生活垃圾卫生填埋场设计.doc

第 51 页中国矿业大学2014届本科生毕业设计苏北A市生活垃圾卫生填埋场工艺设计班 级：学生姓名：学 号：指导教师：学校x年x月x号摘 要随着我国经济实力增强，人口高速增长，人民生活水平提高，城市化进程不断加速，城市所产生的垃圾也越来越多。由于人口基数大，我国早已成为世界上年产垃圾最多的国家，并且垃圾量还以每年9%左右的增长速率继续增加，因此城市垃圾处理已成为政府和百姓关注的焦点。目前垃圾处理主要分为焚烧，卫生填埋和堆肥三种。由于卫生填埋具有操作简单、投资和运行成本低廉、对垃圾无特殊要求等优点，目前已成为我国城市垃圾处理的主要方式。本设计根据A市自然地理和经济情况以及各处理方式的比选最终选择卫生填埋法处理该市垃圾。因为该市垃圾产量大，所以对填埋场进行分区建设，并通过预测未来的垃圾量以及相应的规范选择了符合要求的场地。随着垃圾填埋时间的增长，会产生一定量的渗滤液和填埋气体，因此需要建设相应的防渗工程和导排系统阻止污染物对周围环境的污染，并对这些污染物进行处理与利用。关键词：卫生填埋场；水平防渗；渗滤液处理；填埋气体导排和利用ABSTRACTWith the development of economy ,population,living standards and accelerating urbanization,the amount of waste is also increasing.Due to the great population base,China has become the country with the largest annual waste in the world,and the waste continues to increase in the growth of 9%.So the disposal of municipal waste has raised the focus of the government and people.Currently,there are three methods of municipal waste disposal,including incineration,sanitary landfill and composting.Due to sanitary landfill is simple ,the costs of investment and operating is not too much and no special requirements for waste,etc,it has become the main method of the disposal of municipal waste.According to economic, natural geographic and the comparison of the three methods,we choose sanitary landfill to dispose the waste in A city finally.Because the amount of waste is large,wo decide to build the landfill separately and choose the most suitable land according to the prediction of waste and design standards.During the degradation of waste,landfill leachate and gas is produced ,so we need to build appropriate seepage engineering and drainage system to protect the environment from contamination,and try to dispose and use them well.Keywords:sanitary landfill；horizontal seepage；treatment of landfill leachate；use and guide of landfill gas .目 录一、概述11.1工程概况11.2 设计原则与范围11.2.1编制原则11.2.2处理方案选择原则11.3 设计依据11.4 规范和标准2二、工程基础资料22.1 城市概况22.1.1地理位置22.1.2社会环境概况22.1.3经济概况22.1.4交通运输32.2 自然条件32.2.1地形地貌32.2.2 气象资料32.2.3 水文地质32.2.4 地震与防洪32.3 A市环境卫生现状和规划32.3.1A市环境卫生现状32.3.2A市环境卫生规划简述42.3.3垃圾量预测42.3.4垃圾处理方式选择5三、卫生填埋场厂址选择63.1填埋容积预测63.2填埋场区域确定73.3填埋场类型73.4填埋场等级划分与规模确定73.5 填埋场选址条件73.5.1场址禁设地区73.5.2选址条件83.6场址比选与场址确定83.7场址结论10四、卫生填埋场工程设计104.1 填埋物要求104.2填埋库容的计算114.2.1垃圾坝高度的确定114.2.2填埋边坡的设计114.2.3填埋场库容设计计算124.2.4垃圾坝的结构124.2.5垃圾坝坝型124.2.6垃圾坝防渗134.3填埋场使用年限和分区确定134.4填埋场土方清理134.5防渗工程设计144.5.1水平防渗144.5.2防渗系统的锚固164.6渗滤液收集和导排系统164.6.1渗滤液的产量174.6.2渗滤液收集系统184.7渗滤液调节池194.8地下水导排系统214.9场区雨水导排系统214.9.1防洪标准214.9.2洪水计算224.9.3临时截洪沟224.9.4堆体表面排水沟224.9.5道路边线排水沟（永久截洪沟）234.9.6截洪沟的建设安排234.10监测井234.11填埋操作234.12填埋作业设备选型254.13封场和最终覆盖系统264.13.1封场工程设计264.13.2封场后土地使用27五、渗滤液处理工程275.1渗滤液的水质水量275.1.1渗滤液水量275.1.2渗滤液进出水水质确定275.2渗滤液处理方法275.2.1设计原则275.2.2渗滤液处理工艺比选285.3推荐方案工程设计305.3.1处理设备30六、填埋气体利用366.1填埋气体的性质和产量估算366.2填埋气体的利用规划386.3填埋气体的导排系统38七、总图布置397.1总图布置原则397.2场区布置方案和特点397.3道路运输407.4绿化工程40八、环境保护与检测408.1设计依据408.2环境污染来源和污染物分析408.3环境监测41九、工程概预算429.1估算说明429.2投资估算42参考文献44英文原文45中文译文49致 谢55一、概述 1.1工程概况* 项目名称：苏中A市生活垃圾卫生填埋场设计* 主管单位：A市城管局* 承办单位：A市垃圾处理厂* 总投资：万元* 项目场址：A市蚂蚁山* 总库容：762.62万m* 处理规模：约1148.8t/d* 服务年限：14年* 项目服务范围：A市城市居民所产生的生活垃圾1.2 设计原则与范围1.2.1编制原则城市生活垃圾治理应该遵循城市总体规划指点和国家垃圾处理技术政策，合理选择处理方法和场地、严格控制二次污染，使工程的各个指数与国家的相关标准和法规相符合。本项目的编制原则是：1）在贯彻实行国家对于城市垃圾处理的技能标准和法例的同时，联系本地环境卫生行业的成长，按照生活垃圾产生状况进行科学规划，作出合理的建设规模，对生活垃圾进行安全处理，使其真真正正到达国家作出的垃圾处置要无害化、减量化和资源化的整体方针。2）坚定科学态度和因地制宜，选取合理的技术途径，选用先进处理方法和技术较成熟的配置，保证各个举措互相和谐，技术能可靠运行，减少垃圾处置的基础投资和运转成本，提高项目本身对环境和社会产生的效益。1.2.2处理方案选择原则处理方案选择的原则为：技术先进，工艺简单，设备可靠，能顺应生活垃圾的特征，达到环境标准的要求，并且还要思考以下因素的影响：1）当地的经济实力和投资能力；2）城市建设和社会发展对环境的要求；3）各种垃圾处理方法的优缺点；4）生活垃圾理化性质及变化趋势；5）技术与设备的可靠性和适应性；6）对资源再利用的潜力和程度；1.3 设计依据*中华人民共和国环境保护法2014年4月25日颁发，自2015年1月1日起实施*中华人民共和国固体废物污染环境防治法2004年12月28日修正，自2005年4月1日起实施*江苏省固体废物污染环境防治条例于2009年9月23日通过，自2010年1月1日起实施*江苏省污水集中处理设施环境保护监督管理方法自2011年7月1日实施*建设项目环境保护设计规定1987年3月20日颁发并实施*城市生活垃圾处理及污染防治技术政策（建标2000120号）*该市城市生活垃圾处理费征收和管理暂行方法的通知（某市政规20111号）*该市城市环境卫生专业规划（2005-2020）*城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）*该市划定重要生态功能保护区（2010-2020）1.4 规范和标准*生活垃圾场填埋污染控制标准（GB16889-2008）*生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）*生活垃圾填埋场渗滤液处理工程技术规范（HJ564-2010）*生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范（CJJ113-2007）*城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准（建标2001101号）*城市环境卫生设施规划规范（GB50337-2003）*生活垃圾填埋场环境监测技术要求（GBT18772-2002）*防洪标准（GB50201-94）*生活垃圾卫生填埋场封场技术规程（CJJ112-2007）*城市生活垃圾采样和物理分析方法（CJ/T3039-95）*混凝土结构设计规范（GB50010-2010）*厂矿道路设计规范（CBJ22-87）*生产过程安全卫生要求总则（GB12801-2008）二、工程基础资料2.1 城市概况2.1.1地理位置A市位于江苏省中部。地理坐标为东经1193812032，北纬32013310之间。东接南通，西临扬州，西南、南方隔江和镇江、常州、苏州、无锡四市相望。2.1.2社会环境概况A市区域总面积达5787km2，总人口截止2013年11月1日为507万人。A市包括以下几个地方：海陵区、高港区、姜堰区、靖江市、泰兴市、兴化市。2.1.3经济概况A市2012年地区生产总值0.27万亿元，比往年增长11.5%。其中，第一产业增加了190亿元，增加4.3%；第二产业增加了1432.5亿元，增加13.2%；第二产业中工业增加了1232亿元，增加13.1%；第三产业增加了1074亿元，增加13.1%。三次产业结构调整为7.2：53.3：39.7.按总人口估计，全市人均地区生产总值58375元，增长12.3%。2.1.4交通运输A市交通发达，地理位置好，京沪、盐靖、启扬高速公路，新长、宁启铁路，横跨全境。同时，A市是长江中下游地区货物中转运送的重要地方，拥有全国亿吨海港，加强了A市与周围其他省市的关联。2.2 自然条件2.2.1地形地貌 A市大部分地形为江淮两大水系冲积平原。地势中间高、南北低，南边沿江地区真高为2m5m，中部高沙区真高为5m7m，北边里下河区真高1.5m5m.全市土地面积约为5786平方千米，当中，水域面积占22%，大陆面积占78%，市区面积669.6km2。2.2.2 气象资料A市属于北亚热带湿润气候，受季风影响，表现出很强的季风性。这里四季分明，夏季高温多雨，冬季温和少雨，具有无霜期长，热量充裕，降水丰沛，雨热同期等特点。A市最高气温在7月，最低在1月，冬夏季南北温差不大，年平均气温在14.415.1之间；常年主导风向以东南风居多；年平均降水量1037.7mm，降水天数是113天，由于季风因素的影响，降水分布不均与，且南北地区之间差异大。A市温度带属亚热带，干湿区属于湿润区。2.2.3 水文地质A市土质主要为亚粘土、亚砂土和黏土。场地类别为三类。根据A市地质资料分析，没有活动性断裂带穿过场地附近，所以拟建场地的地质条件是较好的。A市场区地下水水位较稳定，地下水从东北部流向西北部。场区下伏基岩为下石盒子组和上石盒子组、二叠系山西组、页岩、砂岩、泥岩和含煤层，地层富水性较差。2.2.4 地震与防洪A市的地震基本烈度为7度，设计基本地震加速值为0.10g。地震分组为第一组。2.3 A市环境卫生现状和规划2.3.1A市环境卫生现状A市环保局负责全市的环卫工作，主要工作包括马路清扫、公共厕所打扫、生活垃圾清运转运以及粪便无害处理等。市区主要环卫设施有：市生活垃圾填埋场、生活垃圾焚烧厂以及垃圾中转站等。根据任务不同又分为以下两种主要的作业方式：1、 机械作业：包括卫生填埋，生活垃圾通过中转站运送，道路环卫车清扫2、 人力作业：包括生活垃圾搜集运送，公厕清扫，马路打扫，粪便无害处理，管道疏通等。由于只有城区环卫部门才有少量汽车，而A市以外的乡镇大多靠人力进行环卫工作，导致环卫工们每天的劳动量很大；此外，中转站太少加上分布不合理，增加了环卫部门的成本，这也是A市环卫作业效率得不到提高的原因。2.3.2A市环境卫生规划简述（1） 规划年限 环卫作业规划年限和城市总体的规划一样，规划年限为2012-2022年，其中近期规划为2012-2017年。（2）规划的主要任务 本规划的主要任务是对A市环卫的运行、管理、成本、土地、技术和设备等在城市化过程中遇到的问题进行分析与解决；明确垃圾处理和环卫作业的管理战略；明确各环卫设施的分布和规模；确立最佳垃圾运输路线和处理技术。（3） 规划目标 本规划的目标是建立具有现代化意义的环卫事业，包括科学的垃圾清运路线，加上先进的垃圾清运设备以及工程措施。近期规划是逐步做到垃圾运输和处理完全化、全封闭化的垃圾运输、环卫管理法制化，以期达到卫生城市的国家级标准；远期规划是环境卫生设施能够符合城市发展需要，做到垃圾先分类后收集、环卫作业机械化、垃圾处置科学化等。2.3.3垃圾量预测据调查2013年A市b城区垃圾产量为53万吨，人口132万，人均1.1公斤。 设计服务b城区人口为100万人，平均垃圾产量1.1kg/d，人口增长率2.1%，人均垃圾增长率0.8%，服务年限为14年。垃圾清运率每年均为100%。表2-1 垃圾产量预测年份人口 （万人）人均垃圾产量（Kg/人日） 生活垃圾年产量 （万吨） 累计总产量 （万吨）20141001.140.1540.152015102.11.108841.3281.472016104.21.117742.51123.982017106.41.126643.75167.732018108.71.135645.05212.782019111.01.144746.38259.162020113.31.153947.72306.882021115.71.163149.12356.002022118.11.172450.54406.542023120.61.181852.02458.562024123.11.191253.52512.082025125.71.200855.09567.172026128.31.210456.68623.852027131.01.220058.33682.182.3.4垃圾处理方式选择在对A市生活垃圾产量的预测基础上，结合A市实际情况选择填埋作为规划期内生活垃圾处理的主要方式，以下对此作出简要论证。表2-2 生活垃圾处理技术比较 三、卫生填埋场厂址选择3.1填埋容积预测结合表3-1 垃圾产量预测表，对所要建设的A市填埋场容积进行相应的估算，并且作为选择厂址的重要依据，预测时垃圾填埋容重取1.0t/m，（根据生活垃圾卫生填埋场封场技术规程CJJ112-2007压实密度不应小于800kg/m），覆盖土容积按照垃圾填埋容积的8%计算，现将结果以表格形式写出。每年填埋容积： （3-1）其中：V为每年的垃圾填埋容积，单位为万m T为每年的垃圾产量 D为垃圾的最终压实密度取1.0t/m表3-1 填埋容积预测年份生活垃圾年产量（万吨）累计总产量（万吨）填埋总容积（万m ）包括覆土的总容积（万m ）201440.1540.1540.1543.362201541.3281.4781.4787.99201642.51123.98123.98133.90201743.75167.73167.73181.15201845.05212.78212.78229.80201946.38259.16259.16279.89202047.72306.88306.88331.43202149.12356.00356.00384.48202250.54406.54406.54439.06202352.02458.56458.56495.24202453.52512.08512.08553.05202555.09567.17567.17612.54202656.68623.85623.85673.76202758.33682.18682.18736.75注：（1）预计该工程2015年投入使用； （2）说明 由于该填埋场使用14年的库容很大，所以14年后的使用选址时要考虑留出预留地，本设计暂不设计。 综上所述，该填埋场库容为750万m，可满足该市20142027年的生活垃圾填埋需求，启用年2014填埋场日处理规模为1100t/d，2027年填埋场日处理规模为1598.2t/d，服务年限为14年。3.2填埋场区域确定由于该市每年的垃圾产量很大，所以本设计将填埋场划分为三个区并进行分区填埋，分区建设。这样既节约项目投资，又利于填埋操作。目前暂定20142017年这四年为一期工程，20182021年这四年为二期工程，20222027年这六年为三期工程。3.3填埋场类型填埋场按地形地貌分为四大类：1）山谷型填埋场2）沟壑型填埋场3）坡地型填埋场4）平原型填埋场填埋场的类型需结合当地的实际状况进行选择。A市地形多为平原，市区外没有天然山谷，也没有自然坡地作为垃圾填埋场地使用。经过现场勘测和分析，依椐A市的自然条件等因素，暂定新建填埋场为平原型填埋场，同时因为该市较深的地下水位，所以选择地上地下填埋类型。3.4填埋场等级划分与规模确定由城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准可得：垃圾卫生填埋场根据填埋场日处理能力(t/d)与建设规模(万m)两种方式进行划分等级。类别级别类类 级 级 填埋场建设规模(万m)12005001200200500100200日处理能力(t/d)12005001200200500200按照A市日均生活垃圾产量和所需垃圾填埋总库容得出本项目为类级的填埋场规模。3.5 填埋场选址条件3.5.1场址禁设地区按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004），卫生填埋场不能设在以下地域。1）地下水集中供水水源地及补给区；2）洪泛区和泄洪道；3）填埋库区和相应处理区边界距居民区或人畜给水区500米以内的区域；4）填埋库区和污水处理区边界距河流和湖泊50米以内的区域；5）填埋库区和污水处理区边界距民用机场3公里以内的区域；6）尚未开发的地下矿区、灰岩或熔岩洞区以及坍塌地带较活动区域；7）珍贵动植物保护区和国家、地方自然保护区；8）公园、风景名胜区、古文物区，考古、历史和生物研究考察区；9）军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。3.5.2选址条件场址选择于项目是否成功很重要，按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004）划定，场址选择需要由当地的设计单位专业人员以及环保局、国土资源局、建设监督等部门人员共同参加。选址条件是：1）与城市总体发展、当地环境规划和环境卫生专业规划的步骤相一致；2）与本地的大气保护、自然环境保护、生态平衡和水土资源保护要求相一致；3）填埋场库容应确保填埋场能够使用10年以上，特殊状况下不得少于8年；4）交通方便，运距合理；5）人口密度、土地利用价值及征地费用均较低；6）位于夏季主导风向下风向、地下水较少地区、环境保护地区的下游区域等；7）场址距大、中城市规划建成区应大于5公里，距小城市规划建成区应大于2公里。3.6场址比选与场址确定按照生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ172004），并根据本地的实际状况，填埋场场址选取应符合下列条件：1）在城市规划建成区2公里之外；2）距居民区、动物栖息地、矿区和公路等500米之外；3）在城市夏季风向的下风向；4）交通方便、运距适中；5）人口密度低、土地利用价值低，征地、拆迁费用少；6）群众支持，不会造成不良社会影响的地区；7）远离城市水源地；8）具备一定的基础条件(水、电、通讯等)；9）避开特殊区域和需要保护的区域；10）地质和水文地质条件能满足项目建设的要求；11）取土条件方便；12）库容要满足10年以上的使用年限，特殊状况下不少于8年。按照上述要求，为了环境可行性和经济合理性利用，A市相关单位在选择场地之前就对社会自然环境和气候情况进行了分析，并在郊外做了选址勘测作业，初选了四个填埋场场址。在分析完四个场址的水文地质、风向、给排水和场地周围人居情况之后，从候选厂址中选定两个场址，基本条件对比如下。对比条件 场址名称 场址一（蚂蚁山）场址二（汤营村）场址与规划的关系距市中心约15.1公里距市中心约18.5公里地质及水文条件地质条件和地形条件较好，地震烈度7度。地下水位埋深4.04.5米。由西-东走向。地质条件一般。地震烈度7度。地下水位较浅环境状况场址平坦，四周很空旷，700米范围内没有村庄等建筑物。周围均为农田。场址区域内未发现国家规定的相关文物。场址为可耕地，地势平坦。周围较空旷，西北方100米有村庄。场址区域内未发现国家规定的相关文物。交通条件场址位于龙翔路以西2公里处北面约1.7公里处为328国道库容与使用年限库容较大，使用年限长。库容一般大小供水和供电生活用水在区域打井解决。电力供给通过附近电线架线接入。同场址1用地条件可用地面积较大。可用地面积较小气象条件年平均蒸发量是年平均降雨量的2.5倍。夏天主导风向的下风向。年平均蒸发量是年平均降雨量的2.5倍。夏天主导风向的下风向。天然防渗能力能符合“标准”当中10-7cm/s的规定。同场址1对比结论条件具备且符合相关要求。条件具备，而可用面积偏小，且四周有少数居民生活按照以上两个场地比较分析结论和优中选优的原则，得出结论：场址1优于场址2，作为填埋场各项条件具备且较好，说以推荐场址1为本设计场地。3.7场址结论1）场址位于市中心西北方向，离市中心约15.1公里；2）四周比较空旷，各项条件较好，600m范围内没有居民楼和其他建筑；3）建筑环境、工程地质、地形条件较好，适宜项目建设；4）周围没发现文物古迹和需要特别保护的区域；5）夏季主导风向的偏下风向；6）地下水埋深4.04.5m，由西东走向；7）场址土层防渗能力一般，需要采取人工防渗措施；8）库容较大，服务年限符合要求；9）土源充足；通过以上分析，场址1各项条件基本与“标准”所定的场地要求相符合，其他很少的不利因素可通过相关措施合理处理。四、卫生填埋场工程设计4.1 填埋物要求 按照生活垃圾填埋污染控制标准（GB16889-2008）与生活垃圾卫生填埋技术规范（CJJ17-2004）有关条例，本垃圾场入场物须符合以下规定：（1）进入卫生填埋场的填埋物应是生活垃圾，其具体内容包括： *居民生活垃圾； *商业垃圾； *集市贸易市场垃圾； *街道清扫垃圾； *公共场所垃圾； *相关部门或机构的垃圾废物。（2）建筑废弃物若当做卫生填埋场的覆盖原料，可以少量进入本垃圾场。（3）严禁下列物质及混有下列物质的生活垃圾进入本填埋场： *有毒工业制品及其残留物； *有毒试剂和药品； *有化学反应并产生有害物质的物品； *有腐蚀性或放射性的物品； *易燃、易爆等危险品； *生物危险品和医院垃圾； *其他严重污染环境的物品。（4）允许部分一般工业垃圾如废橡胶等进场填埋。针对A市实际情况，目前尚无其他垃圾处理处置设施，本工程建成后允许部分一般工业垃圾如废橡胶等进场填埋，但对有毒有害的工业垃圾，需由产生位自行处理。（5）生活污水厂污泥在满足强度后可作为覆盖土进场。对于生活污水厂污泥，根据目前实施的新的生活垃圾填埋场污染控制标准，污泥含水率应小于 60%，才能满足填埋要求，不致于影响正常的填埋作业。如脱水后直接填埋，只能寻找洼地或于平地开凿实施窄沟填埋，国内其他地区已有实践。也可与建筑渣土混合后填埋，实际效果需待检验。4.2填埋库容的计算4.2.1垃圾坝高度的确定为了尽量节省投资和少占土地，需要为垃圾坝选取合理的高度，若垃圾坝高度过高，虽然可使填埋场的库容变大，但是所需的基建工程量大，投资较高；如果垃圾坝高度过低，则导致垃圾填埋场的库容降低很多，不利于远期效益,且垃圾坝具有稳定垃圾堆的作用。根据A市填埋场的地形特点和分区需要，由于该市是平原地带，场址也是平原地区，所以垃圾坝所需土料主要来自填埋场向下挖出的土方量，不需要从其他地方取土。本设计垃圾坝的高度为设计为5m，宽度为6m。4.2.2填埋边坡的设计 根据国内外垃圾填埋场的运行经验，填埋边坡的实际作用是供碾压设备行走，如果高度差过大，容易导致机械车辆行车困难，尤其是在雨季，将导致机械车辆几乎无法通行；如果坡度太陡，也不利于设备的运行；且边坡太缓就会导致填埋库容变小，同时，填埋堆体边坡的设计还在于使填埋堆体在多雨季节，发生地震以及渗滤液导排系统堵塞造成填埋堆内渗滤液积累等情况下维持堆体的稳定性。一般来说，填埋堆体以10m为一个升层，边坡取1:3时可同时满足上述要求。 本工程对填埋边坡采用如下设计：当低于垃圾坝坝顶标高的库区垃圾堆满后，用碾压设备以1:3的坡度往上压实，每升高10m设置一道宽5m的坡面平台，作为行车道。然后用碾压车继续以1:3的边坡向上堆卖垃圾，最后直至填埋堆体标高到达设计边线标高。达到设计边线标高之后，填埋堆体再以5%的坡度向中央堆积，直至填埋堆体中心标高。最后，填埋场堆体从顶部以5%的坡度下斜至沿填埋堆体边线修筑的排水沟，以利于终场后表面雨水导排。4.2.3填埋场库容设计计算 根据该市地形判断选择地上地下填埋类型，下窄上宽的梯子型填埋区。设计高度15m，地上5m，地下10m，垃圾坝以上10m。 单个梯形台的计算公式为： （4-1） 式中 V1-梯形台体积，m； S1-上截面面积，； S2-下截面面积，； H-垂直高度，m。 每个填埋区都有三个截面，最下面开挖的截面成为下截面，垃圾坝最上面的截面为中截面，填埋完成时最上面的截面为上截面。(1) 一期工程设计计算 下截面设计为280*280m，中截面设计为340*340m，上截面设计为280*280m。 由公式（5-1）得：115.68+76.44=192.12 万m181.15万m(2) 二期工程设计计算 下截面设计为300*300m，中截面设计为350*350m，上截面设计为250*250m。 由公式（5-1）得：127+81.75=208.75万m203.33万m(3) 三期工程设计计算 下截面设计为400*400m，中截面设计为450*450m，上截面设计为350*350m。 由公式（5-1）得：217+144.75=361.75万m352.27万m 总库容为: 192.12+208.75+361.75=762.62万m736.75万m,因此符合要求。 按照生活垃圾卫生填埋技术规范和生活垃圾卫生填埋中的规定取内坡比为1:2，每个单元堆体设计高度取3m。4.2.4垃圾坝的结构一期工程垃圾坝围绕在填埋场周边，利用填埋区开挖的土量建成。经5.2.1计算确定其高度设计5m，宽6m，用运输垃圾的卡车进入库区，上下边坡1:3。4.2.5垃圾坝坝型垃圾坝坝型需根据成本，材料和稳定性等因素进行选型。国外有很多垃圾坝种类，根据结构分为重力、支墩板式和板桩等类型；根据建筑原料可分为土石坝、混凝土与钢板桩坝等。从当地地质条件看，虽然混凝土坝和浆砌石坝体型小，但是对地质要求较高，土石坝虽然体积较大，所需筑坝材料多，但是对地质条件要求较低；而且从经济角度考虑，混凝土坝和浆砌石坝地基都需要工程处理，自身造价高，而土石坝的材料可以就地选取，造价低。近年来国内垃圾填埋场中，垃圾坝以土石作为主要原料。由于A市石料产量多，土料还可用填埋场挖方的表土，所以本工程选取碾压式土石坝。4.2.6垃圾坝防渗 卫生填埋场比普通工程对防渗要求更高。碾压式土石坝设计规范对防渗土壤规定：均匀土坝的渗透系数需小于 110-4 cm/s，粘土心墙的渗透系数需小于110-5cm/s。从相关的规定来看，用土作为防渗材料的土石坝根本不能满足垃圾处理场的防渗要求。因此，在设计垃圾卫生填埋场时，土石料筑坝只要满足“稳定”要求即可，防渗问题可通过用 HDPE 膜等人工防渗材料解决。本工程决定在土石坝上游面设防渗层，由内到外分别是坝体土石、400mm 厚粘土垫层，5mm 厚 GCL，2mm HDPE 膜，600g/m2土工布，同时设置600mm的码放袋装土用来来保护土工膜，填埋场内防渗层与垃圾坝上坡面防渗层为一体。垃圾坝下游外边坡用干砌石为原料，其厚度为 0.3m，在各个土石坝最低高程以上 0.5m 左右位置铺设 HDPE 管，从而将场区内的渗滤液导入到调节池。 HDPE 土工膜的孔口四周与HDPE 排渗管需要焊接好以防变形导致渗滤液漏出。4.3填埋场使用年限和分区确定根据A市人口规划、生活垃圾产量预测表3-1、填埋场容积预测表3-3和填埋场库容的设计计算，将填埋场分区为三块：一期库容192.12万m，使用四年；二期库容208.75万m，使用年限为四年；三期库容为361.75万m，使用年限为六年，总库容为762.62万m。4.4填埋场土方清理基底构建是在分析场址地形的基础上，结合库底的覆土厚度以及地貌特点，确定库底的主轴线，并沿着此轴线做库底平整。所构建的基底应该满足场区库底横向和竖向的要求。横向平整的目的是促进场区渗滤液、地下水以及雨水的收集导排。竖向平整是考虑场区的防渗所需要建设的库底锚固沟位置，以加强膜的锚固。（1）场地挖方规定：主要是将场区内的石头、杂草等全部清除，挖方的坡度需按照相关要求，不能超挖。（2）土建构筑面的规定：构筑面应平坦无裂缝；坡面平稳，过渡平缓；基底外部没有积水、竖直高度26cm之内没有石块、杂草以及其他无关物质。（3）回填规定：回填底部不能含有石块、杂草、淤泥等不利物质，填埋底部无积水，回填土质需与设计规定相符，回填需根据相关要求分层回填并压实，使压实密度90%以上。库区在经过开挖和平整后，基底可能会出现风化泥岩碎块区、砾石区和泥岩石区。为了保证水平防渗系统安全，采取以下处理方式：对库底区域采用粘土压平。对边坡区域采用喷射C15水泥砂浆并抹平。下面对一期工程的土方量进行计算说明：（1） 开挖土量计算 开挖的是一个梯台，下截面为280*280m，上截面为318*318m，高度为7m。根据梯台体积公式可得，开挖土量为62.66万m。 （2）使用土量的计算 填埋场填埋过程中，每日覆盖用土为167.73*8%=13.42万m；两个垃圾坝用土量为：下截面边长为11+6+4*3=29m，上截面边长为6m，高度为4m，所以根据梯台计算公式得0.14万m，0.14*2=0.28万m；总共需要土方量为13.7万m，再加上其他地方没有计算的用土量，由于62.66万m远大于13.7万m，所以填埋场所需土量完全可以自行解决。4.5防渗工程设计 防渗设计是卫生填埋场设计的关键一步。防渗的一个作用是阻止渗滤液渗入地下水中污染水源，导致生态恶化和影响使用地下水的村民的健康；另一作用是阻止地下水进入垃圾里，增加渗滤液的产生，从而增加了填埋场的运行成本。 按照城市生活垃圾卫生填埋技术规范相关规定，需要对没有防渗能力的填埋场采取防渗工程避免污染周边。具有天然防渗条件的卫生填埋场，其天然粘土类衬里系数不应大于10-7 cm/ s，库底和四周衬里的厚度应该大于2m，填埋场若不满足粘土衬里或其他土衬里防渗规定，应采用人工防渗技术。防渗效果好坏是判断填埋场设计好坏的重要标准。 填埋场的防渗举措主要包括水平防渗、垂直防渗、垂直和水平的三个类别组合，一般根据填埋场的位置和水质资料选取相应的防渗措施。由于本填埋场地形是平原地形，故不需要做垂直防渗系统。4.5.1水平防渗 水平防渗对垃圾场进行场底和边坡铺设，让填埋场成为封闭的系统，通过使用防渗材料阻碍渗滤液通过，水平防渗适用于库区底部没有不透水层以及需要较高防渗水平的填埋场。 水平防渗的结构模式，由一开始的粘土单层设计发展到透气的柔性膜和黏土复合层。防渗的天然材料包括粘土、膨润土、亚粘土，人工合成材料包括高密度聚乙烯（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）、超低密度聚乙烯（VLDPE）等。如今一般卫生填埋场防渗材料以HDPE膜为主。 HDPE膜是一种人工合成的高分子材料，具有抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化、使用寿命50年以上等优点。其防渗能力比最好的压实粘土高107 倍，断面抗形变能力强，在垃圾卫生填埋场填埋过程中因土壤运动导致的形变以内；方便了工程施工，有利于填埋运行。 按照现场分析情况，本设计选取三种防渗方案进行比对。 方案一：双层HDPE膜复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示： 图4-1 双层膜+粘土符合垫示意图方案二：单层HDPE膨润土复合防渗衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别如图所示： 图4-2单层膜+膨润土复合垫示意图方案三：单层HDPE膜粘土复合衬垫1）竖向结构 其竖向结构构造自上而下分别入图所示图4-3单层膜+粘土复合垫示意图各方案技术经济对比如下：1） 对方案一的评价： 该方案优点是双层膜比单层膜更加保险，因此可以将渗透量控制到最少，也可以降低后面对渗滤液的处理。缺点是此方案造价较高，并要求较高的现场监管水平。2） 对方案二的评价： 该方案优点是总价最少，并且本方案还可减少单层膜的容易破裂的问题，防渗效果好，耐久性好，施工方便。3） 对方案三的评价 该方案是三个方案中比较经济的一个方案。然而其弊端是填埋工作时，填埋的第一层固体中如果有很尖锐的物体以及填放过程中压实效果不好，单层膜就有可能遭到损坏，最终导致填埋场不具有防渗能力，造成地下水污染。因此本方案要求更高的填埋的技术，但是膜被刺穿的风险仍很大。 考虑到该填埋场库容较大，是类级处理场规模，建设成本较高以及其他各方面因素，所以选择方案二单层膜+膨润土复合防渗衬垫。 按照生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程规范要求，单层防渗的结构设计必须与下面要求相符： 1）HDPE膜的厚度应至少1.5mm； 2）HDPE膜上需选取非人工织造的土工布当做保护层，规格应至少600g/； 3）GCL的渗透系数应小于510-11 m/ s，规格应大于5000g/； 4）GCL底下需选取一定厚度的压实粘土作为保护层，压实粘土渗透系数应小于110-7 m/ s. 根据以上规定，本设计所选的HDPE膜规格为700g/，厚度2mm。GCL土工布厚度为5mm，压实土壤2m厚，天然夯实地基1m；5.5mm厚的700g/的非人工制造土工布当做保护膜，并在此之上铺设700mm的砂砾排水层和160g/的编织土工布。4.5.2防渗系统的锚固 为提高防渗系统的稳定性，当土工膜铺设结束后，每上升10m建造一个环状的锚固平台，其宽度根据坡度而定。一般锚固沟宽0.3m，深度为0.3m,距离垃圾坝边线0.6m。在没有达到该标高前，锚固沟可以当做临时截洪沟。4.6渗滤液收集和导排系统 垃圾在堆放过程中会因为生物降解和降水等作用生成一种高浓度有机废水，被称作渗滤液。渗滤液成分比较复杂，包含很多毒害物质。渗滤液中的和浓度有时估计能到数千甚至几万，所以卫生填埋场需设计相应的渗滤液收集和导排系统，将垃圾堆放过程生成的垃圾渗滤液先收集再进行处置，以防止其污染地下水和垃圾场周边的环境。 渗滤液收集和导排系统包括以下几部分：渗滤液反滤和排水层、渗滤液收集池、多孔收集管网、提升管、检修孔、清洗端口、渗滤液储存罐以及水泵。渗滤液收集和导排熊必须设计有足够的导排能力，能够在填埋场的长期运行中承担各种情况下的渗滤液导排任务。双层衬垫系统在设计的时候，必须建造相应的渗滤液防渗监测系统。4.6.1渗滤液的产量 由于许多因素的影响，如蒸发量、降雨量、地下渗入、不同垃圾的性质、场底排水设备的情况等，渗滤液的产量也会不同。按照国内卫生填埋场运营经验，渗滤液主要是由雨水和垃圾自身渗沥物组成的。（1）垃圾自身渗出的水分按照已有的填埋场运行经验，垃圾总重的1020%是垃圾本身渗出的渗滤液，本工程设计取14%。则该期内平均日渗滤液产量L（单位m/d）为： （4-2）其中为该期内平均垃圾日产量，单位为t/d。经计算可得出下表 表4-3 垃圾渗滤液产量工程期数年份该市日均垃圾产量A该期内平均垃圾日产量（t/d ）该期内平均日渗滤液产量L（m/d）一期20141100.01148.8137.920151132.020161164.620171198.6二期20181234.21289.5154.720191270.720201307.420211345.8三期20221384.71489.4 178.720231425.220241466.320251509.320261552.920271598.1 （2）降水引起的渗滤液量 垃圾场生成的液体大部分由大气降水组成。本设计选取如下经验公式： （4-3） 式中:Q