CN114382097A - 一种山沟型弃渣场的分期施工方法 - Google Patents

一种山沟型弃渣场的分期施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种山沟型弃渣场的分期施工方法，包括：施工首期弃渣场，包括在沟底设置盲沟、在弃渣回填线外侧设置天沟、在弃渣场平台设置排水沟，施工坡脚处挡护结构和施工弃渣场内部的阻滑桩；在首期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化；对第i期弃渣场进行设计，包括结合第i‑1期弃渣场的阻滑桩受力情况，对弃渣场局部和整体的稳定性进行分析，根据分析结果，确定第i期弃渣场是否需增设阻滑桩以及阻滑桩的设计参数；施工第i期弃渣场，对第i‑1期弃渣场的截排水结构进行接口改造和接长，使得第i期弃渣场沟底设置盲沟、弃渣回填线外侧设置天沟、弃渣场平台设置排水沟，并根据参数施工弃渣场内部阻滑桩；在第i期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化。

Description

一种山沟型弃渣场的分期施工方法
技术领域
本发明涉及弃渣场施工技术领域，特别是一种山沟型弃渣场的分期施工方法。
背景技术
我国西南山区的交通及大型水利水电等工程建设出渣量大，渣场选址困难。山沟型弃渣场可以最大程度减少占地面积、降低环境风险，在实际工程中应用较为广泛。西南艰险山区的公路、铁路工程，隧道占比高，地质环境也更为复杂，山沟型弃渣场往往具有超大容量、超大堆高等特点。同时，弃渣体的处置需要匹配施工进度，因而山沟型弃渣场建设周期长。
目前，公开发表的弃渣场设计的相关研究成果，主要集中在支挡防护结构研发(如：公开或公告号为CN 112900486A、CN 213389969 U的中国专利文献)、生态防护(如：公开或公告号为CN 112544157 A、CN112031036A的中国专利文献)以及施工装置设备(如：公开或公告号为CN 111287244A、CN 212110117 U的中国专利文献)方面。上述研究多基于渣体堆放场地简单的平地型弃渣场开展，难以直接在山沟型渣场施工中进行转化。因此，西南山区的弃渣场设计迫切需要一套能够综合考虑超高大容量、分阶实施、长期安全等多因素的施工方法。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种山沟型弃渣场的分期施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种山沟型弃渣场的分期施工方法，包括以下步骤：
步骤一：施工首期弃渣场，包括截排水施工和挡护施工，其中截排水施工包括在沟底设置盲沟、在弃渣回填线外侧设置天沟、在弃渣场平台设置排水沟，所述挡护施工包括施工坡脚处挡护结构和施工弃渣场内部的阻滑桩；
步骤二：在首期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化；
步骤三：对第i期弃渣场进行设计，i＝2，3，4，…，N，N为弃渣场总期数，包括优化第i期弃渣场的阻滑桩设计，具体的为：结合第i-1期弃渣场的阻滑桩受力情况，对弃渣场局部和整体的稳定性进行分析，根据分析结果，确定第i期弃渣场是否需增设阻滑桩以及阻滑桩的设计参数；
步骤四：施工第i期弃渣场，包括截排水施工和挡护施工，其中截排水施工包括对第i-1期弃渣场的截排水结构进行接口改造和接长，使得第i期弃渣场沟底设置盲沟、弃渣回填线外侧设置天沟、弃渣场平台设置排水沟，所述挡护施工包括施工坡脚处挡护结构和根据所述步骤三确定的参数施工弃渣场内部的阻滑桩；
步骤五：在第i期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化；
步骤六：重复所述步骤三至所述步骤五，直至完成所有期数弃渣场的施工。
作为本发明的优选方案，根据工程弃渣量、建设周期、弃渣场周围地形条件，确定弃渣场总期数。
作为本发明的优选方案，根据弃渣体积结合坡度确定弃渣场边坡级数，根据所述弃渣场边坡级数进行分级施工：
Figure BDA0003494135540000021
Figure BDA0003494135540000031
式中，ni为第i期弃渣场边坡级数，roundup函数表示向上取整，hi为第i期弃渣场的弃渣堆高，ti为第i期弃渣场单级弃渣边坡高度，Vi为第i期弃渣场弃渣体积，β为渣址地形综合坡度，αi为弃第i期弃渣场渣堆置综合坡度。
作为本发明的优选方案，每期弃渣场的边坡级数小于或等于8级。
作为本发明的优选方案，每级弃渣边坡设置宽度2.0～10.0m的平台，每期弃渣边坡之间设置宽度12.0～40.0m的平台。
作为本发明的优选方案，在所述阻滑桩内设置内力和变形监测元件。
作为本发明的优选方案，所述阻滑桩采用埋入式钢筋混凝土桩。
作为本发明的优选方案，在施工首期弃渣场坡脚处挡护结构和弃渣场内部的阻滑桩之前，对首期弃渣场的局部和整体的稳定性进行分析。
作为本发明的优选方案，所述挡护结构包括拦渣坝、挡渣墙、石笼及桩板墙。
作为本发明的优选方案，所述天沟设置在弃渣回填线外侧3.0～5.0m。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过截排水措施的接长或局部改造，增设阻滑桩等手段，能够实现大型山沟型弃渣场分阶段设计实施，从而更好的匹配工程出渣进度。
2、本发明通过对先期实施的阻滑桩受力情况进行监测，据此优化后期施工阻滑桩的截面、锚固深度等，建立基于监控信息实时反馈的弃渣场分级实施动态设计、施工技术，完善了山沟型弃渣场长期稳定性设计体系。
3、本发明提出的山沟型弃渣场的分期施工方法，弃渣场扩容较为简单，降低了工程投资，保障了弃渣场的安全。
附图说明
图1是本发明所述的山沟型弃渣场的分期施工方法的典型断面示意图。
图2是本发明所述的山沟型弃渣场的分期防护的平面示意图。
图标：1.土层a，2.土层b，3.土层c，4.挡护结构，5-1.I期阻滑桩，5-2.II期阻滑桩，5-3.III期阻滑桩，5-4.IV期阻滑桩，6-1.I期弃渣，6-2.II期弃渣，6-3.III期弃渣，6-4.IV期弃渣，6-5.V期弃渣，7.排水沟，8-1.I期盲沟，8-2.II期盲沟，8-3.III期盲沟，8-4.IV期盲沟，8-5.V期盲沟，9-1.I期天沟，9-2.II期天沟改造，9-3.III期天沟改造，9-4.IV期天沟改造，9-5.V期天沟改造。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种山沟型弃渣场的分期施工方法，根据工程弃渣量、建设周期、弃渣场周围地形条件，确定弃渣场总期数。
根据弃渣体积结合坡度确定弃渣场边坡级数，根据弃渣场边坡级数进行分级施工：
Figure BDA0003494135540000041
Figure BDA0003494135540000051
式中，ni为第i期弃渣场边坡级数，roundup函数表示向上取整，hi为第i期弃渣场的弃渣堆高，ti为第i期弃渣场单级弃渣边坡高度，Vi为第i期弃渣场弃渣体积，β为渣址地形综合坡度，αi为弃第i期弃渣场渣堆置综合坡度。
优选的，弃渣分级填筑，每级渣场边坡高度8.0～12.0m，边坡坡率根据弃渣体物理力学参数确定，可以为1∶1～1∶2.75。每期边坡级数不超过8级。
优选的，每级弃渣边坡设置宽度2.0～10.0m平台、每期弃渣边坡之间设置宽度12.0～40.0m的宽平台。
优选的，渣场平台做成纵横向排水坡，排水坡率不小于1％。
具体包括以下步骤：
步骤一：施工首期弃渣场，包括
截排水施工：在沟底设置盲沟、在弃渣回填线外侧设置天沟、在弃渣场平台设置排水沟；
挡护施工：施工坡脚处挡护结构和施工弃渣场内部的阻滑桩。
步骤二：采用上述的分级施工方案对首期弃渣场进行弃渣分级填筑，坡面绿化。
步骤三：对第i期弃渣场进行设计，i＝2，3，4，…，N，N为弃渣场总期数，包括优化第i期弃渣场的阻滑桩设计，具体的为：结合第i-1期弃渣场的阻滑桩受力情况，对弃渣场局部和整体的稳定性进行分析，根据分析结果，确定第i期弃渣场是否需增设阻滑桩以及阻滑桩的设计参数。
步骤四：施工第i期弃渣场，包括
截排水施工：对第i-1期弃渣场的截排水结构进行接口改造和接长，使得第i期弃渣场沟底设置盲沟、弃渣回填线外侧设置天沟、弃渣场平台设置排水沟；
挡护施工：施工坡脚处挡护结构和根据步骤三确定的参数施工弃渣场内部的阻滑桩。
步骤五：采用上述的分级施工方案对第i期弃渣场进行弃渣分级填筑，坡面绿化。
步骤六：重复步骤三至步骤五，直至完成所有期数弃渣场的施工。
优选的，阻滑桩采用埋入式钢筋混凝土桩。阻滑桩的尺寸、排数、设置位置等设计参数，应根据弃渣场局部和整体稳定性分析结果确定。
优选的，在阻滑桩内设置内力和变形监测元件，在实施下一期弃渣填筑前，应根据先期实施的阻滑桩的受力情况，调整后期施工的阻滑桩设计参数。
优选的，排水盲沟可采用预制、拼装式。盲沟内设置排水槽，槽内填充高强度、高空隙率人工排水体。人工排水体可利用高强度弃渣体制作。
优选的，弃渣回填线外侧3.0～5.0m处设置天沟。
优选的，挡护结构包括拦渣坝、挡渣墙、石笼及桩板墙等。
优选的，在施工首期弃渣场坡脚处挡护结构和弃渣场内部的阻滑桩之前，对首期弃渣场的局部和整体的稳定性进行分析。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种更为具体的实施方法，如图1-2所示，一种山沟型弃渣场的分期施工方法，首先根据工程弃渣量、建设周期、弃渣场周围地形(包括土层a1，土层b2和土层c3)等条件，确定弃渣场分5期进行堆填、每期弃渣边坡为5级，具体的包括I期弃渣6-1，II期弃渣6-2，III期弃渣6-3，IV期弃渣6-4和V期弃渣6-5。
根据弃渣场规模、等级及周围环境等因素，确定该实施例中弃渣场坡脚的挡护结构4为8.0m高的挡渣墙。弃渣分级填筑，每级渣场边坡高度8.0m，边坡坡率为1∶2。每级弃渣边坡设置宽度6.0m平台、每期弃渣边坡之间设置宽度20.0m的宽平台。渣场平台做成纵横向排水坡，排水坡度为1％，并于平台设置排水沟7。弃渣场沟底设置排水盲沟8-1至8-5。弃渣回填线外侧3.0～5.0m处设置天沟9，具体包括I期天沟9-1，II期天沟改造9-2，III期天沟改造9-3，IV期天沟改造9-4和V期天沟改造9-5。
弃渣场的截排水措施(天沟9-1至9-5、排水沟7、盲沟8-1至8-5)以及阻滑桩(包括I期阻滑桩5-1，II期阻滑桩5-2，III期阻滑桩5-3和IV期阻滑桩5-4)，可根据工程出渣情况分期建设。在实施下一期弃渣填筑前，应根据下一期渣场范围事先做好截排水措施的接长或局部改造，增设阻滑桩等工程。
根据弃渣场周围环境要求，选择合理的工程或植物坡面防护技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：施工首期弃渣场，包括截排水施工和挡护施工，其中截排水施工包括在沟底设置盲沟、在弃渣回填线外侧设置天沟、在弃渣场平台设置排水沟，所述挡护施工包括施工坡脚处挡护结构和施工弃渣场内部的阻滑桩；
步骤二：在首期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化；
步骤三：对第i期弃渣场进行设计，i＝2，3，4，…，N，N为弃渣场总期数，包括优化第i期弃渣场的阻滑桩设计，具体的为：结合第i-1期弃渣场的阻滑桩受力情况，对弃渣场局部和整体的稳定性进行分析，根据分析结果，确定第i期弃渣场是否需增设阻滑桩以及阻滑桩的设计参数；
步骤四：施工第i期弃渣场，包括截排水施工和挡护施工，其中截排水施工包括对第i-1期弃渣场的截排水结构进行接口改造和接长，使得第i期弃渣场沟底设置盲沟、弃渣回填线外侧设置天沟、弃渣场平台设置排水沟，所述挡护施工包括施工坡脚处挡护结构和根据所述步骤三确定的参数施工弃渣场内部的阻滑桩；
步骤五：在第i期弃渣场进行弃渣作业，坡面绿化；
步骤六：重复所述步骤三至所述步骤五，直至完成所有期数弃渣场的施工。
2.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，根据工程弃渣量、建设周期、弃渣场周围地形条件，确定弃渣场总期数。
3.根据权利要求2所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，根据弃渣体积结合坡度确定弃渣场边坡级数，根据所述弃渣场边坡级数进行分级施工：
Figure FDA0003494135530000011
Figure FDA0003494135530000021
式中，ni为第i期弃渣场边坡级数，roundup函数表示向上取整，hi为第i期弃渣场的弃渣堆高，ti为第i期弃渣场单级弃渣边坡高度，Vi为第i期弃渣场弃渣体积，β为渣址地形综合坡度，αi为弃第i期弃渣场渣堆置综合坡度。
4.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，每期弃渣场的边坡级数小于或等于8级。
5.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，每级弃渣边坡设置宽度2.0～10.0m的平台，每期弃渣边坡之间设置宽度12.0～40.0m的平台。
6.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，在所述阻滑桩内设置内力和变形监测元件。
7.根据权利要求6所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，所述阻滑桩采用埋入式钢筋混凝土桩。
8.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，在施工首期弃渣场坡脚处挡护结构和弃渣场内部的阻滑桩之前，对首期弃渣场的局部和整体的稳定性进行分析。
9.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，所述挡护结构包括拦渣坝、挡渣墙、石笼及桩板墙。
10.根据权利要求1所述的一种山沟型弃渣场的分期施工方法，其特征在于，所述天沟设置在弃渣回填线外侧3.0～5.0m。
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