山东某电厂平原灰场防渗研究
2014-08-11纪成亮李仁杰
刘 灿 纪成亮 李仁杰
(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250100)
山东某电厂平原灰场防渗研究
刘 灿 纪成亮 李仁杰
(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250100)
结合山东某电厂灰场的地理位置，通过对各地层渗透性评价及防渗方案评价，确定水平防渗以软塑状态淤泥质粘土为天然防渗层，垂直防渗采用深层搅拌桩截渗墙方案，并对筑坝材料的选择作了阐述，较好的解决了灰场渗漏的问题。
灰场，渗透性，防渗层
1 概述
灰场存在冲灰水，灰场运行后，整个区域的地下水水位将会抬高[1]。据调查了解，周围村庄的生活用水主要是地下水，由于冲灰水和大气降水的长期入渗，可能对周围的地下水的水质产生影响，因此必须对灰场进行防渗处理，解决灰水的渗漏问题，保护地下水的水质[2]。
2 场地渗透性评价及防渗层选择
2.1 场地渗透性评价
根据室内变水头法渗透试验，将各层土渗透系数列于表1中。
表1 室内试验测定的各土层渗透系数统计表 cm/s
分析可知，③,⑤,⑦层粉土均为稍密状态，其颗粒相对较粗，为相对强透水层，其渗透性不能满足设计对灰水的防渗要求；④淤泥质粘土,⑥层粘土,⑧层粘土多为可塑、局部软塑状态，其渗透系数K20试验值为2.27×10-6cm/s～8.12×10-8cm/s，其渗透性能满足设计对灰水的防渗要求，为相对隔水层。
2.2 防渗层的选择
④层软塑状态淤泥质粘土其渗透系数K20算术平均值为4.74×10-7cm/s，渗透性较差，能满足设计对灰水的防渗要求，且埋藏较浅，为相对较好的隔水层。⑥层粘土其渗透系数K20试验值为8.12×10-8，渗透性较差，亦为较理想的防渗隔水层，但⑥层粘土埋深相对④层淤泥质粘土大，施工较困难。⑧层粘土其渗透系数K20试验值为2.48×10-7，渗透性较差，但⑧层粘土埋深大，施工较困难。
综上所述，根据各层土的工程性质比较，认为④层淤泥质粘土为较理想的工程防渗隔水层。
3 防渗方案评价
灰场内④层淤泥质粘土为相对隔水层，库区内连续分布，平均渗透系数为4.74×10-7cm/s，可视为相对隔水层。因此，水平防渗可利用该层作为天然防渗层。
垂直防渗有垂直铺塑截渗墙和深层搅拌桩截渗墙两种方案。由于在进行灰场截渗勘测过程中发现钻孔不护壁将存在较严重的塌孔现象，且地下水位较高，因此垂直铺塑成槽将非常困难，存在开槽后的回填土无法夯实、槽底易存在塌落土而使薄膜不易铺至实土、薄膜的搭接施工质量不稳定等因素[3]，防渗效果不甚理想，并且开槽后对坝体的强度和稳定将造成不利的影响。
深层搅拌桩截渗墙方案可解决上述问题。该方案的主要优点为施工墙体不需开槽，可避免垂直铺塑截渗墙中因开槽出现的塌孔、槽内填土无法夯实等问题，且该方案的投资与垂直铺塑截渗墙方案基本相当。同时更重要的是采用该技术，在施工中不破坏坝体，通过压力喷浆，对坝体还有一定的加固作用[4]。深层搅拌桩截渗墙墙体厚度均匀连续，墙体渗透系数根据水泥浆及其他外加剂的掺入量的不同可达到A×10-6cm/s～A×10-9cm/s(1 因此，本工程建议采用天然防渗加人工防渗的复合防渗措施，以④层淤泥质粘土作为库区底部的天然防渗层，对于人工防渗建议垂直方向上采用深层搅拌桩截渗墙方案形成截渗帷幕，形成相对封闭的系统。 4.1 筑坝材料的选择 从场地的地层岩性看，场地内主要分布的土层为填土、粉土、粘土及淤泥质土，根据规范的要求，淤泥、冻土、有机质含量超过5%、水溶盐含量超过8%的土层及地下水位以下的岩土不宜作为筑坝材料。因此场地内地下水位以上的粉土及少量的粘土均可作筑坝材料，其余土层及局部土层由于含较多的植物根而不可作筑坝材料。若该储量无法满足筑坝所需，可以考虑利用粉煤灰进行分期筑坝、购买筑坝土料或开采地下水位以下土料并人工翻晒或降水等措施[5]。 由低塑性的粉土构成的坝体，由于粉土的内聚力较小，容易流失。因此应考虑适宜的措施，防止坝体土流失。 4.2 筑坝材料的渗透性及抗剪强度指标 坝体材料的渗透性与其筑坝材料的颗粒组成及施工过程中的碾压效果有关。在试验室内取得最大干密度ρdmax而其最优含水量应在15%～19%之间的粉土，其渗透系数为1.50×10-6cm/s～7.60×10-7cm/s。 坝体材料的抗剪强度除与其筑坝材料的组成及施工过程中的碾压效果有关外，还与是否浸水有关。考虑到灰场运行后，将受到灰水的浸泡，因此，在勘测过程中对击实后的土样室内抗剪强度试验采用了浸水快剪和不浸水快剪两种方法，统计结果列于表2中。 表2 坝体材料的抗剪强度统计值 根据对灰场渗透性及防渗方案评价可知，以④层淤泥质粘土作为库区底部的天然防渗层，对于人工防渗建议垂直方向上采用深层搅拌桩截渗墙方案形成截渗帷幕，形成相对封闭的系统，可以较好的解决灰场渗透问题。场地内地下水位以上的粉土及少量的粘土均可作筑坝材料。由低塑性的粉土构成的坝体，由于粉土的内聚力较小，容易流失。因此应考虑适宜的措施，防止坝体土流失。 [1] 张金兰,常增亮.胶南大场镇滩涂灰场渗透性评价[J].电力勘测设计,2008(1):24-26. [2] 韦 炜.浅谈火力发电厂干灰场防渗设计[J].大众科技,2010(3):66-68. [3] 张 明,苏秋克,王艳平,等.特殊地形地貌区燃煤电厂灰场防渗对策[J].电力环境保护,2009(25):43-45. [4] 赵西文,贾东亮.某火力发电厂贮灰场防渗处理建议[J].重庆建筑,2010(5):40-42. [5] 高 岚,陈德智.贮灰场坝基防渗措施[J].吉林电力,2010(2):30-32. Study on the leakage of a power plant’s ash field in Shandong province LIU Can JI Cheng-liang LI Ren-jie (ShandongElectricPowerEngineeringConsultingInstituteCo.,Ltd,Jinan250100,China) Combining with the field location of a power plant gray field in Shandong, through the permeability evaluation and anti-seepage scheme evaluation of each layer, determined the scheme taking the level anti-seepage and soft plastic state silty clay as natural anti-seepage layer, the vertical anti-seepage using deep mixing pile cutoff wall, elaborated the dam materials selection, better solved the ash field leakage problems. gray field, permeablility, anti-seepage layer 1009-6825(2014)35-0082-02 2014-10-08 刘 灿(1982- )，男，硕士，工程师； 纪成亮(1985- )，男，硕士，工程师； 李仁杰(1985- )，男，硕士，工程师 X773 A4 筑坝材料
5 结语
