专利名称：一种沟谷型干法赤泥堆场的排水结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种干法赤泥堆场的排水结构，特别涉及一种沟谷型干法赤泥堆场的排 水结构，属于赤泥干法处置技术领域。
技术背景赤泥是氧化铝生产中产生的废渣。赤泥除少量可综合利用外，各氧化铝厂均需修建专门 的赤泥堆场来堆存赤泥。赤泥的堆存主要有干法和湿法两种方式。 一般认为，进入堆场的赤 泥浆含水率在47%以上为湿法，含水率低于47%为干法。赤泥附碱一般3 5g/L。所以赤泥附 液的PH值通常在12以上。湿法堆场其堆存状况类似于水库，存在浸润线高、安全和环保风险 较大的缺点，已逐渐被干法赤泥堆场所取代。干法赤泥堆场需要较大的晾晒面积，赤泥浆在堆场进行沉降、分离、干燥和固结过程， 分离出的赤泥附液(碱水)返回氧化铝厂循环使用，赤泥呈固态堆放在赤泥堆场。干法赤泥 堆场的场址，根据氧化铝厂周边的地形、自然条件和土地资源状况，可以大致分为沟谷型、 坡地型、平地型和盆地型四类。所谓沟谷型，指场址为狭长沟谷，长轴方向边界高，中间低 的形状，在山区较常见；在采用干法堆存的氧化铝厂中，以平地型堆场较为常见，因为平地 型场址容易满足干法堆场对晾晒面积的需求，又可以减少场外雨水汇入堆场。赤泥的干法堆 存技术首先就是在澳大利亚的几个平地型堆场发展起来的。我国第一个干法赤泥堆场广西平 果氧化铝厂也采用平地型堆场。但对于具体的氧化铝厂，限于厂区周边自然环境和土地资源状况，有时无足够面积的平 地可选用，或虽有平地但一般均为基本农田而不能占用，有时不得不选择面积适宜的沟谷型 、坡地型或盆地型等形状的场地作为干法赤泥堆场的场址。干法赤泥堆场场址的形状不同，堆存工艺也有很大差异。平地型干法赤泥堆场的堆存方 法，不能简单套用到沟谷型赤泥堆场上。平地型堆场在构筑一圈初期坝后，用中间坝将堆场 分为若干小区，每个小区均整平为四面高、中间低的形状，再在小区四周设置布料管，采用 四面布料，中间排水的运行工艺，小区四周同步上升，堆满后再构筑子坝继续堆存。在沟谷型场地进行赤泥的干法堆存，会遇到一些与平地型堆场不同的新的问题其一，场外雨水的汇水面积较大，影响堆置区赤泥的干燥固结。其二，从谷口谷尾的距离较长，且具有一定高差，从谷口堆存至谷尾的使用年限往往在 5 10年以上，在此期间，将有相当面积的防渗膜暴露在空气中和光照下，存在老化现象， 对防渗膜的性能有一定不利影响。其三，排水方向单一， 一般是从上游往下游排水且管线较长， 一旦失效不易补救。实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种沟谷型干法赤泥堆场的排水结构；本实用新型针对沟 谷型场地的特点，设置截洪沟和拦洪坝，将沟谷型赤泥堆场的建设分为前后两期工程，这样 不仅可以减少赤泥堆场场区外部雨水汇入赤泥堆场及降低防渗膜的老化现象；而且增强了排 水系统的可靠性及赤泥堆场的初期建设投资，可以克服现有技术的不足。本实用新型的技术方案， 一种沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，它包括用来堆放赤泥 的沟谷地形l，在沟谷地形1地势低的一端依次设有回水池2和初期坝3，在沟谷地形l用来堆 放赤泥区域的四周设有截洪沟12，在其中部设有拦洪坝4，在拦洪坝4上连接有排洪管5，排 洪管5的另一端分为两个带阀门的支管，两个带阀门的支管分别与截洪沟12和回水池2连接， 并且在沟谷地形l的沟谷口到沟谷尾之间设有集水沟8，在沟谷地形1及集水沟8上铺设有防渗 层10，并且在集水沟8内还设有前区集水管9和后区集水管14，前区集水管9与回水池2连接， 后区集水管9与排洪管5连接，在防渗层IO、前区集水管9和后区集水管14上铺设有砂石滤水 层ll，并且在前区集水管9和后区集水管14上隔段连接有排水井13。从初期坝3开始逐层堆存赤泥时，当堆存的赤泥面于与初期坝3相平时，在与初期坝3相 平的赤泥上修建一级子坝，当堆存的赤泥面与一级子坝相平时，在与一级子坝相平的赤泥上 修建二级子坝；三级子坝和n级子坝的修建方式与初期坝、 一级子坝和二级子坝的修建方式 相同。隔段连接在前区集水管9与后区集水管14上的排水井13的高度从沟谷口到沟谷尾随地形 的升高逐渐升高，并且第一个排水井13的顶部低于初期坝1顶部0. 5 1米，第二个排水井13 的顶部低于一级子坝顶部O. 5 1米，第三个排水井13的顶部低于二级子坝顶部0. 5 1米，第 四个排水井13的顶部低于三级子坝顶部0. 5 1米，第n-l个排水井13的顶部低于n级子坝顶 部0.5 1米，并且当堆存的赤泥面高度接近集水管13的管口时，需对该集水管13管口进行封 堵。拦洪坝4的高度为2 3米。 截洪沟12位于规划堆存赤泥区域的四周。在前区集水管9和后区集水管14上开设有小孔，并且在前区集水管9和后区集水管14四周 铺有砂石。
集水井13由直径为1.5m的钢管制成，在钢管上开设有渗水孔，并且在集水井13上缠绕有 滤水土工布。砂石滤水层ll的厚度O. 5 0. 8米。隔段连接在前区集水管9和后区集水管14上的排水井13的高度，从沟谷口到沟谷尾逐渐升高。与现有技术比较，本实用新型针对沟谷型干法赤泥堆场的特点；通过在沟谷型赤泥堆场 规划的区域边界修建截洪沟，用截洪沟来拦截赤泥堆置区外部的雨水，解决了现有沟谷型赤 泥堆场场外雨水汇入量大的问题；在沟谷型赤泥堆场中部设置拦洪坝，拦洪坝将沟谷型赤泥 堆场分为前后两区，并且在拦洪坝上还连接排洪管，这样在赤泥堆放过程中可以减少进入前 区的雨水量；防洪坝的设计还可对沟谷型赤泥堆场进行分期建设，在后区即将投入使用时再 对后区赤泥堆场进行铺设防渗膜，可以减少防渗膜暴露在空气中的时间，防止渗透膜老化。 并且前后区分别使用独立的集水管排水，增加了排水系统的可靠性；其前期用来排水的排洪 管在后区启用时作为后区集水管，降低了堆场排水管线的投资；同时，前后区分布建设的方 式有效降低了赤泥堆场的初期建设投资，有利于企业建设。因此本实用新型是有很好的推广 价值和实用价值的，能给社会和企业带来很好的经济效益。
图l为本实用新型的平面布置示意图； 图2为本实用新型的B-B示意图； 图3为本实用新型的A-A示意图。
具体实施方式
实施例如图l、图2和图3所示，先将所选用来堆放赤泥的沟谷地形l的整平为从沟谷尾 向沟谷口倾斜的单坡地形，然后，在沟谷地形1的沟谷口修筑初期坝3，在沟谷口下游设置回 水池2;再在沟谷地形1规划堆放赤泥区域的四周修筑截洪沟12;截洪沟12可拦截沟谷地形1 堆置区外的山坡雨水流入赤泥堆存区域；在沟谷口和沟谷尾的中部设置一条拦洪坝4，拦洪 坝4的高度为2 3米；在拦洪坝4底端通一根排洪管5，在排洪管5的另一端通过三通支管连接 有两根带阀门的支管，两根带阀门的支管分别与回水池2和截洪沟12相连接，其中与回水池2 连接的支管为回水支管6，与截洪沟12连接的支管为排水支管7;在沟谷地形l堆存赤泥区域 的底部，从初期坝1至沟谷尾开挖一条集水沟8，然后在沟谷口到拦洪坝4之间的赤泥堆存区 域及集水沟8的底部和侧壁铺设防渗层10;并在前区的集水沟8的底部放置前区集水管9。前 区集水管9穿过初期坝1接入回水池2;在前区集水管9的上半圆开设若干小孔，用于收集渗水
，下半圆不开孔，用作流槽，并且在前区集水管9上每相隔一定间距设置若干排水井13，排 水井13采用直径为l 1.5m的钢管制成，在钢管上开设有渗水孔，并且在集水井13上缠绕有 滤水土工布；在修建时集水沟8的宽度比前区集水管9的直径大1米，深度比前区集水管9的直 径大O. 5米，并在放置前区集水管9的集水沟8四周回填碎石。在沟谷口到拦洪坝4之间的赤泥 堆存区域上铺设砂石滤水层ll，砂石滤水层ll厚度为O. 5 0. 8米。隔段连接在前区集水管9与后区集水管14上的排水井13的高度从沟谷口到沟谷尾随地形 的升高逐渐升高，并且第一个排水井13的顶部低于初期坝1的顶部0.5 1米，第二个排水井 13的顶部低于一级子坝顶部0. 5 1米，第三个排水井13的顶部低于二级子坝顶部0. 5 1米， 第四个排水井13的顶部低于三级子坝顶部0.5 1米，第n-l个排水井13的顶部低于n级子坝 顶部O. 5 1米，依次类推。其余辅助设施与平地赤泥堆场的建设相同，待赤泥堆场的前区建设完毕后即可投入使用 ，此时连接在排洪管5上的排水支管7的阀门处于打开状态，回水支管6上的阀门处于关闭状 态。堆放赤泥时从初期坝l内开始堆存赤泥，赤泥中的赤泥附液部分蒸发进入大气，部分沿 赤泥层表面流动，通过滤水土工布进入排水井13，少量通过赤泥层下渗进入砂石滤水层ll， 再由位于集水沟8中间的前区集水管9收集后自流进入回水池2。降雨时，堆置区外部的雨水 由截洪沟12拦截排往附近水体。降落在前区的雨水，由前区排水井12收集后通过前区集水管 9排到回水池2。降落在后期的雨水，在拦洪坝4的拦截下，从排洪管5流出库外通向截洪沟12 排往附近水体。当堆存的赤泥面到达第一个排水井13顶部时，用钢板封堵第一个排水井13的顶部，使用 第二个排水井13排水，依次类推。从初期坝开始堆存赤泥时，当堆存的赤泥于与初期坝3相 平时，在与初期坝3相平的赤泥上修建一级子坝，当堆存的赤泥与一级子坝相平时，在与一 级子坝相平的赤泥上修建二级子坝，三级子坝和n级子坝的修建方式与初期坝、 一级子坝和 二级子坝的修建方式相同。当赤泥面标高即将到达拦洪坝4的底部时，进行沟谷地形l的后区建设在拦洪坝l到沟 谷尾的堆存区域及后半截集水沟8的底部和侧壁铺设防渗层10，在后区的集水沟8内设置后区 集水管14，后区集水管14与排洪管5相连接，在后区集水管14上每隔一定间距也设置若干排 水井13;在底部防渗层10和集水管14之上铺设0.5 0.8米厚的砂石滤水层11，此时排洪管5 上的排水支管7上的阀门处于关闭状态，回水支管6上的阀门处于开启状态，上述工程应在赤 泥面到达拦洪坝4顶部前必须建设完毕。后区赤泥堆场建设完毕后，继续按前区堆存赤泥的方式堆存赤泥，利用排水井13、砂石 滤水层ll、前区集水管9、后区集水管14等设施将赤泥附液和堆置区内的雨水送到回水池2。 初期坝l的高度、集水沟8的坡度根据地形确定，回水池2、排洪管5、排水井13、前区集水管 9、后区集水管14的直径根据回水量和雨水量计算确定。
权利要求1. 一种沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，它包括堆放赤泥的沟谷地形(1)，其特征在于在沟谷地形(1)地势低的一端依次设有回水池(2)和初期坝(3)，在沟谷地形(1)用来堆放赤泥区域的四周设有截洪沟(12)，在其中部设有拦洪坝(4)，在拦洪坝(4)上连接有排洪管(5)，排洪管(5)的另一端分为两个带阀门的支管，两个带阀门的支管分别与截洪沟(12)和回水池(2)连接，并且在沟谷地形(1)的沟谷口到沟谷尾之间设有集水沟(8)，在沟谷地形(1)及集水沟(8)上铺设有防渗层(10)，并且在集水沟(8)内还设有前区集水管(9)和后区集水管(14)，前区集水管(9)与回水池(2)连接，后区集水管(9)与排洪管(5)连接，在防渗层(10)、前区集水管(9)和后区集水管(14)上铺设有砂石滤水层(11)，并且在前区集水管(9)和后区集水管(14)上隔段连接有排水井(13)。
2.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于拦洪坝(4)的高度为2 3米。
3.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于截洪沟(12)位于堆存赤泥区域的四周。
4.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于在前区集水管(9)和后区集水管(14)上开设有小孔，并且在前区集水管(9)和后 区集水管(14)四周设砂石。
5.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于集水井(13)由直径为l 1.5m的钢管，在钢管上开设有渗水孔，并且在集水井(13 )上缠绕有滤水土工布。
6.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于砂石滤水层(11)的厚度O. 5 0.8米。
7.根据权利要求l所述的沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，其特征 在于隔段连接在前区集水管(9)和后区集水管(14)上的排水井(13)的高度，从沟谷口到沟谷尾逐渐升高。
专利摘要本实用新型公开了一种沟谷型干法赤泥堆场的排水结构，在沟谷地形用来堆放赤泥区域的四周设有截洪沟，在其中部设有拦洪坝，在拦洪坝上连接有排洪管，排洪管的另一端分为两个带阀门的支管，两个带阀门的支管分别与截洪沟和回水池连接，并且在沟谷地形的沟谷口到沟谷尾之间设有集水沟，在沟谷地形及集水沟上铺设有防渗层，并且在集水沟内还设有前区集水管和后区集水管，前区集水管与回水池连接，后区集水管与排洪管连接，在前区集水管和后区集水管上隔段连接有排水井。本实用新型针对沟谷型场地的特点，设置截洪沟和拦洪坝，将沟谷型赤泥堆场的建设分为前后两期工程，这样可以减少赤泥堆场场区外部雨水汇入赤泥堆场及降低防渗膜的老化现象。
文档编号E02D19/00GK201080615SQ200720200709
公开日2008年7月2日 申请日期2007年7月25日 优先权日2007年7月25日
发明者李明阳 申请人:贵阳铝镁设计研究院