一種加快粉煤灰排滲固結(jié)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤發(fā)電廠應(yīng)用領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種加快濕式貯灰場(chǎng)粉煤灰排滲固結(jié)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]貯灰場(chǎng)是燃煤發(fā)電廠的主要生產(chǎn)設(shè)施之一，用來(lái)存放燃煤發(fā)電廠排出的粉煤灰和爐渣。灰壩是貯灰場(chǎng)的重要構(gòu)筑物之一，隨著貯灰場(chǎng)的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，灰壩的等級(jí)也越來(lái)越高。一般情況下，灰壩是燃煤發(fā)電廠的重大危險(xiǎn)源之一，一旦失事，不僅危及貯灰場(chǎng)下游生命、財(cái)產(chǎn)的安全，而且影響燃煤發(fā)電廠的正常運(yùn)行，從而造成重大損失。
[0003]在灰壩建設(shè)過(guò)程中，不但要做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，而且要滿(mǎn)足國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策?；覊蔚脑O(shè)計(jì)理論經(jīng)歷了不透水壩、透水壩、設(shè)排滲體的不透水壩三個(gè)時(shí)期，經(jīng)過(guò)幾代工程技術(shù)人員的不懈努力，灰壩的設(shè)計(jì)理論已日趨完善。對(duì)灰壩，滲流穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定至關(guān)重要。從大量的灰壩、尾礦壩事故調(diào)查報(bào)告可以看出，灰壩、尾礦壩失事大多是由于滲流破壞或邊坡失穩(wěn)造成的。
[0004]目前，為了降低初期投資，減少前期購(gòu)地，貯灰場(chǎng)大多采用分期、分塊建設(shè)方式；灰壩大多采用分期筑壩模式，即先在貯灰場(chǎng)下游修建一定高度的初期壩，然后待壩前沉積的粉煤灰達(dá)到一定高度后，在壩前灰面上，用土、石料或粉煤灰逐級(jí)對(duì)灰壩進(jìn)行加高。按填筑時(shí)間順序，可將灰壩壩體分為初期壩和后期子壩二部分。初期壩一般采用土壩、土石混合壩、堆石壩、漿砌石壩等，以土壩、土石混合壩居多；后期子壩可采用粉煤灰、碎石土、砂土、粉土、粘性土等材料進(jìn)行填筑。隨著灰渣筑壩技術(shù)日益成熟，用粉煤灰填筑后期子壩的工程實(shí)例越來(lái)越多。
[0005]對(duì)濕式貯灰場(chǎng)，由于自然沉積的粉煤灰很不均勻，且具有互層現(xiàn)象，因而呈現(xiàn)出各向異性的特征。在滲透性方面，自然沉積粉煤灰的各向異性特征尤其明顯，水平滲透系數(shù)與垂直滲透系數(shù)的差距很大。一般情況下，自然沉積粉煤灰的水平滲透系數(shù)為3X 10_4?1XlO-Ws ;垂直滲透系數(shù)為1Χ1(Γ4?4Xl(T4cm/s，水平滲透系數(shù)為垂直滲透系數(shù)的2?5倍。影響粉煤灰滲透性的因素很多，主要為粉煤灰的顆粒級(jí)配、膠結(jié)物質(zhì)含量、沉積密實(shí)度等。
[0006]對(duì)濕式貯灰場(chǎng)，當(dāng)采用分期筑壩時(shí)，如何采取有效的工程措施，來(lái)加快壩前粉煤灰的排滲固結(jié)，提高壩前粉煤灰的抗剪強(qiáng)度，增強(qiáng)灰壩后期的穩(wěn)定性，是工程設(shè)計(jì)人員必須解決的問(wèn)題。加快粉煤灰排滲固結(jié)的傳統(tǒng)方法主要有:排滲棱體、排滲鋪蓋、排滲管等。
[0007]I)排滲棱體
排滲棱體位于灰壩上游壩趾處，用塊石填筑而成。排滲棱體與壩體和壩基之間需設(shè)置反濾層。排滲棱體頂部高程應(yīng)通過(guò)滲流計(jì)算進(jìn)行確定；內(nèi)坡坡度為1:1.25?1:2.5，外坡坡度為1:1.5?1:2.5 ;頂部寬度應(yīng)根據(jù)施工條件及運(yùn)行需要確定，但不得小于1.0m。滲入排滲棱體的灰水通過(guò)埋設(shè)于排滲棱體內(nèi)的集水管排至灰壩下游。排滲棱體能夠加快粉煤灰的排滲固結(jié)，具有降低壩體浸潤(rùn)線和增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性的作用。排滲棱體的主要缺點(diǎn)為:石料用量較大，費(fèi)用較高；無(wú)法解決各向異性對(duì)粉煤灰排滲固結(jié)所產(chǎn)生的影響；容易淤堵；無(wú)法維護(hù)、檢修；必須與初期壩同步施工；無(wú)法用于灰壩加高工程。
[0008]2)排滲鋪蓋
排滲鋪蓋設(shè)置于灰壩上游，且平行于壩軸線，其下游側(cè)位于灰壩上游壩趾處，上游側(cè)位于灰場(chǎng)庫(kù)區(qū)內(nèi)。排滲鋪蓋用塊石填筑而成，厚度為0.6?1.0m。排滲鋪蓋寬度(上游側(cè)與下游側(cè)之間的距離)應(yīng)根據(jù)滲流計(jì)算進(jìn)行確定。滲入排滲鋪蓋的灰水通過(guò)埋設(shè)于排滲鋪蓋內(nèi)的集水管排至灰壩下游。排滲鋪蓋能夠加快粉煤灰的排滲固結(jié)，具有降低壩體浸潤(rùn)線和增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性的作用。排滲鋪蓋主要缺點(diǎn)為:無(wú)法解決各向異性對(duì)粉煤灰排滲固結(jié)所產(chǎn)生的影響；當(dāng)壩基產(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)，鋪蓋排水層將發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致其排滲能力降低，甚至喪失；容易淤堵；無(wú)法維護(hù)、檢修；必須與初期壩同步施工；無(wú)法用于灰壩加高工程。
[0009]3)排滲管
排滲管由集水管和排水管兩部分組成。集水管位于灰壩上游，且平行于壩軸線，可根據(jù)排滲要求布置若干排。集水管至灰壩上游壩趾處的距離應(yīng)根據(jù)滲流計(jì)算進(jìn)行確定。集水管可采用帶孔的陶瓦管、混凝土管或鋼筋混凝土管，也可用碎石填筑而成。集水管用于收集粉煤灰中的灰水。排水管垂直于壩軸線布置，間距為20?30m，排水管可將集水管收集的灰水排至灰壩下游。排滲管能夠加快粉煤灰的排滲固結(jié)，能夠用于灰壩加高工程。排滲管主要缺點(diǎn)為:無(wú)法解決各向異性對(duì)粉煤灰排滲固結(jié)所產(chǎn)生的影響；排滲能力低，排滲效果差；當(dāng)?shù)鼗a(chǎn)生不均勻沉陷時(shí)，排滲管將發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致其排滲能力降低，甚至喪失；容易淤堵；維護(hù)、檢修比較困難。
[0010]綜上所述，傳統(tǒng)方法主要存在以下問(wèn)題:(1)無(wú)法解決各向異性對(duì)粉煤灰排滲固結(jié)所產(chǎn)生的影響。(2)在灰壩運(yùn)行初期，排滲效果較好，但隨著使用年限的增加，粉煤灰中的細(xì)顆粒和化學(xué)物質(zhì)對(duì)排滲體產(chǎn)生淤堵，使排滲體的排滲能力逐漸減弱，直至喪失。(3)維護(hù)、檢修比較困難，有的排滲體根本無(wú)法維護(hù)、檢修。(4)靈活性、適應(yīng)性較差，有的排滲體必須與初期壩同步施工；有的排滲體無(wú)法用于灰壩加高工程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決傳統(tǒng)方法存在的問(wèn)題，可用于濕式貯灰場(chǎng)灰壩加高工程，具有適應(yīng)性強(qiáng)、淤堵速度慢、造價(jià)低廉、易于施工、便于維護(hù)等特點(diǎn)，能夠加快灰壩前粉煤灰排滲固結(jié)的方法。
[0012]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種加快粉煤灰排滲固結(jié)的方法，在灰壩上設(shè)置至少一個(gè)排滲單元，所述排滲單元包括排滲褥墊、至少一排砂井、和導(dǎo)水鋼管；所述排滲褥墊布置在灰壩上游粉煤灰中，數(shù)量與排滲單元數(shù)量一致；所述砂井布置在排滲褥墊上游側(cè)；排滲褥墊內(nèi)設(shè)至少一根集水鋼管與至少一根排滲管，集水鋼管與排滲管連通；所述導(dǎo)水鋼管布置在排滲褥墊下游側(cè)，由排滲褥墊引至灰壩下游，每個(gè)排滲褥墊至少配置I根，導(dǎo)水鋼管與集水鋼管連接。
[0013]所述排滲單元根據(jù)灰壩的建設(shè)規(guī)模和排滲要求進(jìn)行布置，不受灰壩平面布置和斷面尺寸的限制；所述各排滲單元自成體系，或者串聯(lián)在一起共同作用。
[0014]所述排滲褥墊長(zhǎng)度、寬度、頂部標(biāo)高和厚度的確定需綜合考慮排滲能力、造價(jià)、施工、維護(hù)因素，長(zhǎng)度為20.0?200.0m ;寬度為5.0?50.0m ;頂部標(biāo)高為低于實(shí)際灰面標(biāo)高0.2?0.5m ;厚度為0.3?3.0m ;排滲褥墊下游側(cè)至初期壩壩軸線的距離不但要滿(mǎn)足本期灰壩加高的要求，而且要兼顧灰壩后期加高；在排滲褥墊頂面鋪設(shè)一層粉煤灰，厚度為0.2 ?0.5mο
[0015]所述排滲褥墊采用中粗砂填筑，外表面先包裹一層土工布，再包裹一層土工格柵；在排滲褥墊中部應(yīng)鋪設(shè)集水鋼管和排滲管；集水鋼管沿排滲褥墊長(zhǎng)度方向等距布置，其規(guī)格和根數(shù)的確定需考慮過(guò)流能力、施工、腐蝕因素；排滲管沿排滲褥墊寬度方向等距布置，其直徑、根數(shù)和間距通過(guò)滲流計(jì)算進(jìn)行確定，間距為0.5?5.0m ;
所述排滲管采用軟式透水管；排滲管與集水鋼管連接，其接頭采用四通鋼管，并用鉛絲進(jìn)行綁扎。
[0016]所述砂井采用圓形斷面，其頂部標(biāo)高與子壩貯灰限制標(biāo)高一致；砂井間距、底部標(biāo)高和直徑通過(guò)滲流計(jì)算進(jìn)行確定，直徑為0.4?0.Sm ;根據(jù)排滲能力、施工干擾、灰壩后期加高因素，下游側(cè)砂井中心與排滲褥墊上游側(cè)的距離為0.5?2.0m ;砂井回填材料采用中粗砂。
[0017]所述砂井以實(shí)際灰面為界，將其分成上、下兩段；砂井下段采用置換成孔、連續(xù)回填濾料施工方案；砂井上段用至少I(mǎi)個(gè)外側(cè)用土工布包裹的圓形土工格柵護(hù)籠進(jìn)行分層加高，并隨著壩前灰面逐漸升高，分層向護(hù)籠內(nèi)填筑中粗砂；下層護(hù)籠底部與砂井下段頂部連接在一起，下層護(hù)籠底部進(jìn)入砂井下段的深度不小于0.2m。
[0018]所述中粗砂中顆粒粒徑大于0.5mm的顆粒含量大于30%，粒徑大于0.25mm的顆粒含量大于60%。
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