S灰场设计说明书.docx
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S灰场设计说明书
检索号：
32-F02981S-S0701
编号：
F02981S-S0701-01
天山铝工业园一期4×350MW机组工程
施工图设计
贮灰场设计施工说明书
江苏省电力设计院
工程设计
工程勘测甲级100001－KJ
2012年11月15日南京
天山铝工业园一期4×350MW机组工程
施工图设计
贮灰场设计施工说明书
批准：
张劲松
审核：
卢红前
校核：
汉会
编制：
吴兆和
1.概况
1.1工程概况
1.2设计依据
1.3问题
2.贮灰场自然条件
2.1地理位置及地形地貌
2.2地基岩土
2.3地下水与不良地质作用
2.4水文条件
3.贮灰场设计和施工说明
3.1灰坝坝顶标高
3.2灰场库容
3.3有关材料
3.4坝体施工
3.5灰场库区防渗施工
3.6灰场内运灰道路
4.贮灰场的运行和管理
5.灰场管理站
1.概况
1.1工程概况
天山铝工业园电源项目一期4×350MW机组工程由新疆生产建设兵团农八师天山铝业有限公司筹建，厂址位于夹河子水库西侧的石河子开发区化工新材料产业园内，地理坐标为东经88°04′、北纬44°25′。
本期4×350MW机组工程采用干式除灰，汽车运输。
工程事故备用灰场位于农八师147团20连，准噶尔盆地南缘，距离电厂以北约56km。
除靠近灰场区域道路较差需改造外，沿途道路基本为沥青及水泥路面，交通运输方便。
事故灰场占地面积约19.6万m2，形成库容约为138.9万m3，可容纳电厂约1.4年的灰渣量。
1.2设计依据及标准
1.2.1设计依据
1、《关于石河子开发区化工新材料产业园天山铝业工业园电源项目一期4×350MW机组工程储灰场项目选址意见的回复》，农八师城乡规划管理局，2012年2月7日；
2、《石河子开发区化工新材料产业园天山铝业园电源项目一期4×350MW机组工程储灰场项目1：
1000地形图》，天山铝业有限公司，2012年10月；
3、《石河子开发区化工新材料产业园天山铝业园电源项目一期4×350MW机组工程储灰场项目岩土工程勘察报告》，新疆土木建材勘察设计院，2012年10月；
4、《石河子开发区化工新材料产业园天山铝业园电源项目一期4×350MW机组工程可行性研究报告水文气象报告》，江苏省电力设计院，2011年8月。
1.2.2设计标准
1、《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660—2011）
2、《火力发电厂水工设计规范》（DL/T5339—2006）
3、《碾压式土石坝设计规范》（DL/T5395—2007）
4、《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129—2001）
5、《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）
6、《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211—2006）
1.3问题
根据《关于石河子开发区化工新材料产业园天山铝业工业园电源项目一期4×350MW机组工程储灰场项目选址意见的回复》意见，灰场为租用土地，为保证电厂的正常运行，本施工图应报请相关主管单位批复，在得到“同意建设”的批复后，方可建设。
根据勘测报告，本工程灰场底部应进行处理，处理由电厂委托有资质的单位进行，要求处理后地基的承载力特征值不小于120kPa,压缩模量不小于8MPa。
2.贮灰场自然条件
2.1地理位置及地形地貌
贮灰场位于农八师147团20连南侧，准噶尔盆地南缘，呈长方形，灰渣场用地范围内主要为戈壁滩。
现状地形起伏较大，地面高程一般为353～370m（1985国家高程基准，以下同）。
地貌单元冲洪积平原中下部。
2.2地基岩土
根据灰场施工图阶段勘测结果，勘探深度范围内的地层主要主要由粉砂、粉土、细砂组成，现将其岩性特征自上而下叙述如下：
层①粉砂：
厚0.5～6.0m，土黄色，干燥～稍湿，松散，颗粒级配不良，主要成分为二氧化硅、云母等。
层②粉土：
土黄色，稍湿，松散，厚0.4～3.7m，层顶埋深0.50～5.6m。
土黄色，无光泽反应，韧性低，摇震反应中等，属Ⅰ级非自重湿陷性。
层③细砂：
黄褐色，稍湿，松散，厚0.3～5.0m，层顶埋深3.0～5.7m。
黄褐色，质纯，颗粒级配不良，主要成分为二氧化硅、云母等。
根据《岩土工程勘测报告》，本地段的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g；建筑场地类别为Ⅱ类。
本地区标准冻结深度为1.40米。
2.3地下水与不良地质作用
根据《岩土工程勘测报告》，勘察期间未发现地下水，拟建场地地下水埋深大于20米。
拟建场地内无崩塌、滑坡、地面沉降或塌陷、地下采空区及地震断裂带或地裂缝等不良地质作用和地质灾害。
场地土属硫酸盐渍土，不具有盐胀性、溶陷性。
场地土对钢筋混凝土结构具中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性。
2.4水文条件
根据江苏省电力设计院二○一一年八月编制的《石河子开发区化工新材料产业园天山铝工业园电源项目一期4×350MW机组工程水文气象报告》中分析：
本地区属干旱少雨地区，累年平均降水量：
210.6mm，累年最大年降雨量339.7mm；累年最大一日降雨量39.2mm；年最大一次降水量：
54.6mm；累年平均蒸发量：
2073.8mm。
50年一遇10m高10min平均最大风速：
28.3m/s。
3.贮灰场设计和施工说明
3.1围堤坝顶高程
根据建设场地的地形地貌及土方平衡,灰场初期围堤设计坝顶高程为360.0m，堤顶宽度为4.5m，灰场设计底标高355.5m，内外边坡坡度均为1:
3当堆灰面达到359.0m时应在四周采用灰渣筑子坝，确保坝顶高于堆灰面1.0m。
工程区域历年最大一次降水量为54.6mm，累年最大一日降水量为39.2mm；在遭遇上述各降水工况时，即使不考虑灰面蒸发和灰面雨水下渗的影响，坝顶高程仍然满足“校核工况下超高0.3m”的要求；从而不会发生雨水外泄。
在灰场管理站附近设置沉淀集水池，收集灰场雨水及冬季融水，供灰场喷洒使用。
当堆灰面达到设计高程、灰场闭库时，应采用砂土将沉淀集水池填平到360m标高并覆土还林。
3.2灰场库容
电厂装机容量为4×350MW，总计年灰渣量约76.6×104m3，总计年脱硫灰量约24.0×104m3，总计年灰、渣总量约100.6×104m3。
本工程灰场占地面积约为19.6×104m2（293亩），堆灰面积约为12.6×104m2，按平均堆灰高度11m计，可形成灰场库容约为138.9×104m3，满足电厂本期工程贮灰约1.4年，由于电厂灰、渣及脱硫石膏能全部综合利用，灰场库容满足事故备用贮灰场的容量要求。
本期工程贮灰场库容~高程曲线如下：
贮灰场应分期、分块使用。
灰场初期围堤应一次建成。
当初期围堤内的灰渣堆放到设计高程时，应及时填筑子坝，确保灰场内雨水不外溢。
3.3有关材料
3.3.1筑坝土料
为就地取材，减少弃料，降低成本，根据本工程勘测报告,本次设计采用拟建场地表层粉砂作为筑坝土料。
用作筑坝材料的粉砂，其粉粘粒含量应小于5%，总盐含量应小于0.3%，腐殖质含量应小于1%。
灰场灰场达到设计标高后的覆土土源部分可使用灰场清除的粉土，植草用的粘土需外购。
3.3.2石料
石料：
应采用新鲜、耐风化的岩块；风化或半风化料不得使用。
块石的饱和抗压强度不小于40MPa，软化系数大于0.85，岩石孔隙率小于3%，吸水率小于0.8。
粒径：
最小厚度22cm，平放最小直径30cm，长短边之比不大于2.5。
砌石单块块石质量大于50kg。
浆砌块石用M15水泥砂浆,采用座浆法砌筑，每隔8~10m设置分隔缝，缝宽20mm，采用油浸木板填塞。
3.3.3砂砾垫层
砂砾垫层材料可采用中砂、粗砂、砂砾和碎（卵）石,不含植物残体等杂质,其中黏粒含量不应大于5%，粉粒含量不应大于25%，砾料粒径以不大于50mm为宜。
3.3.4复合土工膜
复合土工膜采用二布（两层250g/m2短纤针刺非织造土工布）夹一膜（0.75mm厚环保用PE膜）材料。
1mm厚PE膜主要技术参数：
拉伸强度≥25MPa；断裂伸长率≥550%；直角撕裂强度≥110N/mm。
土工膜具体性能指标应满足国家标准《土工合成材料聚乙烯土工膜》（GB/T17643—1998）中类型为“GH-2”的产品相关性能要求。
250g/m2短纤针刺非织造土工布具体性能指标应满足国家标准《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》（GB/T17638-1998）的相关要求。
250g-0.75mm-250g复合土工膜（国家标准中的代号为SN2/PE-16-500-1）主要技术参数：
标称断裂强度为16kN/m；具体性能指标应满足国家标准《土工合成材料非织造布复合土工膜》（GB/T17642-2008）的相关要求。
复合土工膜及格材料幅宽均不小于4m。
3.3.5土工布
无纺土工布单位面积质量≥350g/m2，抗拉强度≥8kN/m，幅宽大于5.0m。
无纺土工布具体性能指标应满足国家标准《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》（GB/T17638—1998）的相关要求。
3.3.5土工袋
排水棱体采用土工编织袋装砂填筑。
土工编织袋单位面积质量≥100g/m2，尺寸可采用95cm×55cm，渗透系数大于10-2cm/s，干摩擦系数不小于0.3，湿摩擦系数不小于0.25，抗拉强度为16kN/m。
可用于堤防背水侧除险。
袋底朝外,错缝砌筑；底部三层袋底缝合、袋口扎紧连接成整体。
3.4坝体施工
1）料场核查：
施工前，施工单位应对所选定的料场进行现场核查，如与设计要求有出入，施工单位应及时向监理工程师和业主汇报，以便确定是否更换料场。
2）坝基处理：
坝基地表的耕植土、草皮、树根及其他杂物应予以清除，其边界应超出设计基面边线1.0m，基础清基深度为500mm。
清基后应对原地面进行平整、压实，压实宽度超过边界500mm，地基压实度>85%。
由于灰场底部粉土层属Ⅰ级非自重湿陷性土，业主应委托具有资质的设计单位进行地基处理设计，以满足围堤承载力及变形需要。
3）坝体施工：
坝体施工前应在现场做碾压试验，确定与所采用施工机械相适应的碾压参数（铺土厚度、碾压遍数、最优含水量等），根据碾压试验参数来控制坝体施工，要求粉砂含水量控制在与最优含水量的偏差为±3%之间。
过干时采用浸泡、洒水等方式调整土料的含水率，过湿时要翻晒；坝体压实系数应不小于0.95，否则应重新碾压。
填筑作业按水平层次铺填，不得顺坡填筑。
碾压机械的行走方向应平行于坝轴线，碾压机械行车速度以不超过2km/h为宜。
机械碾压不到的部位，应辅以夯具夯实。
上料前应将基底面洒水湿润，以利于增加粉砂与地面的粘结度；粉砂铺筑应连续作业，如因故需短时间停工，其表层应洒水湿润，保持含水率在控制范围内，以利于下一层的施工。
填筑过程中出现“弹簧土”、层间光面、干土层等，应根据具体情况认真处理，并报监理单位验收。
坝体施工如用水不便，可采用干压实工艺，粉砂应分层填筑，每层松铺厚度300~400mm，要求压实的密度达到最佳压实度的95%以上。
干压实施工工艺流程为：
填粉砂→分层初压→调平复压→振动碾压→灰土碾压→表层碾压。
4）质量检查：
按照现行《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129中“黏性土均质坝”的相关要求，对填筑质量进行检查。
前一层的填筑质量经检测合格后，方可进行下一层的填筑施工。
5）边坡防护：
坝体碾压施工完成后，内边坡清除易刺穿复合土工膜的杂物，再铺设复合土工膜；任一块区域内的土工膜铺设完毕后，立即铺填300mm厚袋装砂作为护面层;外边坡表面按照本册图中的要求，铺200厚砂砾保护垫层、砌筑300厚干砌块石护坡；坝脚采用浆砌块石防护。
3.5灰场库区防渗施工
施工前，应清除地面上的杂草、外露石块、杂物等，清除对施工有影响、易刺穿复合土工膜的障碍物；且清基厚度不小于500mm。
清基完成后，应进行平整、压实，压实度>85%。
清基面标高差异处形成的各向坡度均不陡于1：
3。
然后铺设复合土工膜；任一块区域内的土工膜铺设完毕后，应立即在土工膜上方铺填500mm厚粉砂。
运行期如果需要从灰场内挖灰，则挖至粉砂层顶面时，应立即停止该处的挖灰作业，防止破坏防渗土工膜。
3.6灰场内运灰道路
灰场初期围堤顶部设置300厚泥结碎石路面。
由于坝基底部土质较差，路面会存在一定的沉降，运行期间应定期进行维护性填筑。
灰场内运灰道路为临时性建筑，可以在贮灰过程中采用粗灰渣铺筑，路面宽度不小于3.5米。
车辆及碾压设备的临时道路，可以现场规划。
在碾压好的灰面上，严格禁止车辆乱开，急刹车、急转弯等。
3.7防护林带
防护林带宽约50m，由开发区统一建设。
防护林带在靠近灰场征地红线5m附近，应设置截水沟，防止雨水排入灰场。
灰场北侧及西侧在靠近灰场征地红线10m范围内的低洼处，应从灰场内取土填至355.0m标高以上并压实。
防护林带必须种植对人、环境和牲畜无毒害的植物。
4贮灰场的运行和管理
1）调湿灰碾压作业工艺：
采用全封闭式专用自卸载重汽车，将掺合一定水分的灰渣（调湿灰）从厂区直接运入贮灰场；灰渣卸车后，立刻采用推土机推摊铺平；紧接着采用压路机碾压，堆而贮之。
整个灰场中灰渣的填筑应根据碾压设备、事前所做的现场碾压试验结果，确定铺层厚度和碾压遍数。
取得合适的碾压试验结果后，方可大面积进行碾压作业。
2）贮灰场碾压机械设备
贮灰场碾压机械设备一览表
序号
名称
型号
台数
备注
1
推土机
TY160B
1
2
振动式压路机
YZZ12
1
3
装载机
ZL50C
1
4
洒水车
2
3）灰渣碾压
堆贮灰渣必须进行分层碾压，使其具有一定的密实度，以达到堆筑体稳定和防止飞灰污染的目的。
灰渣碾压质量要求：
子坝填筑区及其以外15m区域压实系数不小于0.96，其余区域压实系数不小于0.93。
碾压质量控制：
运行期间，应对碾压灰渣的含水量和干容重进行测定，正常情况下应每两天（或每4000m3堆贮体）抽样检测一次，将所测数值与室内击实试验和现场碾压试验确定的最优含水量和最大干容重进行比较，以评价灰渣的碾压质量。
对于灰渣的含水量和干容重的测定在灰场管理站试验室内进行。
要达到上述碾压质量要求，应认真控制铺灰的层厚和碾压遍数。
灰渣堆筑前应根据所选碾压机械作现场碾压试验，然后方可根据试验结论进行大面积施工。
在进行现场碾压试验之前，须进行室内击实试验以确定本工程粉煤灰的最优含水量和最大干容重，然后按照室内击实试验的最优含水量进行调湿灰渣后在现场进行碾压试验。
现场试验场地应处地面密实，地势平坦开阔，有足够的错车转向的宽度。
场地布置成40×12米的条带形，此条带等分为四块，每块宽度10米，铺灰厚度分别为300mm、400mm、500mm和、600mm，然后进行碾压试验，确定达到压实系数0.93和0.96所需的碾压遍数，铺筑层不得少于5层。
试验时先碾压三遍，然后每碾压一遍每块各取3-6个测点测定干容重，直至灰渣的压实系数达到设计的要求。
通过对室内击实试验和现场碾压试验的结果进行分析，可以确定出灰渣压实的铺灰厚度、碾压遍数和相应的最优含水量和最大干容重。
压实参数确定后，在灰场运行期间要严格坚持贯彻执行。
4）调湿灰含水量和贮灰场洒水
电厂的灰渣搀合一定的水分，使其有成为调湿灰，有两个目的：
一是避免灰渣在输送的过程中产生飞灰；一是为提高碾压灰渣的密实度。
含水量过小易产生飞灰和达不到碾压密实的要求，含水量过大易产生粘车现象；适宜含水量约为20~30%。
最佳含水量应在工程投运后，从实践中试验确定。
同时还应根据气候条件随时进行调整。
例如阴雨和干旱炎热天气，应适当减少或增加含水量，冬季亦适当减少含水量，减缓冻害。
贮灰场洒水，是抑制飞灰的重要工程措施。
对灰场暂不堆灰的灰渣表面，要定时洒水。
洒水周期和水量应根据季节和天气，适时洒水，避免因风吹而扬灰。
例如干燥多风季节应勤洒多洒，阴雨天气可以少洒或不洒。
一般情况下，建议每天洒一遍水，每遍洒水深度5毫米。
在贮灰运行过程中应经常了解天气预报，避免飞灰污染。
长期不运行的灰面可铺洒20mm的土与灰一同碾压平整。
5）冬季贮灰运行
冬季寒冷的结冰季节，运灰过程宜快；在贮灰场摊铺速度要快，防止灰渣在碾压前冻结而影响碾压质量；卸车后及时清理车厢的残留灰渣。
灰渣摊铺过程中，若面层颗粒出现结冰现象，应增加碾压遍数，保证压实质量。
冬季集中在较小的工作面，连续铺压是减轻冻害的有效措施。
冬季应加强调度管理，使运输和碾压过程做到快速。
冰冻季节，在有冻胀现象的灰面上继续摊灰前，应先用振动压路机不振动碾压和振动碾压各一遍，再开始新的摊碾程序。
对于暂时不堆灰的灰面，形成冰层或冰噶覆盖后，抑制飞灰非常明显。
但表面水分蒸发风干后，质地疏松的灰极宜产生飞灰。
冬季应适时检查灰面，对风干的灰面既时洒水，洒水深度不宜超过2.5毫米。
6）灰渣堆筑施工
本工程灰渣堆贮采用“进占法”作业堆放，从灰场东南端开始，逐渐向灰场北侧延伸。
灰渣堆贮延伸坡面基本上保持1:
30，坡度过陡会引起雨水冲蚀坡面、也不方便运灰车辆和碾压设备的运行；坡度过缓，在堆筑灰渣的运行期间，会增加暂不继续铺碾而须洒水碾压的灰渣面积，从而增加运行费用。
每一局部区段的堆筑碾压，应划分条块，集中堆贮，在最短时间内堆筑至设计标高，立即覆土。
灰场运行期间，应保证灰场内有足够的蓄水容积，以防连续暴雨时，灰场内的雨水发生外溢。
任何情况下，灰场内未覆土区域的堆灰高度应低于当期围堤（灰坝）顶面，且最高堆灰面距离围堤（灰坝）顶面不小于1.0m、平均堆灰面距离围堤（灰坝）顶面不小于0.5m。
每块场地上卸灰时，应根据每车灰量、铺灰厚度等因素，划定每堆灰的间距；按照矩阵式排列，定点卸车。
推铺碾压时，沿灰堆序列往返进行，使车辆在现场依次有序。
严禁乱堆乱卸、卸而不摊、摊而不压。
7）调湿灰碾压贮灰时，应当重视飞灰和灰渣流失可能引起的环境污染。
灰渣碾压和灰面定期洒水是控制飞灰的重要手段。
贮灰场四周外坡面上种有防护林，能起到抑制风力、控制飞灰的作用。
灰场后期加高子坝的外坝脚距离灰场管理站围墙净距不应小于10m。
因运灰车辆往返灰场，车厢板和轮胎会滞留有残灰；这会造成灰渣沿运灰道路抛洒、散失。
故应定时对运灰车辆进行清洗，杜绝运输途中发生飞灰污染。
实践表明，调湿灰凝结在车厢板上，且有一定强度，板结后不易清除。
所以应在灰场设岗定员，专司车厢清理，避免灰渣板结在箱体上。
严格禁止超高装车，防止灰渣散落。
从厂区到灰场运灰道路，应有专人巡回清扫，保持良好的运行环境。
返回空车必须进灰场管理站冲洗车台进行冲洗。
8）注意事项：
在贮灰场施工运行过程中，应注意人和车辆的安全；特别在雨季施工运行期间，对陡峭岸坡要进行监测，对不稳定坡体进行卸荷处理；雨天尽可能避免在陡崖下作业，以防止陡峭岸坡等危险体的塌滑对生命财产造成危害。
灰场区域历年年平均降水量210.6mm，历年平均蒸发量2073.8mm，蒸发量大于降水量.灰场内雨水（冬季融冰水）汇集于雨水沉淀池内，供灰场喷洒用。
当暴雨沉淀池内满水时，可在排水沟上开口，将雨水直排至灰场外。
为保证贮灰场安全、正常运行，结合自然地理条件和当地情况，应划定灰场工程的管理范围。
本工程管理范围为征地范围线以外不小于50米的区域；该区域内禁止爆破、打井（除设计需要）、采石、采矿、取土、乱伐树木、陡坡开荒等活动。
灰场应设置下列观测项目：
堆灰施工中，调湿灰含水量及压实灰干密度；大气环境的飘尘、降尘、总悬浮颗粒（或根据当地环保部门要求设置的相关观测项目）；地表水及地下水分析；表面观测，包括坝体及坡面的裂缝、滑坡、塌陷及表面侵蚀破坏等。
灰场及其影响区域污染物控制与监测的项目、监测方法等尚应满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599—2001）的要求。
5灰场管理站
灰场管理站是灰场运行期间，进行生产管理、办公、生活、停放和检修碾压机械设备的地方。
根据灰场管理站位置处的地形条件，以及相关的外部条件，确定灰场管理站室外场坪标为360.0米。
灰场管理站占地面积27m×36m，建筑物总建筑面积约为400m2。
灰场管理站建（构）筑物一览表
编号
名称
平面尺寸
1
车库
36m×7.5m
2
值班休息室、配电间、试验室
17m×6m
3
厕所
2.8m×4.2m
4
冲洗平台
10.1m×4.7m
5
清水池及回水池
8m×2.8m
灰场管理站试验室内配备以下试验仪器：
编号
名称
规格
数量
1
天平
称量500g，感量0.1g；称量200g，感量0.01g
2
2
烘箱
应能控制温度为105～110℃
1
3
环刀
内径为61.8±0.15mm；高度为20±0.016mm
3
升级会员 