某磷石膏庫(kù)沉積灘面上防滲膜的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

程立家，李 興

(昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

某磷石膏庫(kù)現(xiàn)狀已達(dá)到設(shè)計(jì)最終堆積標(biāo)高，考慮到磷石膏的綜合利用等問題，該磷石膏庫(kù)目前未按相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行閉庫(kù)。從建設(shè)單位自身角度出發(fā)，磷石膏的綜合利用暫時(shí)還無法實(shí)現(xiàn)。為了防止更多的污水產(chǎn)生，減輕下游調(diào)節(jié)回水池的庫(kù)容壓力，擬在磷石膏庫(kù)現(xiàn)狀沉積灘面上通過鋪設(shè)防滲膜的方式實(shí)現(xiàn)庫(kù)內(nèi)的清污分流。

防滲膜的制造工藝現(xiàn)已十分成熟，影響防滲膜正常使用的因素較多，其中，風(fēng)壓對(duì)防滲膜的影響就是一個(gè)重要因素。如何消除風(fēng)壓對(duì)防滲膜的破壞作用，也是設(shè)計(jì)能否順利實(shí)現(xiàn)庫(kù)內(nèi)清污分流的重中之重。

1 工程概況

磷石膏庫(kù)現(xiàn)狀壩頂標(biāo)高1 942.0 m，現(xiàn)狀壩頂標(biāo)高以上至庫(kù)區(qū)周邊截水溝之間的匯水面積為0.79 km2?，F(xiàn)狀沉積灘頂標(biāo)高1 940 m，已堆積至設(shè)計(jì)最終堆積標(biāo)高1 940 m。

設(shè)計(jì)擬對(duì)磷石膏庫(kù)區(qū)灘面鋪設(shè)厚度為1.0 mm HDPE雙光面防滲膜作為阻隔層，防止入庫(kù)雨水與磷石膏混合后形成污水。庫(kù)區(qū)內(nèi)的雨水在HDPE防滲膜阻隔下，通過新建庫(kù)內(nèi)排水設(shè)施將入庫(kù)雨水排至庫(kù)外，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫(kù)區(qū)灘面的清污分流。

2 沉積灘面上受到的有效吸力

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2001(2006年版)表D.4全國(guó)各城市的50年一遇雪壓和風(fēng)壓，建設(shè)地點(diǎn)的基本風(fēng)壓值在該規(guī)范全國(guó)基本風(fēng)壓表上沒有給出，將根據(jù)附近地區(qū)規(guī)定的基本風(fēng)壓資料近似確定。

參考項(xiàng)目附近地區(qū)的基本風(fēng)壓資料，其重現(xiàn)期為10年、50年和100年的風(fēng)壓值為0.2 kN/m3，0.3 kN/m3，0.35 kN/m3。磷石膏庫(kù)也將據(jù)此基本風(fēng)壓進(jìn)行設(shè)計(jì)。

基本風(fēng)壓ω0是根據(jù)全國(guó)各氣象臺(tái)站歷年來的最大風(fēng)速記錄，按基本風(fēng)壓的標(biāo)準(zhǔn)要求，將不同風(fēng)儀高度和時(shí)次時(shí)距的年最大風(fēng)速，統(tǒng)一換算為離地10 m高，自記10 min平均年最大風(fēng)速，作為當(dāng)?shù)氐幕撅L(fēng)速ν0，再按伯努利公式確定基本風(fēng)壓。

得到其重現(xiàn)期為10年、50年和100年的風(fēng)速分別為17.89 m/s，21.91 m/s，23.66 m/s；現(xiàn)場(chǎng)使用的HDPE防滲膜厚度為1.0 mm，則其單位面積質(zhì)量μGM為0.94 kg/m2；現(xiàn)場(chǎng)高程z為1 946 m，坡面相關(guān)系數(shù)λ取1.0。

Se=0.646 5λ2e-(1.252×10-4)z-9.81μGM

得到在重現(xiàn)期為10年、50年和100年的風(fēng)速情況下，防滲膜上有效吸力分別為152.93 Pa，234 Pa，274.53 Pa。

3 防滲區(qū)域抗風(fēng)所需壓載

現(xiàn)場(chǎng)使用的HDPE防滲膜厚度為1.0 mm，則其單位面積質(zhì)量μGM為0.94 kg/m2；現(xiàn)場(chǎng)高程z為1 946 m。坡面覆土的密度ρP為1 500 kg/m3，根據(jù)公式

得到在重現(xiàn)期為10年、50年和100年的風(fēng)速情況下，防止HDPE膜吸起的覆土厚度分別為10.39 mm，15.9 mm，18.66 mm；相應(yīng)地，覆土所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為15.59 kg/m2，23.85 kg/m2，27.98 kg/m2。

現(xiàn)場(chǎng)采用裝入磷石膏的土工膜編織袋作為重物壓膜，4袋為1組，總重為100 kg，得到上述磷石膏編織袋壓強(qiáng)所覆蓋的有效面積分別為6.41 m2，4.19 m2，3.57 m2。數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 100 kg磷石膏編織袋壓強(qiáng)覆蓋的有效面積Tab.1 Effective area covered by the pressure of 100 kg bagged phosphogypsum

4 防滲膜錨固及壓載

根據(jù)表1計(jì)算結(jié)果，該次防滲膜的錨固及壓載按照100年一遇風(fēng)壓考慮。庫(kù)內(nèi)按照間距80 m設(shè)置1條錨固溝，錨固溝的頂寬為3 m，底寬1.0 m，深度為1 m，邊坡坡比為1：1，防滲膜鋪設(shè)后在其上回填磷石膏，在回填的磷石膏上鋪設(shè)HDPE防滲膜(厚1.0 mm)，并與灘面上的HDPE防滲膜(厚1.0 mm)進(jìn)行焊接，見圖1。

圖1 錨固溝大樣圖Fig.1 Detail of anchorage ditches

5 結(jié) 語

綜上所述，通過對(duì)防滲區(qū)域的抗風(fēng)計(jì)算，設(shè)計(jì)合理的防滲膜錨固及壓載形式，可以有效消除風(fēng)荷載對(duì)防滲膜的破壞，一定程度上，保證防滲膜的使用性及耐久性。