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，確保工程質量，使之具有足夠的穩定性、耐久性和防滲功能。根據羅布泊地質資料，節約礦區建設資源，降低生產成本，將氯化鈉和瀉利鹽鹽田堤壩在原基礎上加高加寬，延長使用壽命。

關鍵詞：鹽湖；堤壩；防滲；鹽漬土工程；壽命

中圖分類號：U412.22 文獻標識碼：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巴音郭楞蒙古族自治州境內，行政區劃屬若羌縣羅布泊鎮管轄。羅布泊湖區屬典型的大陸性干旱氣候，年降水量26.1 mm，年蒸發量達4 696.9～5 065 mm，屬強烈蒸發區，年平均氣溫12.4 ℃，6～8月為高溫季節，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的主要任務是：根據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晶流程，將鹵水蒸發過程分為氯化鈉、瀉利鹽、鉀混鹽和光鹵石四個結晶階段。鹽田系統相應的分為氯化鈉池、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年后池內已滿，無法運行，只能新修鹽池替代，為了延長運行壽命，節約成本，節省土地（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，下面詳細闡述施工方法。

2 建筑范圍與規模

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。導致該系列鹽田運行8 a后必須由新修筑的鹽田接替或在原有的堤壩上進行加高，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，而且還在運行中的實施，水位最高深度達到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。堤壩結構根據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。壩體構筑就地用推土機或挖掘機挖土，然后分層壓實。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湖相沉積以及化學湖積的地層，以鹽層和含鹽粘性土為主；鹽層為結晶的食鹽、鈣芒硝、石膏等，厚度較大，部分鹽層膠結較好。

根據地基土的巖性特征、時代成因及物理力學性質，參照區域地質資料，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律詳見表1。

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

①堤壩外側和內側采用鹽殼鹽漬土和本體鹽池內結出的尾鹽，鹽澤土取自距堤壩壩腳50 m以外，湖區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；尾鹽就是鹵水攤曬析出的結晶鹽，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——加寬堤壩——粘土防滲壩（處理）——加高填筑——邊坡平整——護坡。

4.1 測量放線

全面熟悉設計圖紙、合同文件、技術規范要求后，根據現場情況和相關規范標準進行測量。

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運行中，池內處于高水位運行，經現場測量，池內鹽面距原堤壩面高差均在100 cm左右，池內水深50 cm，考慮到自卸車在新填筑的堤壩上行駛運土，為確保安全施工。

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

風季施工時，為防風浪對堤壩沖蝕，加寬寬度要求比設計寬度寬1.5～2 m，拉運用大的鹽塊填在堤內側，一方面為刷坡鹽殼護坡做準備，其次為防止風浪將細土全部沖走。

每層填筑完成，要在內側做一條高1.5 m左右的土埂，防止大風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，加高粘土層應與原壩粘土層緊密連接壓實。因工作面狹窄，機械設備無法碾壓，要求每層虛鋪厚度不超過30 cm，采用挖機挖斗拍壓壓實。

4.4 邊坡平整

邊坡平整設計要求外坡為1：2，按老壩坡度刷坡，因為坡度不能滿足機械碾壓，成型時采用挖掘機斗拍壓平整的方法施工，內坡坡度為1：2.5，采用挖掘機碾壓，由于內側有水且坡底有預留的護坡鹽殼，機械不能豎向碾壓，只能采用平行坡頂線橫向碾壓的方式進行施工，施工中嚴格控制邊坡的平整度、坡比和外觀質量。

5 結 語

目前堤壩加寬加高后運行一年，未發現有滲水現象，運行十分穩定。依本次施工經驗，我們將再次堤壩加高時，進一步延長老舊尾礦池使用壽命，根據投資節約、土地節省原則，推行采用尾礦材料筑壩，中間夾防滲布材料進行防滲，尾礦作壩體穩固作用，這樣投資將越低于其他材料筑壩投資。根據羅布泊的特殊環境，施工工期最佳最優應該在每年的5～10月，其余地方根據當地氣候決定。

參考文獻：

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