新疆某电厂灰场区域湿陷性地基处理

焦丽芳

（国核电力规划设计研究院，北京　100095）



新疆某电厂灰场区域湿陷性地基处理

焦丽芳

（国核电力规划设计研究院，北京100095）

摘要：结合新疆某电厂贮灰场的水文地质情况，分析了湿陷性黄土区域的地基处理方案，阐述了垫层法结合排水、封闭措施的施工技术，实践证明，采用该方法既消除了黄土的湿陷性，又节省了工程造价。

关键词：贮灰场，湿陷性黄土，地基处理，垫层法

1　贮灰场概况

新疆某电厂贮灰场位于厂址东南方向约2 km处，三面为山梁，西南侧为谷口，属于山谷型干灰场。本期2×350 MW机组设计煤种年灰渣等固体排放物总量约70. 5×104t（68. 1×104m3）。本工程灰渣综合利用率为100%，仅在综合利用事故及冬季暂不能综合利用时，灰渣等固废物由汽车运输至灰场贮存。初期灰场按存放2×350 MW机组1年灰渣及脱硫石膏量征地，初期灰场征地为12. 9×104m2。

灰场下游初期挡灰坝为碾压土石均质坝。灰场初期坝体最大坝高约5. 0 m，坝轴线长约255 m，外坡坡度为1∶2. 5，内坡坡度为1∶2. 0，外边坡铺设土工布，其上下均设砂砾垫层，采用干砌块石护面。内边坡铺设复合土工膜，其上下均设砂砾垫层，采用预制混凝土板护坡。后期堆积灰渣采用灰渣碾压边坡及库内一般灰渣碾压方式，最终堆灰高度23. 0 m。

2　坝址及库区工程地质条件评价

为判明场地内粉土湿陷性，本工程从探井和钻孔中采取12件不扰动土试样进行室内黄土湿陷性试验，试验结果列于表1。

根据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范公式4. 4. 4计算自重湿陷量Δzs值，计算结果详见表2。

表1　场地黄土湿陷性试验成果表

表2　自重湿陷性可能判断表

根据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范公式4.4.5，假定基础埋深1.50 m，β取1.50，进行湿陷量计算，结果列于表3中。

表3　湿陷等级及湿陷量预估表

综合表1～表3结果，根据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范4. 4. 2、表4. 4. 7，判断场地内分布的③粉土以非湿陷性土为主，局部为湿陷性土，场地为非自重湿陷性场地，湿陷等级Ⅰ级（轻微）～Ⅱ级（中等），结合场地粉土分布厚度、湿陷试验结果及相关经验，湿陷深度为按4. 50 m考虑。

3　贮灰场水文地质

场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，地下水的补给来源主要为大气降水、侧向径流，以地面蒸发为其主要排泄方式。由于工程场地气候干旱少雨，年降水量远远小于蒸发量，因此，工程场地地下水贫乏。勘测期间，勘探深度范围内未见地下水稳定水位。根据现场调查，结合厂址勘测结果，工程场地内地下水埋藏深，地下水稳定水位埋深大于50 m，可不考虑地下水对灰场坝体及灰场附属设施影响。

4　坝址及库区湿陷性粉土地基处理方案设计

黄土产生湿陷受内外两类因素的影响，内因是黄土的特殊结构性，以及黄土颗粒的排列和联结方式；外因是浸水与压力［3］。对于湿陷性黄土，根据建筑物抗震设防类别、技术经济比较、施工条件和就地取材等原则，选择适当的处理方法［1］。从黄土湿陷内因着手常采用以下方法：换填垫层法、强夯法、挤密法、预浸水法以及化学加固法［2］等等。从黄土湿陷外因着手可通过阻止地下水及地表水浸入黄土，消除黄土产生湿陷性的外界因素。

根据灰场坝址区域地质剖面图，整个坝轴线长255 m，仅在约100 m长度范围内地层中有粉土，且粉土埋深最大4. 5 m，部分区域粉土在表层，部分区域粉土为中间层。由于灰场初期坝为乙类建筑，依据GB 50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范6. 1. 1，乙类建筑应消除地基的部分湿陷量。根据坝址区实际地层，全部采用换填垫层或强夯，虽然安全可靠，但是造成了经济上的极大浪费，且施工时间较长。考虑到灰场区域无地下水且年降雨量大于蒸发量，因此可采用局部换填并结合排水、封闭等措施，隔绝地表水浸入地基，消除黄土产生湿陷性的内外因素。

对于表层粉土区域，采用3∶7灰土换填1. 0 m～1. 5 m，并在灰土上铺设复合土工膜，表层非粉土区域，清理基层并铺设复合土工膜，灰场库区及初期坝内侧边坡全部铺设复合土工膜，形成封闭的隔水层。防止地表水渗入坝基及库区，从而避免了粉土浸水，消除黄土湿陷的外在条件。

灰场区域不受河流、冲沟100年及200年一遇洪水影响，但灰场北、西、东侧为山体，灰场内仍受山坡坡面汇流影响。因此，在灰场内设置2座排水竖井，由排水暗涵引至灰场外的消力池。为防止初期坝坡面汇流对坝脚冲刷，在初期坝下游坝脚处设排水沟，引至远离初期坝低洼处。

经过上述办法处理后，灰场运行期间未发现有湿陷性现象，表明垫层法结合防排水措施对湿陷性黄土地基处理着实有效，且节省了造价，缩短了工期。

5　结语

本工程灰场区域地基处理从黄土湿陷的内外因共同着手，采取垫层法结合排水、封闭措施，既能消除黄土的部分湿陷性，又消除了黄土产生湿陷的外在条件，节省了工程造价，缩短了施工工期。

参考文献：

［1］徐昊.山区公路湿陷性黄土地基处理以及湿陷性评价方法［A］. 2013年度西部地区公路学会学术年会论文集［C］. 2013.

［2］黄雪峰，陈正汉，方祥位，等.大厚度自重沉陷性黄土地基处理厚度与处理方法研究［J］.岩石力学与工程学报，2007，26 （S2）：4333-4338.

［3］李毅男，张权，李维朝.基于防排水措施的灰场深厚湿陷性黄土地基处理［J］.中国水利水电科学研究院学报，2012 （1）：77-80.

Treatment design of collapse loess of a power plant ash yard in Xinjiang

Jiao Lifang
（State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute，Beijing 100095，China）

Abstract：Combining with the hydrological conditions of the ash storage region of the power plant in Xinjiang，the paper analyzes the foundation treatment scheme of the collapsible loose region，describes the construction technology of drainage and sealing measures. Practice proves that not only demolishes loose collapsibility but also saves engineering cost.

Key words：ash storage yard，collapsible loose，foundation treatment，cushion method

中图分类号：TU472

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0084-02

收稿日期：2016-01-20

作者简介：焦丽芳（1979-），女，工程师