4.2.2项目建设场地防洪问题解决方案
1)防洪设计主要设计原则。
(1)确定来水方向,计算各节点50年一遇洪水流量。经调查分析,该项目主要来水为外来水,分别来自场地北侧、东侧和东南侧,计算后确定外来水设计洪峰流量分别为5m3/s、5.86m3/s和44.16 m3/s。
(2)根据水文计算结果,设计排涝设施,主要包括沟道、暗涵及消力池等。目的是将外来洪水通过沟道引接排出场外,场地内部雨水则通过散排方式自然汇入排洪沟渠,同时在灰坝下方设置暗涵,降低内涝水位。
(3)光伏电站建设顺应整体地势,进行整平之后,满足排水坡度,光伏方阵竖向布置,站区雨水均采用自然散排方式。
通过以上排洪设施设计,可确保50年一遇洪水时,光伏电站的逆变器、电池组件、升压站设备等均位于内涝水位以上。
2)项目建设场地新建防洪措施
根据总图布置和水文专业的设计洪水位和设计洪峰流量成果,灰场封场改作建设光伏电站,因此进行了封场排洪整治设计,设计新建排洪设施主要包括:⑴ 2#塘至排洪渠的1#暗涵,⑵ 1#塘至3#塘的暗涵及明沟,⑶ 排洪渠:3#塘及2#塘的洪水经场内中南部的排洪渠排向西南侧雨水收集区,排洪原为天然河道,为灰场目前往西南方雨水收集区的排水通道,然后通过现有竖井、暗涵排出站外。⑷ 下穿规划道路段暗涵,⑸ 雨水收集区:目前位于灰场西南角的雨水收集区的面积较小,进入雨水收集区的灰渣澄清高度、距离、范围较小,需要对其适当开挖扩充也增加其洪水调蓄能力和灰渣的澄清能力。⑹ 雨水收集区至站外的2#暗涵:整个流域内的洪水都需要从3#暗涵排出场外,故3#暗涵设置净空3.5m×2m×3m的三孔钢筋混凝土暗涵下穿灰场主坝,使洪水顺利排出站区。新建排洪整治设施已建设完成,在满足站内光伏电站内涝最高允许水位9.0m的情况下,能顺利将50年一遇洪水可通过场内新建排洪设施排出站区外,保证自身防洪安全要求。
4.3 项目建设过程中地面沉降问题及解决方案
4.3.1项目建设场地地质情况
由于在火电厂灰场上建光伏电站没有可借鉴的经验,该项目灰场使用年限将近20年,地质条件特殊。为探明地层情况,多次现场详细勘测,施工图阶段共钻孔341个。结果显示:表层灰渣分布于整个场地,均匀性差,其矿物组成主要有:钙长石、石英、莫来石、磁铁矿和黄铁矿、大量含硅玻璃体(Al2O3·2Si02)、和活性SiO2、活性Al2O3以及少量的未燃煤等。局部夹粘土,层厚1.10~11m。灰渣层密实度差,欠固结,工程性质差,分布厚度较大,未经处理不能作为拟建建筑物的直接持力层。勘察期间场地各孔均遇见地下水,水位季节性变化较大,实测稳定水位深为1.9~8.2m,地下水位年变幅1~1.5m。
4.3.2地面沉降问题解决方案
由于场地灰渣层含水量大、防洪防涝治理后水位下降地面下沉,光伏组件支架基础的设计尤为重要,基础的不均匀沉降必须满足相关规程规范要求,避免因基础沉降不均匀导致支架变形,造成组件内部产生局部应力导致组件破坏.且场地内灰渣松散,成孔性较差,传统的独立基础、条形基础、灌注桩基础、非穿透灰渣层的管桩基础等均不能满足光伏支架对基础的承载力及沉降方面的要求。
最初支架基础设计方案为条形基础方案,经过反复勘测、试验、精确计算,参照其他类似地质条件设计规范,同时考虑了灰渣干态与受雨水浸湿后,性能发生根本性的变化特点,最红确定设备、光伏阵列基础均采用高强度预应力管桩基础,管桩需穿透灰渣层,以灰渣层以下的原状土作为持力层。
采用高强度预应力管桩基础较其他基础工艺简单、工期较短,无土方开挖及回填,减少了灰表面覆土层扰动破坏和灰渣流失。根据地勘资料结合各区域灰渣层厚度,光伏支架基础最终确定采用9m、12m、15m三种管桩,确保了基础的稳定性,彻底解决了基础沉降难题。
4.4 其他问题
主要技术问题虽然解决,施工过困难依然不断,一些看似平坦的灰层,下面却暗藏沼泽,即使填土夯实也无法满足施工要求;承载力较差的区域,施工机械因太重不能正常通行;覆土表面冒出灰水孔眼,也给施工带来了新的考验。针对具体问题,结合实际情况并进行专业分析、查找原因,最终采取钢板桩围堰方式进行排水,降低灰层水位,局部增加覆盖土层厚度,覆土强夯等措施,为工程的顺利推进打下了基础。覆土表面冒灰水情况如图十一(一)、图十一(二)所示。
十一(一)#4光伏方阵区灰水孔眼 图十一(二) #5光伏方阵区灰水孔眼
5 结语
灰场作为固体废物存储场所,在灰场建设光伏电站前需严格按规范进行封场处理,还要根据场地具体情况新建防洪措施、处理地面不均匀沉降,最初投资会略增加,但项目建设提高了土地利用率,有效的治理了灰场,在环境保护和资源重复利用方面具有重要意义,同时也取得了较好的社会和经济效益。通过灰场光伏电站新能源建设,走出了一条老电厂灰场治理与发展相结合的创新之路,不仅让“金太阳”在沉寂的灰场冉冉升起,更让“奉献绿色能源、服务社会公众”的企业精神得到新的诠释。
作者简介:
曾华锋(1970),男,汉,1970年7月生,本科,高级工程师,华能海南清洁能源分公司,主要从事太阳能电站建设与生产管理工作。