加高老舊堤壩以延長尾礦池的使用壽命

康琦云

摘 要：在羅布泊鹽湖，鹽田是用晶間鹵水生產(chǎn)氯化鈉、瀉利鹽、鉀混鹽和光鹵石的最廉價方法，因此要求堤壩工程必須精心施工，確保工程質(zhì)量，使之具有足夠的穩(wěn)定性、耐久性和防滲功能。根據(jù)羅布泊地質(zhì)資料，節(jié)約礦區(qū)建設(shè)資源，降低生產(chǎn)成本，將氯化鈉和瀉利鹽鹽田堤壩在原基礎(chǔ)上加高加寬，延長使用壽命。

關(guān)鍵詞：鹽湖；堤壩；防滲；鹽漬土工程；壽命

中圖分類號：U412.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）18-0148-02

1 背景概述

本文以國投羅鉀鹽湖尾礦池作案例闡述。國投羅鉀鉀肥項目位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古族自治州境內(nèi)，行政區(qū)劃屬若羌縣羅布泊鎮(zhèn)管轄。羅布泊湖區(qū)屬典型的大陸性干旱氣候，年降水量26.1 mm，年蒸發(fā)量達(dá)4 696.9～5 065 mm，屬強(qiáng)烈蒸發(fā)區(qū)，年平均氣溫12.4 ℃，6～8月為高溫季節(jié)，最高溫度為44.4 ℃。工程施工必須充分考慮這些因素的不利影響，確保安全可靠；羅布泊鹽湖是世界上最大的干鹽湖之一。

整個鹽田工程控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是：根據(jù)原料鹵水組成和氯化鉀選廠的工藝要求，鹽田工藝流程采用分段結(jié)晶流程，將鹵水蒸發(fā)過程分為氯化鈉、瀉利鹽、鉀混鹽和光鹵石四個結(jié)晶階段。鹽田系統(tǒng)相應(yīng)的分為氯化鈉池、瀉利鹽池、鉀混鹽池和光鹵石池。氯化鈉池和瀉利鹽池屬于尾礦池，使用8年后池內(nèi)已滿，無法運(yùn)行，只能新修鹽池替代，為了延長運(yùn)行壽命，節(jié)約成本，節(jié)省土地（接替一次需占150 km2，筑壩投資約4億元人民幣），本次將堤壩加高方式來延長使用壽命，下面詳細(xì)闡述施工方法。

2 建筑范圍與規(guī)模

因氯化鈉、瀉利鹽鹽池每年沉積0.5 m厚的鹽層，該鹽田堤壩平均高度為5 m。導(dǎo)致該系列鹽田運(yùn)行8 a后必須由新修筑的鹽田接替或在原有的堤壩上進(jìn)行加高，致使使用壽命延長。本次鹽田堤壩加高工程主要包括氯化鈉池、瀉利鹽池，而且還在運(yùn)行中的實(shí)施，水位最高深度達(dá)到1.5 m，施工鹽田面積142.7 km2，堤壩長度74 km，鹽田堤壩為單一梯形斷面。堤壩結(jié)構(gòu)根據(jù)位置和作用采用粘土夾心壩類型。本次加高堤壩高度為2 m，堤頂寬度為4.5 m。壩體構(gòu)筑就地用推土機(jī)或挖掘機(jī)挖土，然后分層壓實(shí)。堤壩形狀如圖1所示。

3 修筑堤壩材料簡介

本次施工場地地層主要為第四系全新統(tǒng)湖相沉積以及化學(xué)湖積的地層，以鹽層和含鹽粘性土為主；鹽層為結(jié)晶的食鹽、鈣芒硝、石膏等，厚度較大，部分鹽層膠結(jié)較好。

根據(jù)地基土的巖性特征、時代成因及物理力學(xué)性質(zhì)，參照區(qū)域地質(zhì)資料，自上至下劃分為4個大的地層單元，共6個亞層，各土層的巖性特征及分布規(guī)律詳見表1。

根據(jù)以上地質(zhì)情況本次鹽田采用粘土夾心壩形式修筑，為了節(jié)約建設(shè)投資，采用就地就近取材原則，選用了三種材料修筑，分別如下：

①堤壩外側(cè)和內(nèi)側(cè)采用鹽殼鹽漬土和本體鹽池內(nèi)結(jié)出的尾鹽，鹽澤土取自距堤壩壩腳50 m以外，湖區(qū)鹽殼土第一層和第三層上部，挖取深度不的超過1.2 m，材料主要特性以NaCl、石膏為主，局部含少量芒硝，硬殼狀，堅硬；尾鹽就是鹵水?dāng)倳裎龀龅慕Y(jié)晶鹽，主要成份由氯化鈉、芒硝和瀉利鹽組成。

②中間防滲夾心壩采用第二和三層鹽漬土，主要特性為灰黑色～灰褐色，含少量NaCl晶體，硬塑～堅硬。

4 堤壩施工方案

堤壩修筑工序：測量放線——土方挖運(yùn)——加寬堤壩——粘土防滲壩（處理）——加高填筑——邊坡平整——護(hù)坡。

4.1 測量放線

全面熟悉設(shè)計圖紙、合同文件、技術(shù)規(guī)范要求后，根據(jù)現(xiàn)場情況和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量。

4.2 加寬加高堤壩（堤壩外層壩體）修筑

由于尾礦池還處于生產(chǎn)運(yùn)行中，池內(nèi)處于高水位運(yùn)行，經(jīng)現(xiàn)場測量，池內(nèi)鹽面距原堤壩面高差均在100 cm左右，池內(nèi)水深50 cm，考慮到自卸車在新填筑的堤壩上行駛運(yùn)土，為確保安全施工。

第一層將池內(nèi)填筑與老堤壩一樣高，寬度根據(jù)堤壩加高高程坡比拓寬，第一層以上厚度按照60 cm/層進(jìn)行碾壓施工，堤壩每層虛鋪完畢后，采用推土機(jī)或挖掘機(jī)壓實(shí)，碾壓五遍。

風(fēng)季施工時，為防風(fēng)浪對堤壩沖蝕，加寬寬度要求比設(shè)計寬度寬1.5～2 m，拉運(yùn)用大的鹽塊填在堤內(nèi)側(cè)，一方面為刷坡鹽殼護(hù)坡做準(zhǔn)備，其次為防止風(fēng)浪將細(xì)土全部沖走。

每層填筑完成，要在內(nèi)側(cè)做一條高1.5 m左右的土埂，防止大風(fēng)天氣將鹵水撒濺在壩面，致使壩面存有積水，車輛無法正常行駛，導(dǎo)致無法正常施工，也存在安全隱患。

4.3 粘土防滲壩（處理）

為保證老壩與新壩不形成隔離層，施工時必須剝離原堤壩粘土防滲頂部鹽土層，剝離寬度≥3 m，原粘土壩頂部露出寬度≥2.5 m，剝離深度必須挖至原壩粘土層，加高粘土層應(yīng)與原壩粘土層緊密連接壓實(shí)。因工作面狹窄，機(jī)械設(shè)備無法碾壓，要求每層虛鋪厚度不超過30 cm，采用挖機(jī)挖斗拍壓壓實(shí)。

4.4 邊坡平整

邊坡平整設(shè)計要求外坡為1：2，按老壩坡度刷坡，因為坡度不能滿足機(jī)械碾壓，成型時采用挖掘機(jī)斗拍壓平整的方法施工，內(nèi)坡坡度為1：2.5，采用挖掘機(jī)碾壓，由于內(nèi)側(cè)有水且坡底有預(yù)留的護(hù)坡鹽殼，機(jī)械不能豎向碾壓，只能采用平行坡頂線橫向碾壓的方式進(jìn)行施工，施工中嚴(yán)格控制邊坡的平整度、坡比和外觀質(zhì)量。

5 結(jié) 語

目前堤壩加寬加高后運(yùn)行一年，未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象，運(yùn)行十分穩(wěn)定。依本次施工經(jīng)驗，我們將再次堤壩加高時，進(jìn)一步延長老舊尾礦池使用壽命，根據(jù)投資節(jié)約、土地節(jié)省原則，推行采用尾礦材料筑壩，中間夾防滲布材料進(jìn)行防滲，尾礦作壩體穩(wěn)固作用，這樣投資將越低于其他材料筑壩投資。根據(jù)羅布泊的特殊環(huán)境，施工工期最佳最優(yōu)應(yīng)該在每年的5～10月，其余地方根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驔Q定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國化學(xué)工程第一巖土工程有限公司.國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司年產(chǎn)120萬t鉀肥項目鹽田工程巖土工程勘察技術(shù)報告[R].2005.