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        煤層氣液化項(xiàng)目水土保持棄渣場設(shè)計(jì)

        2013-07-20 08:03:46白東升陳路然范金星
        山西水利 2013年9期
        關(guān)鍵詞:馬道渣場砌石

        白東升,陳路然,范金星

        (山西省煤炭地質(zhì)資源環(huán)境調(diào)查院,山西 太原 030006)

        1 項(xiàng)目區(qū)概況

        沁水縣浩坤煤層氣有限公司煤層氣液化項(xiàng)目位于沁水縣端氏鎮(zhèn)境內(nèi),距沁水縣城45km。項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為日產(chǎn)液化天然氣50萬Nm3,項(xiàng)目建設(shè)工期為22個(gè)月。原料氣由中石油中央處理站接入,經(jīng)處理后裝車運(yùn)輸送至終端用戶。工程占地面積19.85hm2,土石方挖填總量14.33萬m3,其中棄方5.15萬m3,棄于棄渣場。本項(xiàng)目包括廠區(qū)工程、場外道路、輸氣管線、輸電線路、棄渣場。通過查看項(xiàng)目所在地地形圖,結(jié)合現(xiàn)場踏勘,確定本項(xiàng)目棄渣場選在廠區(qū)西部600m處一沖溝里。下文對棄渣場及其水土保持措施(擋墻、截水溝、排水溝、護(hù)坦、覆土、綠化)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。

        2 棄渣場庫容計(jì)算

        根據(jù)1∶5000地形圖,首先量出不同高程對應(yīng)的占地面積,然后計(jì)算出各層間庫容及累積庫容,并繪制高程—面積—庫容關(guān)系,見圖1。

        圖1 高程—面積—庫容關(guān)系圖

        根據(jù)圖1可以看出,棄渣場堆高至670m高程時(shí),可堆放棄渣6.05萬m3。該項(xiàng)目在建設(shè)期產(chǎn)生的棄土、棄石量5.15萬m3,最終堆高668.7m,能滿足方案服務(wù)期排放棄渣要求。

        3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)棄渣場高程—面積—庫容曲線,確定該棄渣場庫容為5.15萬m3,堆高為20.7m,工程等級為Ⅴ等,防洪采用20年一遇設(shè)計(jì),50年一遇校核標(biāo)準(zhǔn)。

        4 工程措施

        4.1 措施布設(shè)

        棄渣場工程措施包括攔擋工程、排水工程、邊坡防護(hù)工程、土地平整。

        攔擋工程:在棄渣場溝口高程為648m位置布設(shè)重力式漿砌石擋墻,長10m,地面以上高2m,地下埋深0.8m。

        排水工程:在棄渣場周邊修建截水溝,馬道內(nèi)側(cè)布設(shè)橫向排水溝。截水溝與馬道橫向排水溝連通,來水通過擋墻下游兩側(cè)的消力池消能后,將水排至下游自然溝道。

        邊坡防護(hù)工程:棄渣按坡度1∶3進(jìn)行堆放,棄渣每堆高5m設(shè)3m寬馬道。

        覆土工程:棄渣坡面、頂部覆土厚度為0.3m,坡面、馬道平臺、頂面覆土后采取植被恢復(fù)措施。

        4.2 覆土來源

        坡面和頂面覆土均來自棄渣場內(nèi)。采用庫容置換方式,庫前堆放棄渣,可在庫尾取土覆土,依次進(jìn)行,覆土后采取植被恢復(fù)措施。

        4.3 水文計(jì)算

        根據(jù)水文經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算洪峰流量,擋墻以上匯流面積0.42km2,其中左側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為0.25km2;右側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為0.17km2。經(jīng)計(jì)算,50年一遇1h暴雨量為74.97mm,20年一遇1h暴雨量為62.42mm。

        工程防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì),50年一遇校核。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》,棄渣場洪水流量計(jì)算公式為:

        式中:Q——最大洪峰流量,m3/s;

        i——設(shè)計(jì)頻率的平均1h降雨強(qiáng)度,mm/h;

        k——徑流系數(shù),取0.4;

        F——匯水面積,km2。

        經(jīng)計(jì)算,擋墻上游左側(cè)Q2%=2.08m3/s,Q5%=1.74m3/s;擋墻上游右側(cè)Q2%=1.42m3/s,Q5%=1.18m3/s。

        4.4 建筑物設(shè)計(jì)

        4.4.1 擋墻

        在棄渣場下游的沖溝出口處采用漿砌石擋墻進(jìn)行攔擋,墻高2m,長10m,墻頂高程650m,墻頂寬1m,基礎(chǔ)底寬3.15m,上游坡比1∶0.5,下游墻面垂直于地面,墻趾及墻踵寬均為0.5m,用M7.5水泥砂漿砌石砌筑,M10水泥砂漿勾縫。

        為了排除棄渣場內(nèi)的部分滲水,在擋渣墻上每隔2m設(shè)10cm×10cm的排水孔,呈梅花型布置,并在排水孔進(jìn)口處設(shè)反濾體粗砂與碎石,厚度均為20cm。

        4.4.2 截水溝

        在棄渣場上游兩側(cè)布置截水溝,防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì),50年一遇校核。采用漿砌石矩形斷面型式,壁厚0.4m。

        按照明渠均勻流公式,經(jīng)計(jì)算,棄渣場頂面上游左側(cè)截水溝采用底寬1m、深1.2m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水,考慮0.2m的超高,截水溝深1.4m,確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬1m,深1.4m,漿砌石壁厚0.4m,長302.8m;棄渣坡面左側(cè)截水溝采用底寬0.6m,深0.5m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水,考慮0.2m的超高,截水溝深0.7m,確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.6m,深0.7m,漿砌石壁厚0.4m,長75.2m。

        棄渣場頂面上游右側(cè)截水溝采用底寬0.9m、深1m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水,考慮0.2m的超高,截水溝深1.2m,確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.9m,深1.2m,漿砌石壁厚0.4m,長204.8m;棄渣坡面右側(cè)截水溝采用底寬0.5m、深0.5m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水,考慮0.2m的超高,截水溝深0.7m,確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬0.5m,深0.7m,漿砌石壁厚0.4m,長75.2m。

        4.4.3 橫向排水溝

        在棄渣場的馬道上布設(shè)橫向排水溝,采用漿砌石矩形斷面型式,深、底寬均為0.4m,側(cè)墻和底板厚均為0.4m,共布設(shè)86m。

        4.4.4 護(hù)坦

        在棄渣場下游截水溝末端各修筑1座干砌石護(hù)坦,干砌石護(hù)坦長10m,寬5m,干砌石厚度0.5m,碎石墊層厚度0.2m。

        4.4.5 擋水土埂

        當(dāng)棄渣堆至壩頂標(biāo)高后,平整頂面,并在距邊坡2m處設(shè)擋水土埂。擋水土埂長74m,高為0.3m,頂寬0.3m,兩側(cè)邊坡1∶1,擋水土埂在整地過程中一并實(shí)施,不單列投資。

        4.4.6 土地平整

        在棄渣場達(dá)標(biāo)最后設(shè)計(jì)標(biāo)高668.7m后,對棄渣場頂部及坡面進(jìn)行整治和覆土,頂面、坡面覆土厚度為0.3m,覆土后進(jìn)行植被恢復(fù)。

        4.4.7 堆放形式

        棄渣從擋墻開始向上游分層堆放,分層碾壓。首先用推土機(jī)將棄渣推平,然后通過推土機(jī)往返對棄渣進(jìn)行分層壓實(shí)并適當(dāng)灑水抑塵。當(dāng)棄渣堆放超過擋墻墻頂高程后,采用棄渣碾壓筑壩,設(shè)3m寬的馬道,分層加高,斜面坡度采用1∶3,棄渣分層厚度5m,每隔5m高留3m寬的平臺,平臺內(nèi)側(cè)設(shè)馬道排水溝,與兩側(cè)截水溝相接。

        5 植物措施

        在棄渣場坡面、馬道、頂面進(jìn)行植物護(hù)坡,選擇種植沙棘和披堿草,沙棘穴播,每公頃1萬穴,每穴3株,株行距1m×1m,考慮2%的損耗,沙棘0.6m高,生長健壯,無病蟲害;披堿草撒播,穴尺寸40cm×40cm,每公頃播種40kg,草種純凈,發(fā)芽率90%以上,無病蟲害。

        6 結(jié)語

        棄渣場的設(shè)計(jì)是水土保持工作中主體工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對其科學(xué)合理設(shè)計(jì),能有效保證主體工程及水保工程的開展進(jìn)度。棄渣場建成后,可達(dá)到減少廠區(qū)水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的效果。

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