散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)優(yōu)化研究

散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)優(yōu)化研究經(jīng)濟(jì)合理的散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)方案，對(duì)散貨堆場(chǎng)雨水順利排除，減少堆場(chǎng)內(nèi)積水，保障堆場(chǎng)內(nèi)堆存貨物的安全具有非常重要的意義。論文針對(duì)大型散貨港口散貨堆場(chǎng)排水的特點(diǎn)，結(jié)合某大型散貨港口散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，介紹了散貨堆場(chǎng)一種新型排水方式，并與傳統(tǒng)排水方案進(jìn)行了技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析與比較,可為今后類似工程散貨堆場(chǎng)排水設(shè)計(jì)提供參考。散貨堆場(chǎng)是指用于堆存散貨的專用露天場(chǎng)地，本文主要針對(duì)煤炭、鐵礦石及磷礦石等物料堆場(chǎng)排水系統(tǒng)進(jìn)行研究分析。根據(jù)JTS149-1—2007《港口工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定[1]，含礦污水應(yīng)進(jìn)行收集和處理。在含礦污水收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，影響散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要因素有：散貨堆場(chǎng)的平面布置及豎向、堆場(chǎng)裝卸工藝及形式、堆場(chǎng)的鋪面形式及堆場(chǎng)的堆存效率等方面。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，制定出技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)高效的排水方案對(duì)散貨堆場(chǎng)尤為重要。目前，國內(nèi)大多大型煤或礦石碼頭配套散貨堆場(chǎng)的排水系統(tǒng)一般采用散貨堆場(chǎng)內(nèi)部及四周設(shè)置排水溝，通過排水溝將含塵雨水或除塵廢水送入污水處理站或污水處理廠。2案例分析2.1工程項(xiàng)目概況某港口工程建設(shè)1個(gè)5000t級(jí)散貨出口泊位、2個(gè)5000t級(jí)散貨出口泊位，陸域建設(shè)3線4塊斗輪堆取料機(jī)作業(yè)的散貨堆場(chǎng)，堆場(chǎng)尺寸約為586m×295m，總面積約19×104m2，散貨堆場(chǎng)內(nèi)設(shè)置3條堆取合一堆取料機(jī)作業(yè)線，將散貨堆場(chǎng)劃分為4塊獨(dú)立裝卸區(qū)，堆放物料為煤炭、磷礦、鐵礦石及硫磺等散貨，如圖1、圖2。2.2排水設(shè)計(jì)方案及方案經(jīng)濟(jì)計(jì)算根據(jù)物料性質(zhì)、堆場(chǎng)布置及工藝形式，本項(xiàng)目采用排水溝收集散貨。散貨堆場(chǎng)部分結(jié)合工程特點(diǎn)給出兩種排水溝布置方案1)根據(jù)本項(xiàng)目的總平面、工藝流程、道路設(shè)置設(shè)計(jì)條件以及總圖散貨堆場(chǎng)豎向布置方案，設(shè)計(jì)兩種排水溝設(shè)置形式并對(duì)其進(jìn)行分析對(duì)比。方案一：根據(jù)總平面豎向，在散貨堆場(chǎng)四周及部分堆取料機(jī)基礎(chǔ)兩側(cè)設(shè)置排水溝，將堆場(chǎng)雨水收集至污水處理站。方案二：既有的堆取料機(jī)軌道（或其他堆場(chǎng)機(jī)械）基礎(chǔ)一般為拱軌枕方式或者剛性梁軌道基礎(chǔ)，而這兩種基礎(chǔ)均為實(shí)體形式，即基礎(chǔ)內(nèi)部均為建筑材料所填充[2]。本方案將原有實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為中空的軌道基礎(chǔ)形式，即由縱向軌道梁及上部結(jié)構(gòu)、地坪構(gòu)成的基礎(chǔ)內(nèi)部涵道，在堆取料機(jī)基礎(chǔ)立面設(shè)置進(jìn)水口，并在進(jìn)水口靠近物料端設(shè)置袋裝碎石過濾層，在中空的軌道基礎(chǔ)地坪設(shè)置排水溝。散貨堆場(chǎng)雨水或者料堆除塵水等經(jīng)堆取料機(jī)基礎(chǔ)立面進(jìn)水口粗濾后通過排水溝將需處理的雨水或料堆除塵水送至污水處理站進(jìn)行處理。2）根據(jù)JTS149-1—2007《港口工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第4.3.2條，煤碼頭堆場(chǎng)徑流雨水公式及曼寧公式確定散貨堆場(chǎng)排水溝寬度、坡度及高程。依據(jù)JTS149-1—2007《港口工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.2條規(guī)定，散貨堆場(chǎng)徑流系數(shù)取0.1～0.2。該徑流系數(shù)為堆場(chǎng)滿載工況下的數(shù)據(jù)，而實(shí)際中散貨堆場(chǎng)往往貨物不能滿載，甚至是空貨的狀態(tài)。目前，國內(nèi)散貨堆場(chǎng)鋪面形式一般采用聯(lián)鎖塊或六面塊進(jìn)行鋪面[3]，在空貨狀態(tài)下，聯(lián)鎖塊或六面塊徑流系數(shù)可參照大塊石鋪砌路面，取0.65[4]?？肇浥c滿貨狀態(tài)的徑流系數(shù)差別較大，如果在設(shè)計(jì)過程中，堆場(chǎng)徑流系數(shù)取滿貨狀態(tài)0.1～0.2，則導(dǎo)致計(jì)算雨水量較實(shí)際雨水量小，造成散貨堆場(chǎng)經(jīng)常性積水。因此，在散貨堆場(chǎng)雨水設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量了解后期堆場(chǎng)運(yùn)行情況，采用較為合理的綜合徑流系數(shù)進(jìn)行余量計(jì)算。2.3方案比較為了較全面反應(yīng)方案一與方案二的優(yōu)缺點(diǎn)，為今后散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考，本文從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工工藝和運(yùn)行管理等4方面對(duì)兩方案進(jìn)行比較。從技術(shù)方面考慮，方案二堆取料機(jī)中空基礎(chǔ)，不僅滿足了排水需求，更方便了各類管線布置和設(shè)備安裝；取消了堆場(chǎng)內(nèi)部及四周排水溝，不必因避讓排水明溝而與基礎(chǔ)相距2m以上，散貨堆場(chǎng)利用率得到大幅提高。從工程造價(jià)方面考慮，方案二較方案一投資少約152.2萬元。從施工工藝方面考慮，方案一排水溝設(shè)置于散貨堆場(chǎng)四周及堆取料機(jī)基礎(chǔ)旁，排水溝結(jié)構(gòu)距防風(fēng)網(wǎng)及堆取料機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較近，對(duì)施工的要求以及施工難度大于方案二。從后期運(yùn)行管理方面考慮，方案一在堆場(chǎng)四周及堆取料機(jī)基礎(chǔ)旁設(shè)置明溝，一方面在裝卸過程中，貨物容易撒落至明溝里；另一方面由于物料堆放的坡度較大，散貨物料顆粒易被雨水沖刷散落至排水溝，從而導(dǎo)致排水系統(tǒng)堵塞。并且，排水溝蓋板一般采用鋼格蓋板，當(dāng)散貨物料散落至排水溝蓋板上，因大型工藝流動(dòng)機(jī)械碾壓散落的物料，物料嵌入鋼蓋板刪條縫隙間，導(dǎo)致鋼蓋板側(cè)向擠壓損壞、堵塞，從而導(dǎo)致排水溝排水不暢。另外，由于排水溝設(shè)置密而斷面小，人工清通及維護(hù)周期較短，加之清通難度較大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，導(dǎo)致排水溝的維護(hù)及物料的回收難度較大。而方案二實(shí)現(xiàn)了散貨與排水溝分離設(shè)置，雨水或者堆場(chǎng)除塵水經(jīng)袋裝碎石過濾層后，水中所含物料大幅降低，不但減少了散貨的損失，也大大降低了排水溝清通所帶來的工程量。綜上所述，無論從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)還是從施工工藝及后期運(yùn)行管理方面考慮，方案二均優(yōu)于方案一。1）排水理念新穎?，F(xiàn)有散貨堆場(chǎng)排水系統(tǒng)大多采用地表徑流、地面泄流或滲流等方式，該系統(tǒng)容易造成散貨物料對(duì)排水溝、孔等的堵淤；而方案二采取了在堆取料機(jī)基礎(chǔ)側(cè)壁開洞（基礎(chǔ)內(nèi)排水），孔洞很難淤塞，且易于攔污，在堆取料機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置排水明溝，使得散貨堆場(chǎng)物料與排水明溝完全分開隔離，較好地避免了物料對(duì)排水溝的堵塞。2）創(chuàng)新了1種堆取料機(jī)基礎(chǔ)形式。將現(xiàn)有實(shí)體堆取料機(jī)基礎(chǔ)形式改造成中空的軌道基礎(chǔ)形式，即由樁基和縱向軌道梁及上部結(jié)構(gòu)、地坪構(gòu)成了基礎(chǔ)內(nèi)部的涵道。該種結(jié)構(gòu)形式不但使得物料與排水溝分離方案得以實(shí)現(xiàn)，更可以利用其內(nèi)部空間，方便布設(shè)各類管線（除塵給水管線、電纜橋架等），有利于施工期和運(yùn)維期的檢查、維護(hù)及改造。通過本文的論證，為今后的散貨堆場(chǎng)雨水