火电厂竖向优化设计探讨

刘 婷 陈树屹

（中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，四川成都610021）

0 引言

在电厂设计中，厂区的竖向设计和场址标高的选择不容小觑，既关系着电厂的安全，又关系着投资的经济性。本文针对河北某电厂竖向设计进行分析，重点探讨了竖向设计的影响因素和场平标高的选取。

1 工程概况

1.1 地理位置

厂址位于河北省遵化市新店子镇程庄子村。厂址西侧紧邻承唐高速公路，距张唐铁路约0.7 km，东距112国道约1.8 km。

1.2 厂址交通运输

国道G112线呈北—南走向从厂址东面通过，距厂址约1.8 km；承唐高速公路呈北—南走向从厂址西面通过，距厂址约0.1 km。张唐铁路呈北—南走向从厂址西面通过，距厂址约0.7 km，张唐铁路设有团瓢庄站，位于厂区西北侧约0.8 km处。电厂铁路专用线从团瓢庄站引接。

1.3 厂址地形地貌

厂址区为山前平原，地形平坦开阔，地面高程在36.8～40.0 m之间，自然地势呈东南高西北低，自然地面坡度3‰左右，东西两侧为行洪通道。

1.4 水文气象条件

本工程厂址为山前平原，厂址百年一遇洪水位数据如表1所示。

表1 厂址百年一遇洪水位数据

2 厂区总平面推荐方案简述

综合考虑地形、用地范围线、铁路专用线引接、出线、进厂道路引接及供热规划等条件，确定厂区总体布置格局为：主厂房A排向东，固定端朝南、扩建端向北，厂区长轴平行于平东公路，电厂铁路专用线布置在张唐铁路与承唐高速之间，采用管带机输送进厂，出线向东再折向北。

3 厂区竖向影响因素分析

3.1 影响厂区标高的主要因素

厂址东侧为东南—西北流向的黎河二级支流，在厂址西北侧约1 km处汇入黎河一级支流，该二级支流厂区段主要为行洪通道，而附近历史最高洪水位又高于场地自然标高，因而防、排洪问题是影响本工程厂区标高的第一重要因素。影响厂区标高的另一主要因素是土石方的平衡及工程量大小。

在考虑防、排洪和土石方平衡问题时，应兼顾考虑厂区与周围地形和交通设施的合理衔接。就本工程而言，厂区到厂外道路引接有足够的展线距离，故道路引接不是标高制约因素。

厂区场平标高还受以下因素影响：

（1）工艺系统要求：如主厂房、冷却塔、煤场的合理衔接。

（2）地形地质要求：厂区与周边地形的合理衔接（边坡、挡墙）。

（3）弃、购土条件。

3.2 厂区防洪标准

根据GB 50660—2011《大中型火力发电厂设计规范》4.3.14和4.3.15条：

厂址场地标高应考虑与发电厂等级相对应的防洪标准：当电厂规划容量大于400 MW时，防洪标准（重现期）取100年。

对位于江、河、湖旁的发电厂，其防洪堤的堤顶标高应高于设计高水位0.5 m；当受风、浪、潮影响较大时，应再加50年一遇的浪爬高。

4.3.16条第1条：厂区不设防洪堤时，主厂房区的室外地坪标高应高于设计高水位的0.5 m。厂区设有满足防洪要求的防洪堤且有可靠的防内涝措施时，厂区场地标高可适当低于设计洪水位。

3.3 厂区防涝措施

就本工程而言，历史最高洪水位40.70 m与场地自然标高（36.80～40.00 m）相差不大，而厂区用地面积也不大（约18.25 hm2），填方工程量并不高。在土源能得到保证而工程费用又不会太高的情况下，很显然适宜采取填高场地的措施，一劳永逸地解决电厂防洪问题。

4 厂区竖向优化设计

4.1 厂区竖向优化设计思路

厂区采用填高方案解决防洪问题，竖向设计的优化思路主要着眼于土石方的平衡及工程量的经济性，优化设计思路如下：

（1）结合工艺系统优化厂区用地，减少填土区域。

（2）在满足场地排水坡度的条件下优化各功能区场平标高，在满足洪水位线性变化要求的前提下，尽量降低标高，减少填方工程量。

（3）解决好土源问题，使场平填土有保障。充分利用工程内部的多余挖方（如基槽余方等）作填土使用，即可使经济性达到最优。

（4）根据厂区布置及洪水位线性变化的特征，本工程结合地形及行洪通道方位，为了降低主厂房区域土方工程量，在厂区东、南两侧设0.5 m高的防洪围墙基础，这样主厂房区的室外地坪标高高于1%一遇设计高水位标高即可。

4.2 厂区竖向设计方案

本工程厂址属山前平原，地形平坦开阔，自然地势呈东南高西北低，地面坡度3‰左右，相对高差小于3 m，因此，厂区竖向布置采用平坡式布置。

厂区各个功能区场平标高结合厂区总平面布置、自然条件和线性变化的洪水位以及厂区设计坡度，合理确定各功能分区的场平标高。

4.2.1 主厂房区场平标高

主厂房区自然高程为37.50～38.96 m，南侧围墙及东侧围墙洪水位为40.70～38.26 m，结合厂区总平面推荐方案按照内插法计算主厂房区最高洪水位位于汽机房东南侧，标高约为40.00 m，#2汽机房东北侧洪水位标高约为38.50 m；考虑在厂区东、南两侧设0.50 m高的防洪围墙基础后，则主厂房区不受东南两侧行洪通道洪水位影响，而东北侧随着洪水位的降低，设置0.50 m超高后的标高为39.00 m（38.50+0.50=39.00 m）。因此，主厂房区按东南侧洪水位标高不设0.50 m超高确定的场平标高为40.00 m，同时满足东北侧洪水位标高增加0.50 m超高的要求。

4.2.2 冷却塔区场平标高

冷却塔区自然高程为38.30～39.05 m，南侧围墙洪水位为40.70～38.32 m，结合厂区总平面推荐方案按照内插法计算冷却塔区最高洪水位约为40.00m，则冷却塔区场平标高为40.00m。

4.2.3 煤场区及卸煤设施区场平标高

煤场区及卸煤设施区自然高程为36.80～37.82 m，西侧围墙洪水位为38.32～28.26 m，结合厂区总平面推荐方案按照内插法计算冷却塔区最高洪水位约为39.00 m，则煤场区及卸煤设施区场平标高为39.00 m。

4.3 土方工程量

4.3.1 厂区场平土方工程量

场地排水坡度按不小于0.3%考虑，按上述场平标高，采用方格网法计算得出厂区（含边坡）场平工程量：挖方0，填方29.96×104m3。

4.3.2 填土土源

整个工程内部能提供填土土源为厂内建构筑物基槽余方。欠方考虑矿粉或灰场土回填。

4.3.3 边坡工程量

根据厂区总平面布置及竖向设计标高，经场地平整后厂区边坡主要为凌空面约2 m填方边坡，为避免雨水对边坡坡面冲刷，在边坡结构形式上采取浆砌片石护面的处理方式。

5 结语

结合厂址地形地貌及地质条件，本文中电厂竖向采用平坡式布置。各功能区标高选择，充分考虑厂区土石方、洪水位标高、场地坡度等工程量，确定综合投资最省的场地设计标高，提出科学合理的竖向设计方案，厂内外设施标高衔接适当，节省投资。