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

1、山西水利魯魯水土保持2013年第9期煤層氣液化項(xiàng)目水土保持棄渣場(chǎng)設(shè)計(jì)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)[摘要]介紹了沁水縣浩坤煤層氣有限公司煤層氣液化項(xiàng)目區(qū)概況，對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行庫(kù)容計(jì)算，根據(jù)棄渣場(chǎng)高程一面積一庫(kù)容曲線，確定該棄渣場(chǎng)庫(kù)容和棄渣場(chǎng)的工程等級(jí)，采取工程措施與植物措施相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)棄渣場(chǎng)，有效促進(jìn)主體工程及水保工程的開(kāi)展進(jìn)度，達(dá)到減少?gòu)S區(qū)水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的效果。[關(guān)鍵詞]棄渣場(chǎng)；水

2、土保持；擋墻；截水溝；煤層氣[中圖分類號(hào)]s157[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C[文章編號(hào)]lOO4—7042(2013)09一oo17—021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5O萬(wàn)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1985hmz，土石方挖填總量l433萬(wàn)m，其中棄方515萬(wàn)m3，棄于棄渣場(chǎng)。本項(xiàng)

3、目包括廠區(qū)工程、場(chǎng)外道路、輸氣管線、輸電線路、棄渣場(chǎng)。通過(guò)查看項(xiàng)目所在地地形圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，確定本項(xiàng)目棄渣場(chǎng)選在廠區(qū)西部600m處一沖溝里。下文對(duì)棄渣場(chǎng)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(chǎng)庫(kù)容計(jì)算根據(jù)1：5000地形圖，首先量出不同高程對(duì)應(yīng)的占地面積，然后計(jì)算出各層間庫(kù)容及累積庫(kù)容，并繪制高程一面積一庫(kù)容關(guān)系，見(jiàn)圖1。I庫(kù)容ll★層間面積l層間面積，hm2O02o406081468l012庫(kù)

4、容，萬(wàn)m高程一面積一庫(kù)容關(guān)系圖根據(jù)圖1可以看出，棄渣場(chǎng)堆高至670m高程時(shí)，可堆放棄渣605萬(wàn)m，。該項(xiàng)目在建設(shè)期產(chǎn)生的棄土、棄石量515萬(wàn)in。，最終堆高6687m，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(chǎng)高程一面積一庫(kù)容曲線，確定該棄渣場(chǎng)庫(kù)容為515萬(wàn)In3，堆高為207m，工程等級(jí)為V等，防洪采用20年一遇設(shè)計(jì)，5O年一遇校核標(biāo)準(zhǔn)。4工程措施41措施布設(shè)棄渣場(chǎng)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

5、程：在棄渣場(chǎng)溝口高程為648m位置布設(shè)重力式漿砌石擋墻，長(zhǎng)10m，地面以上高2m，地下埋深08m。排水工程：在棄渣場(chǎng)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(lái)水通過(guò)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5rn設(shè)3m寬?cǎi)R道。覆土工程：棄渣坡面、頂部覆土厚度為03m，坡面、馬道平臺(tái)、頂面覆土后采取植被恢復(fù)措施。42覆土來(lái)源坡面和頂面覆土均來(lái)自棄渣場(chǎng)內(nèi)。

6、采用庫(kù)容置換方式，庫(kù)前堆放棄渣，可在庫(kù)尾取土覆土，依次進(jìn)行，覆土后采取植被恢復(fù)措施。43水文計(jì)算根據(jù)水文經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算洪峰流量，擋墻以上匯流生!旦囹5O5O5O5Ⅲ／恒i圖2OSHANXIWATERRES0URCES面積042km2，其中左側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為025kmz；右側(cè)截水溝相應(yīng)的匯流面積為017km。經(jīng)計(jì)算，50年一遇1h暴雨量為7497mm，20年一遇1h暴雨量為6242mm。工程防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì)，50年一遇校核

7、。根據(jù)《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》，棄渣場(chǎng)洪水流量計(jì)算公式為：Q=O278kiF式中：p——最大洪峰流量，m3／s；——設(shè)計(jì)頻率的平均1h降雨強(qiáng)度，mm／h；|i——徑流系數(shù)，取04；一匯水面積，km。經(jīng)計(jì)算，擋墻上游左側(cè)Q2％=208m3／s，Q，％=174m3／s；擋墻上游右側(cè)p2％=142m3／s，Q5％=118m3／s。44建筑物設(shè)計(jì)441擋墻在棄渣場(chǎng)下游的沖溝出口處采用漿砌石擋墻進(jìn)行攔擋，墻高2m，長(zhǎng)10m，墻頂高程650

8、m，墻頂寬1m，基礎(chǔ)底寬315m，上游坡比1：05，下游墻面垂直于地面，墻趾及墻踵寬均為05m，用M75水泥砂漿砌石砌筑，M10水泥砂漿勾縫。為了排除棄渣場(chǎng)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。44_2截水溝在棄渣場(chǎng)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)，5O年一遇校核。采用漿砌石矩形斷面型式，壁厚04m。按照明渠均勻流公式，經(jīng)計(jì)算，棄渣

9、場(chǎng)頂面上游左側(cè)截水溝采用底寬1m、深12m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水，考慮02m的超高，截水溝深14m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬1m，深14m，漿砌石壁厚04m，長(zhǎng)3028m；棄渣坡面左側(cè)截水溝采用底寬06m，深05m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水，考慮02m的超高，截水溝深07m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬06m，深07m，漿砌石壁厚04m，長(zhǎng)752m。棄渣場(chǎng)頂面上游右側(cè)截水溝采用底寬09in、深1m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水，考

10、慮02m的超高，截水溝深12m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬09m，深12m，漿砌石壁厚04m，長(zhǎng)2048in；棄渣坡面右側(cè)截水溝采用底寬O5m、深O5m的漿砌石矩形結(jié)構(gòu)可以滿足校核洪水，考慮02m的超高，截水溝深07m，確定該結(jié)構(gòu)尺寸為底寬05m，深07m，漿砌石壁厚04ITI，長(zhǎng)752m。443橫向排水溝在棄渣場(chǎng)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04m，側(cè)墻和底板厚均為04m，共布設(shè)86m。444護(hù)坦在棄渣場(chǎng)下游截

11、水溝末端各修筑l座干砌石護(hù)坦，干砌石護(hù)坦長(zhǎng)10m，寬5m，干砌石厚度05m，碎石墊層厚度02m。445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(zhǎng)74m，高為03m，頂寬03m，兩側(cè)邊坡1：1，擋水土埂在整地過(guò)程中一并實(shí)施，不單列投資。446土地平整在棄渣場(chǎng)達(dá)標(biāo)最后設(shè)計(jì)標(biāo)高66871TI后，對(duì)棄渣場(chǎng)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)。447堆放形式棄渣從擋墻開(kāi)始向

12、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(guò)推土機(jī)往返對(duì)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(guò)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(tái)，平臺(tái)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(chǎng)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(wàn)穴，每穴3株，株行距l(xiāng)m~lnl，考慮2％的損耗，沙棘06in高，生長(zhǎng)健

13、壯，無(wú)病蟲害；披堿草撒播，穴尺寸40em~40cm，每公頃播種4Okg，草種純凈，發(fā)芽率90％以上，無(wú)病蟲害。6結(jié)語(yǔ)棄渣場(chǎng)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(duì)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(kāi)展進(jìn)度。棄渣場(chǎng)建成后，可達(dá)到減少?gòu)S區(qū)水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的效果。[作者簡(jiǎn)介]白東升(1983一)，男，2009年畢業(yè)于山西大學(xué)水土保持與荒漠化防治專業(yè)，助理工程師。[收稿日期]2013—07—11_[修回日期]2013—08