填埋场工程计算书.doc

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1、某填埋场工程设计计算书共 页工程名称 工程编号 项目名称 项目编号 所别 专业 计算人 年 月 日校核人 年 月 日审核人 年 月 日库容计算（200）在填埋库区地形图的基础上采用两种计算方法：断面法和凌台法1.断面法断面法是指在库区的纵向方向上，作N根垂直于原地形线和清场地形线的断面线，每根断面线的间距为20米，在每根断面线的位置分别作出库区的请场线和封场线，清场线和封场线组成一个封闭的独立断面，每相邻两个断面构成一个独立的堆体。根据断面的面积A和间距H可计算出堆体的体积，其计算公式如下：式中： 堆体体积： 断面面积： 断面间距库容容积V=V1+V2+V3+Vn；根据地形特点，本工程作9根断

2、面线，每个断面面积和间距如表1表1 断面面积和间距序号123456789面积（m2）33511382211429642923699202072663间距（m）4040404040404025按照以上计算方法，分别算出其它堆体的体积，计算结果如表-2表2 各单元堆体的体积计算结果表序号V1V2V3V4V5V6V7V8体积（m3）2787365803127853171760159673112699527608357填埋区的库容V=V1+V2+V3+V872.6（万m3）凌台法凌台法是根据每个台体体积的计算原理，在地面等高线做一个封闭的断面线（组成一个封闭独立的断面），每个断面的间距为米，在库底那层

3、的断面的间距为米（受地形的影响），各凌台的底面面积和间距见表表各凌台底面面积和间距序号面积（m3）513316056222412945010843间距（m）每个台体体积计算公式： 凌台体积： 凌台断面面积： 凌台断面间距库容容积V=V1+V2+V3+Vn；根据地形特点，本工程可分为个凌台，每个凌台体积计算结果如表表 各凌台体积计算结果表台体V1V2V3V4V5体积（m3）25665100890190647257613193875填埋区的库容V=V1+V2+V3+V4 +V576.8（万m3）3 库容误差分析误差分析是检验两种计算方法的准确性，误差用表示根据以上误差分析可知，这两种计算方法是可行

4、的，考虑到工程设计的安全性和不可预见性，本工程填埋库区的库容V取最小值，即72.6万m3 地下水导排系统的计算（201）填埋库区地下水产量计算利用达西定律：地下水导排管管径的计算管道尺寸的计算式中： 渗滤液导排管净流量（）： 管壁糙率，无量纲（HDPE管取0.011）： 过水断面面积（）： 管道坡度，无量纲： 水力半径（）（）： 湿周（） 管道尺寸以下游管道设计为依据，因为Q下游Q上游，D下游D上游，如果下游能够满足流量的要求，上游管道就不会出现尺寸偏小的情况。设计管道充满度为0.5，管道半径为R。所以：把、代入到管道尺寸计算公式：所以：设计所需的管道的直径D=2R=212，考虑到地下水产量的

5、不可预见性，实际设计的管道尺寸应大于计算值，本工程所选用的管道尺寸取值为280。导流层的计算导流层厚度是根据垃圾地下水产量、导流层面积和排水管间距L来计算；地下水导流层的渗透系数为K，地下水导流管的水位为h1，则地下水导流层的最大积液深度为hmax；可由下列公式计算：式中：导流层最大积液深度：地下水产量（0.0007m3/s）：导流层面积（4622m2）：地下水导排管的间距（40m）：地下水渗透系数（10-3m/s）：地下水导排管的水位（0.1m）所以：从安全性考虑，地下水导流层的厚度应保留一定的富余性，所以，本工程地下水导流层的厚度为0.3 m（300）渗滤液调蓄池区域地下水产量计算地下水导

6、排管管径的计算管道尺寸的计算式中： 渗滤液导排管净流量（）： 管壁糙率，无量纲（HDPE管取0.011）： 过水断面面积（）： 管道坡度，无量纲： 水力半径（）（）： 湿周（）管道尺寸以下游管道设计为依据，因为Q下游Q上游，D下游D上游，如果下游能够满足流量的要求，上游管道就不会出现尺寸偏小的情况。设计管道充满度为0.5，管道半径为R所以：把、代入到管道尺寸计算公式：所以：设计所需的管道的直径D=2R=212，考虑到渗滤液产量的不可预见性，实际设计的管道尺寸应大于计算值，本工程所选用的管道尺寸取值为315。导流层的计算导流层厚度是根据垃圾渗滤液产量、导流层面积和排水管间距L来计算；渗滤液导流层

7、的渗透系数为K，渗滤液导流管的水位为h1，则渗滤液导流层的最大积液深度为hmax；可由下列公式计算：式中：导流层最大积液深度：渗滤液产量（0.0023m3/s）：导流层面积（24100m2）：渗滤液导排管的间距（20m）K：导流层渗透系数（410-3m/s）：渗滤液导排管的水位（0.32m）所以：从安全性考虑，渗滤液导流层的厚度应保留一定的富余性，所以，本工程渗滤液导流层的厚度为0.4 m（400mm） 调蓄池池容的计算 1渗滤液产量的计算式中： 渗滤液产量（）： 正在填埋的填埋区渗透系数，无量纲（0.6）： 已封场填埋区的渗透系数，无量纲（0.3）： 正在填埋的填埋区面积（）： 已封场填埋区

8、的面积（）： 多年平均日降雨量（）根据填埋作业工序，先在地形图上计算出不同填埋高度的AA，其结果如表表 不同填埋高度的填埋和封场面积序号12345填埋高度（m）205215225235245正在填埋面积（m2）78761501719785269568477封场面积（m2）0324079481441641399把表-1中的数据代入渗滤液产量计算公式，如依次方法，分别算出、和，其计算结果如表2表2 渗滤液产量计算结果表序号12345填埋高度（m）205215225235245渗滤液产量（）13.929.542.160.551.7从表-2结果可知，填埋高程在235米处时，渗滤液产量最大，Q=60.5

9、（），考虑到渗滤液处理的安全稳定性，本工程渗滤液产量为填埋服务年限范围内最大平均产量，即60.5（）。2 调蓄池池容的计算基础资料表3 20年逐月平均降雨量月份123456789101112降雨量（mm）19233995146173200135119924925调蓄池是起调节渗滤液水质和储蓄渗滤液水量的作用，根据渗滤液产量计算公式，先计算出月平均渗滤液产量式中： 渗滤液月平均产量（）： 正在填埋的填埋区渗透系数，无量纲（0.6）： 已封场填埋区的渗透系数，无量纲（0.3）： 正在填埋的填埋区面积（26956）： 已封场填埋区的面积（14416）： 20年逐月平均降雨量（）把各月逐月平均降雨量代

10、入计算公式，求出各月平均渗滤液产量，计算结果如表4表4 20年逐月渗滤液平均产量月份123456789101112降雨量（）19233995146173200135119924925渗滤液产生量（）3854637931941300135404104276924351886996512考虑到渗滤液处理设施的不稳定性和渗滤液产生的不可预见性，确定渗滤液日处理量为65（），渗滤液月平均产量扣除月平均处理量即得富余水量，一年的富余水量为调蓄池的最小池容。其计算结果如表5表5 调蓄池有关水量计算结果表月份123456789101112降雨量（）19233995146173200135119924925渗

11、滤液产生量（）3854637931941300135404104276924351886996512去除量（）195019501950195019501950195019501950195019501950富余水量（）-1565-1487-1157-9105115902154819485-64-954-1438渗滤液的年富余量Q（调蓄池的池容V）调蓄池的池容主要由两个因素决定：渗滤液的产量与处理量；本工程在渗滤液传坝管处设置了阀门井，其主要作用是预防在极端降雨条件下（暴雨期）渗滤液产量对调蓄池池容的冲击，因此，暴雨时期渗滤液参量对池容的影响较小，但考虑到夜间暴雨时期，没有人及时关闭阀门井，渗滤

12、液产量60.5吨/日，因此多出的渗滤液主要靠调蓄池来储存，因此这部分富余容量取35。渗滤液处理量为60.5吨/日，采用的工艺为水解酸化接触氧化工艺。在运行期间，渗滤液处理设备可能存在故障，故障期间未处理的渗滤液产量主要是靠调蓄池来储存；本工程考虑2个星期的设备检修，2个星期的渗滤液产量为847吨，占整个池容的14。综合考虑两方面的因素，渗滤液调蓄池池容富余考虑量为1719，本工程取20的富余量。即：因此，本工程调蓄池容积设计值为7318（实际取7300）。渗滤液导排系统的计算1. 导排管的计算管道尺寸的计算式中： 渗滤液导排管净流量（）： 管壁糙率，无量纲（HDPE管取0.011）： 过水断面

13、面积（）： 管道坡度，无量纲： 水力半径（）（）： 湿周（）管道尺寸以下游管道设计为依据，因为Q下游Q上游，D下游D上游，如果下游能够满足流量的要求，上游管道就不会出现尺寸偏小的情况。本工程以日最大降雨量的渗滤液产量作为设计依据：日最大渗滤液产量（）： 正在填埋的填埋区渗透系数，无量纲（0.6）： 已封场填埋区的渗透系数，无量纲（0.3）： 正在填埋的填埋区面积（26956）： 已封场填埋区的面积（14416）： 日最大降雨量（192）所以，渗滤液日最大产生量为：设计管道充满度为0.5，管道半径为R所以：把、代入到管道尺寸计算公式：所以：设计所需的管道的直径D=2R=212，考虑到渗滤液产量的

14、不可预见性，实际设计的管道尺寸应大于计算值，本工程所选用的管道尺寸取值为315。2 导流层的计算导流层厚度是根据垃圾渗滤液产量、导流层面积和排水管间距L来计算；渗滤液导流层的渗透系数为K，渗滤液导流管的水位为h1，则渗滤液导流层的最大积液深度为hmax；可由下列公式计算：式中：导流层最大积液深度：渗滤液产量（0.0007m3/s）：导流层面积（7880m2）：渗滤液导排管的间距（40m）：导流层渗透系数（10-3m/s）：渗滤液导排管的水位（0.1m）所以：从安全性考虑，渗滤液导流层的厚度应保留一定的富余性，所以，本工程渗滤液导流层的厚度为0.3 m（300）填埋气体导排系统的计算填埋气体产量

15、气体产量计算公式式中：气体产生量速率（）：垃圾的质量：产生气体的潜力 140180（）：时间常数，1/年 0.100.35 抽气井的布置最有效的布置通常为正三角布置（其重叠区域的有效率最高），其井距由下列计算公式得出：式中：三角形布置井的间距（）：影响半径，通常取45米所以：本工程的填埋气体导排石笼间距为40米 环刚度计算根据06MS201-2埋地塑料排水管施工埋地塑料管在外压作用下，管壁界面的环向稳定性计算应符合下列要求：Fcr，k管道失稳的临界压力标准值（kN/m2）Fvk管道在各种竖向压力下的标准值（kN/m2）Ks管道的环向稳定抗力系数（不得低于2）式中：S为HDPE管的环刚度（=8），Ed为管侧图的综合弹性模量（查表知为6000），p为HDPE管的泊松比，取0.4。灌顶的竖向压力值，垃圾厚度4560m，垃圾的重力密度为10 kN/m3，所以：Fvk=垃圾Hs+qvk=450600 kN/m2因为填埋深度过大，上式中qvk近似为0，因此选用环刚度为8的HDPE管道，能满足管道结构计算要求。