги, грязи. После этого сварочный аппарат располагают в начале свариваемого шва и его включают. Аппарат, перемещаясь вдоль кромок раскатанных рулонов, выполняет их сварку.

При экскрузионной сварке полимерный материал в расплавленном состоянии под давлением подается в зону сварного шва, приводя полимерный материал на линии шва в вязко текучее состояние, и за счёт избыточного давления происходит их соединение.

Для более качественной сварки свариваемый материал предварительно подогревают.

Рекомендуемые режимы сварки пленочных гидроизоляционных материалов.

Сварка - Сварка горячим горячим клином воздухом

Температура нагревателя, - °С280-400350-450

Сварочное давление, н - 2020

Скорость сварки м/мин - 0,54…2,50,5…2,5

Перед сваркой полимерные полотнища укладывают внахлест с перекрытием кромок краев на 10…15 см. Кромки свариваемых полос должны быть очищены от влаги и грязи, их поверхность на расстоянии не менее 10 мм от края шва должна быть обработана абразивным инструментом. Обработку следует производить не более чем за 0,5 часа до начала сварочных работ. Глубина шлифа должна быть не более10% от толщины листа. Далее подготавливают сварочный аппарат к работе, освобождая рабочую поверхность от расплава, и ведут сварку полотнищ.

Для испытания шва на прочность используют образцы сварного шва шириной от 20 до 50 мм. Шов признаётся прочным, если вытягивание одного из сваренных полотнищ происходит не по шву, и сваренные материалы не расходятся.

Проверка герметичности шва производится путем подачи избыточного давления воздуха в сварочный канал. Шов считается герметичным, если через 10 мин давление упадёт не более чем на 20%.

Укладка пленочных гидроизоляционных полотнищ не должна производиться во время сильных ветров и интенсивных атмосферных осадков.

Механизмы и оборудование, применяемые при укладке рулонных материалов, не должны повреждать поверхности как пленочного материала «Карбофол» так и материала «Бентофикс».

«Секутекс» иглопробивной штапельно-волокнистый геотекстильный материал поступает в рулонах массой до 100 кг. Специальных машин и оборудования для его укладки не требуется. Достаточно рулоны развернуть на месте укладки непосредственно перед устройством укрывающего слоя.

В связи с высоким коэффициентом парусности пленочных материалов для исключения воздействия ветра, необходимо временно их пригружать мешками с песком или другим материалом. Запрещается движение транспорта по уложенному пленочному материалу.

Ежедневно после укладки и приемки выполненной за смену работы экран из геосинтетического материала укрывают слоем грунта толщиной не менее 0,3 м с максимальным размером частиц 16 мм или с максимальным размером каменных включений не более 32 мм коэффициентом неоднородности >5.

Отсыпка и последующее разравнивание защитного слоя производится бульдозером, например, Т-130. Заезд загруженных материалами самосвалов и бульдозеров на защитный слой допускается только в том случае, если толщина слоя составляет не менее 0,3 м.

Движение бульдозера при отсыпке и разравнивании защитного слоя должно производиться вдоль соединительных швов.

При устройстве защитного слоя на откосе движение бульдозера по плоскости откоса допускается только снизу вверх при условии, что уклон откоса соответствует паспортным параметрам бульдозера, а толщина защитного слоя составляет не менее 0,3 м.

При составлении схемы движения машин и механизмов на карте экранирования по защитному слою следует предусматривать, что бы развороты бульдозера не превышали 15°. При этом развороты бульдозера на одной гусенице запрещаются.

Работы по выполнению защитного слоя не должны отставать от работ по укладке и сварке пленочных полотнищ более чем на 72 часа.

Противофильтрационный экран на берме должен быть закреплен (рис. 4.12). Анкерная траншея для крепления пленочного гидроизоляционного экрана на берме котлована должна быть проложена в соответствии с размерами, указанными в таблице 4.4.

полигон отход дренаж защитный санитарный



Таблица 4.4

Зависимость глубины анкерной траншеи и ширины бермы от длины откоса котлована

Длина откоса котлована, м	Ширина бермы, м	Глубина анкерной траншеи, м
<10
10…40
>40

Углы траншеи должны быть закруглены. Размеры радиусов закругления углов траншеи приведены на рис. 4.12. Завершающее крепление пленочного противофильтрационного экрана на берме котлована следует выполнять после окончания укладки защитного слоя на откосе. Контроль качества защитного слоя должен производиться постоянно (на площади 100 м² должно выполняться не менее пяти замеров толщины слоя).

Рис. 4.12 Технологическая схема устройства противофильтрационного экрана в основании полигона из геосинтетических материалов: А - длина откоса котлована; В - ширина бермы; C - глубина анкерной траншеи.



4.8 Внутренний дренаж и система удаления фильтрата

4.8.1 Общие положения проектирования дренажа

Система сбора фильтрата решает его отведение в изолированные водоприемные емкости, расположенные за пределами насыпи отходов (участка складирования), рассчитанные на периодическую их откачку и вывоз на ближайшие очистные сооружения. Компонентами системы сбора фильтрата в основании котлованов являются: рельеф поверхности противофильтрационного экрана на дне котлована; противофильтрационный экран; трубчатая дренажная сеть с обсыпкой; дренажный колодец, устьевая труба и приемный колодец.

Исходя из опыта проектирования и эксплуатации полигонов захоронения ТБО, параметры дренажной сети принимают конструктивно с последующей проверкой их расчетным путем.

Дренажная сеть состоит из системы дрен, уложенных поверху противофильтрационного экрана, и обсыпанных гравийно-щебеночной смесью по методу обратного фильтра, дренирующего слоя, отсыпанного между дренажных труб. Конструкция дрены приведена на рис. 4.13.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.13 Конструкция дрены: 1 - противофильтрационный экран (глина или геосинтетик), 2 - фильтрующий слой 0,3 м; 3 - образовавшаяся траншея по трассам дрен, засыпаемая фильтрующим слоем после укладки дренажных труб и их обсыпки гравийно-щебеночным материалом; 4 - переходный слой 0,2 м; 5 - отходы; 6, - гравийно-щебеночная обсыпка дренажных труб по методу обратного фильтра; 7 - дренажная труба

Систему дрен в котловане устраивают отдельно для каждой очереди строительства полигона первого яруса. Каждая дренажная сеть в котлованах состоит из двух взаимно перпендикулярных и одной диагональной перфорированных труб. Устья дрен соединены с дренажным колодцем, размещенным в самом низком месте котлована (рис. 4.14, т. D).

Дренажный колодец соединен устьевой трубой с внешним колодцем-накопителем.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.14 Компоновка дренажной сети в котловане первой очереди строительства полигона

Дренажные трубы выполняют из полиэтилена высокого давления, устойчивого к агрессивной среде и обладающего достаточной прочностью. Такие трубы должны воспринимать давление выше уложенных отходов и динамическую нагрузку от работающей техники. Использование бетонных труб для устройства дренажа не рекомендуется, так как опыт эксплуатация полигонов показал, что бетон не устойчив в агрессивной среде образующегося фильтрата. Диаметр дренажных труб принимают равным 100 мм. Уклон дрен принимают конструктивно в соответствии со спланированным основанием. Монтаж перфорированных труб ведут вручную с присыпкой их щебнем. В истоках торцевые отверстия дрен закрывают пробками, устья дрен соединяют с внутренним дренажным колодцем. Дренажный колодец соединяют с внешним колодцем накопителем сплошной устьевой трубой, выполняемой из стальной толстостенной трубы.

После монтажа внутреннего дренажного колодца и устьевой трубы местное нарушение противофильтрационного экрана восстанавливают. При устройстве глиняного экрана производят обратную засыпку углублений и траншеи послойной укладкой глины с уплотнением и последующим восстановлением дренирующего и переходного слоев.

При устройстве противофильтрационного экрана из рулонных геосинтетических материалов оформление прохода устьевой трубы сквозь противофильтрационный пленочный экран показано на рис. 4.15.

После завершения формирования дренирующего и переходного слоев, можно приступать к укладке отходов.

Фильтрат, образующийся в свалочном теле, по дренам поступает во внутренний дренажный колодец, а из него по устьевой трубе - во внешний колодец накопитель.

Спецификация железобетонных элементов колодцев приведена в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Спецификация железобетонных изделий колодцев

Наименование изделия	Марка изделия	Масса, т	Размеры изделия	Количество
			D(d)	H(h)	C(b)
Плита перекрытия	КЦП1-10-1	0,25	1160	150	150	4
Кольцо стеновое	КЦ-10-9	0,6	1000	890	80	16
Плита перекрытия	КЦП1-20-1	1,28	2200	150	650	4
Кольцо стеновое	КЦ-20-9	1,47	2000	890	100	8
Плита днища	КЦ-20	1,47	2500	120		4

При монтаже колодцев используют цементный раствор М200. Для спуска в колодец должно быть предусмотрено устройство лестниц в виде забивных металлических скоб. В крышках колодцев необходимо предусмотреть отверстия проведения эксплуатационных работ. Колодцы монтируют в заранее подготовленные котлованы.

Рис. 4.15 Оформление прохода трубы сквозь противофильтрационный пленочный экран

Все наружные и внутренние железобетонные поверхности колодцев перед их монтажом необходимо покрыть гидроизоляционным материалом, устойчивым к воздействию кислот и щелочей, например специальной кислотоупорной пленкой ПЭНД толщиной 0,5 мм. Дренажные колодцы, устраиваемые внутри котлованов, и приемные колодцы, устанавливаемые вне котлованов, состоят из типовых железобетонных элементов и чугунных смотровых люков с крышками. На рис. 4.16 приведена конструкция внешнего приемного колодца.

Внутренний дренажный колодец имеет цилиндрическую форму постоянного сечения диаметром 1,0 м.

4.8.2 Определение объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона

Фильтрат образуется на участке захоронения отходов в течение теплого и холодного времен года. В теплый период - осадки в виде дождя. Образование фильтрата в холодное время года связано с таянием снега на поверхности уложенных отходов за счет тепла, выделяемого при разложении органического вещества в толще свалочного тела, а также захоронением значительной части выпавшего снега совместно с укладываемыми отходами.

Количество фильтрата, образующегося на полигонах, определяется разницей между величиной выпавших осадков и объемом влаги, расходуемой на испарение, достижение отходами полной влагоемкости и на поверхностный сток, рис.4.17.

Для определения объема фильтрата, удаляемого из свалочного тела в период эксплуатации полигона, используют элементы водного баланса 50%-ной обеспеченности. Например, для Карельской республики, в соответствии с исходными данными на курсовое проектирование, осадки составляют О = 710 мм; испарение с водной поверхности Е₀ = 404 мм; коэффициент вариации С_V = 0,35.

Таким образом, расчетное значение инфильтрационного питания q_(З/В) за зимне-весенний расчетный период можно определить по следующей зависимости:

q_(З/В) = [О_(З/В) - Е_(З/В)],

где О_(З/В) - осадки за зимне-весенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм; Е_(З/В) - испарение с поверхности полигона за зимне-весенний расчетный период, мм; Т_(З/В) - продолжительность зимне-весеннего периода, Т_(З/В) = 180 дней; - коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в зимне-весенний период, = 0,6.

Рис 4.16 Конструкция приемного (устьевого) колодца

О_(З/В) = Ор₁k,

где О - среднемноголетнее значение осадков 50% обеспеченности, О = 710 мм (по заданию);

р₁ - процентное распределение элементов водного баланса для осадков зимне-весеннего периода, р₁ = 0,37 (37%);

k - коэффициент, учитывающий изменение количества осадков при переходе к другой процентной обеспеченности. k = f(С_V^*) = 1,61 (определяется по таблице 4.6).

C_V^* = C_V = 0,35 Ч 1,25 = 0,44,

где - поправочный коэффициент, = 1,25 для площадей складирования отходов до 50 га (ф_оч = 5,1га)

Таблица 4.6

СV*	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
k	1,26	1,4	1,54	1,67	1,8	1,94

Испарение влаги за зимне-весенний период определяется по формуле:

Е_(З/В) = Е₀р₂ k₂,

где Е_(З/В) - испарение с поверхности площадки складирования за зимне-весенний расчетный период, мм; Е₀ - величина испарения влаги с водной поверхности 50%-ной обеспеченности (Е₀ = 404 мм); k₂ - коэффициент приведения испарения с водной поверхности к испарению с поверхности полигона, k₂ = 0,7; р₂ - процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р₂ = 0,12).

О_(З/В) = 0,71·0,37·1,61 = 0,42 м.

Е_(З/В) = 0,404·0,12·0,7 = 0,034 м.

Итак, q_(З/В) = (0,6·0,42 - 0,034)/180 = 0,0012 м/сут.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.20 Схема для расчета притока фильтрата к дренам: O - атмосферные осадки, мм; Е - испарение с поверхности полигона, мм; q_P - расчетное значение инфильтрационного питания мм; q_дв - дефицит влаги, расходуемой на насыщение отходов до достижения ими состояния полевой влагоемкости, мм; ПС - поверхностный сток, мм: 1 - противофильтрационный экран; 2 - дренажная труба; 3 - дренирующий и переходный слой; 4 - внутренний дренажный колодец; 5 - устьевая труба; 6 - наружный водоприемный колодец

Аналогично рассчитывается инфильтрационное питание за летне-осенний период - q_(Л/О):

q_(Л/О) = [О_(Л/О) - Е_(Л/О)]_,

где О_(Л/О) - осадки за летне-осенний расчетный период, приведенные к 10%-ной обеспеченности, мм;

Е_(Л/О) - испарение с поверхности полигона за летне-осенний расчетный период, мм; Т_(Л/О) - продолжительность летне-осеннего периода, 185 суток;

- коэффициент, учитывающий долю осадков, впитывающихся в почву в летне-осенний период, = 1.

О_(Л/О) = Ор^*₁k₁ = 0,71(1 - 0,37)1,61 = 0,72 м,

где р^*₁ - процентное распределение элементов водного баланса для осадков в зимне-весеннем периоде, (р^*₁ = 1-0,37 = 0,63).

Е_(Л/О) = Е₀р₂^*k₂ = 0,404(1 - 0,12)0,7 = 0,25 м,

где р₂^* - процентное распределение водного баланса для испарения с водной поверхности за зимне-весенний расчетный период, (р₂^* = 1-0,12 = 0,88).

Т_(Л/О) = 365 - 180 = 185 суток.

Тогда q_(Л/О) = [О_(Л/О) - Е_(Л/О)] = [1·0,72 - 0,25] = 0,0025 м/сут.

Если считать, что отходы на полигон поступают равномерно в течение всего года, то величину объема образующегося фильтрата в течение года можно определить по следующей зависимости:

Q_ф = [q_(З/В) Т_(З/В)+ q_(Л/О) Т_(Л/О)]Ф_оч+ДWP_сут[Т_(З/В)+ Т_(Л/О)],

где ДW - дефицит влажности отходов, т.е. влага, расходуемая на насыщение отходов до полной полевой их влагоемкости;

- плотность фильтрата, т/м³.

Полная полевая влагоемкость ТБО - 30…40% от объема укладываемых отходов. Вместе с тем, влажность отходов, поступающих на полигоны, в среднем составляет 15…20% от их объема.

Следовательно, дефицит влажности отходов ДW составит 15% от их объема. Тогда

Q_ф = [0,0012?180+0,0025?185]51136+0,15?167,7(180+185)1,0 = 43902,92

м³/год

Таким образом, величина инфильтрующей влаги по каждой очереди эксплуатации полигона составит:

Q = = 0,139 л/с.

Далее, используя справочную литературу по гидравлическим расчетам, проверяют способность дренажных труб диаметром 100 мм, уложенных с уклоном: боковых с i = 0,002 и диагональной - с i = 0,003, отвести дренажный сток равный 0,139 л/с.



4.9 Проектирование нагорных каналов

С целью уменьшения поступления на территорию полигона поверхностного стока со стороны водосбора устраивают нагорные каналы. Длину нагорных каналов принимают из условия защиты территории полигона с нагорной стороны (рис. 4.1). Поверхностный сток, собираемый нагорными каналами, отводят в сторону от полигона. В случае благоприятных гидрогеологический условий на территории полигона (неглубокое залегание водопроницаемых горных пород и низкое залегание грунтовых вод) при незначительном загрязнении поверхностного стока, применяют сброс собираемых поверхностных вод нагорным каналом в водопоглощающие колодцы, размещающие в хвостовой части нагорных каналов.

Поперечное сечение нагорного канала принимают трапециидальной формы. В курсовом проекте ширину канала по дну (в_к) можно принимать в_к = 0,5…1,0 м, в зависимости от ожидаемого расхода воды. Глубину канала (h_к) определяют расчетным путем. Заложение откосов канала (m) принимают в зависимости от их устойчивости.

При заложении незакрепленных откосов канала m = 1,5 отношение = 0,61.

Тогда h_к = = = 0,98 м

Уклон дна нагорного канала принимают с учетом рельефа местности, но не менее 0,003.

Для равнинных районов при водосборной площади бассейна < 0,5 км² расчетный расход поверхностного стока определяют по формуле:

Q_СТОКА = 0,56 hFbgs,



где h - толщина слоя поверхностного стока при продолжительности ливня 30 мин, h = 24 мм; F - площадь водосборного бассейна, F = 0,2 км²; b - коэффициент расплывания паводка, g = 1; s - коэффициент неравномерности выпадения осадков, g = 1; s - коэффициент озёрности бассейна, s = 0,8.

Q_CTOKA = 0,56 * 24 * 0,2 * 1 * 1 * 0,8 = 2,15 м³/с.

Далее определяют скорость течения воды () в канале и пропускную его способность (Q_к) запроектированного сечения канала (в_к = 0,6м, h_к = 0,98м и m = 1,5), его продольном уклоне i = 0,003 и коэффициенте шероховатости n = 0,025.

Скорость течения воды

, = ,

где - скорость течения воды в канале, м/c;

- коэффициент Шези; R - гидравлический радиус, м; у - показатель русла (у = = 0,167).

Гидравлический радиус R определяется по формуле:

R = = 0.66 м

- площадь живого сечения, м²;

- смоченный периметр живого сечения канала, м.

= = 1,66 м/сек

Тогда пропускная способность канала Q_к = = 2,029?1,66 = 3,43 м³/с.

Q_CTOKA = 2,15 м³/с < Q_к = 3,43 м³/с. Таким образом канал с запроектированным сечением способен отвести расчетный расход стока, равный 2,15 м³/с.

5. Проектирование административно-хозяйственной зоны

Административно-хозяйственная зона проектируется для размещения: административно-бытового корпуса; контрольно-пропускного пункта КПП совместно с пунктом стационарного радиометрического контроля, весовой; гаража и площадки с навесом; мастерских для ремонта машин и механизмов; склада топливно-смазочных материалов; складов для хранения энергоресурсов, стройматериалов, спецодежды, хозяйственного инвентаря и др.; объектов линий электроснабжения и других сооружений; пожарного резервуара.

Территория хозяйственной зоны должна иметь твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона. На крупных полигонах, принимающих более 360 тыс. м³ в год ТБО и рассчитанных на срок эксплуатации более 15 лет, водоснабжение обеспечивается из артезианских скважин, проектируемых в составе объекта.

На выезде из полигона должна быть предусмотрена контрольно-дезинфицирующая яма в виде железобетонной ванны длиной 8, глубиной 0,3 и шириной 3 м для дезинфекции колес мусоровозов. Ванна в теплый период года заполняется 3%-м раствором лизола и опилками.

Расход воды на пожаротушение составляет 10 л/с. С этой целью на территории АХЗ должен быть железобетонный резервуар или пруд емкостью около 50 м³.

По периметру всей территории полигона проектируют ограждение высотой 1,8м.

В ограде полигона у производственно-бытового здания проектируются ворота или шлагбаум.

Наружное освещение по постоянной схеме предусматривается только в пределах хозяйственной зоны. Суточные карты освещаются по временной схеме. Минимальная освещенность рабочих карт 5 Лк.

Схема административно-хозяйственной зоны приведена на рис. 5.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5.1. Схема административно-хозяйственной зоны

1 - подъездная дорога; 2 - ограждение; 3- ворота и пост радиометрического контроля; 4 - весовая; 5 - контрольно-пропускной пункт; 6 - дезинфицирующая яма; 7 - пруд для пожаротушения; 8 - вагончик для рабочих; 9 - санузел;. 10 - стоянка для машин; 11 - склад топливно-смазочных материалов (ТСМ); 12 - трансформаторная подстанции



6. Санитарно-защитная зона и система мониторинга

6.1 Санитарно-защитная зона

Согласно санитарным правилам и нормам «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов твердых бытовых отходов» СанПиН 2.1.7.722-98 санитарная зона принимается - 0,5 км. В санитарно-защитной зоне запрещается размещение жилой застройки, скважин и колодцев для питьевых целей.

6.2 Система мониторинга

Для полигонов ТБО разрабатывают экомониторинг для осуществления контроля за качественным и количественным составом поступающих на полигон отходов; техническим состоянием инженерных сооружений; за изменением качества поверхностных, подземных вод и атмосферного воздуха; почвенным и растительным покровом; шумовым загрязнением.

На основании динамики изменения показателей, характеризующих состояние отдельных компонентов природной среды (атмосферного воздуха, почвы и биосферы, и поверхностных и подземных вод), составляется оперативный или среднесрочный прогноз дальнейшего изменения экологической ситуации как на самом полигоне, так на прилегающих к нему территориях. Система мониторинга служит информационной основой при определении эффективности проведенных экологических мероприятий, а также базой данных для разработки технических и технологических решений по совершенствованию эксплуатации полигона.

6.2.1 Программа мониторинга

Программа мониторинга включает следующие наблюдения за:

- химическим составом и количеством образующегося в свалочном теле фильтрата;

- изменением качества грунтовых вод за пределами полигона;

- загрязнением атмосферного воздуха, как в рабочей зоне на территории полигона, так и за ее пределами;

- соответствием отходов, поступающих на полигон, заявленной степени опасности.

Мониторинг химического состава фильтрата должен проводится как на выходе из каждой очереди полигона для определения времени наступления метановой фазы, так и на выходе со всего полигона для определения его влияния на очистные сооружения и систему очистки. Периодичность измерений - один или два раза в год. С резким изменением качественного и количественного составов фильтрата периодичность наблюдений увеличивают.

Качество грунтовых вод контролируют периодически через наблюдательные скважины, пробуренные за пределами полигона, позволяющие обнаруживать изменения химического состава подземных вод.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды. В этих целях ежеквартально производят анализы проб воздуха, отбираемого в приземном слое в зоне перекрытого участка свалки и на границе с санитарно-защитной зоной, на содержание в нем соединений, характеризующих процесс биохимического разложения ТБО представляющих наибольшую опасность.

Определение количества и состава газов в атмосферном воздухе производится систематически с привлечением специализированной организации.

В атмосферном воздухе определяют в обязательном порядке: содержание пыли, микробную обсемененность, аммиак. В отдельных случаях этот порядок может быть расширен за счет поступления в атмосферный воздух фенола, формальдегида, серы и сероводорода, диоксида азота, метана, диоксида углерода и других соединений.

В случае установления степени загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны выше ПДК должны быть приняты соответствующие меры, направленные на снижение уровня загрязнения.

Система мониторинга должна включать постоянное наблюдение за состоянием почвы в зоне возможного влияния свалки. С этой целью контролируют качество почвы и растений на содержание экзогенных химических веществ (ЭХВ), которые не должны превышать ПДК в почве и, соответственно, остаточные количества вредных ЭХВ в растительной товарной массе не должны быть выше допустимых пределов. Контроль содержания загрязняющих веществ в растениях и почве проводят не реже одного раза в год (июль-август).

В почве определяют содержание тяжелых металлов и мышьяка, углеводородов (суммарное содержание), нефтепродуктов, бензапирена, коли-титры, наличие патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов.

В программу мониторинга не включен анализ поверхностных вод, т.к. предполагается, что полигон не будет оказывать влияние на этот тип вод из-за достаточно большого удаления полигона от поверхностных водных объектов.

Ввиду того, что полигон находится на довольно значительном отдалении от населенных пунктов, а при его строительстве и эксплуатации используют общестроительные машины и механизмы, определение уровней шумовых воздействий на окружающую среду в курсовом проекте не проводится.

Химические и токсичные отходы, недопустимые для захоронения на полигоне, контролируются визуально при их поступлении на полигон. Визуальный осмотр проводится на участке приема отходов, а также на участке их захоронения машинистами бульдозеров и катков.

Если отходы не соответствуют заявленным требованиям, то такие отходы к захоронению на данном полигоне не принимаются.

Мониторинг фильтрата и подземных вод. Цель мониторинга фильтрата - получение информации о степени его токсичности для назначения метода его очистки. Наблюдения рекомендуется проводить 3…4 раза в год, и один раз в год фильтрат подвергают полному химическому анализу.

Задача программы мониторинга подземных вод заключается в получении информации об изменении их состава, вызванного возможным просачиванием фильтрата через защитный экран.

Параметры, характеризующие качество подземных вод: прозрачность; рН; количество взвешенного вещества; химическая потребность в кислороде (ХПК); биохимическая потребность в кислороде (БПК_полн.); коли-фаги; общие колиформные бактерии; яйца гельминтов.

К этому перечню добавляются вещества, повышенное содержание которых обусловлено их присутствием в свалочных грунтах: нефтепродукты, толуол, этилбензол, фенол, крезолы, хлорбензол, дихлорбензол, тяжелые металлы, мышьяк и др.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6.1 Конструкция наблюдательной скважины

Пробы воды отбирают из наблюдательных скважин, рис. 6.1. Для создания системы слежения за изменением качества подземных вод наблюдательные скважины бурят в санитарно защитной зоне полигона в количестве не менее 5 штук. Две скважины располагают выше полигона относительно притока подземных вод, (которые будут характеризовать их исходное состояние) и три - располагают ниже полигона относительно оттока подземных вод на расстоянии 50…100 м от полигона (которые будут характеризовать степень влияния полигона на изменение качества подземных вод).

Для того чтобы иметь достоверную информацию о качестве грунтовых вод, скважины должны быть пробурены в процессе строительных работ. Периодичность отбора проб воды должна быть не реже 4 раз в год.



7. Технология эксплуатации полигона

В процессе заполнения полигона отходами должны обеспечиваться проходимость мусоровозов и строительной техники, а также общая устойчивость возводимого сооружения из свалочных грунтов.

Для этого в курсовом проекте рассматривается поэтапный ввод мощностей без остановки приема отходов на полигон. Технологическая схема эксплуатации включает пять очередей. Первая очередь представляет собой пусковой комплекс. В пусковой комплекс входят состав сооружений и виды работ, необходимые для обеспечения производственной деятельности предприятия. Состав работ пускового комплекса включает следующие работы: строительство автодороги до полигона; ограждение территории полигона и установка ворот; возведение хозяйственно-административной зоны с полным набором сооружений; разработка грунта в котловане 1-й очереди и складирование его во временные кавальеры; строительство кольцевой автодороги от хозяйственной зоны до полигона; строительство нагорного канала и пожарного пруда; прокладка сети электроснабжения.

Далее ведут подготовку котлована 1-й очереди под эксплуатацию. Состав работ подготовки котлована 1-й очереди включает: планировку основания до проектных отметок с разуклонкой под дренажную сеть; устройство противофильтрационного экрана по дну и откосам котлована; укладку дренажных труб с устройством устьевого колодца.

После этого производят заполнение котлована 1-й очереди до уровня дневной поверхности земли. В процессе заполнения полигона отходами ведут прием отходов, их складирование и перекрытие уплотненных отходов минеральным грунтом. Основные этапы складирования отходов на полигоне приведены на рис. 7.1.

Для обеспечения общей устойчивости полигона как насыпного сооружения после заполнения котлована 1-й очереди по его периметру осыпают дамбы обвалования из минерального грунта и ведут заполнение 1-й очереди отходами по высотной схеме до верхней проектной отметки 1-го яруса.

Аналогично ведутся работы по заполнению 2-й, 3-й и 4-й очередей эксплуатации полигона.

Проезд к участкам захоронения отходов осуществляется по кольцевой автодороге. Для съезда в котлованы предусматривается устройство пандусов-съездов, при заполнении полигона по высотной схеме - пандусов-въездов.

После заполнения 1-й, 2-й, 3-й и 4-й очередей полигона до проектных отметок 1-го яруса верхнее основание 1-го яруса выравнивают минеральным грунтом под единый уровень и по высотной схеме приступают к заполнению 5-й очереди эксплуатации полигона 2-го яруса.

Заполнение полигона отходами ведут картовым методом. Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются возле рабочих карт. Для этих целей вблизи каждой рабочей карты организуют площадку разгрузки, которую условно разбивают на две части: на одной разгружаются мусоровозы, на другой работают бульдозеры. Выгруженные из мусоровозов отходы накапливают на площадке и затем бульдозерами перемещают в рабочие карты. Заполнение рабочих карт ведут по методу «надвиг» при работе на нижних отметках, либо по методу «сталкивание» - на верхних отметках.

При работе по методу «надвиг» отходы перемещают с площадок разгрузки бульдозерами в пределы рабочей карты, расположенной в основании формируемого яруса, создавая на ней вал с пологим откосом (m = 7) и толщиной укладываемого слоя отходов до 0,5 м.

Складирование ТБО методом «сталкивания» выполняют сверху вниз. При методе «сталкивания» мусоровозы разгружаются также на площадках разгрузки, устраиваемых возле рабочей карты, но расположенных на верхней заизолированной поверхности заполняемого яруса, сформированного в предыдущие дни.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7.1 Основные операции, выполняемые при заполнении полигона отходам

Размеры рабочей карты и площадок разгрузки приведены на рис. 7.1.

При разгрузке мусоровозов плотность ТБО уменьшается и достигает значений около 0,210 т/м³. Тогда, суточный объем ТБО принимаемых на полигон, составит:

V_сут = 798 м³/сут.

Высота формируемого яруса (h_я) ТБО на рабочей карте 1,8 м. Тогда ширина рабочей (В_рк) при заложении внешнего откоса формируемого яруса m = 7 составит: В_рк = h_я = 1,8 = 12,7 м. Площадь поперечного сечения отсыпаемых отходов на рабочей карте () составит: = В_рк·h_c = 12,7·0,5 = 6,35 м².



Длина рабочей карты (L_рк) составит

L_рк = = = 125 м

Учитывая доставку отходов на полигон мусоровозами, площадки для их разгрузки будут иметь размеры: длину

L_пр = м

и ширину В_пр не менее 3-х м. Тогда площадь площадки разгрузки мусоровозов составит F_р/м = 65·3 = 195 м², что вполне достаточно для приема мусоровозов КО-415А с объемом кузова 23 м³.

После заполнения рабочей карты отходами толщиной слоя 0,5 м производят их уплотнение. Уплотнение отходов выполняют кулачковыми катками о при 4-х кратном попутном проходе по одному и тому же следу. Плотность ТБО после проходки кулачковых катков достигает 0,6…0,8 т/м³. В результате уплотнения произойдет уменьшение объема уплотняемого слоя с V_сут до V_уп. Учитывая постоянство массы складируемых отходов V_сут· = V_уп·, определяют уменьшение толщины слоя уплотняемых отходов:

h_{с уп} = = 0,15 м

Уплотненный слой ТБО в процессе формирования яруса в пределах рабочей карты укладки ТБО высотой 1,8 м в конце рабочего дня изолируют слоем минерального грунта h = 0,2 м.

Далее определяют ширину уплотненной полосы отходов, которую перекрывают слоем минерального грунта:

b = h_{с уп =} 1,1 м

Тогда суточная потребность в минеральном грунте составит:

Vг _сут = b·h·L_рк = 1,1·0,2·125 = 27,5 м³

При эксплуатации полигона основными механизмами, выполняющими работы по перемещению, разравниванию, и планированию отходов являются бульдозеры и катки. Для устройства изолирующих слоев используют экскаватор и автосамосвал. Грунт разрабатывают в котлованах или в кавальерах экскаватором с подвозкой к изолируемым рабочим картам. Разравнивание и уплотнение минерального грунта выполняется также бульдозером.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7.4 Рабочая карта и площадки разгрузки



8. Закрытие полигона и передача участка под дальнейшее использование

После заполнения полигона до проектной отметки производят его закрытие и выполняют работы его рекультивации. Для этого последний слой отходов перед закрытием полигона засыпают слоем минерального грунта.

На высоконагружаемых полигонах со сроком эксплуатации не менее 5 лет допускается превышение проектной отметки на 10%. На момент закрытия полигон представляет собой насыпной холм с заложением откосов m = 3. Рекультивация закрытого полигона направлена на снижение негативного воздействия отходов на окружающую среду и повышение народно-хозяйственной ценности восстанавливаемой территории.

Для этого после стабилизации закрытого полигона выполняют работы по укреплению его наружных откосов. Материалом для укрепления наружных откосов полигона служат минеральные грунты, вынутые при устройстве котлована, а также привозные грунты и материалы согласно принятой конструкции верхнего защитного экрана.

Рекультивацию полигона ведут в два этапа: технический и биологический.

8.1 Технический этап рекультивации

Технический этап рекультивации полигона включает:

Укрепление внешних откосов полигона путем их выполаживания отсыпкой избыточного минерального грунта и почвы.

Завоз необходимых строительных материалов для устройства многофункционального перекрытия.

Устройство слабопроницаемого финального перекрытия и создание системы по сбору и отводу биогаза.

Финальное перекрытие поверхности полигона должно включать систему гидроизоляции и газовентиляции. Конструкция защитного (гидроизоляционного) экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона выполняют в виде глиняного замка или гидроизоляционного геосинтетического экрана.

Финальное перекрытие выполняют следующим образом. В процессе укладки финишного слоя ТБО поверхности полигона придают уклон от его центра в сторону краев равный i = 0,001 с целью отвода поверхностного стока. На спланированную поверхность отходов наносят защитный слой минерального грунта, отсыпаемый в процессе эксплуатации полигона толщиной 0,2…0,4 м. Далее по верху защитного слоя устраивают газосборные траншеи (в данном случае глубиной 0.4 и шириной 0,5 м), которые затем засыпают галечниковым грунтом. В местах пересечения газосборных траншей с помощью буровых станков устанавливают вертикальные перфорированные стальные трубы. После этого возводят противофильтрационный экран (два слоя уплотненной глины по 0,25 м каждый с k_ф ?1Ч10⁷.м/с или из геосинтетических материалов). Перед уплотнением глину доводят до оптимальной влажности с целью достижения максимальной стандартной плотности при ее уплотнении. По верху противофильтрационного экрана отсыпают дренирующий слой из гальки для отвода просачивающихся атмосферных осадков, k_ф ?1Ч10^-3 м/с и толщина слоя 0,3 м. Перед отсыпкой рекультивационного слоя по дренирующему слою отсыпают переходный слой по методу обратного фильтра из песка и гравия, а затем отсыпают слой из потенциально плодородных горных пород (легкий суглинок, супесь и др.) и почвенный слой, 0,15…1,0 м, в зависимости от последующего целевого использования образующейся территории.

Принципиальная конструктивная схема защитного экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона ТБО приведена на рис. 8.1.

Конструкцию противофильтрационного экрана из геосинтетических материалов выполняют следующим образом. После устройства системы сбора и удаления биогаза на спланированную поверхность расстилают геотекстильный материал, например, Stcudran (DS 601 K201), имеющего толщину 2 мм. Далее по его верху расстилают гидроизоляционный слой из бентофикса, имеющего толщину 7 мм, который накрывают слоем геотекстильного материала Stcudran, имеющего также толщину 2мм. Далее также как в случае устройства глиняного экрана.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а б

Рис. 8.1 Конструкция защитного экрана в системе финального перекрытия поверхности полигона ТБО:

а - с использованием геосинтетиков; б - глиняного замка; 1 - финишный слой ТБО; 2 - защитный слой из минерального грунта, отсыпаемого в период эксплуатации полигона, 0,2 м; 3 - газосборная траншея, засыпаемая галькой, предназначенный для отвода биогаза, k_ф ?1Ч10^-3 м/с глубиной 0,3 м; 4 - геосинтетический материал; 5 - два слоя уплотненной глины по 0,25 м каждый с k_ф ?1Ч10⁷.м/с), 0,5 м; 6 - защитный слой из несвязного грунта 0,2 м; 7 - дренирующий слой из гальки для отвода атмосферных осадков, k_ф ?1Ч10^-3 м/с и толщина слоя 0,3 м; 8 - рекультивационный слой, состоящий из слоя почвы и потенциально плодородных горных пород, 0,15…1,0 м, в зависимости от последующего целевого использования образующейся территории; 9 - травостой.

8.2 Проектирование системы дегазации полигона

В процессе захоронения ТБО на полигонах в атмосферный воздух выделяются загрязняющие вещества, являющиеся продуктом разложения органической составляющей отходов (пищевые и древесно-растительные отходы, макулатура и текстиль). При максимально благоприятных условиях для жизнедеятельности метанообразующих бактерий из каждой тонны ТБО образуется 80…150 м³ биогаза с теплотворной способностью 18900…25100 кДж/м³ (4500…6000 ккал/м³).

Установлено, что характер процессов разложения отходов в толще свалочного тела полигона: скорость их протекания, количество образующегося биогаза, его свойства, интенсивность и продолжительность выделения на разных стадиях эксплуатации полигона зависят от множества факторов. Главными факторами являются: климатические и геологические условия; морфологический и химический составы отходов; площадь, объем и глубина (высота) свалочного тела полигона; влажность, плотность, реакция среды рН, температура отходов в теле полигона и другие.

В соответствие с морфологическим составом ТБО (применительно к центральному району), процент отходов, содержащих органическое вещество, составит: пищевые отходы - 35…45, бумага и картон - 32…35, древесина и листва - 1…2, текстиль - 3…5%. Ежегодное поступление ТБО на полигон составляет 61214 т/год. Учитывая морфологический состав поступивших отходов, в их составе, то их ежегодная органосодержащая часть составит G = (0,35+0,32+0,01+0,03)61214 = 43462 т/год. Принимая величину удельного образования биогаза g = 80м³/т в результате разложения 1 т органосодержащих отходов, ежегодный объем образования биогаза составит:

Q_б/г = gG = 80·43462 = 3476960 м^3/год

Как показала практика эксплуатации полигонов ТБО, в первоначальный период их эксплуатации продолжительностью до 2…3 лет, разложение отходов происходит в аэробных условиях с преимущественным образованием СО₂, и только по истечении этого срока процесс разложения органического вещества становится анаэробным с выделением биогаза.

В процессе эксплуатации полигона часть образующегося в свалочном теле биогаза, по мере его накопления и повышения пластового давления выходит на поверхность полигона. После прекращения эксплуатации полигона и его перекрытия продолжается анаэробное разложение отходов с выделением биогаза. Этот период может составлять около 10 лет. Поэтому необходимо предусмотреть дегазацию полигона. Существует пассивная дегазация (организованный выпуск биогаза в атмосферный воздух) и активная дегазация (путем принудительной его откачки) для последующего использования в энергетических целях.

Для последующего использования биогаза в энергетических целях требуется наличие достаточного количества и стабильного давления. Обычно образование биогаза на полигонах характеризуется непостоянством объема и низким давлением (30…40 мм вод ст). Кроме того, при активной дегазации происходит подсос воздуха, что чревато реальной опасностью взрыва газовоздушной смеси.

Поэтому при выполнении окончательной рекультивации полигона перед созданием верхнего полупроницаемого экрана необходимо предусмотреть устройство дренажной системы для сбора и удаления биогаза в атмосферу через специальные вертикальные выпуски (рис. 8.2). Дренажная сеть представляет собой газосборные каналы, устраиваемые в верхней толще уложенных отходов последней очереди последнего яруса сформированного полигона.

а б

Рис. 8.2 Схема дегазации полигона захоронения ТБО:

а - план полигона после его закрытия; б - разрез А-А; 1 - нижний противофильтрационный экран; 2 - котлован полигона; 3 - верхний противофильтрационный экран; 4 - газосборные каналы (траншеи); 5 - газоотводящие трубы (выпуски); 6 - второй ярус; 7 - первый ярус полигона; 8 - трассировка газосборных каналов (траншей); 9 - свалочное тело

...