散货堆场排水系统优化研究

经济合理的散货堆场排水系统方案，对散货堆场雨水顺利排除，减少堆场内积水，保障堆场内堆存货物的安全具有非常重要的意义。论文针对大型散货港口散货堆场排水的特点，结合某大型散货港口散货堆场排水系统方案设计，介绍了散货堆场一种新型排水方式，并与传统排水方案进行了技术及经济分析与比较,可为今后类似工程散货堆场排水设计提供参考。

1引言

散货堆场是指用于堆存散货的专用露天场地，本文主要针对煤炭、铁矿石及磷矿石等物料堆场排水系统进行研究分析。根据JTS149-1—2007《港口工程环境保护设计规范》规定[1]，含矿污水应进行收集和处理。在含矿污水收集系统设计中，影响散货堆场排水系统设计的主要因素有：散货堆场的平面布置及竖向、堆场装卸工艺及形式、堆场的铺面形式及堆场的堆存效率等方面。结合项目实际情况，制定出技术可行，经济高效的排水方案对散货堆场尤为重要。目前，国内大多大型煤或矿石码头配套散货堆场的排水系统一般采用散货堆场内部及四周设置排水沟，通过排水沟将含尘雨水或除尘废水送入污水处理站或污水处理厂。

2案例分析

2.1工程项目概况

某港口工程建设1个5000t级散货出口泊位、2个5000t级散货出口泊位，陆域建设3线4块斗轮堆取料机作业的散货堆场，堆场尺寸约为586m×295m，总面积约19×104m2，散货堆场内设置3条堆取合一堆取料机作业线，将散货堆场划分为4块独立装卸区，堆放物料为煤炭、磷矿、铁矿石及硫磺等散货，如图1、图2。

2.2排水设计方案及方案经济计算

根据物料性质、堆场布置及工艺形式，本项目采用排水沟收集散货。散货堆场部分结合工程特点给出两种排水沟布置方案1)根据本项目的总平面、工艺流程、道路设置设计条件以及总图散货堆场竖向布置方案，设计两种排水沟设置形式并对其进行分析对比。方案一：根据总平面竖向，在散货堆场四周及部分堆取料机基础两侧设置排水沟，将堆场雨水收集至污水处理站。方案二：既有的堆取料机轨道（或其他堆场机械）基础一般为拱轨枕方式或者刚性梁轨道基础，而这两种基础均为实体形式，即基础内部均为建筑材料所填充[2]。本方案将原有实体基础设计为中空的轨道基础形式，即由纵向轨道梁及上部结构、地坪构成的基础内部涵道，在堆取料机基础立面设置进水口，并在进水口靠近物料端设置袋装碎石过滤层，在中空的轨道基础地坪设置排水沟。散货堆场雨水或者料堆除尘水等经堆取料机基础立面进水口粗滤后通过排水沟将需处理的雨水或料堆除尘水送至污水处理站进行处理。2）根据JTS149-1—2007《港口工程环境保护设计规范》中第4.3.2条，煤码头堆场径流雨水公式及曼宁公式确定散货堆场排水沟宽度、坡度及高程。依据JTS149-1—2007《港口工程环境保护设计规范》第4.3.2条规定，散货堆场径流系数取0.1～0.2。该径流系数为堆场满载工况下的数据，而实际中散货堆场往往货物不能满载，甚至是空货的状态。目前，国内散货堆场铺面形式一般采用联锁块或六面块进行铺面[3]，在空货状态下，联锁块或六面块径流系数可参照大块石铺砌路面，取0.65[4]。空货与满货状态的径流系数差别较大，如果在设计过程中，堆场径流系数取满货状态0.1～0.2，则导致计算雨水量较实际雨水量小，造成散货堆场经常性积水。因此，在散货堆场雨水设计过程中，应尽量了解后期堆场运行情况，采用较为合理的综合径流系数进行余量计算。

2.3方案比较

为了较全面反应方案一与方案二的优缺点，为今后散货堆场排水系统设计提供参考，本文从技术、经济、施工工艺和运行管理等4方面对两方案进行比较。从技术方面考虑，方案二堆取料机中空基础，不仅满足了排水需求，更方便了各类管线布置和设备安装；取消了堆场内部及四周排水沟，不必因避让排水明沟而与基础相距2m以上，散货堆场利用率得到大幅提高。从工程造价方面考虑，方案二较方案一投资少约152.2万元。从施工工艺方面考虑，方案一排水沟设置于散货堆场四周及堆取料机基础旁，排水沟结构距防风网及堆取料机基础结构较近，对施工的要求以及施工难度大于方案二。从后期运行管理方面考虑，方案一在堆场四周及堆取料机基础旁设置明沟，一方面在装卸过程中，货物容易撒落至明沟里；另一方面由于物料堆放的坡度较大，散货物料颗粒易被雨水冲刷散落至排水沟，从而导致排水系统堵塞。并且，排水沟盖板一般采用钢格盖板，当散货物料散落至排水沟盖板上，因大型工艺流动机械碾压散落的物料，物料嵌入钢盖板删条缝隙间，导致钢盖板侧向挤压损坏、堵塞，从而导致排水沟排水不畅。另外，由于排水沟设置密而断面小，人工清通及维护周期较短，加之清通难度较大，劳动强度高，导致排水沟的维护及物料的回收难度较大。而方案二实现了散货与排水沟分离设置，雨水或者堆场除尘水经袋装碎石过滤层后，水中所含物料大幅降低，不但减少了散货的损失，也大大降低了排水沟清通所带来的工程量。综上所述，无论从技术、经济还是从施工工艺及后期运行管理方面考虑，方案二均优于方案一。

3结论

1）排水理念新颖。现有散货堆场排水系统大多采用地表径流、地面泄流或渗流等方式，该系统容易造成散货物料对排水沟、孔等的堵淤；而方案二采取了在堆取料机基础侧壁开洞（基础内排水），孔洞很难淤塞，且易于拦污，在堆取料机基础内部设置排水明沟，使得散货堆场物料与排水明沟完全分开隔离，较好地避免了物料对排水沟的堵塞。2）创新了1种堆取料机基础形式。将现有实体堆取料机基础形式改造成中空的轨道基础形式，即由桩基和纵向轨道梁及上部结构、地坪构成了基础内部的涵道。该种结构形式不但使得物料与排水沟分离方案得以实现，更可以利用其内部空间，方便布设各类管线（除尘给水管线、电缆桥架等），有利于施工期和运维期的检查、维护及改造。

4结语

通过本文的论证，为今后的散货堆场雨水系统设计提供了宝贵经验，方便工程人员快速、高效地进行散货堆场雨水系统设计，从而缩短了整个项目设计周期，降低了劳动强度。选择更优的、更高效的排水方案，不但可节约工程投资、减少散货堆场积水、减少物料的损失，而且还具有较好的社会及经济效益，符合当前节能减排的要求。