譚豐，呂程

（中機第一設(shè)計研究院有限公司，合肥230601）

1 工程概況

某生活垃圾焚燒發(fā)電項目，建設(shè)規(guī)模為1×400 t/d機械爐排爐，配置1×9 MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，年運行小時數(shù)≥8 000 h，年處理生活垃圾13.35×104t。綜合主廠房中垃圾倉采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁筏式基礎(chǔ)。垃圾倉平面尺寸為26 m×24 m，垃圾倉底標(biāo)高為-6.000 m，卸料平臺標(biāo)高為7.000 m，垃圾倉側(cè)壁頂部標(biāo)高22.500 m。垃圾倉基礎(chǔ)筏板厚度1 500 mm；垃圾倉側(cè)壁墻體厚度-6.000～7.000 m、標(biāo)高為500 mm，垃圾倉側(cè)壁墻體厚度7.000～16.500 m、標(biāo)高為400 mm，垃圾倉側(cè)壁墻體厚度16.500～22.500 m、標(biāo)高為300 mm；垃圾倉側(cè)壁混凝土柱截面為1 200 mm×800 mm，柱間距最大為8 m。

此工程按照垃圾倉有效容積不少于7 d的額定垃圾焚燒量設(shè)計[1]，垃圾倉內(nèi)垃圾堆積按照從卸料平臺門側(cè)7.000 m標(biāo)高斜堆至垃圾進料斗側(cè)18.000 m標(biāo)高設(shè)計。設(shè)計計算時，垃圾倉內(nèi)垃圾堆積密度取值5 kN/m3[2]，考慮垃圾倉底部6 m高度范圍內(nèi)有滲濾液聚集，此范圍垃圾平均堆積密度取值9 kN/m3。設(shè)計垃圾倉儲量約6 000 t，能達到約14 d額定垃圾焚燒量。該項目在正常投產(chǎn)運營11個月后，出現(xiàn)垃圾倉周邊地坪開裂，垃圾倉側(cè)壁局部變形的情況。

2 垃圾倉變形情況與原因分析

2.1 垃圾倉變形情況

經(jīng)過對現(xiàn)場的勘測，對變形的垃圾倉部分墻、柱檢測和變形觀測及對垃圾倉周邊局部回填土檢測得出以下結(jié)果：

經(jīng)鑒定該項目垃圾倉結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸、混凝土強度等級、配筋均符合原設(shè)計要求。垃圾倉側(cè)壁結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大變形量統(tǒng)計見表1。

表1 垃圾倉側(cè)壁結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大變形量統(tǒng)計

垃圾倉沉降觀測共設(shè)置觀測點7個，經(jīng)過間隔9 d的2次觀測結(jié)果比較，最大沉降量變化量為1.43 mm。垃圾倉正負(fù)零以下周邊回填土壓實度采用環(huán)刀法檢測結(jié)果為：垃圾倉爐前上料口側(cè)正負(fù)零以下周邊回填土壓實度為0.89，其余側(cè)回填土壓實度為0.94。

2.2 垃圾倉變形原因分析

首先，對原設(shè)計進行了復(fù)核計算，原設(shè)計滿足規(guī)范要求。其次，對現(xiàn)場運營情況進行了解，發(fā)生垃圾倉側(cè)壁變形前1個月左右，運營單位實際統(tǒng)計倉內(nèi)垃圾儲量始終超過9 000 t，倉內(nèi)垃圾堆積高度除卸料門側(cè)，其余側(cè)均達到了垃圾倉側(cè)壁頂22.5 m標(biāo)高處，垃圾存儲量超出了設(shè)計要求的安全值?，F(xiàn)場隨機抽檢倉內(nèi)上部垃圾堆積密度為7 kN/m3，垃圾含灰土成分較高，實際垃圾堆積密度比設(shè)計取值大。垃圾倉底部滲濾液位高度達到10 m左右，且較長時間滯留在倉內(nèi)。垃圾倉正負(fù)零以下周邊回填土部分區(qū)域施工質(zhì)量不滿足設(shè)計要求。

以上情況分析得出結(jié)論：垃圾倉整體未出現(xiàn)不均勻沉降，垃圾倉側(cè)壁變形以豎向平面外變形為主，垃圾倉變形較大的地方出現(xiàn)在垃圾堆載較高的側(cè)壁0～8 m標(biāo)高范圍內(nèi)。其中，爐前垃圾倉側(cè)壁變形較大，已超出設(shè)計允許范圍。為了繼續(xù)滿足項目運營要求，經(jīng)鑒定，須對垃圾倉結(jié)構(gòu)進行加固處理。

3 垃圾倉變形加固方案

3.1 垃圾倉正負(fù)零以下周邊回填土及地坪加固

根據(jù)本工程情況，對垃圾倉正負(fù)零以下周邊回填土進行加固，加固方案采用地聚合物壓力注漿處理[3]，增加垃圾倉周邊地下土體對垃圾倉側(cè)壁的約束。具體參數(shù)：注漿孔孔徑90 mm，鉆孔深度6.5 m，間距1 m左右。注漿材料流動度（15 min）≤30s，終凝時間≤120 min，3 d抗壓強度≥35.0 MPa，注漿量按120 kg/m3，注漿壓力1.0 MPa。對局部開裂的地坪拆除，重新施工1層配筋剛性地坪，增加對垃圾倉側(cè)壁的側(cè)向約束剛度。

3.2 垃圾倉側(cè)壁結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固

根據(jù)現(xiàn)場垃圾倉側(cè)壁變形情況，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，采用外加預(yù)應(yīng)力加固法[4，5]，在垃圾倉側(cè)壁四周外圍4 m標(biāo)高處設(shè)置一道鋼結(jié)構(gòu)撐桿預(yù)應(yīng)力鋼絞線環(huán)箍加固。具體方案布置見圖1。

圖1 垃圾倉側(cè)壁結(jié)構(gòu)加固具體方案布置圖

鋼結(jié)構(gòu)撐桿對柱的支撐力為1 600 kN，共設(shè)置3組鋼絞線：鋼絞線A，3束共36根，張拉力共4 800 kN；鋼絞線B，2束共24根，張拉力共3 200 kN；鋼絞線C，1束共12根，張拉力共1 600 kN。鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)為Q345B；鋼絞線抗拉強度設(shè)計值為1 320 N/mm2。鋼絞線張拉施工時對垃圾倉扶壁柱水平位移進行觀測，施工按預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉力及垃圾倉扶壁柱變形量進行雙控。

根據(jù)以上方案加固，按垃圾倉上部實際垃圾堆積密度7 kN/m3，考慮垃圾倉底部6 m高度范圍內(nèi)有滲濾液聚集，此范圍垃圾堆積密度按照9 kN/m3進行復(fù)核計算，倉內(nèi)垃圾堆放高度最大可以到20 m標(biāo)高處，最大垃圾儲存量約9 000 t，可滿足20 d的額定垃圾焚燒量。

4 結(jié)語

本工程原設(shè)計滿足相關(guān)規(guī)范要求，但設(shè)計時考慮垃圾倉安全富余度偏低。目前，國內(nèi)大部分地區(qū)垃圾未進行分類化管理，運送至焚燒發(fā)電廠的生活垃圾成分較復(fù)雜，垃圾實際堆積密度在設(shè)計階段不能十分準(zhǔn)確的取值。部分企業(yè)運營階段管理不嚴(yán)格，導(dǎo)致垃圾倉內(nèi)垃圾及滲濾液存儲量嚴(yán)重超出設(shè)計允許的范圍。所以，垃圾倉結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)項目接收的生活垃圾成分專門研究確定垃圾堆積密度，垃圾倉內(nèi)垃圾存儲量建議按照滿載最不利情況進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并在經(jīng)濟合理的情況下，適當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)安全富余度，盡量避免出現(xiàn)垃圾倉變形的隱患。