7,排土場(chǎng)安全防護(hù)7.1、主動(dòng)防護(hù)7。1,1。縱觀排土場(chǎng)的治理乃至邊坡工程的滑坡.已發(fā)生的和潛在的不穩(wěn)定區(qū),防治.基本思路或力學(xué)原理建立在減小滑動(dòng)力或增大抗滑力 表現(xiàn)為調(diào)控方法歸一為,砍頭壓腳,或消減推動(dòng)滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)。減載.或增加阻止滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì),反壓。和減緩坡區(qū)坡度 削方減載.配套以防排水,地表截,排水溝,或支擋加固和改良 抗滑擋墻 抗滑樁,錨固、注漿改良、等。治理設(shè)計(jì)完全借鑒土.巖,邊坡方法。歸類(lèi)于被動(dòng)防護(hù),屬事后控制.不得已而為之。面臨經(jīng)濟(jì)損失或生命安全,由于沒(méi)有找到一個(gè)安全和經(jīng)濟(jì)的平衡點(diǎn) 往往遭遇預(yù)案或?qū)Σ叽胧┎槐唤蛹{,或者措施實(shí)施后因沒(méi)有終止滑坡的繼續(xù)和根治潛在危害、而被礦山按自己的工程經(jīng)驗(yàn)修改得面目全非。甚至寧可修改排土線和規(guī)劃境界來(lái)規(guī)避調(diào)控方法的不確定性和結(jié)果未知性.研究表明 排土場(chǎng)過(guò)程及終了狀態(tài)下的穩(wěn)定性與排土工藝.排棄方式 堆置分段,排土順序。和地形、溝谷或坡地。及地基承載力密切相關(guān)、采用事先動(dòng)態(tài)控制措施。遏制 終結(jié)變形與破壞的啟動(dòng)。確保全過(guò)程安全.歸類(lèi)于主動(dòng)防護(hù),屬事前控制 本規(guī)范的服務(wù)對(duì)象主要是排土場(chǎng)設(shè)計(jì)、同時(shí)亦具備對(duì)生產(chǎn)管理的指導(dǎo)和借鑒,因此。排土場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范編制中、為保證措施的適應(yīng)性和有效性并考慮生產(chǎn)的可接納度、將安全防護(hù)分為主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù),主動(dòng)防護(hù)是排土場(chǎng)規(guī)劃和施工圖設(shè)計(jì)階段提出的設(shè)計(jì)預(yù)案.被動(dòng)防護(hù)則是生產(chǎn)階段基于排土場(chǎng)病害特征提出的治理對(duì)策,本節(jié)主要討論的是主動(dòng)防護(hù) 歸納總結(jié)分析排土場(chǎng)破壞特征機(jī)理。軟弱地基,復(fù)雜地形、陡傾是滑坡和滾石等災(zāi)害的主要因素,確保建、構(gòu)、筑物變形.影響結(jié)構(gòu)功能性,和應(yīng)力,超過(guò)極限強(qiáng)度后的安全失穩(wěn).安全是工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)的基本要求 這對(duì)土場(chǎng)上部有建。構(gòu).筑物時(shí)是適用的。但冶金礦山排土場(chǎng)工程安全威脅的對(duì)象是土場(chǎng)上部工程機(jī)械和坡腳影響范圍內(nèi)的村莊,交通設(shè)施及建.構(gòu)。筑物,就排土場(chǎng)而言,自身散體結(jié)構(gòu)及其功能上應(yīng)允許變形和裂縫的出現(xiàn),沒(méi)必要也不可能限制.畢竟全過(guò)程變形歷時(shí)多年才能完成 且沉降系數(shù)高達(dá)1、1,1、2,并伴隨裂縫產(chǎn)生。因此區(qū)別于建筑邊坡、基于對(duì)周邊環(huán)境的影響后果。程度和范圍 從排土場(chǎng)邊坡與基底的相互作用機(jī)制出發(fā)、采用允許變形的設(shè)計(jì)原則和可終止破壞的理念,符合經(jīng)濟(jì)性與安全性兼顧的要求、穩(wěn)定性調(diào)控應(yīng)弱化功能性.安全性.適應(yīng)性不強(qiáng)的被動(dòng)措施,結(jié)合排土過(guò)程.采取料源控制。推進(jìn)方式等事先主動(dòng)調(diào)控.疏導(dǎo)界面排水 合理使用排土空間.調(diào)整土場(chǎng)生成過(guò)程的時(shí)空關(guān)系 控制排土速度 確保過(guò)程安全和終了狀態(tài)穩(wěn)定 排土體荷載作用下,軟弱地基由于壓縮性大、孔隙比大。滲透性小 強(qiáng)度低 宏觀上表現(xiàn)為豎向壓縮變形。水平向擠出變形的剪切破壞.設(shè)計(jì)或既有規(guī)范要求清除或改良加固軟弱地基或減小排土高度,減少容量,帶來(lái)很大投資和犧牲排土空間 難以為礦山所接受。堆載預(yù)壓提高,地基承載力.的機(jī)理、一是排出土體中的孔隙水而固結(jié)、有效應(yīng)力增加。一是密實(shí)土體減小孔隙率,土體顆粒重新排列和充填而提高骨架結(jié)構(gòu)提高抗剪強(qiáng)度 因此控制排土場(chǎng)第一臺(tái)階高度、預(yù)壓地基.提高 地基承載力 并將第一臺(tái)階作為后續(xù)臺(tái)階的,基礎(chǔ) 堆載預(yù)壓后強(qiáng)度由太沙基固結(jié)強(qiáng)度確定.式中。σ1 在外壓力P作用下 土層中某點(diǎn)的最大主應(yīng)力增量 kPa,U,土的固結(jié)度、M,有效摩擦角函數(shù)、H 剪力作用下,土強(qiáng)度衰減系數(shù)。τ0,即為Cu Cv,土的固結(jié)系數(shù),h、地基土厚度.尖山鐵礦南排土場(chǎng)地基濕陷性黃土下伏粉質(zhì)黏土 粉土等,確定的第一臺(tái)階堆高為。H2.10 4Ccotφγ.1。tan2,45、φ,2。eπtanφ,1。9。25。m,在分析滑坡特征后.改變排土工藝。以9m高廢石作為預(yù)壓荷載.堆放在黃土地基上。以密實(shí)土體改善黃土骨架結(jié)構(gòu),達(dá)到提高抗剪強(qiáng)度的目的,進(jìn)一步,依次按19m,26m分層預(yù)壓、其顯著的變化是、原來(lái)單臺(tái)階50m.9,19,26 54.m,就發(fā)生地基整體剪切破壞。牽引上部土場(chǎng)坐落滑移的現(xiàn)象基本消失,成功的關(guān)鍵在于,在這種軟弱地基上.控制第一臺(tái)階高度。作為地基預(yù)壓荷載、可提高地基強(qiáng)度,并將第一臺(tái)階作為后續(xù)臺(tái)階的?;A(chǔ).依次類(lèi)推、基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)、為保證第一臺(tái)階的穩(wěn)定性、避免其變形和破壞可能引起整個(gè)土場(chǎng)的松動(dòng)和破壞、現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、有色金屬礦山排土場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB、50421 2007規(guī)定,軟土地基上第一臺(tái)階不超過(guò)20m。25m 當(dāng)基底為傾斜的砂質(zhì)黏土、不應(yīng)大于15m,是符合工程實(shí)際的??刂频谝慌_(tái)階高度,以其預(yù)壓地基提高強(qiáng)度的調(diào)控機(jī)制 是空間效應(yīng)和太沙基1936年就提出的有效應(yīng)力原理的完美結(jié)合 這也是、巖土力學(xué)來(lái)源于實(shí)踐,服務(wù)于工程 所應(yīng)走的技術(shù)路線,7,1、2,排土場(chǎng)利用溝谷或坡地上形成,工程實(shí)踐往往追求路線最短和就近原則、由近及遠(yuǎn)推進(jìn)、形成了排土場(chǎng)的單臺(tái)階式 多臺(tái)階覆蓋式和多臺(tái)階壓坡腳式、也造就了隨處可見(jiàn)的潛在危害。如黃土梁側(cè)壁凌空 坡腳底鼓環(huán)境土無(wú)約束。牽引上部土場(chǎng)坐落滑移,或側(cè)向擠壓基礎(chǔ)坡趾導(dǎo)致滑移底鼓.其結(jié)果是.排土作業(yè)終止、采取被動(dòng)措施、削方減載.來(lái)調(diào)控安全 得不償失,排土場(chǎng)形成過(guò)程中就合理使用排土空間 完全可以實(shí)現(xiàn),無(wú)為而治,合理使用排土空間表現(xiàn)在三個(gè)方面、一是針對(duì)同一排棄點(diǎn)不同高差關(guān)系、自下而上,形成多臺(tái)階覆蓋式、二是針對(duì)同一排棄點(diǎn)不同平面位置關(guān)系。由遠(yuǎn)及近,這兩者利用巖土固結(jié)理論.前者是固結(jié)壓力。后者是固結(jié)時(shí)差 目標(biāo)是形成穩(wěn)定坡腳 三是針對(duì)多個(gè)平面排棄點(diǎn),對(duì)稱(chēng).均勻推進(jìn)。對(duì)稱(chēng)加載 避免偏壓。7.1,3 排土空間合理使用包括控制排棄順序 調(diào)整自身組構(gòu)分級(jí)。分層 避免因排土強(qiáng)度的不均衡性和排棄巖性的差異而形成水平或傾斜的軟弱結(jié)構(gòu)層。水平分層導(dǎo)致豎向滲透性改變、出現(xiàn)暫時(shí)飽和特征,導(dǎo)致上層滯水 兼之濕化和破碎協(xié)同作用后.孔隙率和滲透性降低.誘發(fā)弱層形成,這一點(diǎn)在安太堡排土場(chǎng)滑坡得以充分證實(shí)。受巖性和密度 形狀和尺寸的影響,廢石沿坡面滑,滾及分選導(dǎo)致的傾斜分層,是其自組織過(guò)程導(dǎo)致順層的巖。土交錯(cuò)面,傾角大致等于自然安息角、局部滑坡明顯的順層擦痕傾角可充分證實(shí)這種傾斜分層的危害、因此宜對(duì)不同巖性廢石料采取分區(qū)跳躍點(diǎn)排法,防止貫通的弱面形成.7、1,4 由于排土方式和地形限制,實(shí)際的排土過(guò)程往往曲線推進(jìn),在追求最大容量時(shí) 其坡面以平面凸形體現(xiàn),在排土速度過(guò)快時(shí),垂直面往往突破常規(guī)的平直坡面而在中上部突凸 其結(jié)果是導(dǎo)致平臺(tái)沉降過(guò)快的局部坍塌隨時(shí)發(fā)生.如峨口鐵礦1816m排土臺(tái)階,其關(guān)鍵原因除了空間凸形的分散作用 也與作業(yè)面狹小,排土線長(zhǎng)度過(guò)短 導(dǎo)致排土速度 強(qiáng)度。過(guò)快相關(guān),因排棄強(qiáng)度過(guò)大造成平臺(tái)沉降過(guò)大或直線形土場(chǎng)局部坍塌,因此控制排土線的推進(jìn)速度,單位時(shí)間 單位排土線長(zhǎng)度的廢石流量、則是保證平臺(tái)作業(yè)安全的關(guān)鍵,推進(jìn)速度根據(jù)單位時(shí)間.單位排土線長(zhǎng)度的廢石流量確定 確保排土料固結(jié)度能滿足平臺(tái)穩(wěn)定,單段排土速度可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析、或由式,7,估算 式中、H.排土段高、m,α,單段土場(chǎng)坡面角,t,固結(jié)時(shí)間 其他符號(hào)同前。7,1,5 溝谷型及地形坡度較大的排土場(chǎng)容易發(fā)生滑坡與滾石災(zāi)害。且具有沿接觸面滑坡的潛在危害、一般需要考慮設(shè)置堆石壩.堆石壩壩基及壩體下部宜采用剛性設(shè)計(jì)。防止發(fā)生接觸面滑坡危害 上部可采用鋼筋籠護(hù)坡,