火電廠豎向優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

劉 婷 陳樹屹

（中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，四川成都610021）

0 引言

在電廠設(shè)計(jì)中，廠區(qū)的豎向設(shè)計(jì)和場址標(biāo)高的選擇不容小覷，既關(guān)系著電廠的安全，又關(guān)系著投資的經(jīng)濟(jì)性。本文針對河北某電廠豎向設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，重點(diǎn)探討了豎向設(shè)計(jì)的影響因素和場平標(biāo)高的選取。

1 工程概況

1.1 地理位置

廠址位于河北省遵化市新店子鎮(zhèn)程莊子村。廠址西側(cè)緊鄰承唐高速公路，距張?zhí)畦F路約0.7 km，東距112國道約1.8 km。

1.2 廠址交通運(yùn)輸

國道G112線呈北—南走向從廠址東面通過，距廠址約1.8 km；承唐高速公路呈北—南走向從廠址西面通過，距廠址約0.1 km。張?zhí)畦F路呈北—南走向從廠址西面通過，距廠址約0.7 km，張?zhí)畦F路設(shè)有團(tuán)瓢莊站，位于廠區(qū)西北側(cè)約0.8 km處。電廠鐵路專用線從團(tuán)瓢莊站引接。

1.3 廠址地形地貌

廠址區(qū)為山前平原，地形平坦開闊，地面高程在36.8～40.0 m之間，自然地勢呈東南高西北低，自然地面坡度3‰左右，東西兩側(cè)為行洪通道。

1.4 水文氣象條件

本工程廠址為山前平原，廠址百年一遇洪水位數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 廠址百年一遇洪水位數(shù)據(jù)

2 廠區(qū)總平面推薦方案簡述

綜合考慮地形、用地范圍線、鐵路專用線引接、出線、進(jìn)廠道路引接及供熱規(guī)劃等條件，確定廠區(qū)總體布置格局為：主廠房A排向東，固定端朝南、擴(kuò)建端向北，廠區(qū)長軸平行于平東公路，電廠鐵路專用線布置在張?zhí)畦F路與承唐高速之間，采用管帶機(jī)輸送進(jìn)廠，出線向東再折向北。

3 廠區(qū)豎向影響因素分析

3.1 影響廠區(qū)標(biāo)高的主要因素

廠址東側(cè)為東南—西北流向的黎河二級支流，在廠址西北側(cè)約1 km處匯入黎河一級支流，該二級支流廠區(qū)段主要為行洪通道，而附近歷史最高洪水位又高于場地自然標(biāo)高，因而防、排洪問題是影響本工程廠區(qū)標(biāo)高的第一重要因素。影響廠區(qū)標(biāo)高的另一主要因素是土石方的平衡及工程量大小。

在考慮防、排洪和土石方平衡問題時(shí)，應(yīng)兼顧考慮廠區(qū)與周圍地形和交通設(shè)施的合理銜接。就本工程而言，廠區(qū)到廠外道路引接有足夠的展線距離，故道路引接不是標(biāo)高制約因素。

廠區(qū)場平標(biāo)高還受以下因素影響：

（1）工藝系統(tǒng)要求：如主廠房、冷卻塔、煤場的合理銜接。

（2）地形地質(zhì)要求：廠區(qū)與周邊地形的合理銜接（邊坡、擋墻）。

（3）棄、購?fù)翖l件。

3.2 廠區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB 50660—2011《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》4.3.14和4.3.15條：

廠址場地標(biāo)高應(yīng)考慮與發(fā)電廠等級相對應(yīng)的防洪標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)電廠規(guī)劃容量大于400 MW時(shí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期）取100年。

對位于江、河、湖旁的發(fā)電廠，其防洪堤的堤頂標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)高水位0.5 m；當(dāng)受風(fēng)、浪、潮影響較大時(shí)，應(yīng)再加50年一遇的浪爬高。

4.3.16條第1條：廠區(qū)不設(shè)防洪堤時(shí)，主廠房區(qū)的室外地坪標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)高水位的0.5 m。廠區(qū)設(shè)有滿足防洪要求的防洪堤且有可靠的防內(nèi)澇措施時(shí)，廠區(qū)場地標(biāo)高可適當(dāng)?shù)陀谠O(shè)計(jì)洪水位。

3.3 廠區(qū)防澇措施

就本工程而言，歷史最高洪水位40.70 m與場地自然標(biāo)高（36.80～40.00 m）相差不大，而廠區(qū)用地面積也不大（約18.25 hm2），填方工程量并不高。在土源能得到保證而工程費(fèi)用又不會太高的情況下，很顯然適宜采取填高場地的措施，一勞永逸地解決電廠防洪問題。

4 廠區(qū)豎向優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 廠區(qū)豎向優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

廠區(qū)采用填高方案解決防洪問題，豎向設(shè)計(jì)的優(yōu)化思路主要著眼于土石方的平衡及工程量的經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化設(shè)計(jì)思路如下：

（1）結(jié)合工藝系統(tǒng)優(yōu)化廠區(qū)用地，減少填土區(qū)域。

（2）在滿足場地排水坡度的條件下優(yōu)化各功能區(qū)場平標(biāo)高，在滿足洪水位線性變化要求的前提下，盡量降低標(biāo)高，減少填方工程量。

（3）解決好土源問題，使場平填土有保障。充分利用工程內(nèi)部的多余挖方（如基槽余方等）作填土使用，即可使經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最優(yōu)。

（4）根據(jù)廠區(qū)布置及洪水位線性變化的特征，本工程結(jié)合地形及行洪通道方位，為了降低主廠房區(qū)域土方工程量，在廠區(qū)東、南兩側(cè)設(shè)0.5 m高的防洪圍墻基礎(chǔ)，這樣主廠房區(qū)的室外地坪標(biāo)高高于1%一遇設(shè)計(jì)高水位標(biāo)高即可。

4.2 廠區(qū)豎向設(shè)計(jì)方案

本工程廠址屬山前平原，地形平坦開闊，自然地勢呈東南高西北低，地面坡度3‰左右，相對高差小于3 m，因此，廠區(qū)豎向布置采用平坡式布置。

廠區(qū)各個(gè)功能區(qū)場平標(biāo)高結(jié)合廠區(qū)總平面布置、自然條件和線性變化的洪水位以及廠區(qū)設(shè)計(jì)坡度，合理確定各功能分區(qū)的場平標(biāo)高。

4.2.1 主廠房區(qū)場平標(biāo)高

主廠房區(qū)自然高程為37.50～38.96 m，南側(cè)圍墻及東側(cè)圍墻洪水位為40.70～38.26 m，結(jié)合廠區(qū)總平面推薦方案按照內(nèi)插法計(jì)算主廠房區(qū)最高洪水位位于汽機(jī)房東南側(cè)，標(biāo)高約為40.00 m，#2汽機(jī)房東北側(cè)洪水位標(biāo)高約為38.50 m；考慮在廠區(qū)東、南兩側(cè)設(shè)0.50 m高的防洪圍墻基礎(chǔ)后，則主廠房區(qū)不受東南兩側(cè)行洪通道洪水位影響，而東北側(cè)隨著洪水位的降低，設(shè)置0.50 m超高后的標(biāo)高為39.00 m（38.50+0.50=39.00 m）。因此，主廠房區(qū)按東南側(cè)洪水位標(biāo)高不設(shè)0.50 m超高確定的場平標(biāo)高為40.00 m，同時(shí)滿足東北側(cè)洪水位標(biāo)高增加0.50 m超高的要求。

4.2.2 冷卻塔區(qū)場平標(biāo)高

冷卻塔區(qū)自然高程為38.30～39.05 m，南側(cè)圍墻洪水位為40.70～38.32 m，結(jié)合廠區(qū)總平面推薦方案按照內(nèi)插法計(jì)算冷卻塔區(qū)最高洪水位約為40.00m，則冷卻塔區(qū)場平標(biāo)高為40.00m。

4.2.3 煤場區(qū)及卸煤設(shè)施區(qū)場平標(biāo)高

煤場區(qū)及卸煤設(shè)施區(qū)自然高程為36.80～37.82 m，西側(cè)圍墻洪水位為38.32～28.26 m，結(jié)合廠區(qū)總平面推薦方案按照內(nèi)插法計(jì)算冷卻塔區(qū)最高洪水位約為39.00 m，則煤場區(qū)及卸煤設(shè)施區(qū)場平標(biāo)高為39.00 m。

4.3 土方工程量

4.3.1 廠區(qū)場平土方工程量

場地排水坡度按不小于0.3%考慮，按上述場平標(biāo)高，采用方格網(wǎng)法計(jì)算得出廠區(qū)（含邊坡）場平工程量：挖方0，填方29.96×104m3。

4.3.2 填土土源

整個(gè)工程內(nèi)部能提供填土土源為廠內(nèi)建構(gòu)筑物基槽余方。欠方考慮礦粉或灰場土回填。

4.3.3 邊坡工程量

根據(jù)廠區(qū)總平面布置及豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)場地平整后廠區(qū)邊坡主要為凌空面約2 m填方邊坡，為避免雨水對邊坡坡面沖刷，在邊坡結(jié)構(gòu)形式上采取漿砌片石護(hù)面的處理方式。

5 結(jié)語

結(jié)合廠址地形地貌及地質(zhì)條件，本文中電廠豎向采用平坡式布置。各功能區(qū)標(biāo)高選擇，充分考慮廠區(qū)土石方、洪水位標(biāo)高、場地坡度等工程量，確定綜合投資最省的場地設(shè)計(jì)標(biāo)高，提出科學(xué)合理的豎向設(shè)計(jì)方案，廠內(nèi)外設(shè)施標(biāo)高銜接適當(dāng)，節(jié)省投資。