康玲玲,劉 坤,袁月,王云璋,董飛飛,王文華
(1.黃河水利科學研究院 水利部黃河泥沙重點實驗室,河南 鄭州450003;2.華北水利水電大學 資源與環(huán)境學院,河南 鄭州450011)
(責任編輯 孫占鋒)
火電廠系指將煤、石油、天然氣等燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉換為動能以生產(chǎn)電能的工廠,按燃料的類別可分為燃煤、燃油和燃氣火電廠等,按功能又可分為發(fā)電廠和熱電廠。本文以目前最多的燃煤電廠為例,結合多年來從事水土保持方案編制的實踐和水土保持方案審查的體會,就該類項目水土保持方案編制的側重點進行探討,以期為同類建設項目的水土保持方案編制提供參考。
火電廠建設項目產(chǎn)生水土流失的主要時段在建設期,重點區(qū)域為電廠廠區(qū)、供排水管線區(qū)和廠外道路施工區(qū)。運行期水土流失主要發(fā)生在儲灰場。
(1)施工準備期。主要是為生產(chǎn)建設項目開工創(chuàng)造前提條件的水通、電通、路通和場地平整的“三通一平”施工。在此期間,表層土剝離、場地清理平整,以及隨之進行的土石方調(diào)運、道路填筑、管道開挖與填筑、供電線路架設等施工環(huán)節(jié),均會擾動原有地貌與植被,是產(chǎn)生水土流失的重點。另外,表層土的臨時堆放也很容易產(chǎn)生水土流失。
(2)基建期。將進行主體工程建筑物基坑和溝槽開挖、打樁,挖排水溝、管溝槽等,挖方和填方在時間、空間上有差異,土壤裸露在外。尤其是開挖后的臨時堆土存放時間較長,產(chǎn)生水土流失的時間較長,量也較大。該時期若不對開挖、回填或堆土的邊坡采取相應的如攔擋、苫蓋等防治措施,就很容易發(fā)生溝蝕,產(chǎn)生水土流失。
至于設備安裝期,通常情況下再次造成地表擾動的范圍就比較小,且主要是進行設備安裝或架設,因此造成水土流失的量及其危害的程度較為有限。
(3)生產(chǎn)運行期。生產(chǎn)運行期除主體工程建筑物和硬化場地、道路以及必要水域外,其余如廠區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)、廠外道路區(qū)及廠外管線區(qū)等區(qū)域的地表和周邊均采取了水土保持工程、植物措施,此時基本不產(chǎn)生嚴重的水土流失。實踐表明,生產(chǎn)運行期水土流失主要來自儲灰場,這主要是由于在堆灰過程中,灰渣和脫硫石膏裸露在外,容易受風蝕和雨水沖刷造成水土流失。
根據(jù)上述對火電廠項目水土流失特點與主要產(chǎn)生區(qū)域的分析,結合多個相關工程經(jīng)驗和在建工程實地調(diào)查體會,在火電廠建設項目水土保持方案編制過程中需注重以下幾個方面。
(1)項目基本情況。①明確項目名稱、工程性質(zhì)和建設單位,做到報告書前后一致。②明確項目的地理位置,最好采用兩種比例尺表示項目所處的地理位置,一般不必明確項目所在的經(jīng)緯度。③明確項目的工程任務、等級與建設規(guī)模,分期建設的還需說明總體規(guī)劃和本期建設規(guī)模。④對于“上大壓小”電廠,需說明“壓小”的主要內(nèi)容與具體安排,同時還應明確老廠機組拆除的后續(xù)處理方案和拆除過程中的水土流失防治責任。⑤明確項目建設的總投資、土建投資、出資單位與比例以及建設工期。⑥給出工程的主要技術指標及工程特性表。
(2)項目組成及主要建設內(nèi)容。①明確項目組成。盡量考慮后期預測單元規(guī)劃與防治分區(qū)劃分的需要,做到報告書前后一致。②廠區(qū)平面布置圖。主要建設內(nèi)容和等高線須在平面布置圖上清晰標明,并標注各工程區(qū)的名稱與設計標高;凡是改擴建工程需將原有工程與新建、改擴建工程用對比度較大的不同顏色標示。③說明主要建設內(nèi)容(包括附屬工程)、平面布置和豎向布置方式。④說明工程所需燃煤數(shù)量及其來源,以及運輸方式和主要運輸工具,本次工程建設需新建、改擴建的工程類型、數(shù)量(包括公路、鐵路及水運航道、碼頭建設標準、規(guī)模、規(guī)格等)等,并明確水土流失防治責任。⑤說明生產(chǎn)、生活和消防用水所需數(shù)量及其來源(附水量平衡圖),以及輸送方式和本次需建設輸水管道、蓄水池等工程的規(guī)模、規(guī)格(如管道長度、管徑及其布設情況,蓄水池布設位置、容量及其連接設施)等情況,并明確其水土流失防治責任。⑥說明所需石灰石用量及其來源,明確儲灰場堆灰工藝、石膏堆存方式、灑水水源、儲灰場防滲措施、灰渣運輸方式和需新建或改擴建運輸?shù)缆返惹闆r。⑦明確施工生產(chǎn)生活區(qū)的布設,說明接入系統(tǒng)布設及其建設等情況。⑧熱電廠需明確供熱指標和供熱面積以及供熱管網(wǎng)建設。⑨凡是灰渣綜合利用好、主體設計提出只設周轉灰場不設永久性儲灰場的,編制時需附全部灰渣綜合利用單位的協(xié)議文件。⑩改擴建電廠還需說明與原有工程的依托關系以及公用設施情況;凡是繼續(xù)使用或者聯(lián)合使用原有儲灰場的,其占地面積(或部分面積)和水土流失防治責任都應屬本期工程建設范圍。○1說明拆遷所涉及的戶數(shù)、人員數(shù)量及安置方式?!?2涉及專項設施改(移)建的,還需明確改(移)建方式和水土流失防治責任。
(3)工程征、占地。根據(jù)主體設計文件提供的占地表,重點結合施工實際和工程占地分析評價,復核、補充部分工程的臨時占地。①根據(jù)進廠道路、運灰道路、管線檢修道路的建設標準(參考道路橫斷面圖,包括所需兩側邊溝和行道樹等)和施工實際,復核各種道路的占地面積。②根據(jù)輸水管線長度、管徑及當?shù)刈畲髢鐾辽睿Y合施工工藝,即考慮管溝挖深、臨時堆土數(shù)量、寬度及其臨時攔擋,以及施工作業(yè)帶寬度等因素,復核輸水管線的占地面積。③根據(jù)場外排水(山丘區(qū)包括截洪)設施(溝渠或管道)規(guī)模、規(guī)格及布設情況,結合沿線地形、敷設方式和施工工藝,從施工實際出發(fā)復核其占地面積。④不論是剝離表土臨時堆放,還是周邊、相鄰工程區(qū)開挖土方調(diào)運期間的臨時堆放,都必須明確堆放場地,若征地范圍內(nèi)無法安排,就得增加臨時占地。⑤根據(jù)方案服務期內(nèi)棄灰渣、石膏數(shù)量,結合灰渣綜合利用、灰渣堆存方式,以及儲灰場所需修建管理站、周邊截排水溝、防風林帶等占地及施工需要,復核儲灰場占地面積。⑥明確表土剝離范圍、厚度、數(shù)量、堆放場地及其后期利用方向等。⑦對于改擴建電廠,還需說明已征地面積和本期新征地的面積。⑧結合項目區(qū)土地利用現(xiàn)狀,復核主體設計文件所給占地類型,完善工程占地表。
(4)土石方平衡表及流向框圖。①結合諸如管道工程的管徑大小、最大凍土深和施工工藝,排水溝的長度、斷面尺寸及施工工藝等實際,復核相關工程區(qū)的土石方量。②對于布設在平原、洼地區(qū)需大量填筑廠區(qū)的工程,應根據(jù)廠區(qū)防洪標準、歷史洪水位情況和地面高程,復核廠址區(qū)的標高及土石方量。③對于供水管線經(jīng)過土石或石質(zhì)山區(qū)的,還需明確管道敷設所需回填細土的數(shù)量及其來源。④對于修建鐵路專用線的電廠,應明確廠外鐵路專用線防洪標準、洪水標高和地面高程,并結合路基縱橫斷面圖和線路長度,復核土石方量并說明其來源。⑤說明土石方量是實方還是松方,并結合施工和調(diào)運實際,依據(jù)土石方調(diào)配的可操作性原則,制作土石方平衡表及流向框圖。
(1)措施設計標準。①工程措施防御標準一般按20年一遇24 小時最大暴雨量設計。②臨時排水措施防御標準一般按10年一遇24 小時最大暴雨量設計。
(2)工程、植物和臨時措施。①將表土剝離和基坑開挖土方分別堆存,并在周邊布設攔擋、排水或頂面苫蓋等措施。②填方邊坡設擋土墻,或結合上半部植物護坡設擋土短墻。③在挖方邊坡上緣外側設截水溝并與自然溝道順接,開挖面削坡并采用植物護坡或綜合護坡。④施工生產(chǎn)生活區(qū)設臨時排水溝,末端設沉沙池并與外排溝道順接。⑤依據(jù)主體設計并結合道路布設情況,廠內(nèi)設置永久性排水管道或帶蓋排水溝。⑥進廠道路兩側設排水溝、行道樹,并對大門外廣場進行綠化。⑦廠區(qū)綠化。如在圍墻周邊設防風林帶、路邊栽行道樹,空閑地和園區(qū)擬進行園林化設計,并根據(jù)實際情況布設灌溉設施。⑧北方及城市區(qū)電廠廠區(qū),還需布設如透水磚、蓄水池等降雨蓄滲措施。
以山谷型儲灰場為例,就儲灰場水土流失防治措施體系建設過程中的單項措施布設,說明方案編制時的側重點。
(1)灰壩坡面防護措施?;覊尾粚儆谒帘3执胧?,這里僅對灰壩外邊坡布設適當措施:①凡是初期壩體采用碾壓均質(zhì)土壩的,均在壩體邊坡和頂部覆土種草,以恢復植被。②為避免雨水沖刷土質(zhì)壩體坡面,造成表土流失,影響壩體穩(wěn)定,需在壩腳外沿設橫向截水溝,末端設沉沙池,并定期清理截水溝和沉沙池內(nèi)的淤積物。③凡是修建初期堆石壩的,下游應建消能設施,如在截洪溝的出口處設消力池,消力池出口處接海漫段,消力池材料可采用鋼筋混凝土、素混凝土、漿砌石等,海漫可采用干砌塊石等。
(2)周邊截、排水和防風林帶。①為使儲灰場上游坡面洪水及時排出,防止來水進入灰?guī)觳⒂绊憙覉霭踩?,需在儲灰場上游外圍堆灰標高之上修筑截洪?截洪溝斷面尺寸需依據(jù)匯流面積和設計暴雨資料經(jīng)洪水計算確定),截洪溝中的水經(jīng)急流槽進入消力池消能并經(jīng)沉沙池沉淀后,再通過引水溝匯入蓄水池中,可作為灰面灑水的水源。②為改善灰場周圍環(huán)境,減小風蝕,凡是條件允許的,都應在灰場周圍種植10 m寬喬灌混交的防風林帶。③在初期壩下游一側,最好能布設30 m 寬喬灌混交的綠化隔離帶。
(3)管理站綠化措施。利用周邊空閑地,栽植喬、灌、草,既起綠化作用,又起防風作用。
(4)臨時防護措施。剝離儲灰場施工面表土,并將其集中堆存于灰場內(nèi)一角,做好周邊攔擋、排水等防護措施,待灰面形成后可直接用作土質(zhì)壩坡的覆土。
(5)明確灰、渣和石膏分塊堆放方案。根據(jù)儲灰場容量和灰、渣、石膏數(shù)量,結合儲灰場地形,明確分期分塊堆存灰、渣、石膏方案,并給出隔堤典型設計。
(6)終期措施。①護坡工程?;以汛孢^程和后期削坡(形成1 ∶3 ~1 ∶4 坡比)開級(每升高8 ~10 m 設置5 m 寬馬道),待渣坡穩(wěn)定后,即可采用漿砌塊石框格種草護坡。②土地整治。灰渣頂面覆土整治,若后期作為農(nóng)地則鋪土厚0.8 ~1.0 m,作為林地鋪土厚0.5 m 以上,作為草地鋪土厚0.3 m 以上。③綠化工程。對儲灰場進行合理規(guī)劃,分區(qū)、分格進行土地整治,并種植鄉(xiāng)土優(yōu)良植被(或作為耕地)。
(1)附具有清晰等高線的儲灰場水土保持措施平面布置圖。
(2)附上述各項措施的典型設計圖及與平面圖相對應的剖面圖。
(3)植物措施還需明確苗木規(guī)格、種子用量及質(zhì)量要求、栽培技術和撫育管理措施。
(4)按工程、植物和臨時措施給出分區(qū)工程量表,其中生產(chǎn)運行期(即終期)工程量單列。
(1)本文根據(jù)火電廠項目主要建設內(nèi)容、施工工藝和水土流失特點,就其方案編制過程中需要著重注意的問題提出了意見,并給出了具體方案,可供同仁參考。
(2)有關電廠各分區(qū)水土保持措施的布設,盡管筆者也提出了自己的意見,但由于項目區(qū)所處地理位置不同和自然條件存在差異,還需結合實際,并在堅持因地制宜、臨時措施與永久措施相結合、工程措施與植物措施相結合的基礎上參考應用。