化工厂总图设计中的地面防渗处理

化工厂总图设计中的地面防渗处理
顾小强
宁波市化工研究设计院有限公司，宁波 315040
【摘 要】 化工行业的地下水污染问题日益突出，国家也出台一系列相关环境保护法来限制化工行业的污水排放行为。

本文主要是阐述在化工厂总图设计过程中，地面防渗的设计原则和要求，并根据相关资料选择防渗结构，使厂区地面防渗满足我国化工厂防渗设计的相关规范要求，并保证防渗层的使用效果。

【关键字】总图设计、地面防渗、化工厂、地下水、环境保护
中图分类号：TU592 文献标识码：A
总图设计由于其专业的特殊性，政策性较强，知识面要求广，因此对该专业人员的要求也较高。

在化工总图设计的过程中，从厂区选址开始，就要考虑两个很重要的因素：场地排水和防渗设计。

这两者息息相关，其中化工行业的防渗由于涉及到地下水保护等环境问题，现在越来越受到相关职能管理部门及各个设计院的高度重视。

1工程建设中地面防渗的必要性
众所周知，化工项目的防渗要求早期并不被社会重视，后来随着国家对环境保护要求的日益提高，化工行业引起的地下水污染日益突出，于是在本世纪初才开始受重视，中国在2014年实施的《环境保护法》就明确要求建设项目中防治污染的设施，应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用（简称“三同时”），并要求对建设项目进行环境影响评价。

在化工项目设计过程中，根据项目环境影响报告批复文件，进行防渗设计及施工，满足政策的“三同时”要求。

21世纪之前，我国各地化工厂区，由于企业主投机经营，职能管理部门疏于管理，化工厂经常存在漏排、暗拍、偷排地下污水的情况，严重污染地下饮用水，给百姓正常生活带来很大影响。

化工厂区地下水污染源 包括工业生活污水、生产污水、施工污水、非清净雨水及其他衍生的污水。

污水通过地面渗漏、管道泄漏、设备滴漏或者直接排放等形式影响地下水资源，后果非常严重。

因此，在化工厂新建、扩建、改建过程中，总图专业负责的地面防渗设计已显得尤为重要。

2地面防渗对工程及环境的影响
首先，化工厂区污水对地下水资源的影响是显而易见的，也是各地环保部门严抓的重要原因。

地下水污染影响深远，对厂区周边的居民、农田也是直接危害，影响地下水资源的利用和开采，间接地导致局部水危机。

比如，在2004年我国江苏一家化工厂，因为罐区的一个丙烯罐起火，扑灭火的消防水、雨水及原油液体等混合物积存在罐区中，但是由于防火堤及
罐区混凝土地面均年久失修，到处开裂，且地面结构层下没有设置防渗结构，因此最后罐区西侧三处防火堤决口，污水冲在绿地及道路上，经过雨水沟、地面裂缝及绿地渗入地下，严重污染厂区周围3公里的地下水，影响当地居民的河水使用及农田灌溉。

其次，由于地下污水存在较多的含碱、酸根等离子，在地下水中会腐蚀建构筑物基础、地下设施、埋地管线及雨水沟等，存在质量事故或安全事故的隐患。

我国西北有些地方的厂区生活饮用水、净化水等均来自直接开采的地下水，渗入地下的污水直接导致生产用的循环水、生产水、消防水等质量不达标，影响工厂正常运行。

最后，防渗层施工是厂区单项工程中的一个分项工程，且防渗材料的选择种类较多，因此间接的会增加工程的总投资。

比如在甘肃省张掖市的一个煤焦油加氢厂区，厂区用地面积约为18公顷，污染防治面积约为 2.5公顷，防渗措施采用高密度聚乙烯（HDPE）膜防渗层，投资额约为150万元，因此总图设计人员在做工程投资概算时要一并计列。

3地面防渗措施的选择
减少地下水污染最好的方式就是从源头采取主动控制措施，主要在工艺、管道、设备、阀门等方面采取措施，防止和减少污染物跑、冒、滴、漏。

但是当主动措施代价太大或效果不明显时，才开始选择被动的防治措施，而防渗就是防止污染地下水的被动的，也是最重要的措施。

如今化工厂工程防渗设计主要依据国家规范《石油化工工程防渗技术规范》（GB/T50934-2013），根据装置、单元的特点和所处区域，可将工厂污染区分为重点污染防治区和一般污染防治区。

其中重点污染区包括地下油罐、地下污水管道、生产污水井、污水沟等区域地面，其防渗性能不应低于 6.0m厚渗透系数为 1.0X10-7cm/s的黏土层防渗性能。

一般污染区包括地面油罐区、装置区地面、汽车装卸站、化学品库地面等区域地面，其防渗性能不应低于1.5m厚渗透系数为1.0X10-7cm/s的黏土层防渗性能。

由于厂区的地面设计均由总图专业负责，因此在总图设计中的地面防渗设计也是非常重要的环节，一般在基础工程设计或初步设计中就要考虑。

以下是几种常见的地面防渗结构：
（1）黏土层防渗。

这是一种最经济、最方便的防渗结构，其渗透系数小于 1.0X10-7cm/s，但是黏土层存在久晒干裂、压实不均、使用寿命短、耐候性差等问题，所以在顶面宜设置混凝土地面、薄膜覆盖层或设置厚度不小于200mm的砂石层。

这种防渗结构宜在西北等干燥少雨地区采用，南方等多雨区域效果不佳，不宜采用。

（2）抗渗混凝土。

该防渗结构能达到与地面结构层的很好结合，具有机械强度高、防腐性能好、使用寿命长等优点。

缺点
是混凝土施工受材料、气候等因素影响大，且接缝处容易渗漏，施工周期长，成本较高。

在采购困难地区、冬季施工、雨水需要渗透地区（例如“海绵城市”）等条件下不
宜采用。

混凝土防渗层主要包括抗渗钢纤维混凝土、抗渗合成纤维混凝土、抗渗钢筋混凝土和抗渗普通混凝土。

（3）高密度聚乙烯（HDPE）膜防渗。

该防渗层具有防渗性好、化学稳定性好、机械强度高、气候适应性强、使用寿命长、敷设方便等优点，是近些年化工行业、垃圾填埋场及污水处理厂主要推行的新型防渗结构。

其主要缺点是采购成本较高、接缝处施工困难、花管设置困难等问题。

HDPE 膜厚度不小于 1.5mm，埋深不小于300mm，接缝焊接是最主要的施工质量主控工序。

HDPE 膜应坡向盲沟或排污沟，盲沟内的排水材料宜采用长丝无纺布土工布包裹的高密度聚乙烯穿孔排水管。

（4）钠基膨润土防水毯防渗。

该结构类型与HDPE 膜相似，但不宜在干燥少雨的地区使用，因此适合我国南方地区采用。

（5）塑料土工膜防渗。

该方法在2000年前是比较常用的防渗方式，优点是价格便宜、施工方便。

但由于该膜化学稳定性差、强度较低、使用寿命短，因此防渗性能较差，近些年逐渐被淘汰。

4小结
工程防渗方案的确定与项目所在地的工程地质、水文地质条件密切相关，化工厂区防渗设计工作一般分为两步：
第一步是相关机构在编制环境影响报告书前应搜集和研究建设项目场地的地下水环境敏感程度、含水层易污染程度和
包气带防污性能，决定是否采取地面防渗措施。

第二步是在需要采取防渗措施时，总图设计人员根据建设项目所在地的气候特征、机械和人员情况、原材料供应情况等因素，选择最经济、最环保、最实用的防渗结构，确保厂区的地面防渗性能满足相关规范的要求。

参考文献
[1]申满对，朱华兴，付倩倩。

石化项目防渗设计的重点与难点问题探讨【J】。

炼油技术与工程，2014（04）。

[2]王松生。

石化工程防渗设计方案分析与选择【J】。

炼油技术与工程，2013（02）
[3]Q/SY 1303-2010.石油化工企业防渗设计通则。

6-15
（接上第26页）
18万吨/年煤焦油综合利用项目
该项目位于河南省洛阳市石化产业集聚区，由洛阳市通瑞物资有限公司投资建设，项目占地 20 亩，建筑面积8000M2 ，利用现有煤焦油贮存场地、设备，采用加剂、离心分离、加热恒温、静止分层等技术工艺，建设一套 18 万吨 / 年煤焦油综合利用装置，实现对煤焦油的进一步加工利用。

工艺流程：煤焦油 ‐ 加剂反应预处理 ‐ 高心分离 ‐ 静置分层 ‐ 加热分层 ‐ 冷凝分离 ‐ 成品。

项目总投资 3000 万元。

年产16万吨煤焦油及3万吨工业废液综合利用项目
该项目位于河南省洛阳市伊川县白沙镇范村，由洛阳市立得生再生资源综合利用有限公司投资建设，新建一条年处理16 万吨煤焦油及 3 万吨工业废液综合利用生产线，建设 8000 立方米原料及产品罐区一座，项目用地 70 亩。

备注：据业主介绍，该项目正在办理前期手续工作，设计尚未开展，设备暂未采购，施工未开始。

项目总投资 5000 万元。

项目性质 新建
企业性质 私有
行 业 环保
投资总额 5000 万元
进展阶段 已备案
申报方式 备案制
审批机关 市级发改委
（接下第48页）。