某磷石膏庫沉積灘面上防滲膜的抗風設計

程立家，李 興

(昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

某磷石膏庫現狀已達到設計最終堆積標高，考慮到磷石膏的綜合利用等問題，該磷石膏庫目前未按相關規范的要求進行閉庫。從建設單位自身角度出發，磷石膏的綜合利用暫時還無法實現。為了防止更多的污水產生，減輕下游調節回水池的庫容壓力，擬在磷石膏庫現狀沉積灘面上通過鋪設防滲膜的方式實現庫內的清污分流。

防滲膜的制造工藝現已十分成熟，影響防滲膜正常使用的因素較多，其中，風壓對防滲膜的影響就是一個重要因素。如何消除風壓對防滲膜的破壞作用，也是設計能否順利實現庫內清污分流的重中之重。

1 工程概況

磷石膏庫現狀壩頂標高1 942.0 m，現狀壩頂標高以上至庫區周邊截水溝之間的匯水面積為0.79 km2。現狀沉積灘頂標高1 940 m，已堆積至設計最終堆積標高1 940 m。

設計擬對磷石膏庫區灘面鋪設厚度為1.0 mm HDPE雙光面防滲膜作為阻隔層，防止入庫雨水與磷石膏混合后形成污水。庫區內的雨水在HDPE防滲膜阻隔下，通過新建庫內排水設施將入庫雨水排至庫外，實現對庫區灘面的清污分流。

2 沉積灘面上受到的有效吸力

根據《建筑結構荷載規范》GB 50009-2001(2006年版)表D.4全國各城市的50年一遇雪壓和風壓，建設地點的基本風壓值在該規范全國基本風壓表上沒有給出，將根據附近地區規定的基本風壓資料近似確定。

參考項目附近地區的基本風壓資料，其重現期為10年、50年和100年的風壓值為0.2 kN/m3，0.3 kN/m3，0.35 kN/m3。磷石膏庫也將據此基本風壓進行設計。

基本風壓ω0是根據全國各氣象臺站歷年來的最大風速記錄，按基本風壓的標準要求，將不同風儀高度和時次時距的年最大風速，統一換算為離地10 m高，自記10 min平均年最大風速，作為當地的基本風速ν0，再按伯努利公式確定基本風壓。

得到其重現期為10年、50年和100年的風速分別為17.89 m/s，21.91 m/s，23.66 m/s；現場使用的HDPE防滲膜厚度為1.0 mm，則其單位面積質量μGM為0.94 kg/m2；現場高程z為1 946 m，坡面相關系數λ取1.0。

Se=0.646 5λ2e-(1.252×10-4)z-9.81μGM

得到在重現期為10年、50年和100年的風速情況下，防滲膜上有效吸力分別為152.93 Pa，234 Pa，274.53 Pa。

3 防滲區域抗風所需壓載

現場使用的HDPE防滲膜厚度為1.0 mm，則其單位面積質量μGM為0.94 kg/m2；現場高程z為1 946 m。坡面覆土的密度ρP為1 500 kg/m3，根據公式

得到在重現期為10年、50年和100年的風速情況下，防止HDPE膜吸起的覆土厚度分別為10.39 mm，15.9 mm，18.66 mm；相應地，覆土所產生的壓強為15.59 kg/m2，23.85 kg/m2，27.98 kg/m2。

現場采用裝入磷石膏的土工膜編織袋作為重物壓膜，4袋為1組，總重為100 kg，得到上述磷石膏編織袋壓強所覆蓋的有效面積分別為6.41 m2，4.19 m2，3.57 m2。數據詳見表1。

表1 100 kg磷石膏編織袋壓強覆蓋的有效面積Tab.1 Effective area covered by the pressure of 100 kg bagged phosphogypsum

4 防滲膜錨固及壓載

根據表1計算結果，該次防滲膜的錨固及壓載按照100年一遇風壓考慮。庫內按照間距80 m設置1條錨固溝，錨固溝的頂寬為3 m，底寬1.0 m，深度為1 m，邊坡坡比為1：1，防滲膜鋪設后在其上回填磷石膏，在回填的磷石膏上鋪設HDPE防滲膜(厚1.0 mm)，并與灘面上的HDPE防滲膜(厚1.0 mm)進行焊接，見圖1。

圖1 錨固溝大樣圖Fig.1 Detail of anchorage ditches

5 結 語

綜上所述，通過對防滲區域的抗風計算，設計合理的防滲膜錨固及壓載形式，可以有效消除風荷載對防滲膜的破壞，一定程度上，保證防滲膜的使用性及耐久性。