水渣池

斗式混凝土结构件

水渣池是一个上大下小的斗式混凝土结构件，用于收集水渣。水渣池是混凝土结构的池子，池中水深5～8m的池塘。水渣池内水是腐蚀性、且温度较高。水渣池周围应有栏杆，内壁应有扶梯。水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料。

水渣池用途

泡渣

熔渣用渣罐车运至远离高炉的水渣池，直接倾入池水中，熔渣经水淬即成水渣。水渣池为混凝土构筑物，池中水深5～8m。吊车将水渣捞出，置于池边的堆渣场，脱水后装车运出。水渣池中的水，由于水分蒸发和被水渣带走，需经常补充（每吨渣补充1t水）。泡渣法省水省电，但需要许多渣罐车，而且安全和环保都存在较多问题。

冲渣

在炉前用水喷嘴冲击熔渣流股将渣水淬。这种方法虽然比泡渣使用的水、电较多，但可不用渣罐车，高炉生产不受渣罐调度的影响，减轻了厂内铁路运输负荷，有利于生产，因而被广泛采用。冲渣用水压、水量和喷嘴（或称粒化器）结构形式对水渣质量和安全操作有直接关系。一般喷口处的水压采取0.2～0.3MPa，冲渣喷水量不小于8～10t。喷嘴必须使熔渣与水充分接触。冲渣后形成了水渣与水的混合物——渣浆，通过水渣沟或管道输送至过滤池或过滤仓进行脱水。过滤池即混凝土的水渣池在其底部或侧边底部铺设过滤层，冲渣水从底部排出。脱水后水渣由吊车抓斗抓出。水渣过滤仓的仓壁由金属滤网围成，渣浆从顶部装入，水由滤网孔排出，水渣脱水后从底部卸出。这种方法装车外运方便，占地面积小。

水渣池热水的产生

炼铁高炉在冶炼生铁过程中同时产生高炉熔渣，熔渣的数量按铁矿品位的不同而有很大的差异。我公司所用的铁矿品位较高，每炼一吨生铁平均产渣450公斤，熔渣的温度为1450-1500℃，主要成分为SiO2，CaO和Al2O3，MgO。高炉熔渣可以作为废弃物，但若将它在高温状态下进行骤冷处理，就可以变废为宝。例如喷吹压缩空气可以制取纤维状矿渣棉，它是良好的保温隔热材料;进行水淬，可以制取水渣，它是水泥厂的主要原料，也是建筑屋面常用的供温材料。熔渣水淬有水冲渣和水泡渣等方法，我公司采用水抱渣法制取水渣。

当熔渣在水池中进行水淬处理时，高炉熔渣所含的热量使池水加温，其中心部分的高温使水迅速大量汽化而进入大气。汽化量按池水温度的高低而不同：当池水温度为60-86℃时，汽化热约占熔渣总热量的20-43.6%，其余的热量被池水所吸收升温。若扣除池水蒸发等热损失，在池水温度为65-70℃条件下，实际可利用的热量约占总热量的65-67%左右，绝对值是相当大的。据计算，每公斤熔演所含的热量为410-420大卡，可纯回收的热量每天达7.6 x 108大卡，相当于114吨标准煤的发热值。

高炉水渣池地基处理

要想很好的处理高炉水渣池，就必须对其有很深刻的理解。高炉水渣池需要处于有水状态而且水渣池里的水需要进行补充以及交换，既不能为存不住水的水池，也不能为无法进行水分交换的水池。因此，高炉水渣池就需要具备一些地质条件。其中最好包括三个土层：人工填土、淤泥质土以及亚粘土。其中第一土层人工填土层要求孔隙率大、结构松软以方便于水分的下渗且应为三个土层中最厚的土层。第二土层应为淤泥质土，方便于水分的保存。第三土层应为粘土或者亚粘土类型，作为持力层，但必须要经常人工清理填土和淤泥土。我国水池地基主要有三种包括大型混凝土水池地基，清水池地基，混凝土水池软地基。

软弱地基上的混凝土水池

在我国被广泛使用的一种加固地基的方法就是采用硬度较大的矿石来作为建筑的垫层，以弥补软地基的不足之处。对于软弱地基的处理一般要遵循以下原则，第一，要使单个水池的倾斜和沉降程度达到最大。对相关的不同水池之间要设计出一定的沉降差。第二，在满足水池的使用要求下，对水池地基进行变形。第三，在水池下地下水丰富的情况下，应充分考虑地下水浮力的作用。取平均最低水位进行承载力的计算。第四，考虑其他荷载对地基变形的影响。在处理时，常见的有三种方法，复合地基法，密实法，强弩法和置换法。

复合地基法是指在构成地基的土中加入增强体，从而提高低级的承载力。可以通过碎石桩等作为增强体。当软弱层存在时，还应该计算地基下卧层的强度以更好的起到减少地基变形的效果。振冲碎石桩适用于黏土，通过一系列的置换处理构成复合地基。对于碎石桩有许多要求，例如，粒径要小于80毫米，碎石桩的间距也需要由限制变形范围，水池所能承受的荷载以及建造地基的强度来决定。

置换法是指通过使可以满足承载力和变性要求的材料来换取替代不能满足的材料的一种方法。可以通过换土处理来完成。在水池平面较小或者地基下局部为软土层时，可以对其进行换土处理。具体土样要通过对水文地质条件的分析来确定。置换法的另外一种就是动力置换法，具体措施如下，将硬度较大的石料，按一定的方式铺在软弱土层上面，形成石料桩，将水池承载的负荷转移到硬土层上面来。

密实法是指通过动力的作用，使地基的密实程度增加，进而使地基的承载力增强。可以通过夯实法，振冲密实法和加载预压法来达到此种要求。在查明土层类型，具体分布以及透水层位置后，可以进行流塑型或充填土等地基的处理。加载预压法是在查明图层的基本情况以后，设计恰当合理的荷载，控制水池沉降量，进行超载预压。进而提高工程效率。

强弩法是一种比较常见比较传统的地基加固方法并且逐步受到重视。它通过重物对土地的冲击能而增强土地的硬度，加强土地的紧实度，可以达到很好的地基加固的目的。它的效果显著且加固周期短，设备简单，这些优点增强了它在地基加固领域的竞争力使得它逐步受到人们的重视。强弩法对地基有效的加固深度深达8米。强弩施工一个月左右以后，通过静力触探法发现0～1米的土层不能满足设计要求，可能是因为强弩冲击能过大，造成表面土层疏松，因此强弩法的有效深度为1～8m，其加固深度基本达到吹填土层。

大型混凝土地基处理

大型混凝土的蓄水池很可能由于地基不均匀导致不同程度的局部开裂，因此需要对其进行一系列的加固措施。通过对该措施的处理和改造，使大型混凝土地基更加坚固实用。常见的有如下方案。

压力注浆方案

压力注浆方法主要有两种，第一种是静压注浆，第二种是高压旋喷注浆。一般是通过压力将所需注入的泥浆注入地基内部，从而使地基更加牢固。采用静压注浆处理时，浆液扩散的范围很大，而且浆液可全部得到有效利用，大大增高了注浆的效率，但是也易出现跑浆的现象。比较适用于黄土层。高压喷注浆方法的可控性高，并且可以对所注部位进行精确的定位，在喷注时，可以形成竖直向上的桩体，适用多种土层。但这种方法依然存在着一定的局限性，例如浆液的扩散范围有限，有大量的水灰生成，对腐蚀性土层起到的作用较小。

树根桩托换方案

树根桩属于灌注桩，有多种类型，如根据倾斜程度分，有垂直型的也有倾斜型的。根据数量来分，有单根的也有成束的。这种方法可以用在新工程的地基处理上。也可以在工程托换的方面发挥作用。树根桩托换法具有很多的好处，第一，施工占地面积小，适合在狭窄低矮的场地运用。第二，施工的噪音较小，而且由施工带来的振动小，对工人和建筑物都有极大的好处。第三，操作简单易行，可以在地面上完成操作，这就大大简化了操作流程。第四，通过使树根桩与地基紧密的结合起来，与底板形成一个统一的整体，使得采用该种方法加固后的承载力有很大的提高。这种方法经济简便，而且对建筑物的影响较小，因而，在实际的工程中，得到了广泛的应用。

这种方案的加固原则是在提高地基承载力的前提下，要求方案安全，简便，经济易行。对变形部位进行合理的处理，根据地基自身的特点，进行处理，首先要确保施工点在该过程中不会因为所受负荷过大而发生变形。但是，通过增大地基的底板面积，使其在相同的压力下，能够有较小的压强，这样一来，即使加固后发生了一定程度的变形，经简单的修补过后，使断裂底板恢复原样，仍可以满足地基使用的要求。

总结

针对高炉水渣池的地基处理，可以综合以上各种情况，以及各种情况下不同的解决方法，结合水渣池的实际情况对其进行处理。可以先设计一个以亚粘土为主要材料的持力层，随后，将操作过程中的人工填土和淤泥土完全清理掉，设计方案增强地基的承载力，使沉降过程基本稳定后的沉降差保持在一个合理的范围之内。为了防止地基的软弱土层被破坏，进而促使附加沉降的生成，可以在地基上设置一个砂垫层。起到高炉水渣池地基处理的效果。

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