火電廠豎向優化設計探討

劉 婷 陳樹屹

（中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司，四川成都610021）

0 引言

在電廠設計中，廠區的豎向設計和場址標高的選擇不容小覷，既關系著電廠的安全，又關系著投資的經濟性。本文針對河北某電廠豎向設計進行分析，重點探討了豎向設計的影響因素和場平標高的選取。

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程莊子村。廠址西側緊鄰承唐高速公路，距張唐鐵路約0.7 km，東距112國道約1.8 km。

1.2 廠址交通運輸

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。張唐鐵路呈北—南走向從廠址西面通過，距廠址約0.7 km，張唐鐵路設有團瓢莊站，位于廠區西北側約0.8 km處。電廠鐵路專用線從團瓢莊站引接。

1.3 廠址地形地貌

廠址區為山前平原，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據如表1所示。

表1 廠址百年一遇洪水位數據

2 廠區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、進廠道路引接及供熱規劃等條件，確定廠區總體布置格局為：主廠房A排向東，固定端朝南、擴建端向北，廠區長軸平行于平東公路，電廠鐵路專用線布置在張唐鐵路與承唐高速之間，采用管帶機輸送進廠，出線向東再折向北。

3 廠區豎向影響因素分析

3.1 影響廠區標高的主要因素

廠址東側為東南—西北流向的黎河二級支流，在廠址西北側約1 km處匯入黎河一級支流，該二級支流廠區段主要為行洪通道，而附近歷史最高洪水位又高于場地自然標高，因而防、排洪問題是影響本工程廠區標高的第一重要因素。影響廠區標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，應兼顧考慮廠區與周圍地形和交通設施的合理銜接。就本工程而言，廠區到廠外道路引接有足夠的展線距離，故道路引接不是標高制約因素。

廠區場平標高還受以下因素影響：

（1）工藝系統要求：如主廠房、冷卻塔、煤場的合理銜接。

（2）地形地質要求：廠區與周邊地形的合理銜接（邊坡、擋墻）。

（3）棄、購土條件。

3.2 廠區防洪標準

根據GB 50660—2011《大中型火力發電廠設計規范》4.3.14和4.3.15條：

廠址場地標高應考慮與發電廠等級相對應的防洪標準：當電廠規劃容量大于400 MW時，防洪標準（重現期）取100年。

對位于江、河、湖旁的發電廠，其防洪堤的堤頂標高應高于設計高水位0.5 m；當受風、浪、潮影響較大時，應再加50年一遇的浪爬高。

4.3.16條第1條：廠區不設防洪堤時，主廠房區的室外地坪標高應高于設計高水位的0.5 m。廠區設有滿足防洪要求的防洪堤且有可靠的防內澇措施時，廠區場地標高可適當低于設計洪水位。

3.3 廠區防澇措施

就本工程而言，歷史最高洪水位40.70 m與場地自然標高（36.80～40.00 m）相差不大，而廠區用地面積也不大（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 廠區豎向優化設計

4.1 廠區豎向優化設計思路

廠區采用填高方案解決防洪問題，豎向設計的優化思路主要著眼于土石方的平衡及工程量的經濟性，優化設計思路如下：

（1）結合工藝系統優化廠區用地，減少填土區域。

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

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

（4）根據廠區布置及洪水位線性變化的特征，本工程結合地形及行洪通道方位，為了降低主廠房區域土方工程量，在廠區東、南兩側設0.5 m高的防洪圍墻基礎，這樣主廠房區的室外地坪標高高于1%一遇設計高水位標高即可。

4.2 廠區豎向設計方案

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，廠區豎向布置采用平坡式布置。

廠區各個功能區場平標高結合廠區總平面布置、自然條件和線性變化的洪水位以及廠區設計坡度，合理確定各功能分區的場平標高。

4.2.1 主廠房區場平標高

主廠房區自然高程為37.50～38.96 m，南側圍墻及東側圍墻洪水位為40.70～38.26 m，結合廠區總平面推薦方案按照內插法計算主廠房區最高洪水位位于汽機房東南側，標高約為40.00 m，#2汽機房東北側洪水位標高約為38.50 m；考慮在廠區東、南兩側設0.50 m高的防洪圍墻基礎后，則主廠房區不受東南兩側行洪通道洪水位影響，而東北側隨著洪水位的降低，設置0.50 m超高后的標高為39.00 m（38.50+0.50=39.00 m）。因此，主廠房區按東南側洪水位標高不設0.50 m超高確定的場平標高為40.00 m，同時滿足東北側洪水位標高增加0.50 m超高的要求。

4.2.2 冷卻塔區場平標高

冷卻塔區自然高程為38.30～39.05 m，南側圍墻洪水位為40.70～38.32 m，結合廠區總平面推薦方案按照內插法計算冷卻塔區最高洪水位約為40.00m，則冷卻塔區場平標高為40.00m。

4.2.3 煤場區及卸煤設施區場平標高

煤場區及卸煤設施區自然高程為36.80～37.82 m，西側圍墻洪水位為38.32～28.26 m，結合廠區總平面推薦方案按照內插法計算冷卻塔區最高洪水位約為39.00 m，則煤場區及卸煤設施區場平標高為39.00 m。

4.3 土方工程量

4.3.1 廠區場平土方工程量

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

4.3.2 填土土源

整個工程內部能提供填土土源為廠內建構筑物基槽余方。欠方考慮礦粉或灰場土回填。

4.3.3 邊坡工程量

根據廠區總平面布置及豎向設計標高，經場地平整后廠區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，在邊坡結構形式上采取漿砌片石護面的處理方式。

5 結語

結合廠址地形地貌及地質條件，本文中電廠豎向采用平坡式布置。各功能區標高選擇，充分考慮廠區土石方、洪水位標高、場地坡度等工程量，確定綜合投資最省的場地設計標高，提出科學合理的豎向設計方案，廠內外設施標高銜接適當，節省投資。