摘要：燃煤发电厂要排放大量的灰渣，灰渣首先应考虑综合利用，当不能完全综合利用时，需建设粉煤灰堆放场地-灰场。本文针对山西某项目的山谷灰场，论述了山谷灰场的一般设计内容。
关键词：燃煤发电厂；山谷灰场；设计
1.概述
根据国家十部委下发的《粉煤灰综合利用管理办法》（第19号令）中的有关规定，新建电厂应综合考虑周边粉煤灰利用能力，以及节约土地、防止环境污染、避免建设永久性粉煤灰堆场，确需建设的，原则上占地规模按不超过3年储灰量设计。
本文针对山西某燃煤发电项目，简要论述灰场的设计，包含灰场坝体、灰场排洪、灰场防渗、运灰道路等 。
2. 灰场概况
该项目建设规模为2×350MW循环流化床机组，年排灰、渣及脱硫石膏量（设计煤种）共143.2816×104t。
该项目厂外贮灰场位于厂址西北侧约1km 的山沟内，属山谷型灰场，该沟北高南低。电厂采用干除灰，贮灰场为干灰场，灰渣及石膏均采用汽车外运。本期灰场占地面积约25公顷(不含绿化面积)，堆灰标高1156.0m。灰场库容约为474.50×104 m3，可满足本期工程贮灰约3.0年。
2.1 灰场地形地貌
拟建贮灰场区域为高原丘陵区，地势北高南低，沟谷呈“U” 字型，沟壁陡立，坡顶高程为1120~1130m，沟底高程约1116m，两侧沟谷坡度约35°~50°，部分地段黄土冲沟侧壁陡立，坡度大于75°。灰场区域灌木植被发育，伴有耕地。
3. 灰场主要设计内容
灰场主要设计内容包含：灰场坝体的设计、灰场排水设计、灰场防渗设计、灰场运灰道路、灰场管理站、灰场施工运行等内容。
3.1 灰场坝体
灰场坝体由初期坝和后期调湿灰碾压子坝组成，初期坝的作用是兼具挡灰和拦洪功能。初期坝为带堆石棱体的碾压土坝，初期坝顶标高1126.00m，坝长54.96m，顶宽8.0m，坝高约为10m，上游边坡1:2.0，下游边坡1:2.5；堆石棱体顶面标高1120.00m，长48.60m，顶宽2.0m，堆石棱体高约为4m，石料的最大粒径不得大于600mm，最小粒径不得小于200mm，棱体上下游坡1:2.0，坝下游边坡与山体连接处设排水沟，排水沟平均深度0.5m。
碾压子坝是灰场在运行过程中，在初期碾压堆石坝内侧用电厂排出的调湿灰沿初期碾压堆石坝由下向上分条、分块碾压而成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最终贮灰标高1156m，最大堆灰高度40m，形成库容约474.50X104m3，可满足本工程贮灰渣及脱硫石膏约3年的要求。为防止坡面飞灰及雨水冲刷外坡，运行过程中外边坡需及时覆土，并用粉煤灰混凝土砌块护面。灰场终止使用时，应在灰场顶面复土还耕或者植树绿化进行封场。
3.2 灰场排水系统
干灰场的排水是指灰场区域内雨水和进入灰场内客水的排泄。本工程采用竖井加排水涵管、消力池的排水系统。
雨季时为使灰场内表面径流的雨水和暴雨时灰场内的洪水及时排走，保证干灰碾压的正常作业，需在灰场内设一套排水系统，排水系统由设在灰场内的内径为φ1600mm的一条钢筋混凝土排水涵管、2座排水竖井、1座坝外消力池组成，排水涵管与设在初期坝下游坡脚的消力池相连，暴雨期间的洪水经消力池消能后排入下游冲沟。干灰堆放时应先从灰场边界开始向里堆贮，使干灰作业面形成向排水竖井方向倾斜的坡面，并保证竖井周围的灰面始终为灰场的最低处，以保证雨水顺利进入排水竖井。在灰坝下游坡面与两侧山体相交处设置浆砌石排水沟,灰坝下游坡的马道内侧也设一条排水沟与两坝肩排水沟相连,以解决堆灰下游坡面的排水。
本灰场山体沟壁陡立，不在山体上修筑永久截洪沟，拟在灰面修筑截洪沟。截洪沟施工随堆灰的延伸在粉煤灰上修筑，永久截洪沟未施工完毕之前的截洪排洪方式采用PVC活动式截洪沟。
3.3 灰场防渗
灰场的防渗是指在灰场底部以及侧面设置隔水层，阻断灰场与外界的水力联系，避免灰水外渗污染环境。该项目灰场防渗体系主要采用1.5mm厚HDPE(高密度聚乙烯防)渗土工膜，施工时先将库区内地表清基整平，然后铺设土工膜，再用300mm厚的砂土覆盖保护，这样可以达到较好的防渗效果。
3.4 灰场运灰道路
依据《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）相关要求，本运灰道路为山岭重丘三级厂外道路，采用水泥混凝土路面。道路纵坡限制i≤8%，车速限制≤30km/h。
本项目灰场运灰道路利用电厂南侧已建成的一级公路，在灰场附近大居村西边新建向北进入水日沟的专用运灰道路，此段道路尽可能沿已有土路路游，并将土路升级改造，最终到达灰场初期坝1126.0m标高处。
该项目运灰道路大部分地段为填方路基，由于受征地范围边界的限制，运灰道路两侧不能自由放坡，设计时在征地边界处设置挡土墙，挡土墙的最大墙身总高度为12m，采用扶壁式钢筋混凝土挡土墙。
3.5 灰场管理站
该项目灰场离厂区较近，且灰场内没有合适的场地建设灰场管理站，灰场管理站暂且设置在厂区内。
3.6 灰场施工运行
3.6.1 堆灰作业顺序及方式
灰场采用分区运行的方式，将灰渣与脱硫石膏分区域堆放。电厂排出的干灰渣由初期坝前开始向库区内堆贮，脱硫石膏由库尾向库区内堆放，在灰场内不单独建设分隔坝。
堆灰方式采用分层平起进占法，即推土机将自卸车卸下的灰渣或石膏进行整平，然后在整平的灰渣或石膏上面用振动碾碾压，分层堆放分层碾压，直至达到设计堆灰标高。
运行期间应严格按此顺序及方式进行堆灰，不得乱堆乱放。
3.6.2 堆灰的堆铺及碾压
灰场内灰渣的堆放分为灰渣子坝加高区和灰场内部灰渣堆放区两个区域。干灰堆贮时应先从灰场下游坝上游开始，逐层堆铺。先进行子坝区域施工，再进行灰场内部灰渣区域施工（即一级子坝形成以后，再进行本级子坝内部灰渣的堆贮）。
灰场的运行严格按照先修建后期子坝，形成防洪库容，然后再往灰场库区存贮灰渣的顺序。下一级子坝加高的时间由灰场的剩余库容决定，当灰场的剩余库容只能容纳一次洪水总量时，就必须进行下一级子坝加高。
灰渣应逐层堆铺，分层碾压密实，不得有漏压和欠压。
为避免车辆压坏灰场内防渗膜，进入灰场的运灰车辆应沿固定的临时运灰道路行驶，且车辆转弯时应尽量加大转弯半径。
电厂采用灰渣分除的方式，灰场内铺灰的同时应利用粗渣及石子煤铺设灰场内临时运灰道路，临时运灰道路的布置可根据灰渣堆放作业点位置现场设置。
对于灰场的边角部位及其它不易碾压的部位，应使用手扶压路机进行碾压。
3.6.3 防飞灰措施
干灰运输前应在灰库内进行调湿，根据不同季节及天气情况相应调整，大风、晴天时含水量应适当增加，冬季负温下施工含水量需适当降低。
在灰场的运行过程中，对不同的暴露面应分别采取防护措施，既碾压作业面施行洒水抑尘，永久坡面（子坝下游坡）施行覆土植草或覆土铺砌块植草保护，灰场顶面采用覆土植草保护，临时暴露面采用喷洒复合型灰场覆盖剂或临时覆土抑尘。
论文作者:孙娟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/24
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