垃圾填埋场设计说明书.docx
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垃圾填埋场设计说明书
设计说明书
目录
设计原始资料2
一、工程概况2
1、城市概况和规划概况2
2、人口情况2
3、环卫现状2
4、垃圾成分和含量2
5、气候资料3
6、地质和水文条件3
二、设计要求3
1、计内容3
2、图纸部分3
三、就本工程的工原始资料做定性分析3
1、收资情况分析3
2、环卫状况分析4
3、对垃圾成分的定性分析4
4、对气候条件的定性分析4
四、填埋场的选址5
1、选址的考虑因素5
2、就该工程而言，选址应考虑的问题5
五、确定工程规模6
1、理论库容6
2、定填埋场库容7
3、设计计算过程7
六、工程其他部位的设计特点12
1截洪沟12
2、管理区：
包括管理区和地磅房13
3、调节池、回喷泵房13
4、最终覆盖层14
5、锚固平台14
6、道路14
八、总图布置14
参考文献15
设计原始资料
一、工程概况
1、城市概况和规划概况
H县城位于红河干流中游南岸，哀牢山脉南段，本工程服务范围为H县城。
根据《H县城总体规划说明书》的规划期限，服务期限划分如下：
近期：
2013～2017年；远期：
2018～2025年。
2、人口情况
2011年底某县城注册人口为总人口为50000人。
据某县统计资料表明，2010年后人口自然增长率为10‰，机械增长率为6%。
综合人口自然增长和机械增长的情况，运用数学模型
对人口规模预测。
式中：
Q—总人口预测数（人）；
Q0—总人口现状数（人）；
K—规划期内人口自然增长率（%）；
P—规划期内人口机械增长率（%）；
n—规划年限（年）
3、环卫现状
城市燃气化普及率不高。
根据H县环卫部门的统计，2011年年底人均产垃圾1.02㎏，环卫基础设施落后，很多垃圾未经收集，乱堆乱放。
4、垃圾成分和含量
H县城生活垃圾成分和含量
动物
植物
炉灰
渣石
纸类
塑料
玻璃
金属
布
竹木
0.22
～1.30
5.67
～20.37
51.55
～69.94
18.56
～20.57
0.50
～1.78
0.32
～0.79
0.14
～0.44
0.15
～0.45
0.28
～0.97
0.14
～0.88
5、气候资料
H县多年平均气温16.3℃，年平均降水量1380㎜，日最大降水量106㎜。
年无霜期360天。
全年多东风。
年日照时数1880小时。
6、地质和水文条件
场地处于剥蚀构造低中山斜坡沟谷地貌，沟谷横断面呈“V”字型，经地勘，拟建垃圾处理场稳定性为：
较稳定、基本适宜建筑。
区域内现状地质灾害危险性小。
场区附近有一个采石场。
地表水为季节性流水，主要为大气降水补给。
场地西北面970m标高处为永久截洪沟雨水排放口。
二、设计要求
1、计内容
课程设计题目是“H县城生活垃圾山谷型填埋场设计”，其主要内容包括以下部分：
（1）确定工程规模；
（2）确定填埋场库容；
（3）确定填埋场分期实施；
（4）填埋场总平面布置。
2、图纸部分
（1）填埋场总平面布置图A2，1:
1000（含管理区、地磅房、坝、库区、永久截洪沟、临时截洪沟、回喷泵房、调节池）
（2）填埋场锚固平台平面布置图A2，1:
1000
图纸要求列有工程量统计表（包括序号、名称、规格、材料、单位、数量、备注等栏目。
本次设计不计数量）；
图纸要求写图纸说明（如尺寸计量单位、库容等）。
三、就本工程的工原始资料做定性分析
1、收资情况分析
根据当地收资，可根据当地人口的自然增长率和机械增长率可估算将来15年后的人口数量，从而根据人均产量得出垃圾日产量以及总产量，最终确定库容。
2、环卫状况分析
根据环保局调查当地环卫情况可知，当地基础设施建设并不是很完善，很多垃圾乱堆乱放没有被收集，从而根据现在环保要求以及可持续发展的需要，很有必要对垃圾进行统一的收集、处理与处置。
从垃圾乱堆乱放可以预测在建造垃圾填埋场以后，对垃圾的收集规范化，从而垃圾日产量可能还存在一定的上升空间。
3、对垃圾成分的定性分析
如下表所示：
动物
植物
炉灰
渣石
纸类
塑料
玻璃
金属
布
竹木
0.22
～1.30
5.67
～20.37
51.55
～69.94
18.56
～20.57
0.50
～1.78
0.32
～0.79
0.14
～0.44
0.15
～0.45
0.28
～0.97
0.14
～0.88
从中不难看出，从垃圾的物理性质来看，无极成分大约占到90%以上，从而在垃圾最终处置办法：
焚烧、填埋、堆肥三种处置办法中，填埋理所当然为最优选择，因为这种无极成分含量高的垃圾对于其他两种处置办法没有很高的利用价值，不符合其他两种垃圾处置办法的条件，可行性很小。
4、对气候条件的定性分析
4、1、1H县多年平均气温16.3℃，年无霜期360天，基本上可以不考虑冰冻情况。
4、1、2年平均降水量1380㎜，降雨量较为丰富，要考虑设置临时截洪沟和永久截洪沟的过水流量过水断面尺寸。
4、1、3全年主导风向为东风，这样为垃圾填埋场的总平面图提供依据（管理区设置在主导风向的上风向）。
4、1、4对水文地质条件的定性分析：
首先，地处于剥蚀构造低中山斜坡沟谷地貌，沟谷横断面呈“V”字型，为满足设计库容创造条件；其次，经地勘，拟建垃圾处理场稳定性为：
较稳定、基本适宜建筑，为建造填埋场创造了良好的地质条件；再次，地表水为季节性流水，主要为大气降水补给，这给我们在设置库区防水、防渗提供了依据，也为我们体够了最终雨水排水口的位置；最终场区附近有一个采石场，从而可以考虑就地取材，这为我们就地取材创造了有利的条件。
四、填埋场的选址
1、选址的考虑因素
填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。
必须加以考虑的因素有：
运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。
1、1运输距离：
运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。
尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。
1、2场址限制条件：
场址至少应位于居民区1km（参照德国标准）以外或更远。
1、3可用土地面积：
填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。
尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。
1、4出入场地道路：
由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。
1、5地形、地貌及土壤条件：
不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地形的自然坡度不应大于5%。
1、6气候条件:
填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。
1、7地表水水文:
所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。
填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过1m的沼泽区之外。
还应建在地下水位以上。
最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。
1、8地质和水文地质条件：
场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到10-8m/s以下，并具有一定厚度。
1、9但地环境条件：
填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外；印在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。
1、10地方公众：
可通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。
1、11规划资料：
与当地规划符合：
该地区的规划人口、性质、发展定位、用地规划。
2、就该工程而言，选址应考虑的问题
垃圾运输距离不是很远，库容符合设计库容，出入场道路可用原有道路改造而成，道路设置按照三级道路标准。
地形地貌，水文地质，气候条件，土壤条件较为良好，没有成为填埋场建设的限制条件。
因为地形条件可能会因为建设垃圾填埋场占到种植用地。
因此可行性研究以前应该和当地土地使用者之间取得联系，利用相关部门进行协调征地，以免在建设过程中和当地政府和公众发生冲突。
因此在工程建设以前应该进行以下程序:
首先，资料搜集,野外勘探,预选场地的社会、经济和法律条件调查。
其次，预选场地可行性研究报告,预选场地的初堪工作，工程勘察阶段。
最后在这些问题都确定无误后方可进行工程的招投标和建设阶段。
五、确定工程规模
工程规模根据年服务人口、近期服务人口、远期服务人口、适宜的人均垃圾日产量（单位：
公斤/人·天，需选取）、垃圾日产生量（单位：
吨/天）、年产量（单位：
万吨/年）、年累积产量（单位：
万吨/年），由此确定工程规模（即日处理量，单位：
吨/天）。
1、理论库容
1、1人口数量确定
就本工程而言:
根据当地人口的自然增长率和机械增长率利用人口增长模型
对人口规模预测。
式中：
Q—总人口预测数（人）；
Q0—总人口现状数（人）；
K—规划期内人口自然增长率（%）；
P—规划期内人口机械增长率（%）；
n—规划年限（年）
从而得出在服务年限范围以内人口数量（以设计起始年份最近一年人口数量作为基数，就本工程而言即以2012年末人口数作为设计人口基数）
1、2人均日产量确定分析
近期根据环保局确定人均日产量为1.02kg/d。
即2013年到2018年都已人均日产量1.02kg/d作为设计参数。
因为随着社会经济的不断发展，人口数量的不断提高，垃圾产量相对提高，由于人口是影响垃圾产量最关键的因素，所以在接下来的服务年限里，垃圾产量会呈现递增趋势。
人均日产量也会随之变化。
本工程2018年到2025年人均日产量去1.16kg/d。
考虑如下：
第一社会经济的不断发展，居民生活水平提高，相应垃圾人均日产量增加；
第二由于农村人口逐渐向城镇移动，导致城镇人口增加，垃圾产量随之增加，人均产量有可能增加有可能保持相对平衡；
第三可能新型能源的普及，燃煤现状可能被天然气、电能、太阳能等其他新型能源所取代，或者因为人们环保意识的提高，对垃圾的变废为宝更加关注，因此人均日产量较往年增幅并不是很大，故取1.16kg/d。
因此垃圾的日产量为V=Q*M
其中Q为人口，M为人均日产量
年产量为365*Q*M，从而利用累计产量可确定理论净库容，最后考虑垃圾的压实，导气石笼、覆盖层等所占去体积得可求出理论库容。
2、定填埋场库容
2、1理论库容
按照年累积产量计算（填埋容重取0.85，在填埋过程中需设置导气石笼、盲沟和覆盖土，这部分需占去约8%的容积）。
2．2地形库容
本填埋场属沟谷型，为了取得初始填埋库容，需要在冲沟下游的沟谷口建垃圾坝一座，用于填埋场运行初期垃圾的填埋和确保整个填埋场垃圾填埋体的稳定。
由于填埋场地形变化较大，为了取得尽可能大的库容，整个填埋场区应充分利用地形，往冲沟上游高空发展，自垃圾坝顶以上垃圾逐层堆积压实加高至填埋终场高程。
考虑场区地形、场内道路和作业道路修建等方面的因素，确定填埋场最终填埋标高。
将设计的填埋堆体按不同高程，水平分成若干个升层，计算每个升层的体积，然后累加得到总的设计堆体体积，即为填埋库容。
每个升层可视为棱台，按棱台体积公式加以计算。
其中，高程上按垃圾外坡1:
3，每抬高5米，设置最终覆盖层。
按每抬高10米设置锚固平台。
该工程选用浆砌块石坝。
按照规范，坝顶宽不小于3米，且兼作道路使用，坝高控制在12-18米，上游边坡定为1:
0.2，下游边坡定为1:
0.4。
2.3本工程对于坝的选择考虑
2.3.1坝如果向前移可能占到农田，但是能取得较大库容，后部分有较大的发展空间；
2.3.2坝如果向后移，可能坝所确定的库容无法满足设计库容，但是他的优点很明显就是可以不占用农田或者占用农田少；
2.3.3坝高的确定，由于坝除了保证垃圾堆体稳定性意外还有一个作用就是取得初始容积，所以说对于坝高的确定更改为重要；
2.3.4坝的材料，由于在填埋场的附近就有一家采石场，因此就地取材，用石砌坝。
就本项目而言，最终考虑各方面因素，坝的位置适中，占地少，坝高定位14米。
3、设计计算过程
3.1计算然后确定总库容和平均日产垃圾量
用Excel表格计算：
Q-总人口预测数；Q0-总人口现状数；垃圾日产量t；垃圾年产量/万吨；年累积产量/万吨；理论库容/万立方米；总库容/万立方米；平均日产量t。
自然增长率
年数
K=0.01
人均垃圾日产量kg/d
垃圾日产量t/d
垃圾年产量（万吨）
年累计产量（万吨）
压实平均密度t/m3
理论库容（万m3）
导气石笼，盲沟覆土所占体积比例
总库容（万m3）
机械增长率
P=0.06
年限
Q-总人口预测数
Q。
-总人口现状数
2011
0
0
40000
1.02
41
1.4892
1.4892
0.85
1.752
8%
1.8922
2012
1
42800
42800
1.02
44
1.59344
3.08264
0.85
3.62664
8%
3.9168
2013
2
45796
45796
1.02
47
1.70499
4.78763
0.85
5.6325
8%
6.0831
2014
3
48950
48950
1.02
50
1.82242
6.61005
0.85
7.77653
8%
8.3987
2015
4
52272
52272
1.02
53
1.9461
8.55615
0.85
10.0661
8%
10.871
2016
5
55772
55772
1.02
57
2.07639
10.6325
0.85
12.5089
8%
13.51
2017
6
59459
59459
1.02
61
2.21367
12.8462
0.85
15.1132
8%
16.322
以2013——2017年作为一期一期库容为16.3-3.9-1.8=10.6万方
2018
7
63346
63346
1.02
65
2.35836
15.2046
0.85
17.8877
8%
19.319
2019
8
67443
67443
1.16
78
2.85553
18.0601
0.85
21.2472
8%
22.947
2020
9
71763
71763
1.16
83
3.03844
21.0985
0.85
24.8218
8%
26.808
2021
10
76319
76319
1.16
89
3.23136
24.3299
0.85
28.6234
8%
30.913
2022
11
81126
81126
1.16
94
3.43488
27.7648
0.85
32.6644
8%
35.278
2023
12
86198
86198
1.16
100
3.64961
31.4144
0.85
36.9581
8%
39.915
2024
13
91550
91550
1.16
106
3.87623
35.2906
0.85
41.5184
8%
44.84
2025
14
97200
97200
1.16
113
4.11544
39.4061
0.85
46.3601
8%
50.069
设计理论库容=50.0688-1.75-3.62=44.7万方
注：
其中人口数计算公式
式中：
Q—总人口预测数（人）；
Q0—总人口现状数（人）；
K—规划期内人口自然增长率（%）；
P—规划期内人口机械增长率（%）；
n—规划年限（年）
具体见附表一
3.2地形库容计算
采用棱台公式计算
棱台公式=
根据所采用计算面积的不同有以下两种计算方案:
因为每抬高5米设置一个最终覆盖层，然后没抬高10米设置一个锚固平台，那么理论上在离坝顶高程上上什10米之后最终覆盖层和锚固平台将会重合。
方案一
第一种方案计算面积采用的是最终覆盖层和锚固平台重合时的外边线和等高线围成的封闭区域作为计算面积，地形库容计算列表如下：
方案一
底标高
顶标高
Fi
Fi+1
库容万m3
累计库容万m3
1000
1014
47.3834
4321.215
2.249844687
2.248175356
1014
1024
4321.215
5571.5979
4.933183451
7.181358807
1024
1034
5571.598
8238.8058
6.86186736
14.04322617
1034
1044
8238.806
8399.747
8.319146668
22.36237283
1044
1054
8399.747
9187.4011
8.790632933
31.15300577
1054
1064
9187.401
10074.688
9.62763675
40.78064252
1064
1074
10074.69
9493.6373
9.782724551
50.56336707
详见附表
方案二
以坝顶以及边线和锚固平台所围成的封闭区域作为计算时的计算面积，地形库容计算表如下
棱台号
底标高
顶标高
Fi
Fi+1
库容万m3
累计库容万m3
1
1000
1014
47.3834
4364.594
2.271146
2.271146
2
1014
1024
4364.594
10129.36
7.047683
9.318829
3
1024
1034
10129.36
15039.12
12.50365
21.82248
4
1034
1044
15039.12
20248.37
17.57931
39.40179
5
1044
1054
20248.37
26283.32
23.20034
62.60213
注：
详见附表2
3.3方案一和方案二的比较
3.3.1采用计算面积的不同
如下示意图所示
方案一所采用的计算面积为黑色阴影部分面积，即S2，方案二采用的面积则为两部分阴影面积之和，即S=S1+S2，明显后者面积大于前者，两者面积只差为S1。
面积选取的不通必然导致结果不同，并且越到后期后者面积增量更大。
所以根据棱台公式算出体积比较得如下表所示
棱台标号
方案一体积（万方）
方案二体积
1
2.2
2.2
2
4.9
7.0
3
6.8
12.5
4
8.3
17.5
5
8.7
23.2
6
9.6
7
9.7
累计
50.56
62.6
1、从上表可以看出方案一要到第七个棱台的时候才满足要求，而方案二到第五个棱台的时候已经满足设计要求
2、从单个棱台体积看，方案二的棱台体积增量快，且相对于方案一同一棱台V2>V1
3.3.2体积增量的分析比较,如示意图所示：
方案一通过计算之后棱台体积为红线所围成的图形体积即V1;
方案二通过计算之后棱台体积为V1+V2,所以体积增量为V2,这就更能解为什么方案二的棱台数小于方案一。
3.3.3可行性和优缺点比较
方案一优点：
（1）计算容积更接近实际容积；
（2）体积增量均匀，对于垃圾填埋场容易控制，前后库容均匀，不易出现垃圾产量和库容之间的矛盾；
（3）坡度相对较缓，有利于垃圾堆体的稳定；
方案一缺点：
（1）棱台数目较多，施工较为复杂
方案二优点：
（1）棱台数较少
方案二缺点
（1）体积增长不均匀，后期棱台体积较大，不均匀；
（2）坡度较大，垃圾堆体可能不稳定；
（3）计算库容可能和实际库容相差大，存在可行性问题。
最终综合考虑可行性和可操作性选择第一种方案进行工程规模的确定，最终定为71t/d,设计库容为50.56万立方米（考虑2012年到2013年老垃圾所占库容）
六、工程其他部位的设计特点
1截洪沟
1、1分期要求
按照设计要求，该填埋场分为Ⅰ期和Ⅱ期，Ⅰ期为2013年到2017年，库容为10.6万方，二期为2018到2025年，库容为33.1万方，Ⅰ期和Ⅱ期利用临时截洪沟分开。
1、2临时截洪沟
本工程要求截洪沟的断面尺寸宽为0.5m，但是由于在Ⅰ期和Ⅱ期的分界线处锚固平台和临时截洪沟重合，因此利用锚固平台上的排水沟作为临时截洪沟，断面尺寸宽为0.3m。
1、3永久截洪沟
永久截洪沟沿在填埋场边缘设置，用于排除地表水，以免地表水对垃圾堆体的影响。
其中环场部分的断面尺寸宽为1.4m，在两条截洪沟交汇之后由于考虑到流量的汇集，汇集后的排水沟断面尺寸宽为2m。
1、4布置理念
1、4.1有利利用地形，采用重力流的形式排水；
1、4.2不采用两条雨水沟分别通往排水口，首先主要是因为那样会增加工程量。
也为以后清掏增大困难。
1．4.3是穿越土地，占地面积大，穿越土地，使土地综合利用可行性降低。
1、4.4在两条截洪沟汇集之后，汇集排水沟基本上没有占用土地利用地形从高到低排水。
2、管理区：
包括管理区和地磅房
设计特点：
（1）充分利用地形特点，在较为平坦的地方布置，其中管理区占地面积400平方米（20*20），地磅房占地面积为90平方米（10*9）。
（2）地磅房和管理区用房都沿道路边缘布置，合理利用现有资源，交通便利。
（3）为节省投资，就地取材，使用块石作为管理区建筑材料。
（4）管理区设在主导风向的上风向。
3、调节池、回喷泵房
布图如示意图所示：
由于考虑到调节池的稳定性及强度，采用混凝土浇筑。
布图理念：
利用地形条件，离坝4m的地方设置，设置在地形较为平坦的地方，为了减少土方量，尽量少切割等高线，设置断面形状为梯形，底面面积为900平方米（（40+20）*30/2）
4、最终覆盖层:
每抬高5米，设置最终覆盖层，高程上按照坡度1:
3设置，平台上设置断面尺寸宽为0.3的排水沟，从下到上分别为垃圾层、建筑垃圾层0.3m、粘土层0.5m、土工复合排水网、营养土层。
详见图纸最终覆盖层大样图。
5、锚固平台：
从坝顶，每抬高10米设置一个锚固平台，锚固平台兼有排水和锚固的作用。
上面设有0.3的排水沟，防渗膜的材料从下到上为原状土、土工布、HDPE膜、土工布，简称两布一膜。
想见大样图。
6、道路：
利用原有道路改造，按照三级道路设计标准设计，经常道路尽量平缓，以方便大车行驶，最终连接到垃圾坝顶，还有布置道路时，考虑尽量别占农田。
八、总图布置
节
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