一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法技术

本发明专利技术公开了一种保障弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，包括：弃渣场场地稳定性和安全控制；弃渣边坡稳定性和安全控制；主体结构稳定性和安全控制；优点是保障了系统量化评估，保证了弃渣场不会出现根本性的场地稳定风险；测试项目变少，解决了取样的代表性和试验的代表性难题；坡率、多阶段极限排放坡角的统计特征值、宽台阶分别具有一定保守特征，整形坡率小于坡角、宽台阶将高边坡分割为几个有限高度弃渣边坡等因素综合作用提升了弃渣工程的整体稳定性，场地稳定和边坡稳定综合保障了弃渣工程的中长期环境安全，减少和控制了弃渣工程发生事故的风险。控制了弃渣工程发生事故的风险。控制了弃渣工程发生事故的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法。

技术介绍

[0002]随着国家铁路战略的实施，西南山区高速公路和铁路建设步入快速发展。西南山区地形陡峻，河谷深切，海拔高，地震烈度高，地质条件和构造复杂，这种独特的区域地质地理条件决定了山区交通工程建设桥隧比大，面临严峻的土石方平衡挑战和中长期环境安全管控难题。
[0003]当前我国对于弃渣场的管理多数依据水利部发布的工程建设水土保持的一系列法律法规执行，实际工作中多借鉴水利工程弃渣场、矿山排土场、固体废弃物堆填场的做法，还没有一部反映交通工程特点的弃渣场综合安全控制技术规范。相关工作的标准化还严重不足。
[0004]当前交通工程弃渣场的普遍做法如下：前期选定弃渣场地，依据现实条件选择满足法律法规要求的足够堆积的场地即可；清表；弃渣，要求分层碾压，但在实际过程中多采用斜坡自然倾泻堆积；整形封闭；分阶段施作拦渣墙和渠道系统，是先施作拦渣墙和边沟，后施作坡面截排水沟。选址由勘察设计单位进行，施工由施工单位实施，评估由水土保持单位或者有专业资质的评估单位完成。因此，目前交通工程弃渣场的综合安全控制各环节是割裂的，没有无缝衔接，缺少标准化。而且有表面泛化的趋势，即流于程序，缺乏针对性，尤其是在当前环保态势日益高压条件下，其危害需要引起重视和警惕。
[0005]根据统计得到的弃渣场工程问题和安全应对，有以下几类：
[0006](1)场地问题，选址、淸表不彻底或者场地有不良地质造成地基承载失稳。这部分出现问题一般是勘察选址和施工前工作不足造成的，需要勘察单位和施工单位密切配合业主一起解决，同时水土保持评估单位和稳定性专题评估单位的提前介入也很重要；
[0007](2)弃渣堆积造成的工程问题，对于多来源弃渣，一般严禁不良渣体堆积的底部或者表面，多数采取金包银的方式规划堆积，同时严格依据渣土性质设计坡率，问题的产生多数在于过高过陡；
[0008](3)主体结构功能丧失造成的次生灾害，渠道系统截排上部来水和坡面汇水，水的影响得到有效控制条件下，一般弃渣边坡不会有大的问题。拦渣墙主要是基底要坐落在稳定且承载足够的地基上，否则固脚和拦挡效果将大大折扣。
[0009]山区交通项目弃渣工程阶段安全管控的割裂和条块分割现状，决定了需要建立能够体现综合安全思想的山区交通项目弃渣工程综合安全控制技术体系，需要各阶段和各环节具体安全控制小目标或者有限目标达成基础上的山区交通项目弃渣工程中长期环境安全控制目标的实现，过程安全控制的标准化促成山区交通项目弃渣工程综合安全的标准化。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本专利技术提供了一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法
[0011]为了实现上述目的，本专利技术涉及：一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，包括如下步骤：
[0012]步骤1.弃渣场场地稳定性控制：确定选择的弃渣场地范围内没有不良地质、特殊岩土体、软弱地层的影响，规划堆高条件下的弃渣造成的上部加载小于地基承载力，并通过初始地形情况计算场地的优选系数，确定符合的优选场地位置；
[0013]步骤2.弃渣场场地安全控制：施工前清表和台阶整形控制；
[0014]步骤3.进行弃渣边坡稳定性和安全控制；
[0015]步骤4.进行常规台阶和宽台阶间隔设置；通过2
‑
3m常规台阶和不小于5.0宽台阶的组合设置，单级坡高不大于20m；达成控制坡率下的边坡整形设计。
[0016]步骤5.进行施工期安全控制；在弃渣堆排前，应该首先施作拦渣墙，先拦后堆排，固脚；同时对上部来水实现截排和管控，防治坡脚冲刷和掏蚀；规划堆积，堆积过程中控制临空面，即坡面与自然地形调直，减少临空面，严禁斜交堆排；堆排过程中由后往前，由低往高，严禁抵近拦渣墙堆排，距离拦渣墙要有足够距离，为将来由高往低刷坡保证足够距离；整形坡率应小于统计的弃渣天然休止角平均值；
[0017]步骤6、进行主体结构安全控制，即主体结构的安全管控，包括拦渣墙稳定性控制和渠道排泄性能控制；
[0018]步骤7、进行主体结构安全辅助控制。
[0019]进一步的，所述步骤一中通过初始地形情况计算场地的优选系数，确定符合的优选场地地址的方法为：定义场地优选系数F1为临空面积S1除以临空部分底面水平投影面积S2，利用平面图、规划堆积方量和规划堆积形态，计算得到场地的优选系数；分类，根据初始地形将弃渣场分为沟谷型、边帮型、山梁型、平地型4类场地，沟谷型仅下游单面临空，F1小于0.5；边帮型主要是外坡向临空，其余两侧临空有限，F1位于0.5
‑
1.0之间；山梁型三面临空，F1大于1.0；平底型四侧临空，F1大于1.0；弃渣场场地优选系数的排序为沟谷型场地<边帮型场地<山梁型场地<平地场地，该指标越小稳定性越好场地越优秀。
[0020]进一步的，所述步骤二中施工前清表和台阶整形控制的方法为：对确定的场地，在弃渣前，要进行清除表土工作，清除厚度在0.3
‑
0.5m，目标是清至自然残坡积土层，局部不良土体厚度不大，则全部挖除，厚度较大或者埋深较大则需单独处置，这部分土有条件的时候要堆放在附近，将来方便作为复耕复垦的覆盖土体，严禁直接堆排；清表完成后，自然地面要整形成系列台阶，严禁斜坡堆排，台阶高度不小于0.5m，台阶随清表地面设置，该工序可增强弃渣和自然地面的相互作用，防止弃渣沿该面滑移。
[0021]进一步的，所述步骤3进行弃渣边坡稳定性和安全控制的方法为:具体步骤为：
[0022]步骤3.1：弃渣的规划堆积：规划堆积原则为金包银，即性质好的放在底部和表面，性质相对较差的放在中间，严禁坡角堆积和表面堆积性质较差的渣土；
[0023]步骤3.2：弃渣过程的多阶段极限休止坡角测量和统计分析：弃渣试验和设计参数取值，实际极限排放过程的多阶段休止坡角测量，由于弃渣来源可能多样，所以要定期测量休止坡角，利用天然休止角代替弃渣取样室内外剪切试验，容重测量和颗粒分析继续进行，用于拟合形成大数据下的地区经验公式；
[0024]定义粗细比k为粒径大于2mm的粗巨粒含量与粒径小于2mm的中细粒含量之比；利用粗细比和天然休止角的统计特征值，建立整条线路的弃渣工程特性统计公式，将弃渣分为以下3类，细粒弃渣，细粒土的中粗粒含量小于总质量的25％，k<0.3；混合型弃渣，粗细粒含量介于细粒土和粗粒土之间，0.3≤k≤1.0；粗粒弃渣，粗粒含量大于总重量的50％，k>1.0；
[0025]k＝m
d＞2
/m
d≤2
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(1)
[0026]式中：m
d＞2
为粒径大于2mm的弃渣质量；m
d≤2
为粒径小于2mm的弃渣质量；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.弃渣场场地稳定性控制：确定选择的弃渣场地范围内没有不良地质、特殊岩土体、软弱地层的影响，规划堆高条件下的弃渣造成的上部加载小于地基承载力，并通过初始地形情况计算场地的优选系数，确定符合的优选场地位置；步骤2.弃渣场场地安全控制：施工前清表和台阶整形控制；步骤3.进行弃渣边坡稳定性和安全控制；步骤4.进行常规台阶和宽台阶间隔设置；步骤5.进行施工期安全控制；在弃渣堆排前，应该首先施作拦渣墙，先拦后堆排，固脚；同时对上部来水实现截排和管控，防治坡脚冲刷和掏蚀；规划堆积，堆积过程中控制临空面，即坡面与自然地形调直，减少临空面，严禁斜交堆排；堆排过程中由后往前，由低往高，距离拦渣墙要有足够距离，整形坡率应小于统计的弃渣天然休止角平均值；步骤6、进行主体结构安全控制，即主体结构的安全管控，包括拦渣墙稳定性控制和渠道排泄性能控制；步骤7、进行主体结构安全辅助控制。2.根据权利要求1所述的弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，其特征在于，所述步骤一中通过初始地形情况计算场地的优选系数，确定符合的优选场地地址的方法为：定义场地优选系数F1为临空面积S1除以临空部分底面水平投影面积S2，利用平面图、规划堆积方量和规划堆积形态，计算得到场地的优选系数；分类，根据初始地形将弃渣场分为沟谷型、边帮型、山梁型、平地型4类场地，沟谷型仅下游单面临空，F1小于0.5；边帮型主要是外坡向临空，其余两侧临空有限，F1位于0.5
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1.0之间；山梁型三面临空，F1大于1.0；平底型四侧临空，F1大于1.0；弃渣场场地优选系数的排序为沟谷型场地<边帮型场地<山梁型场地<平地场地。3.根据权利要求1所述的弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，其特征在于，所述步骤二中施工前清表和台阶整形控制的方法为：对确定的场地，在弃渣前，要进行清除表土工作，清除厚度在0.3
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0.5m，目标是清至自然残坡积土层，局部不良土体厚度不大，则全部挖除，厚度较大或者埋深较大则需单独处置，清表完成后，自然地面整形成系列台阶，台阶高度不小于0.5m，台阶随清表地面设置。4.根据权利要求1所述的弃渣工程中长期环境安全的综合安全控制方法，其特征在于，所述步骤3进行弃渣边坡稳定性和安...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小涛，张朔，汤华，袁从华，吴振君，邓琴，秦雨樵，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：