Файл: Практическое задание 7 Полигоны для захоронения отходов. Расчет полигона твердых бытовых отходов. Проектирование полигона в компас 3D. Цель.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 114
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическое задание № 7-8.
Полигоны для захоронения отходов. Расчет полигона твердых бытовых отходов. Проектирование полигона в компас 3D.
Цель: освоить методику расчета элементов дренажной системы для сбора фильтрата с территории карт полигона ТБО.
Теоретическая часть
Для сбора и отвода фильтрата с площадок складирования отходов проектируется дренажная система, состоящая из пластового дренажа и дренажных труб. Дренажная система должна быть запроектирована таким образом, чтобы обеспечить возможность ее контроля и промывки во время эксплуатации. В наземных полигонах в зависимости от их характера, гидрологических и геологических условий основания полигона применяют дренажи трех типов: горизонтальный, вертикальный и комбинированный. Из всех перечисленных типов дренажей применяемых в сооружении полигонов, наиболее часто встречается горизонтальный трубчатый дренаж. Горизонтальный дренаж используется для понижения кривой депрессии в теле полигона, как в процессе его строительства, так и в период эксплуатации; является основным дренирующим элементом противофильтрационного экрана, обеспечивающим снижение давления воды на нижний слой экрана и отвод фильтрационных вод. В конструктивном отношении он состоит из двух основных элементов: горизонтальной перфорированной трубы, прокладываемой под уклоном не менее 1 %, и обратного фильтра, укладываемого по перфорируемой части или всему периметру трубы (рисунок 1).
Рисунок 1 – Конструкция дренажа и защитного экрана полигона ТБО:
1 – свалочный грунт, 2 – дренажный слой, 3 – дренажная труба,
4 – минеральный изоляционный слой, 5 – геологический барьер,
6 – планировочная отметка основания карты
Материалы, применяемые для устройства пластового дренажа и дренажных труб, должны быть химически и биологически устойчивы и подбираются таким образом, чтобы химико-физические свойства фильтрата и механические воздействия от ТБО не привели бы к отказам в работе системы. Для водоотводящего слоя должны применяться промытые материалы, предпочтение отдается материалам с частицами круглой формы.
Размеры частиц материала, применяемого для водоотводящего слоя, должны находиться в пределах 16-32 мм. Для отведения фильтрата используются трубы, 2/3 которых перфорированы или прорезаны. Наименьший диаметр дренажных труб должен быть 300 мм. Трубы должны быть уложены таким образом на поверхности синтетической гидроизоляции, чтобы фильтрат отводился со всей поверхности полигона. Прочность труб на сжатие должна быть определена расчетом.
Расчет дренажной системы (уклоны и частота расположения дренажных труб) проводится на основании проекта дренажной системы полигона, исходя из геологической, гидрогеологической, гидрологической обстановки.
Собираемый и отводимый с полигона фильтрат собирается в контрольные пруды и затем подвергается очистке.
Расчет дренажа ведут в такой последовательности.
Определяют приток фильтрата к дрене, м3/сут.на 1 п.м по формуле 1:
 | (1) |
где q – расчетное инфильтрационное питание, м/в сутки на 1 м2;
F – водосборная площадь полигона, м2;
lдр–длина дрены, м.
Посчитав значение инфильтрационного питания, определяют положение кривой депрессии на границах полигона. При устройстве одиночной дрены, расположенной в середине основания полигона (рисунок 2).
В случае высокого подъема депрессионной кривой и высачивании фильтрата на откосах полигона, одиночной дрены – недостаточно. Поэтому необходимо рассмотреть устройство нескольких дрен, как это показано на рисунке 3.
Рисунок 2 – Схема дренажа с одиночной дреной: H – высота депрессионной кривой; R – горизонтальная проекция депрессионной кривой.
Высота выклинивания депрессионной кривой на откосе полигона
, м, находится по формуле 2:
 | (2) |
где R – горизонтальная проекция кривой депрессии, м;
К – осредненный коэффициент фильтрации свалочного грунта, м/сут.
Рисунок 3 – Схема дренажа с несколькими дренами:
H – высота депрессионной кривой;
B – междренное расстояние.
Тогда, задаваясь требуемой нормой осушения тела полигона Н1, вычисляют междренное расстояние.
Междренное расстояние, м, рассчитывается по формуле 3:
 | (3) |
Расчетное число дрен,
 | (4) |
где Bк – расчетная ширина (длина) котлована, м;
В – междренное расстояние, м.
Уточненное междренное расстояние, м, находим по формуле 5:
 | ((5) |
Внутренний диаметр дренажных труб подбирают, задаваясь значением продольного уклона дрены и удельного притока фильтрата.
Пример расчета.
Определить необходимое количество дренажных труб и расстояние между ними, на полигоне площадью – 50 га (ширина котлована 500 м.), с высотой откосов – 7 м, в качестве свалочного грунта используется супесь (К= 0,7), при расчетном инфильтрационном питании 500 мм/год, длина дрены берется равная длине котлована – 1000 м.
1. Рассчитываем среднесуточное инфильтрационное питание:
q = 500 / 365 = 1,37 мм/сут,
переводим полученное значение в м/сут – q = 0,00137
2. Определяем приток фильтрата к дрене (формула 1):
Q = 0,00137 ∙ 500000 / 1000 = 0,69 м3/сут. на 1 п.м.
3. Определяем высоту депрессионной кривой при заложении одной дрены (формула 2): Так как заложена одиночная дрена по середине котлована ширина которого 500 м, радиус депрессионной кривой (расстояние от откоса полигона до дрены) берем равный 250 м.
4. Сравниваем полученное значение высоты депрессионной кривой с высотой откосов полигона: высота выклинивания депрессионной кривой превышает значение высоты откосов полигона, следовательно, произойдет высачивание фильтрата. Одной дрены недостаточно.
5. Задаваясь требуемой нормой осушения тела полигона, равной высоте откосов – 7 м. вычисляем по формуле (3) междренное расстояние:
6. Вычисляем расчетное число дрен по формуле (4):
Oкругляем полученный результат до целого в большую сторону, N = 2.
7. Уточненное междренное расстояние определяем по формуле (5):
В1 = 500 / 2 = 250 м.
Задачи для самостоятельного выполнения
1. Определить требуемое количество дренажных труб при проектировании полигона со следующими параметрами (значения параметров полигона представлены по вариантам в таблице 1): Высота откосов А, ширина котлована В, длина дрены равна длине котлована С, инфильтрационное питание полигона q, используемый свалочные грунт D (значения коэффициента фильтрации грунта приведены в таблице 2).
Таблица 1 – Значения параметров полигона
| Вариант | А, м (по 1-ой букве фамилии) | В, м (по 2-ой букве фамилии) | С, м (по 3-ой букве фамилии) | D (по 4-ой букве фамилии) | q (по 5-ой букве фамилии) |
| А,Е,Л,Р,Х,Э | 10 | 500 | 800 | супесь | 500 |
| Б,Ж,М,С,Ц,Ю | 8 | 400 | 700 | суглинок | 450 |
| В,З,Н,Т,Ч,Я | 6 | 600 | 1000 | глина | 400 |
| Г,И,О,У,Ш, | 4 | 450 | 600 | суглинок | 470 |
| Д,К,П,Ф,Щ | 2 | 550 | 750 | супесь | 490 |
Таблица 2 – Значения коэффициента фильтрации грунта
| Свалочный грунт | супесь | суглинок | глина |
| К, м/сут | 0,1-0,7 | 0,005-0,4 | 0,005 |
2. Определить достаточное ли количество дренажных труб Е заложено на полигоне, имеющем следующие характеристики: высота откосов А, ширина котлована В, длина котлована С, используемый свалочный грунт D (значения коэффициента фильтрации грунта приведены в таблице 2), инфильтрационное питание полигона q. Длина дрены берется равной длине полигона (характеристики полигона представлены по вариантам в таблице 3).
Таблица 3 – Характеристики полигона
| Вариант | А, м (по 1-ой букве фамилии) | В, м (по 2-ой букве фамилии) | С, м (по 3-ой букве фамилии) | D (по 4-ой букве фамилии) | Е (по 5-ой букве фамилии) | q (по 6-ой букве фамилии) |
| А,Е,Л,Р,Х,Э | 6 | 400 | 400 | суглинок | 10 | 600 |
| Б,Ж,М,С,Ц,Ю | 10 | 500 | 600 | супесь | 8 | 500 |
| В,З,Н,Т,Ч,Я | 9 | 550 | 700 | глина | 6 | 400 |
| Г,И,О,У,Ш, | 8 | 475 | 500 | суглинок | 9 | 450 |
| Д,К,П,Ф,Щ | 7 | 450 | 550 | глина | 7 | 550 |
3. Определить длину дренажной системы, заложенной на полигоне, имеющем следующие характеристики: высота откосов А, ширина котлована В, длина котлована С, используемый свалочный грунт D (значения коэффициента фильтрации грунта приведены в таблице 2), инфильтрационное питание полигона q. Длина дренажных труб берется равная значению В. Найти расстояние между дренами и удельный приток на 1 погонный метр дрены, используя следующие данные (таблица 4).
Таблица 4 – Исходные данные
| Вариант | А, м (по 1-ой букве фамилии) | В, м (по 2-ой букве фамилии) | С, м (по 3-ой букве фамилии) | D (по 4-ой букве фамилии) | q (по 5-ой букве фамилии) |
| А,Е,Л,Р,Х,Э | 10 | 500 | 1000 | суглинок | 450 |
| Б,Ж,М,С,Ц,Ю | 8 | 600 | 800 | супесь | 400 |
| В,З,Н,Т,Ч,Я | 7 | 400 | 900 | супесь | 500 |
| Г,И,О,У,Ш, | 9 | 450 | 800 | суглинок | 475 |
| Д,К,П,Ф,Щ | 8 | 550 | 1000 | глина | 425 |