某磷石膏库沉积滩面上防渗膜的抗风设计

2024-01-11程立家

有色金属设计 2023年4期

程立家，李兴

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明 650051)

0 引言

某磷石膏库现状已达到设计最终堆积标高，考虑到磷石膏的综合利用等问题，该磷石膏库目前未按相关规范的要求进行闭库。从建设单位自身角度出发，磷石膏的综合利用暂时还无法实现。为了防止更多的污水产生，减轻下游调节回水池的库容压力，拟在磷石膏库现状沉积滩面上通过铺设防渗膜的方式实现库内的清污分流。

防渗膜的制造工艺现已十分成熟，影响防渗膜正常使用的因素较多，其中，风压对防渗膜的影响就是一个重要因素。如何消除风压对防渗膜的破坏作用，也是设计能否顺利实现库内清污分流的重中之重。

1 工程概况

磷石膏库现状坝顶标高1 942.0 m，现状坝顶标高以上至库区周边截水沟之间的汇水面积为0.79 km2。现状沉积滩顶标高1 940 m，已堆积至设计最终堆积标高1 940 m。

设计拟对磷石膏库区滩面铺设厚度为1.0 mm HDPE双光面防渗膜作为阻隔层，防止入库雨水与磷石膏混合后形成污水。库区内的雨水在HDPE防渗膜阻隔下，通过新建库内排水设施将入库雨水排至库外，实现对库区滩面的清污分流。

2 沉积滩面上受到的有效吸力

根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)表D.4全国各城市的50年一遇雪压和风压，建设地点的基本风压值在该规范全国基本风压表上没有给出，将根据附近地区规定的基本风压资料近似确定。

参考项目附近地区的基本风压资料，其重现期为10年、50年和100年的风压值为0.2 kN/m3，0.3 kN/m3，0.35 kN/m3。磷石膏库也将据此基本风压进行设计。

基本风压ω0是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录，按基本风压的标准要求，将不同风仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地10 m高，自记10 min平均年最大风速，作为当地的基本风速ν0，再按伯努利公式确定基本风压。

得到其重现期为10年、50年和100年的风速分别为17.89 m/s，21.91 m/s，23.66 m/s；现场使用的HDPE防渗膜厚度为1.0 mm，则其单位面积质量μGM为0.94 kg/m2；现场高程z为1 946 m，坡面相关系数λ取1.0。

Se=0.646 5λ2e-(1.252×10-4)z-9.81μGM

得到在重现期为10年、50年和100年的风速情况下，防渗膜上有效吸力分别为152.93 Pa，234 Pa，274.53 Pa。

3 防渗区域抗风所需压载

现场使用的HDPE防渗膜厚度为1.0 mm，则其单位面积质量μGM为0.94 kg/m2；现场高程z为1 946 m。坡面覆土的密度ρP为1 500 kg/m3，根据公式

得到在重现期为10年、50年和100年的风速情况下，防止HDPE膜吸起的覆土厚度分别为10.39 mm，15.9 mm，18.66 mm；相应地，覆土所产生的压强为15.59 kg/m2，23.85 kg/m2，27.98 kg/m2。

现场采用装入磷石膏的土工膜编织袋作为重物压膜，4袋为1组，总重为100 kg，得到上述磷石膏编织袋压强所覆盖的有效面积分别为6.41 m2，4.19 m2，3.57 m2。数据详见表1。

表1 100 kg磷石膏编织袋压强覆盖的有效面积Tab.1 Effective area covered by the pressure of 100 kg bagged phosphogypsum

4 防渗膜锚固及压载

根据表1计算结果，该次防渗膜的锚固及压载按照100年一遇风压考虑。库内按照间距80 m设置1条锚固沟，锚固沟的顶宽为3 m，底宽1.0 m，深度为1 m，边坡坡比为1：1，防渗膜铺设后在其上回填磷石膏，在回填的磷石膏上铺设HDPE防渗膜(厚1.0 mm)，并与滩面上的HDPE防渗膜(厚1.0 mm)进行焊接，见图1。