中国工程建设标准化协会标准

弃土场工程技术规程
Technical specificationfor spoil ground engineering

 

T/CECS 1240-2023

主编单位:中国建筑西南勘察设计研究院有限公司

北京中岩大地科技股份有限公司

批准单位:中国工程建设标准化协会

施行日期:2023年6月1日

2023 北京

 

中国工程建设标准化协会公告第1424号
关于发布《弃土场工程技术规程》的公告

根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2018年第二批协会标准制订、修订计划)的通知》(建标协字〔2018〕030号)的要求,由中国建筑西南勘察设计研究院有限公司、北京中岩大地科技股份有限公司等单位编制的《弃土场工程技术规程》,经本协会勘测专业委员会组织审查,现批准发布,编号为T/CECS 1240-2023,自2023年6月1日起施行。

中国工程建设标准化协会
2023年1月12日

 

前言

根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2018年第二批协会标准制订、修订计划>的通知》(建标协字〔2018〕030号)的要求,编制组经深入调查研究,认真总结工程实践经验,参考国内外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。

本规程共分13章和9个附录,主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、选址、测量与勘察、拦挡工程、弃土工程、截排水工程、边坡工程、生态工程、监测与巡查、关闭与安全评价、验收与移交等。

本规程的某些内容可能直接或间接涉及专利,本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本规程由中国工程建设标准化协会勘测专业委员会归口管理,由中国建筑西南勘察设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中,如有意见或建议,请反馈给中国建筑西南勘察设计研究院有限公司(地址:四川省成都市成华区航天路33号,邮编:610052,邮箱:276657695@qq.com)。

主编单位:中国建筑西南勘察设计研究院有限公司、北京中岩大地科技股份有限公司

参编单位:中国建筑西南设计研究院有限公司、机械工业勘察设计研究院有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司、西南交通大学、中冶集团武汉勘察研究院有限公司、上海交通大学、四川省地质工程勘察院集团有限公司、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司、北京市勘察设计研究院有限公司、成都轨道建设管理有限公司、四川省冶勘设计集团有限公司、中国建筑第三工程局集团有限公司、云南机场集团有限责任公司、中国民航工程咨询有限公司、四川兴蜀工程勘察设计集团有限公司、中国地质调查局成都地质调查中心、深圳市勘察研究院有限公司、成都四海岩土工程有限公司、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司

主要起草人:康景文、柳建国、郑建国、胡卸文、魏永幸、杨林、韩煊、曹杰、叶世斌、陈近中、崔同建、郭在旭、陈继彬、罗刚、丁洪元、舒中潘、杨致远、钱霄、黄碧红、唐晓玲、张官福、高延超、闫北京、周毅、宁松涛、陈锦剑、张波、连逢逾、蔡友刚、白琚、林迅、李可一、刘希成、刘康、李鹏飞、贾欣媛、杨军、许建、刘博、王岩

主要审查人:梁金国、丘建金、蒋建良、张世殊、赵远清、何思明、李耀家

 

1 总则

1.0.1 为了在弃土场工程建造与运维中贯彻国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、保护环境、节约资源,制定本规程。

1.0.2 本规程适用于工程建设中弃土场工程的选址、勘测与设计、施工及检验、监测与安全评估、验收与移交。

1.0.3 弃土场的设置、设计和施工等应根据区域建设规划、弃土料性质、堆置场地原始地形及其工程地质与水文地质条件、弃土料运送距离、场地周边环境条件等因素综合分析确定,并应满足工程场地及其周边环境的水土保持、防灾减灾等要求。

1.0.4 弃土场工程除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准和现行中国工程建设标准化协会有关标准的规定。

 

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 弃土料 spoil

由工程建设场地平整、挖方切坡、基坑开挖、隧道挖掘、既有建(构)筑物拆除等产生的废弃、无污染的土石料,建筑垃圾及其混合物的统称。

2.1.2 弃土场 spoil ground

堆置弃土料、拦挡结构、截排水设施和防护设施等的统称。包括永久设置的弃土场、临时设置的场地和土石料转运暂时堆放的场地。

2.1.3 堆置台阶 bench

弃土料堆置区内,为保持堆置体的稳定性,由弃土料自身性状决定的堆置体高度、宽度所形成的坡形。

2.1.4 堆置高度 stacking height

弃土料堆置区内,堆置体最高点与其坡脚最低点之间或堆置台阶最高点与其最低点之间的高差。

2.1.5 超前堆置宽度 advance spoil width

为防止后续堆置台阶弃土作业影响已堆置体台阶的稳定性和满足坡形修整需要,在堆置台阶时预留的堆置体平台的宽度。

2.1.6 弃土料沉降系数 settlement factor of spoil

弃土料堆置体堆置高度与经自然沉降后堆置体表面沉降值的比值。

2.1.7 拦挡工程 blocking engineering

设置在弃土料堆置体坡脚、堆置体台阶坡脚或堆置体中,由土石压(夯)填筑、混凝土块或石块砌体、混凝土浇筑体等形成的具有保持弃土场整体、堆置体台阶稳定功能的构筑物总称。包括拦挡坝、拦挡墙、拦挡堤、阻滑键、抗滑桩等。

2.1.8 截排水工程 interception and drainage engineering

为拦截和疏排场地地下水及周边汇积地表水,在弃土料堆置体内部或下部、弃土场堆置区周边修建的截排设施的总称。包括截水沟、排水沟、泄水暗管、盲沟和涵洞等。

2.1.9 边坡工程 slope engineering

利用结构体系、砌筑体、截排水设施、坡面防护等稳固堆置区周边边坡、堆置边坡并防止坡面不被侵蚀的工程措施的总称。

2.1.10 生态工程 ecological engineering

利用植物、作物的繁殖和生长能力,促进弃土场及其周边区域植被恢复、土地复耕等措施的总称。

2.1.11 关闭 close of spoil ground

弃土场容量达到设计目标或达到弃土场设计工作年限,以及其他停止弃土料堆置作业的工作节点。

2.2 符号

2.2.1 物理力学参数

cφ —— 原始场地岩土体、弃土料堆置体的黏聚力、内摩擦角;

D —— 弃土料堆置体的颗粒粒径;

j —— 弃土料堆置体的颗粒形状系数;

γ —— 弃土料堆置体重力密度。

2.2.2 几何参数

A —— 台阶坡脚至运输线路中心线距离;

C —— 超前堆置宽度;

Fj —— 汇水面积;

H —— 堆置高度;

R —— 水力半径;

Vz —— 截水沟、排水沟的流量;

V —— 弃土场设计总容积;

α —— 弃土料堆置体台阶坡面角度;

θ —— 场地地面倾角或坡度。

2.2.3 设计参数

Cp —— 径流参数;

H0 —— 地下水位降落起始时刻排水段的作用水头;

Ht —— 地下水位降落到t时刻暗管、涵洞等排水段的作用水头;

K —— 抗滑稳定安全系数;

Ks —— 弃土料的初始松散系数;

Kc —— 弃土料堆置体的沉降系数;

Ii —— 水力比降、水力坡度;

M —— 孔隙水压力;

PaPn —— 滑动力、抗滑力;

q —— 坡顶荷载;

Qm —— 流量参数;

QxVz —— 水平、垂直地震惯性力;

μ —— 地下水水面变动范围内的土层平均给水度;

Ω —— 地下水水面形状校正系数。

 

3 基本规定

3.0.1 弃土场工程建造应与区域弃土需求和既有弃土场的状况,以及当地城镇建设、土地利用、水土保持、环境保护等有关规划相协调。

3.0.2 弃土场工程建造应具备下列资料:

1 设计目标、设计容量、设计工作年限和环境保护等要求;

2 堆置场区及其影响区域的水文气象、原始地形与地貌、汇水范围和地层的岩性、构成和物理力学指标、不良地质发育情况及地下水与地表水条件等勘测资料;

3 弃土料的来源、组成、方量、粒度级配和土石比例及与堆置场地的距离、交通条件等资料;

4 涉及的河道、沟渠的水流量、流速及设防水位等资料;

5 堆置场地及其影响区域内地质灾害评估、环境评价等资料。

3.0.3 弃土场工程可根据弃土计划分期征地、分期建造。分期建造弃土场的容量总和应满足弃土场设计工作年限内的总弃土容量要求。

3.0.4 弃土场工程场址应根据拟选场地地形与地质条件、弃土料组成及其物理力学指标、弃土计划、设计容量、弃土工艺以及弃土场整体稳定、环境保护和征地动迁等比选确定。

3.0.5 弃土场工程分类宜符合下列规定:

1 宜根据弃土料堆放位置与建造用地的相对位置分为内部弃土场、外部弃土场;

2 宜根据弃土料堆置时限分为临时弃土场、永久弃土场;

3 宜根据弃土料堆置体坡形分为单台阶弃土场、多台阶弃土场;

4 宜根据弃土料运送方式按本规程附录A表A.0.1进行分类;

5 宜根据场地环境条件按本规程附录A表A.0.2进行分类。

3.0.6 弃土场工程设计等级应依据场地原始地形条件、设计目标、弃土容量、弃土料最大堆置高度以及失稳对环境影响程度等因素按表3.0.6的规定确定,并应符合下列规定:

1 弃土场容量应包括拦土容量、拦泥容量和滞水容量;

2 当弃土料为遇水软化或溶出有害物,或堆置体具备形成泥石流条件时,设计等级应确定为I级;

3 当根据设计目标、最大堆置高度、失稳对环境危害程度等确定的等级不一致时,应按等级高的确定设计等级。

表3.0.6 弃土场设计等级
弃土场等级设计目标弃土容量V(万m³)最大弃土料堆置高度H(m)对环境的危害程度
建设用地2000≥V≥1000200≥H≥150严重
交通用地1000>V≥500150>H≥100较严重
绿化用地500>V≥100100>H≥50不严重
种植用地100>V≥5050>H≥20较轻
其他V<50H<20无危害

注:1 对环境的危害程度:对城镇、乡村、工矿、交通、建(构)筑物等的影响程度;

2 危害严重:设施、建(构)筑物等设计功能不能正常使用、造成人员伤亡和重大财产损失;

3 危害较严重:设施、建(构)筑物等遭到较大破坏或功能受到较大影响,需专项修复后才能正常使用;

4 危害不严重:设施、建(构)筑物等遭到破坏或功能受到影响,一般性修复可正常使用;

5 危害较轻:设施、建(构)筑物等受到的影响很小,简单修复或无需修复仍可正常使用。

 

3.0.7 弃土场工程设计内容除应符合本规程附录B的要求外,尚应符合下列要求:

1 应明确场址的适宜性和占用土地及其周边设施与环境条件等状况;

2 应根据保护对象和弃土场工程设计等级,确定弃土场安全防护距离;

3 弃土料堆置平台及坡面宜结合当地水土流失防治经验,采取防护措施;

4 应结合场地原始地形地貌、工程地质和水文地质条件等确定设计参数的选取依据及方法,并应在确定弃土料的堆置方式及坡形后进行场地稳定性、拦挡结构及构件、截排水设施与坡面防护措施等设计计算或验算;

5 应根据设计目标确定施工、绿化、复垦等质量检验标准;

6 应根据弃土料堆置方式、堆置体坡形和周边环境条件提出堆置区及其影响区的安全防护措施;

7 应根据周边需保护对象的安全要求提出保护措施。

3.0.8 弃土场工程建造过程发现地质条件与既有资料有差异时应进行施工勘察;弃土场工程设计目标改变、病害治理、安全评估和关闭时应进行专项勘察。

3.0.9 弃土场工程建造阶段性停工、达到设计容量和工作年限时,应进行关闭。关闭设计应符合下列规定:

1 应根据安全评价结果确定预防或治理措施;

2 应根据设计目标确定环境保护、安全运维等措施;

3 应根据设计目标明确弃土场使用要求。

3.0.10 弃土场工程遇下列情况之一时,应进行安全性评价:

1 停建复工、关闭、扩容或功能改变及达到设计容量;

2 下游居民点、工矿、公共设施等出现异常情况;

3 场地及周边遭遇暴雨、地震或出现破坏性险情;

4 隐患排查及安全管理等要求。

3.0.11 弃土场工程的分部工程及分项工程划分应符合表3.0.11的规定。

表3.0.11 弃土工程的分部工程及分项工程划分
单位工程 分部工程 分项工程
弃土场(每处) 拦挡工程 拦土坝、拦土堤、挡土墙、围土堰
弃土工程 弃土料堆置、压实、台阶修筑
截排水工程 排水沟、盲沟、暗涵、跌水、沉砂池
边坡工程 结构支挡、结构护坡、植物护坡、坡面排水
生态工程 绿色施工 防污染、噪声、防尘
绿化工程 植栽树木,草坪
复垦工程 播种

3.0.12 弃土场工程施工应符合下列规定:

1 应根据设计文件编制施工方案并进行专项审查或评审;

2 应对场地量测控制点进行复查和校核,并应建立地面测量控制网;

3 使用材料、构件和设备应符合设计和产品标准要求,并应具有产品合格证;

4 施工过程中发现水文地质条件与已有勘察文件不一致或遇到异常情况时,应立即停止施工和采取应急措施,并应会同有关单位商讨处治方案;

5 重大设计变更应进行专项论证并报有关部门审查批准后,方可继续施工。

3.0.13 弃土场施工过程或主要阶段应按单位工程、分部工程及分项工程进行工程质量检验和过程监测。当达到设计容量或工作年限时,应进行竣工验收或工程移交。

3.0.14 弃土场工程验收或移交材料应包括工程设计文件、施工竣工图、埋设记录、施工记录、检验成果报告、监测资料和安全分析评价资料等。

 

4 选址

4.1 一般规定

4.1.1 弃土场工程用地应包括设计容量需求占地、弃土料堆置体最低坡脚外或拦挡结构外的安全防护距离用地、弃土场外围截排水设施及其他环境防护措施用地。

4.1.2 弃土场工程用地不得占压耕地、水土保持设施。

4.1.3 弃土场工程选址时,宜进行备选场地比选。

4.2 场区选址

4.2.1 弃土场工程场地选址应符合下列要求:

1 不应设置在影响河流、沟谷的行洪安全、风蚀区风口的区域;

2 不应设置在影响厂区、居民区、交通或重要基础设施安全的区域;

3 不应设置在工程地质条件复杂、存在可能发生泥石流、滑坡等灾害的区域。

4.2.2 弃土场工程场址宜选择下列场地:

1 邻近弃土料区域;

2 平原区洼地、采石场及空闲地、平滩地等,丘陵区沟谷、凹地、坡台地等;

3 居民区和工业厂区常年主导风向的下风侧及生活水源的下游;

4 江河、湖泊、水库等管控区和泄水、灌(排)功能管控区之外的区域。

4.3 拦挡结构选址

4.3.1 拦挡结构位置应根据地形、地质条件、结构类型及施工条件等确定,并应符合下列规定:

1 应选择汇水面积小、雨洪流量小、结构工程量小、有效库容大的地段;

2 应选择在原始场地稳定、无泥石流、无不良地质作用的地段;

3 应选择长期处于干涸状态、不易出现明水的地段。

4.3.2 拦挡结构不应紧邻居民区、饮用水源、工业及市政设施;当无法避让时,除应采取保护措施外,拦挡结构与其最小距离尚应符合表4.3.2的规定。

表4.3.2 拦挡结构与饮用水源、居民区、工业及市政设施的最小距离(m)
类型饮用水源居民区工业及市政设施
弃土场拦挡结构800800300

 

5 测量与勘察

5.1 一般规定

5.1.1 弃土场工程测量应与设计阶段、施工阶段相适应,并应符合下列规定:

1 应覆盖批准用地范围,环境复杂时向外扩展距离应根据地形条件、环境条件和场地附近可能存在不良地质作用情况等综合分析确定;

2 应满足工程的勘察、设计、施工及验收要求;

3 应采用国家坐标系统和高程系统,或可转换的独立坐标系统;

4 当利用既有测绘成果资料时,应进行控制点、地形的复核、检验;

5 应对测量控制点采取保护措施,且应定期或间断测量恢复前进行复测;

6 测量仪器应在有效检定期内,并应在测量过程中定期检验校正。

5.1.2 弃土场工程勘察应与设计阶段相适应,并应符合下列规定:

1 应收集场地及其影响范围内的地形测绘资料;

2 勘察范围应包括场地及可能影响场地和环境安全的不良地质区域;

3 勘察等级、技术方法、工作量及技术内容应根据弃土场工程设计等级、场地复杂程度等确定,并应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。

5.1.3 当场地遇有下列情况之一时,应进行专项勘察:

1 地质构造复杂,潜在岩溶发育;

2 地形、岩性变化幅度大,地质灾害发育;

3 地下水补给、径流、排泄等条件复杂或水位存在明显异常、含水层多、存在承压含水层且承压水头较高。

5.2 工程测量

5.2.1 工程测量应设置平面和高程控制点(网),并宜符合下列规定:

1 首级平面、高程的控制点(网)宜沿沟谷线及其延长线一侧或两侧布置,间距宜为200m~400m;

2 高程控制点(网)布置宜与平面控制点(网)布置相结合,可单独布设;

3 首级控制点(网)测量精度宜符合现行国家标准《工程测量通用规范》GB 55018的有关规定,平面控制网尚宜满足1:500比例尺地形图测量的精度要求。

5.2.2 工程开工前应实测工程范围的原始地形图和断面图;施工过程中,应测量不同岩土层的分界线实施部位的地形图和断面图;工程竣工后,应实测地形图和断面图。

5.2.3 设计和施工各阶段的地形图和断面图测量宜符合下列规定:

1 测量比例尺宜符合下列规定:

1)地形测量,初步设计阶段不宜小于1:2000,施工图设计阶段不宜小于1:1000,沟谷台地、地质缺陷区域不宜小于1:200;

2)剖面图测量不宜小于1:200,土石方开挖、弃土工程竣工图不宜小于1:500,弃土场工程竣工图可为1:1000;

3)拦挡结构、截排水设施等断面图测量,竖向宜为1:100、横向宜为1:2000。

2 地形图和断面图测量基本等高距,应符合表5.2.3的规定,且一个测区、同一比例尺宜采用一种基本等高距;

表5.2.3 地形图的基本等高距(m)
地形倾角(α)比例尺1:500比例尺1:1000比例尺1:2000比例尺1:5000
α<3°0.50.512
3°≤α<10°0.5125
10°≤α<25°1125
α≥25°1225

3 断面图间距宜根据断面图用途、断面部位和地形复杂程度确定,宜为 5m∼20m,沟、坑、塘等宜为 3m∼5m,设计要求部位的间距应按设计要求执行,量测宽度应超出工程部位边线5m∼10m;

4 拦挡结构、截排水设施的断面图应包括位置、底部和顶部高程、断面尺寸等。

5.2.4 土石方挖掘、弃土料堆置、拦挡结构等放样应按设计开挖轮廓和堆置区域测放,并应设置测量标志。

5.2.5 施工测量应随施工进展逐步施测,并应符合下列规定:

1 土石方开挖、弃土料堆置应及时测量地形图、断面图或地质缺陷部位图;

2 施工过程应定期测算已完成的工程量,测量方格网不应大于20m×20m;

3 每次测量作业结束后,应及时整理测量成果并归档保存。

5.2.6 工程竣工验收测量应符合下列规定:

1 施测精度不应低于施工测量放样的精度;

2 应整理测量记录、图表,并应进行测量技术总结且应按分项或分部归档保存。

5.2.7 工程测量成果报告应符合下列规定:

1 控制测量应提交下列资料:

1)测量任务书,技术方案;

2)仪器检定资料,起算点成果资料,控制点埋设记录;

3)外业观测原始记录文件,控制网布设图,控制点点之记;

4)平差计算文件,控制点测量成果表和总结报告。

2 地形测量和土石方测量应提交下列资料:

1)技术方案,仪器检定资料,采用的控制点资料;

2)外业监测原始记录文件;

3)地形图、断面图,方格网高程图;

4)土石方计算成果图和总结报告。

3 竣工测量应提交下列资料:

1)比例尺为1:200~1:500的地形图或高程平面图;

2)堆置场地的竣工图,开挖、堆置区域的竣工纵断面图、横断面图;

3)拦挡结构竣工平面图、断面图,隐蔽工程的形体图;

4)截排水设施竣工平面图、断面图;

5)监测设备埋设竣工图;

6)竣工需要的其他测量资料。

5.3 工程勘察

5.3.1 弃土场工程选址阶段勘察应符合下列要求:

1 应收集各备选场址的区域地质、场地附近工程地质和水文地质资料;

2 应初步查明场地及其影响区的地形地貌、构造及工程地质和水文地质特征;

3 应初步查明场区及其影响区域不良地质作用,并判断其影响程度;

4 应初步确定场区场地岩土类型,并对场地及边坡稳定性进行初步评价;

5 应初步确定拦挡结构布置位置、弃土容量、弃土料堆置体的坡形;

6 应初步查明场地可利用弃土料性状、影响附近场地稳定因素和设施状况等。

5.3.2 弃土场工程设计阶段勘察应符合下列要求:

1 应查明弃土料分布区域、弃土量、土石比例、工程性质及性能指标;

2 应查明场区气象水文、地形地貌、工程地质与水文地质、自然灾害等特征;

3 应查明堆置区域及其影响区的地质构造、地层岩性与分布,并提供岩土层物理力学性质指标;

4 应查明场区地下水、地表水系与补给、径流特征及对工程的影响;

5 应查明软弱地层、特殊性岩土、不良地质体等的特性、分布范围和规模,判定场地稳定性,并应提出处治建议;

6 应查明边坡形态,对地质灾害发育情况进行评估和预测,并提出防治建议;

7 应查明场区内地震特征、断裂破碎带分布,并评价影响程度,提出预防建议;

8 应对可能采用的地基处理方法提供施工工艺、设计需要的岩土参数等建议。

5.3.3 场地工程勘察勘探孔布设应符合下列规定:

1 勘探线(点)应根据工程范围和建造分区,沿地形坡向、沟谷走向等进行布置,弃土料源区、挖方区应根据基岩出露情况布置,每条勘探线上不应少于3个勘探孔,间距宜符合表5.3.3-1的规定;

2 堆置区、边坡区的勘探点间距应满足原始场地处理、截排水设施的地基基础设计与边坡稳定性分析的要求;

3 场区内岩溶漏斗或洼地、地表塌陷和断层破碎带等区域应布置钻孔,并应结合物探成果、现场实际情况等加密。

表5.3.3-1 勘探线(点)间距
勘察等级 勘探线(点)间距(m)
边坡用地区 边坡影响区 建(构)筑物用地区 弃土料源区、场地影响区
堆置区 挖方区 堆置区 挖方区
甲级 10-20 30-50 30-50 50-100 按国家和行业岩土工程勘察标准要求执行 50-100
100-150
乙级 20-30 50-80 50-80 100-150
150-200
丙级 30-50 80-100 80-100 150-200

4 控制性勘探孔不应少于勘探孔总数的1/2;

5 勘探深度应符合下列规定:

1)应满足原始场地地基处理、堆置地基和截排水设施等地基变形计算与边坡稳定性计算的要求;

2)应穿过软弱地层、可能滑动面,控制孔进入原始地面下深度宜满足表5.3.3-2的规定,稳定基岩孔深可减小。

表5.3.3-2 控制性勘探孔深度(m)
弃土场设计级别拦挡结构区域堆置区及其影响区
Ⅰ~Ⅲ15-205-8
Ⅳ、Ⅴ10-153-5

5.3.4 拦挡结构地基勘察勘探孔布设,应符合下列规定:

1 勘探线应沿拦挡结构轴线和垂直轴线方向布置,勘探线、勘探点间距宜符合表5.3.4的规定;

表5.3.4 勘探线、勘探点间距
拦挡结构物级别 勘探线间距(m) 勘探点间距(m) 每条勘探线上勘探点数量
地基以粉性、黏性土为主 地基以砂性土为主
1-3 ≤200 ≤250 30-60 不宜少于6个
4、5 ≤100 ≤150 20-50 不宜少于5个

注:1 勘探点间距在主要勘探线上宜取小值,一般勘探线上宜取大值;2 当存在软弱夹层、可能产生滑动的夹层时,应加密勘探点。

 

2 拦挡结构长度方向应布置不少于1条主要勘探线,勘探线总数量不宜少于3条;

3 勘探点距拟定拦挡结构临空侧不宜小于拦挡结构高度的5倍,填筑侧不宜小于拦挡结构高度的3倍;

4 基岩地基钻孔深度宜为结构高度的1/5-1/3;当有防渗要求时,钻孔深度不应小于结构高度;

5土质地基钻孔深度应符合本规程第5.3.3条的规定,当下伏基岩埋深小于结构高度时,钻孔深度宜进入基岩面以下3m-5m。

5.3.5 水文地质专项勘察除应符合本规程第5.3.2条规定外,尚应符合下列规定:

1 应查明场区附近地表水系的流向、流速及与20年一遇水位和淹没范围;

2 应查明场区及其影响区内地下水的类型、赋存和渗流状态、补给来源和排泄条件、水位及其变化幅度,以及近3年∼5年最高地下水位,并应评价地下水水质;

3 冻土地区应评价地下水对土的冻胀和融陷影响;

4 当存在多层对工程安全有影响的地下水时,应分层量测地下水位,并查明互相之间的补给关系;

5 应通过现场试验测定岩土层设计需要的水文地质参数。

5.3.6 原位试验应符合下列规定:

1 应布置平洞、钻孔或探槽,查明岩体风化带、卸荷带及对岩体稳定和绕渗有影响的断层破碎带、岩溶水通道等;

2 应选择适宜的地点进行直接剪切试验,同类条件试验数量不宜少于3处;

3 对地震动峰值加速度等于或大于0.10g的地区,应在钻孔中全孔段进行剪切波速测试,测试孔数量不得少于3个,测点间距宜为1m~2m;

4 应采用注水试验、抽水试验测定土的渗透系数,试验数量不宜少于3处。

5.3.7 岩土体物理力学性质试验应符合下列规定:

1 应根据稳定计算方法和土的类别进行三轴压缩试验和直剪试验;

2 当需要进行地基变形计算时,应对地基土层进行固结试验;

3 各岩土层应进行垂直和水平方向的渗透试验;

4 位于地震动峰值加速度等于或大于0.10g的地区,应进行岩土动力性质试验。

5.3.8 水文地质参数试验应符合下列规定:

1 宜选择代表性地段进行抽水试验,岩体应进行压水或注水试验;

2 河岸或河床随钻孔钻进宜沿孔深每2m~3m测量一次稳定的内外管水位和相应时段河流水位,终孔一段时间后宜观测孔中稳定水位并绘制变化曲线;

3 遇承压水时,应测定承压水头;承压水头高出孔口时,应进行涌水测试;

4 分水岭或岸坡钻孔遇有连通洞穴和有水注入的落水洞时,应进行示踪试验;

5 对洞穴充填物应取样进行物理性能试验、渗透变形试验,并宜进行压水试验。

5.3.9 工程勘察分析评价应符合下列规定:

1 应结合地层岩性进行分区;

2 应分区统计场地地基土物理力学指标;

3 应进行场地稳定性分析,并应对场地不良地质作用及特殊岩土进行评价。

5.3.10 工程勘察成果报告应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定和设计与施工要求。

5.4 安全评价勘察

5.4.1 安全评价勘察应符合下列要求:

1 应查明场地已有堆置体的成分、颗粒组成、密实度和分布特征、坡形、厚度及分布等,并宜按本规程附录C、附录D的规定提供场地各岩土层物理力学性质指标;

2 应查明堆置体中含水层和隔水层分布、浸润线位置及其变化规律,并宜按本规程附录E的规定提供各岩土层水文地质指标;

3 应查明拦挡结构形式、类型和截排水设施的设置及运行情况。

5.4.2 勘探线(点)布置应符合下列规定:

1 应沿岩土渗流方向、截排水设施等的走向布置勘探线;

2 勘探点的间距可按表5.4.2的规定确定;

表5.4.2 勘探点的间距(m)
堆置体复杂程度复杂(台阶多级、水丰富、土松散)中等复杂(台阶少于2 级、乏水、土比较松散)简单(台阶1 级、乏水、土较密实)
勘探点间距≤1010-2525-50

注:当堆置体中隔水层变化复杂,应加密勘探点,特殊部位应单独布置勘探点。

 

3 控制性勘探孔深度应超过稳定性分析潜在滑移面计算深度,且数量不应少于勘探点总数的1/3,一般性勘探孔宜深入浸润线下5m-8m;

4 地下排水沟、涵等地段勘探孔深度宜进入其底标高以下2m-3m,竖向排水体、水平排渗体地段勘探孔深度宜进入其底标高以下3m-5m;

5 勘探点遇地下水时均应量测初见水位和稳定水位,稳定水位与初见水位的量测时间间隔,砂性土堆置体不得少于0.5h (h为堆置体厚度)、粉土和黏性堆置体不得少于8h;

6 采用抽水或注水试验法测定弃土料堆置体渗透系数时,试验数量不得少于3处。

5.4.3 岩土试样、水样采取应符合下列规定:

1 对以粉质土和黏性土为主的堆置体宜用薄壁取土器或回转取土器取不扰动样,砂性土为主的堆置体应用取砂器取不扰动样,取样垂直间距宜为1.0m-1.5m;

2 主要土层的不扰动试样不宜少于10件(组),并应满足试验项目和统计分析的需要,土层不均匀时,应增加取样数量;

3 探井中可分别平行和垂直方向采取弃土料试样;

4 采取水样、土样进行腐蚀性试验,数量不宜少于3件。

5.4.4 岩土试样物理力学性质试验宜按本规程第5.3.7条执行,临界水力梯度可按本规程附录F确定。

5.4.5 抽水试验除应符合现行行业标准《抽水试验规程》YS 5215的规定外,尚应符合下列规定:

1 宜采用稳定流或非稳定流试验,稳定流试验宜三次降深,非稳定流试验宜常量出水量;

2 当水位较深、水量不大时,可选择用抽筒提水法进行简易抽水试验;

3 宜垂直和平行地下水流向各布一条监测线,每条线上宜布置1个-3个观测孔,观测孔与抽水孔的距离宜根据含水层的厚度、透水性能等确定;

4 宜对钻孔水位及地下水出逸点的静水位、动水位、恢复水位进行量测;

5 试验成果宜包括钻孔平面布置图与柱状图和抽水孔结构图、涌水量与时间关系曲线、水位降深与时间关系曲线、涌水量与降深关系曲线、单位涌水量与降深关系曲线,以及影响半径、渗透系数和地下水水力梯度等。

5.4.6 注水试验除应符合现行行业标准《注水试验规程》YS/T 5214的规定外,尚应符合下列规定:

1 浸润线以上堆置料可采用试坑注水法,砂性堆置料宜采用单环注水法,黏性土和粉土堆置料宜采用双环自流注水法;

2 浸润线以下可采用钻孔注水法,砂性弃土料宜采用常水头注水法,粉土和黏性弃土宜采用降水头注水法;

3 试验成果宜包括下列内容:

1)试验综合图包括钻孔或试坑柱状图、试验地层及其深度、试验方法等;

2)试坑注水法的稳定流量与时间关系曲线、渗透系数;

3)钻孔降水头法的水头比与时间关系曲线、滞后时间、渗透系数;

4)钻孔常水头法的流量与时间的关系曲线、渗透系数。

5.4.7 拦挡结构状态检测除应进行位移、变形测量外,尚应符合下列规定:

1 应查明结构裂缝长度、宽度、深度、走向、形态和成因,判定其危害程度;

2 应查明结构外坡体裂缝、滑移、隆起、塌坑、渗流出逸等情况和成因;

3 应查明与边坡连接处错动、开裂及异常渗水等情况和成因;

4 应查明邻近截排水设施的断面尺寸、破坏、堵塞和排水不畅等情况和成因;

5 应查明护坡变形、塌陷、断裂、脱空等损坏情况。

5.4.8 安全评价工程勘察报告除应符合本规程第5.3.9条、第5.3.10条的规定外,尚应包括下列内容:

1 堆置体的物质组成、岩性特征及水文地质条件;

2 浸润线动态变化图表和最高浸润线等值线图;

3 堆置体的工程性能分析与评价和相关处置建议;

4 拦挡结构性能分析与评价和处置建议;

5 治理设计和施工所需的有关参数;

6 保障弃土场及堆置体、拦挡结构的稳定与安全措施建议;

7 专门性试验报告、专题研究报告或监测报告。

 

6 拦挡工程

6.1 一般规定

6.1.1 拦挡工程设计等级应根据弃土场设计等级按表6.1.1的规定确定。

表6.1.1 弃土场拦挡工程设计等级
弃土场设计等级 拦挡结构
拦挡坝(堤) 拦挡墙、抗滑键、抗滑桩
1 2
2 3
3 4
4 5
5 5

注:当弃土场设计等级为Ⅱ级及以上且拦挡结构高度大于15m时,拦挡墙等级可提高一级。

6.1.2 拦挡工程布设和选型应根据设计容量、场地地形、工程地质和水文地质、弃土料堆置高度、建造材料来源、施工场地及保护环境要求等条件比选确定。

6.1.3 拦挡结构应进行抗滑稳定性、抗倾覆稳定性、构件抗剪及抗弯性能、地基基础承载力或变形等计算或验算。

6.1.4 拦挡结构的稳定性应分别按正常工况、降雨工况、地震或爆破特殊工况等进行分析计算。计算工况的荷载组合宜符合表6.1.4的规定。

表6.1.4 计算工况的荷载组合
工况 正常高水位的渗透压力 堆置体或结构自重 堆置体中超静孔隙水压力 最高水位形成的稳定渗透压力 地震荷载或爆破荷载
正常 总应力法 - - -
有效应力法 - -
降雨 总应力法 - - -
有效应力法 - -
地震或爆破 总应力法 - -
有效应力法 -

 

6.1.5 拦挡工程稳定安全系数确定应符合下列规定:

1 抗滑稳定安全系数应符合表6.1.5-1、表6.1.5-2的规定;

表6.1.5-1 堆积式拦挡结构抗滑稳定安全系数
工况与计算方法 拦挡工程设计级别1 拦挡工程设计级别2 拦挡工程设计级别3 拦挡工程设计级别4、5
正常运行工况 简化毕肖普法 1.50 1.35 1.30 1.25
瑞典圆弧法 1.30 1.25 1.20 1.15
暴雨运行工况 简化毕肖普法 1.30 1.25 1.20 1.15
瑞典圆弧法 1.20 1.15 1.10 1.05
地震或爆破运行工况 简化毕肖普法 1.20 1.15 1.15 1.10
瑞典圆弧法 1.10 1.05 1.05 1.00

 

表6.1.5-2 砌筑和浇筑拦挡结构抗滑稳定安全系数
计算工况 土质地基 岩石地基
拦挡工程等级 拦挡工程等级 按材料抗剪强度计算
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
正常运行 1.35 1.30 1.25 1.20 1.10 1.10 1.08 1.08 1.05 1.05 3.00
暴雨、地震或爆破运行 1.10 1.10 1.10 1.05 1.05 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.30

 

2 土质地基拦挡结构抗倾覆安全系数应按表6.1.5-3的规定确定。

表6.1.5-3 土质地基拦挡结构抗倾覆安全系数
计算工况 拦挡工程等级
1 2 3 4、5
正常运行 1.60 1.50 1.45 1.40
暴雨、地震或爆破运行 1.50 1.40 1.35 1.30

6.1.6 拦挡结构施工应按设计要求进行质量检验。

6.2 布置与选型

6.2.1 拦挡结构布设应符合下列规定:

1 轴线平面走向应根据地形、地质条件确定,且宜为直线,可用折线或凸向堆置体的弧线,折线形轴线转折部位应采用平滑曲线连接;

2 拦挡坝应布置在设计弃土料堆置区末端坡脚、原地形斜坡坡脚,轴线平面走向应与坡向、河道或沟渠走向垂直;

3 拦挡堤应布置在河道或沟渠两侧较低台地、阶地、滩地的弃土料堆置区坡脚,轴线平面走向应沿河道或沟渠走向;

4 拦挡墙应布置在地形平缓的宽阔地带或多级堆置体台阶脚部,轴线平面走向宜沿台阶长度方向;

5 阻滑键、抗滑桩宜布设在场地原始地形坡脚、滑移稳定性不足的堆置体底部或坡脚。

6.2.2 拦挡结构型式应根据地形条件、堆置高度、地基岩土性质、弃土料组成及状态、修建材料等选定,并应符合下列规定:

1 沟渠或河道中弃土料堆置时宜用拦挡坝,沟渠或河道旁堆置宜用拦挡堤;

2 堆置体易发生滑塌时宜选用重力式拦挡墙或桩板式拦挡墙;

3 沟谷型堆填沟底原地面坡度大于25°时,宜在堆置体中设置多级拦挡结构;

4 堆置高度大于120m的沟谷型堆置时应在坡脚部位设置可拦石的拦挡坝;

5 易风化或含泥率较大的弃土料堆置时应设透水型拦挡结构;

6 可采用土石料填筑、混凝土浇筑或块体砌筑等方式建造。

6.2.3 拦挡结构高度应依据设计容量、堆置高度、场地地质条件和拦挡结构保护对象要求等综合确定。

6.2.4 拦挡坝(堤)背坡坡率宜为1:0.25-1:0.5,胸坡坡率宜为1:0.05-1:0.25。

6.2.5 拦挡结构坡宜设置襟边或护坦。

6.2.6 拦挡结构基础型式、埋深、宽度等应根据地基土性状、拦挡结构型式及高度等综合确定,并应符合下列规定:

1 应依据最不利工况基底压力、地基土性状等选用平底式、凸榫式和马鞍式;

2 基础埋置深度不宜小于拦挡结构外侧地面处宽度的50%,且不宜小于2m;

3 基础的宽度不宜小于拦挡结构外侧地面处截面宽度的1.2倍。

6.3 设计

6.3.1 拦挡结构设计应符合下列规定:

1 应确定设计等级和功能、结构位置和轴线走向;

2 应确定结构型式、主要结构尺寸和建造材料;

3 应确定持力层位置、堆置体性状、结构材料强度等参数;

4 应进行地基承载力、稳定性验算和结构截面承载性能计算与验算;

5 应确定质量控制标准和检验内容及监测要求。

6.3.2 拦挡结构地基处理的设计与施工质量检验应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79 的有关规定。

6.3.3 拦挡坝、拦挡堤采用弃土料、土石料填筑时,应符合下列规定:

1 弃土料、土石料应经处理满足拦挡结构功能的工程性质及长期稳定性;

2 黏性土作为防渗体填筑料时,其塑性指数不应大于20、液限不应大于40%;

3 土石料作为过渡层料和排水体料时,应具有功能要求的级配、透水性。

6.3.4 拦挡坝设计应符合下列规定:

1 应根据地形地质与水文、施工条件和填筑料组成及性质等确定成坝方式;

2 坝顶高程应高于堆置体最低级台阶顶面高程不小于0.5m;

3 多次成坝时,首级坝高度不宜大于20.0m;

4 坝身结构设计宜符合现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL274、《砌石坝设计规范》SL 25的有关规定;

5 拦挡坝稳定安全系数应符合本规程第6.1.5条的规定。

6.3.5 拦挡堤设计应符合下列规定:

1 成堤方式应根据地形地质与水文、施工、填筑料组成及性质等确定;

2 具有防洪功能要求的拦挡堤堤顶高程应按设防洪水位加安全超高值确定,安全超高值应符合表6.3.5的规定;

表6.3.5 拦挡堤安全超高值(m)
拦挡堤工程的级别 1 2 3 4 5
安全超高值 不允许溢流的拦挡堤 1.0 0.8 0.7 0.6 0.5
允许溢流的拦挡堤 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3

3 堤身结构设计宜符合现行国家标准《堤防工程设计规范》GB 50286的有关规定;

4 拦挡堤稳定安全系数应符合本规程第6.1.5条的规定。

6.3.6 拦挡墙设计应符合下列规定:

1 荷载及组合除应符合本规程第6.1.4条的规定外,尚应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的有关规定;

2 截面尺寸和结构设计应通过抗滑稳定验算、抗倾覆稳定验算和结构计算等确定,并应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的有关规定;

3 轴线转折、地形变化、地层性质变化和结构截面变化等部位应设置变形缝,变形缝的间隔不应大于20.0m。

6.3.7 抗滑键、抗滑桩的设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330的有关规定。

6.4 施工

6.4.1 拦挡结构施工前,应在轴线两端、结构体以外不受施工影响的位置设置永久性标石并标明桩号,并应依此进行测量放线。

6.4.2 拦挡结构基槽开挖应符合下列规定:

1 应清除树木、草皮、树根及各种障碍物,并应进行验槽;

2 宜自上而下一次完成,不宜边开挖边进行拦挡结构的填筑、砌筑;

3 基槽开挖后不能及时进行拦挡结构施工时,应预留保护土层或喷水泥砂浆保护层;

4 当遇有淤泥、腐殖土、泥炭等或地质条件与勘察报告、设计文件不一致时,应会同相关单位确定处理措施。

6.4.3 拦挡结构材料应符合下列规定:

1 材料种类、土石料质量、颗粒级配、含水率、含泥量及使用部位、压实标准、取样试验方法等材料性能试验结果应符合设计要求;

2 材料用量可根据设计计算用量、填筑料天然密度与填筑体压实密度之比及运送、坡面清理等损失量估算确定;

3 砂砾石料宜在天然料场选用或根据设计要求从弃土料中筛选配制;

4 黏性土填筑料的最佳含水率应满足施工质量要求。

6.4.4 填筑式拦挡结构施工除应符合国家现行标准《建筑地基基础工程施工规范》GB 51004、《碾压式土石坝施工规范》DL/T 5129的规定外,尚应符合下列规定:

1 填筑前应通过试验性施工确定压实标准;

2 应按设计截面尺寸分区、分段、分层由低向高逐层填筑;

3 碾压施工应符合下列规定:

1)碾压前应对填筑料层的松铺厚度、平整度和含水率进行检验;

2)下层碾压检验合格后,方可铺筑上层料,上下层分段位置应错开;

3)应沿平行结构轴线方向连续进行,不得垂直轴线方向碾压;

4)分段碾压时,相邻两段交接带碾迹应搭接,顺碾压方向搭接长度不应小于1.5m,垂直碾压方向搭接宽度不应小于1.0m;

5)振动碾重量不宜小于10t,振动频率不宜小于20Hz,行驶速度不应超过4km/h;

6)机械碾压不到的部位应辅以夯具夯实,且应采用连环套打法。

4 黏性土料填筑施工尚应符合下列规定:

1)接缝坡比不应大于1:3.0,高差不宜大于1.0m;

2)应预留修整结合部位和设计坡形的修整余量;

3)雨期填筑体表面应设置中部高、四周低的排水坡度;

4)冻期黏性土料摊铺、碾压除应连续作业外,尚应采取防冻保温措施。

5 堆石、砂砾石料及其他混合料填筑施工尚应符合下列规定:

1)卸料高度不宜大于2.0m,发生块粒分离时应进行拌合;

2)铺料后应加水,加水量宜为堆置量的15%-25%;

3)纵横向结合部位宜采用台阶收坡法,每层台阶宽度不宜小于1.0m;

4)坡体填筑应按设计坡形留出护坡修整厚度余量,并应边堆置、边整坡。

6 填筑体填筑高度应预留沉陷量,沉陷量可取为设计高度的1%-3%;

7 填筑过程中,应对随施工埋设的监测仪器、设备或元件采取保护措施。

6.4.5 砌筑式拦挡结构施工除应符合国家现行标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351、《砌石坝设计规范》SL 25的规定外,尚应符合下列规定:

1 石料的质量、规格、砂浆品种及强度应符合设计要求;

2 轴线转角及交接处应采用规整的垛石相互搭砌,可设置钢筋拉结;

3 浆砌块石应采用逐块卧砌坐浆法,铺浆厚度宜为40mm-50mm、宽度宜为20mm-30mm,石块间空隙应采用砂浆或碎石嵌实;

4 块石上下层应互相错缝,砌筑形式宜内外交错搭砌;

5 砌筑至设计高度时,应采用平整石块压顶并用水泥砂浆全面找平;

6 勾缝应在砌筑施工24h后进行,宽度不应小于砌缝,深度不应小于缝宽的2倍,勾缝的砂浆应单独拌制,且不应与砌筑砂浆混用。

6.4.6 浇筑式拦挡结构施工除应符合国家现行标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351、《水工混凝土施工规范》DL/T 5144的有关规定外,尚应符合下列规定:

1 浇筑前,应对每个浇筑层进行仓面设计;

2 宜采用平铺法,浇筑层厚度宜为0.5m-0.8m,并应满足温度控制要求,且应采取养护措施;

3 宜短间歇、均匀逐层浇筑,层间间歇期应满足设计要求;

4 仓内气温高于25℃时,应采取降温措施,并应对仓面积水采取排水措施;

5 特殊时段浇筑施工应符合下列规定:

1)高温时段应采取仓面降温措施,并应缩短施工间歇时间;

2)低温时段应采取保温措施,并应延长拆模时间;

3)雨期施工应根据降雨特征,采取遮雨保护措施。

6 浇筑过程中及浇筑完成后,应按设计要求对表面进行处理和保护。

6.4.7 砌筑和浇筑式拦挡结构背后滤水层施工应符合下列规定:

1 材料、级配、不均匀系数、含泥量及铺筑位置和有效宽度应符合设计要求;

2 铺筑过程应防止滤料颗粒分离及杂物混入,并应自下向上铺料;

3 滤料与结构接合部位应清理后连续铺筑、砌筑或填筑。

6.4.8 拦挡结构护坡施工除应符合现行国家标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的规定外,尚应符合下列规定:

1施工前应按设计要求对坡形进行修整;

2 护坡料的防水性、抗冻性、抗压强度、规格及砌筑方式等应符合设计要求;

3 现浇混凝土护面厚度、分缝和泄水孔设置等应符合设计要求;

4 采用草皮护坡时,应进行固定和洒水护理。

6.5 检验

6.5.1 填筑式拦挡结构施工质量检验除应符合国家现行标准《建筑地基基础工程施工规范》GB 51004、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351、《碾压式土石坝施工规范》DL/T 5129的规定外,尚应符合下列规定:

1填筑部位的铺料厚度和碾压参数及压实度应满足设计要求;

2 碾压层面不得出现漏压或欠压、裂缝等质量缺陷;

3 不得出现堆石料块粒集中和夹泥等质量缺陷;

4 黏性填筑料、砂砾填筑料和滤料的密度、压实度应满足设计要求;

5 填筑体检测项目及取样试验次数应符合表6.5.1的规定。

表6.5.1 填筑式拦挡结构压(夯)实检测项目
拦挡结构材料类别及部位 检查项目 取样(检测)次数
黏性土 边角部位 干密度、含水率 2次/层 - 3 次/层
碾压面 1次/100m³ - 1次/200m³
均质拦挡结构 1次/200m³ - 1次/500m³
砾质土 边角部位 干密度、含水率、大于5mm的砾石含量 2次/层 - 3次/层
碾压面 1次/200m³ - 1次/500m³
滤料 干密度、颗粒级配、含泥量 1次/200m³ - 1次/500m³,每层至少1次
过渡料 干密度、颗粒级配 1次/500m³ - 1次/1000m³,每层至少1次
拦挡结构砾质料 干密度、含水率、大于5mm的砾石含量 1次/3000m³ - 1次/6000m³
堆石料 干密度、颗粒级配 1次/2000m³ - 1次/5000m³

 

6.5.2 拦挡结构护坡石料的质量和块体的尺寸、形状、砌筑方法、砌筑质量和护坡厚度等除应满足设计要求,尚应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330、《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的相关规定。

 

7 弃土工程

7.1 一般规定

7.1.1 弃土料堆置前应依据弃土运量、运送距离与方式、运送设备能力等编制弃土计划。弃土计划应包括运送调度体系。

7.1.2 弃土料堆积台阶高度和宽度及坡形应根据弃土料的物理力学性质、原始场地地形和工程地质及水文地质条件、堆置方式等通过稳定性分析确定,并应满足施工设备运行安全要求。

7.1.3 弃土场设计应进行原始场地、堆置体整体边坡、台阶边坡和拦挡结构等稳定性分析,并应符合下列规定:

1 应根据弃土场工程设计等级、原始场地地形地貌和地层结构及地基土性状、弃土料组成和堆置坡形及性状等选择主要堆置阶段代表性断面进行计算;

2 弃土料堆置体、填筑型拦挡坝(堤)稳定计算宜按本规程附录G执行,拦挡墙、抗滑键和抗滑桩稳定性计算应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的有关规定;

3 堆置体边坡应进行整体稳定计算,多雨地区尚应核算连续降雨期边坡的稳定性。

7.1.4 弃土料堆置体安全系数应根据工程设计等级、计算工况、计算方法等确定,并应符合表7.1.4的规定;不满足应进行治理。

表7.1.4 弃土料堆置体稳定安全系数
计算工况 计算方法 弃土场等级
Ⅳ、Ⅴ
正常运行工况 简化毕肖普法、摩根斯顿-普赖斯法 1.35 1.30 1.25 1.20
瑞典圆弧法 1.30 1.25 1.20 1.15
非正常运行工况(暴雨、地震或爆破) 简化毕肖普法、摩根斯顿-普赖斯法 1.25 1.20 1.15 1.10
瑞典圆弧法 1.20 1.15 1.10 1.05

注:1 正常运行工况:正常和持久的条件下运用,弃土场处在弃土完成的最终状态时,堆置体无渗流或稳定渗流;2 非正常运行工况:正常工况下遭遇暴雨、七度以上(含七度)地震或爆破。

7.1.5 弃土料堆置前,应修筑初始拦挡结构;初始拦挡结构的宽度和高度应根据卸料点至受影响结构安全距离、被保护对象安全距离等确定。

7.1.6 弃土料堆置过程中每层堆置表面应留设地表积水汇至截排设施的坡度。

7.1.7 弃土堆置作业区道路宽度、状况应满足弃土机械安全运行及正常作业要求;卸料平台宽度应满足卸车和调车要求。

7.1.8 弃土场整体坡度、堆置体护面、截排水设施应兼顾弃土场稳定和环境保护。

7.2 弃土计划

7.2.1 弃土计划编制应符合下列规定:

1 应依据弃土料流向规避短期排弃高峰、反向运输;

2 弃土量应与堆置量相匹配,再利用的弃土料应有单独堆存计划和场地;

3 弃土料运送能力应满足堆置量需要,并应留有裕量;

4 应编制年度运送计划,并应绘制弃土场分期形成计划平面图及后期关键年份年末状态图,设计等级为I级~Ⅲ级弃土场宜绘制前5年年末状态图。

7.2.2 弃土料运送车辆应选用电动设备或带有净化装置的柴油动力设备;运送大体积或超长弃土料时,应采用专用运输车辆,并应悬挂标志。

7.2.3 汽车-推土机的运送方式应按本规程表A.0.1的规定选择;运送线路应整体均衡推进,弃土料卸料平台应平整,面向堆置体坡顶线方向的坡率不宜大于2%。

7.2.4 铁路-装载挖掘机应按本规程表A.0.1的规定选择,运送线路设置应符合下列规定:

1 每个弃土区不应少于一条运送线路,且应有备用线路;

2 运送能力宜大于装载挖掘机生产能力的20%;

3 卸料线路端部应设置车挡,起点和终点应设置障碍指示标识。

7.2.5 胶带机-弃土机应按本规程表A.0.1的规定选择,运送线路设置应符合下列规定:

1 运送线路长度宜满足设备移设周期要求,宜为1000m-2000m;

2 上运台阶高度应根据排料臂长度、倾角、弃土料抛出水平距离、机械中心线至弃土料堆积台阶坡顶线安全距离及弃土台阶坡面角度等确定,下运台阶高度应根据排料臂水平投影长度、机械中心至弃土台阶坡顶线安全距离和稳定性等确定;

3 应设置弃土机械组装场地,场地不宜小于100m×50m,且应进行碾压处理;

4 运送机械距坡顶线安全距离应根据弃土料堆积台阶高度、弃土料性质和设备性能等确定。

7.2.6 采用铲运机进行弃土料堆置铺摊时,铲运机的运距宜为800m-2000m。

7.2.7 弃土料分期运送时,可在弃土料源附近设置临时弃土场。

7.3 堆置设计

7.3.1 弃土料堆置设计内容应包括堆置体地基、弃土料堆置方式、堆置高度和宽度及堆置坡形、堆置体安全防护措施等。

7.3.2 弃土料堆置方式设计应符合下列规定:

1 沟谷型场地宜采用多台阶压脚式堆置,并宜由远至近、对称、均匀推进;

2 平缓地形场地宜采用覆盖式多台阶堆置,并宜由下而上逐层、逐台推进;

3 软弱土场地宜采用自下而上、由外向里分区覆盖式堆置,底阶高度不宜大于10m;

4 同一弃土点存在高差时,宜采取自下而上的多台阶覆盖式堆置;

5 多台阶弃土宜分区段、由低至高堆置,下阶宜为上阶设置超前堆置宽度;

6 不同岩性弃土料应分区段、跳跃、点式等堆置,不得集中堆置;

7 距离弃土料堆置体坡脚、拦挡结构20m范围内不应堆置松散弃土料;

8 弃土料堆置推进速度应根据单位运送线路的运送量或现场观测统计分析结果确定,可按下式进行计算:

(7.3.2)v=H1/(t0tanα1)

式中:v —— 弃土料堆置推进速度(m/d);

H1 —— 弃土料堆置段高度(m);

t0 —— 堆置体固结时间(d);

α1 —— 运送单线弃土料堆置体坡面角(°)。

7.3.3 堆置场地地基设计应符合下列要求:

1 堆置体地基应满足密实度、均匀性和稳定性以及抗冲刷、环境保持等要求;

2 抗震设防烈度为7度及以上场地的地基应进行抗震验算;

3 应在大面积堆置前选择代表性地段进行堆置试验,验证设计指标和施工参数等;

4 堆置体地基及堆置体不同时间的固结度、逐级施加堆置体厚度、堆积速率,应根据堆置过程中原始场地地基的孔隙水压力及水位监测结果分析确定。

7.3.4 弃土料堆置设计应根据弃土场地原始地形、地质与水文条件,弃土料组成及物理力学指标等确定,并应符合下列规定:

1 应满足拦挡结构及截排水设施实施不影响堆置体整体稳定性及环境安全的要求;

2 弃土料堆高应依据弃土料堆置区接纳弃土量确定,并应拟定各部位设计高程的纵断面后进行横断面设计,断面设计应符合下列规定:

1)应依据实测地形图并结合纵断面设计高程确定横断面上各点高程;

2)横断面形状应为人字坡或单面坡;

3)纵横断面设计初步完成后,应反算弃土料堆置区设计条件下所能接纳的弃土容量,当弃土量与接纳容量不符时,应重新调整纵横断面。

3 弃土场容积应根据弃土总容量、弃土料松散系数和堆置体沉降系数等计算确定,并应符合下列规定:

1)有效容积应按下式计算:

(7.3.4-1)Vy=Vs×Ks/(1+Kc)

式中:Vy —— 弃土场设计的有效容积 (m³);

Vs —— 弃土料自然方量 (m³);

Ks —— 弃土料初始松散系数,可按表7.3.4-1取值;

Kc —— 弃土料沉降系数,可按表7.3.4-2取值。

 

2)设计总容积应按下式计算:

(7.3.4-2)V=K1×Vy

式中:V —— 弃土场设计总容积(m³);

K1 —— 容积富余系数,取1.02-1.05;

Vy —— 弃土场设计的有效容积(m³)。

 

表7.3.4-1 弃土料初始松散系数Ks

类别松散系数Ks
1.10-1.15
砂质黏土1.15-1.25
黏土1.20-1.30
夹石的黏土1.30-1.40
小颗粒岩石1.45-1.55
大颗粒岩石1.50-1.70

 

表7.3.4-2 弃土沉降系数Kc

弃土料种类沉降系数Kc弃土料种类沉降系数Kc
砂质岩0.07-0.09硬黏土0.24-0.28
黏土质岩0.11-0.15泥夹石0.21-0.25
黏土质岩0.13-0.15粉土夹石0.18-0.21
夹黏土岩块0.16-0.19砂和砾石0.09-0.13
小粒径岩石0.17-0.18软岩0.10-0.12
大粒径岩石0.10-0.15硬岩0.05-0.07

 

4 弃土料堆置体压实度宜根据弃土场设计目标、工程经验等确定,并应符合下列规定:

1)堆置体自重工况下压实度不宜小于60%、地震工况下压实度不宜小于80%;

2)多级堆置体及边坡自重工况下压实度不宜小于80%;

3)设计目标未明确、缺少工程经验时宜按表7.3.4-3选用;

表7.3.4-3 压实度选用表
弃土场设计目标建设用地交通用地绿化、种植用地其他
压实度>95%80% - 95%≤80%50% - 80%

 

5 堆置体整体最终高度、台阶高度应根据弃土料物理力学性质、施工设备类型及能力、弃土计划、堆置方式等确定,并应符合下列规定:

1)最终堆置高度宜按地基土压实到最大时承载能力控制,软弱地基宜控制第一台阶高度,可采用堆置体对地基堆载预压提高地基承载力方法按下式估算:

(7.3.4-3)H=πccotφ/[γ(cotφ+πφ/180π/2)]

式中: H —— 弃土料最大堆置高度(m);

c —— 原始场地地基岩土的黏聚力 (kPa),可取主要地层厚度加权平均值;

φ —— 原始场地地基岩土的内摩擦角 (°),可取主要地层的厚度加权平均值;

γ —— 弃土料的重力密度(kN/m³)。

2)多台阶堆置时,第一个堆置台阶高度宜为15m-20m,当原始场地地基地层有外倾结构面、软弱地基土时,第一个台阶高度不应大于10m;

3)设计等级为Ⅳ级、Ⅴ级弃土场堆置台阶高度可按表7.3.4-4确定;

表7.3.4-4 弃土料堆置台阶高度(m)
弃土类别 堆置台阶高度(m)
一般条件 地质不良及气象条件不利
岩块、岩土 硬质岩石 30-40 20-30
软质岩石 10-20 8-15
土石混合料 土石混合料 20-30 15-20
土料 黏性土 10-15 8-12
砂土、人工土 5-15 5-15

7.3.5 堆置平台自重工况下压实度大于60%、地震工况下压实度大于80%时,平台宽度可根据施工需求确定;自重工况下压实度小于或等于60%、地震工况下压实度小于80%时,平台宽度应根据堆置体稳定性计算确定。

7.3.6 弃土料堆置体综合坡度确定应符合下列规定:

1 堆置体台阶高度大于20m时,应经弃土料堆置体整体稳定性验算确定,且宜为20°∼25°;

2 多级堆置体及正常工况下压实度大于60%时,坡度宜为30°∼35°;地震工况下压实度大于80%时,坡度宜为25°∼30°。

3 设计等级为Ⅳ级、Ⅴ级弃土场可用弃土料自然休止角除以弃土料正常工况堆置时的稳定安全系数确定。

7.3.7 弃土料堆置体台阶间平台应有不大于5%的反坡,堆置体坡脚处宜采用砾石料堆置宽度不小于5m、 厚度不小于0.5m 的渗水层。

7.3.8 弃土料级配不良或存在影响堆置体整体稳定的软弱地基时,宜在堆置体底部或台阶底部增设抗滑键或分层设置土工织物。

7.3.9 堆置体堆置层间搭接部位处理(图7.3.9)应符合下列规定:

1 堆置区域较大、工作面起始堆置标高不同时,相邻工作面高差不宜大于单次堆置层厚度;

2 不同堆置层的搭接面应错开;

3 相邻工作面搭接部位处理宽度不得小于搭接宽度的2倍。

图7.3.9工作面搭接及处理宽度示意图

图7.3.9 工作面搭接及处理宽度示意图

7.3.10 弃土料堆置体稳定性计算应符合下列规定:

1 应分别进行正常工况和暴雨、地震或爆破等非正常工况条件下的稳定性计算;

2 多雨地区应按本规程第7.1.3条规定进行堆置体稳定性计算,且其安全系数宜按非正常工况采用;

3 堆置体稳定性计算方法应符合本规程第7.1.3条和附录G的规定。

7.3.11 弃土场场区最终坡底线与被保护物之间应留有安全防护距离,并应符合下列规定:

1 不具有形成泥石流条件、原始地面坡度小于25°且工程地质或水文地质条件良好、堆置整体稳定及排水良好时,最小安全防护距离应按表7.3.11的规定确定;

表7.3.11 弃土场工程最小安全防护距离
序号 名称 弃土场工程设计等级
Ⅳ、Ⅴ
1 铁(公)路、航道、高压线路铁塔等重要设施 ≥4.0H ≥3.5H ≥3.0H ≥2.5H
2 矿山铁(公)路干线、不包括露天采场生产道路等 ≥3.0H ≥2.5H ≥2.0H ≥1.5H
3 露天采场开采界线 应根据边坡稳定性及坡底线外地面坡度情况确定,地面坡度逆坡时不应小于50m,顺坡时,不应小于3.0H
4 村庄、居住区、工业场地等 ≥5.0H ≥4.5H ≥4.0H ≥3.5H

注:表中H为弃土场工程设计最终堆置高度。

2 居住区和城镇安全防护距离应按表7.3.11中数值乘以大于1.0的安全系数;

3 复杂场地条件时,安全防护距离应经专项论证确定。

7.4 堆置施工

7.4.1 弃土作业区出入口、交叉道口、狭窄施工场地等部位应设置醒目的标志牌和警告标志。夜间无照明设施时,不得进行弃土作业。

7.4.2 场地道路布设应符合下列规定:

1 弃土前宜绘制场内道路规划平面布置图,进出道路及施工道路应分开设置;

2 单车道净宽不得小于车宽加2m,双车道净宽不得小于2倍车宽加2.5m;

3 应间隔不大于100m设置一个错车道,会车视距不宜小于40m;

4 场内道路及交通循环路线应随弃土料堆置高度进行及时调整。

7.4.3 大面积施工前应进行堆置试验性施工,并应符合下列规定:

1 应确定分层堆置厚度和松铺系数,并应根据堆置厚度确定边坡坡形或坡比;

2 应根据弃土料的粒径、级配等确定堆置体最大干密度和最优含水量;

3 应确定分层压(夯)实施工方式和参数等;

4 应确定质量检验项目、方法、数量和频次以及质量评价标准。

7.4.4 弃土料单次堆置高度宜为3m~5m,体积不宜大于5000m³。

7.4.5 堆置作业期间应设置临时截排水设施,并应符合下列规定:

1 临时截排水设施应在表土清除之后修建,可与永久排水设施结合实施;

2 弃土作业期间应随弃随修整,前后弃土料堆置体应密贴;

3 弃土料堆置体不应影响周边农田、林地、山地等的水土平衡;

4 弃土料堆置体表面应形成向下游方向的排水坡。

7.4.6 装土、运送和卸土作业应符合下列规定:

1 装土前发现弃土料堆放体有松动或塌方征兆时应进行处理,装土机械操作不得损坏已有的防护设施,回转范围内不得有人通过;

2 应根据地形条件、土石料利用情况、车辆类型等铺设临时道路,最大纵坡不应大于8%,装土高度不宜超过车厢顶面,行车速度不应大于5km/h;

3 卸土不得干扰其他施工作业或破坏其他设施。

7.4.7 堆置体边坡施工应符合下列规定:

1 放坡和马道应按设计要求施工,每完成一级台阶应及时修整;

2 分层夯实堆置时,夯实设备边缘离坡顶线距离不宜小于堆置厚度1.5倍;

3 分层碾压堆置时,碾压设备外边轮距坡顶线距离宜为0.4m-0.6m;

4 沉降速率大于10mm/d、水平位移速率大于3mm/d时应减缓堆土速度。

7.4.8 分层压(夯)实堆置施工应符合下列要求:

1 施工前,应进行施工期排水、振动、噪声和扬尘对周围环境、居民、设施设备等风险评价,并应采取有效的防护措施;

2 分层堆置应采用堆填摊铺,严禁抛填;

3 粗粒土料及其混合料宜采用冲击压(夯)实法、振动碾压法堆置;

4 粗粒土料、细粒土料及混合料分层厚度、施工参数及压(夯)实指标应根据试验性施工或地区经验确定。

7.4.9 堆置体中分层设置土工织物施工除应符合现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290的规定外,尚应符合下列规定:

1 土工织物铺设方向应符合设计要求;铺设前应防止曝晒、损坏、污染;

2 土工织物铺设应平顺、松紧适度,避免织物张拉受力及不规则折皱;

3 幅间连接宜采用专用缝纫机缝合,搭接宽度不应小于设计要求;

4 嵌入拦挡结构和边坡支挡结构的宽度应符合设计要求,连接区域回填料应人工夯实;

5 土工织物上下保护层的颗粒级配及厚度应符合设计要求。

7.4.10 堆置体底部、堆置体中或边坡脚部设置抗滑键施工应符合下列规定:

1 抗滑键可采用工厂预制或现场预制、浇筑;

2 弃土料堆置前或上层弃土料堆置前,应按设计要求的嵌固深度采用人工或机械在地基或堆置体中挖坑槽埋置抗滑键;

3 上部弃土料堆置时应采取避免抗滑键歪斜的措施。

7.4.11 堆置施工过程中应按监测要求埋设监测仪器和设置测量标志,并应对监测仪器和测量标志采取保护措施。

7.5 检验

7.5.1 堆置施工质量检验应符合下列规定:

1 分层堆置的堆料厚度、碾压次数,每层厚度及方量应满足设计要求;

2 分级边坡的分级形式和坡面平整度、坡度、台阶宽度、台阶排水沟尺寸、截排水沟位置和坡脚排水设施的断面尺寸、长度、坡比等应满足设计要求;

3 护坡的砂石料、滤层、排水孔、垫层等材料规格和质量应满足设计要求;植被护坡的苗木、种子的栽植工艺、栽植方式草皮表面平整度应满足设计要求;

4 各施工工序应进行质量自检,施工工序之间应进行交接质量检验。

7.5.2 堆置施工质量检验项目、范围及频次除应符合现行国家标准《高填方地基技术规范》GB 51254 和本规程表7.5.2的规定外,尚应符合下列规定:

1 粗粒土及其混合填料分层压(夯)实质量检测宜采用现场干密度试验、动力触探和标准贯入法,试验坑直径或边长宜大于3倍最大填料粒径;

2 弃土料粒径大于35mm时应对堆置深度范围内采用探坑灌水法检测干密度,弃土料粒径小于35mm时可采用灌砂法或环刀法检测压(夯)实系数;

3 干密度检验试验坑、动力触探和标准贯入孔等,检验后应及时填实恢复。

表7.5.2 质量检验项目、范围及频次
应用范围项目 检测频次(单位:2000m²)
建(构)筑物区和边坡区 一般场地平整区 规划预留发展区
层厚检验 ≥5处 ≥3处 ≥1处
压(夯)层面沉降量 10m×10m方格网测量 20m×20m方格网测量 50m×50m方格网测量
地基土压(夯)实指标 ≥3点 ≥2点 ≥1点
土的物理力学指标 ≥3点 ≥2点 ≥1点
重型动力触探 ≥3孔 ≥2孔 ≥1孔
载荷试验 ≥2点 - -

注:处理面积小于2000m²时,各检测项目每处不得少于3个点。

 

7.5.3 边坡质量检验应包括坡比、压实度、物理力学性质指标等。压实度检测宜采用环刀法、灌砂法或灌水法;检测点的布置和检测频次宜根据工程特点、填料性质、设计要求及施工工艺等因素确定;施工完成后处于地下水位以下区域宜增加检测频次。

7.5.4 当检验指标不满足设计要求时,应进行两组以上的复检。当复检30%及以下数量仍不满足设计要求时,应对检验不合格区域进行处理;当复检超过70%及以上数量不满足设计要求时,应对检验范围重新处理,直到检验合格。

 

8 截排水工程

8.1 一般规定

8.1.1 截排水工程建造宜遵循下列原则:

1 宜根据地形条件,按高水高排、低水低排、就近排泄、自流;

2 山坡或汇水流冲地带宜兼顾蓄水灌溉和排洪防冲;

3 宜以沟、渠、涵为骨架形成截排体系。

8.1.2 截排水工程设计应具备下列资料:

1 弃土料堆置区比例尺为1:200~1:500的地形图及其工程勘察文件;

2 弃土料堆置区外汇水区域比例尺为不小于1:1000的地形图及其工程勘察文件;

3 工程场地附近水文站监测资料或区域水文资料。

8.1.3 截排水工程设计等级应按表8.1.3的规定确定。

表8.1.3 截排水工程设计等级
等级位置与功能排水标准超高(m )
1堆置体外围防洪10 年一遇短历时暴雨0.3
2堆置体外围截排5 年-10 年一遇短历时暴雨0.2
3堆置体坡顶、坡底截排5 年一遇短历时暴雨0.2

 

8.1.4 弃土场工程防洪设计标准应根据拦挡工程等级按表8.1.4的规定确定。

表8.1.4 弃土场工程防洪设计标准
拦挡工程等级 排洪设置等级 防洪标准/重现期(年)
山区、丘陵区 平原区、滨海区
设计 校核 设计 校核
1 1 100 200 50 100
2 2 100-50 200-100 50-30 100-50
3 3 50-30 100-50 30-20 50-30
4 4 30-20 50-30 20-10 30-20
5 5 20-10 30-20 10 20

注:1 拦挡堤防洪设计标准应满足河道管理和防洪要求;2 失事可能对周边设施、交通运输等基础设施造成重大危害时,2级以下拦挡坝(堤)、排洪工程防洪设计标准可提高一级;3 临时弃土场防洪设计标准取5年一遇;弃土场工程设计等级为Ⅲ级以上时,可取10年一遇。

 

8.1.5 截排水工程类型、截排方式宜按表8.1.5的规定选择。

表8.1.5 截排水工程类型
类型 截排方式
弃土场类型 沟渠型 排洪沟、截水沟、排水沟
坡底型 截水沟、排水沟
临河型 截水沟、排水沟
平地型 排水沟
库区型 截水沟、排水沟
水体类型 地下水 盲沟、暗管或涵洞
地表水 排洪沟、截水沟、排水沟
堆置体内水 垫层排水、网状排水带、排水管

8.1.6 当弃土料含有可溶性有害物时,应设置具有防水、防渗功能设施的存放场所,并经环保处理验收后方可使用。

8.2 布设

8.2.1 弃土料堆置区靠山侧边界应根据坡面径流量大小布设截水沟,场地外汇水集中时应设置排水沟和涵洞;弃土料堆置区高差较大时,宜设置急流槽或跌水;汇水面积较大、山坡或沟谷与弃土场交汇处应设置防排洪系统。

8.2.2 地表截水沟、排水沟布置应符合下列规定:

1 堆置区截水沟应平行高程等值线方向布设,坡面较长时宜设置多级截水沟,间距应根据控制面积、坡面汇流量、蓄排水能力经计算确定,截水沟两端应就近接入排水沟或排泄沟渠;

2 排水沟走向应与坡面高程等值线垂直;当排水沟与天然排水沟渠连接时,应布置在低洼地带,间距应根据排水流量、地形条件等综合分析确定;

3 截水沟、排水沟应槽壁稳定,沟道之间及与沟渠之间的交角宜为30°~60°,出口宜采用自排方式;

4 堆置体坡面截排水设施宜布设在弃土料堆置体坡顶和坡脚,少雨地区宜采用蓄水型,多雨地区宜采用排水型。

8.2.3 地下水疏排设施宜由暗管、鼠洞和涵洞等组成,且其布置宜符合下列规定:

1 宜根据地貌采取不同的组合方式,鼠洞宜为一级暗排,暗管宜为二级暗排;

2 暗管宜根据地形条件布设在洼地中线并随坡度设置成棋盘形、鱼刺形等;

3 鼠洞宜布设在黏性土中且与暗管相通,并随地面坡降接至周边排水沟渠。

8.2.4 场地地下水应根据场地原始地形和自然水系,按汇水面积和流量设置盲沟、暗管或涵洞等疏排设施引出场外。

8.2.5 地表径流水应采用截排水设施引至邻近沟渠,并应与沟渠顺接。

8.3 地下疏排水设计

8.3.1 地下疏排设施应根据地形采取暗管、盲沟或组合方式,并宜符合下列规定:

1 汇水面积大和流量大的冲沟、低洼区域可沿主要冲沟设置主盲沟、小型冲沟或低洼地设置次盲沟,泉水和渗流点宜设置支盲沟;

2 湿地或泉水露头时,排水盲沟宜与排水沟顶端嵌接;

3 山谷间宜利用坚硬、耐水性较好的块石堆置形成排水盲沟。

8.3.2 排水盲沟设计应符合下列规定:

1 平面布置及断面尺寸应根据冲沟周边的汇水面积和流量确定;

2 次盲沟应与主盲沟相连接,主盲沟出水口应引至场外排水系统;

3 支盲沟应与主盲沟、次盲沟相连接,支盲沟间距离宜小于40m;

4 主盲沟、次盲沟和支盲沟的纵向坡比不应小于0.5%。

8.3.3 排水暗管设计应符合下列规定:

1 应布设在低洼水线上,坡比应根据地形、选定的管径确定,且不宜大于2%;

2 宜按无压流设计,设计水面以上净空面积不应小于过水断面面积的15%,且每隔50m-100m或走向变化处应设置检查井;

3 间距宜为30m-50m,低洼水线以上宜为10m-30m;

4 设计流量可按下列公式计算:

(8.3.3-1)Q=CLqAp
(8.3.3-2)q=μΩ(H0Ht)/t

式中:Q —— 排水暗管设计流量(m³/d);

CL —— 排水流量折减系数,可按表8.3.3-1取值;

q —— 地下水排水强度(m/d);

Ap —— 排水管控制面积 (m2);

μ —— 地下水面变动范围内的土层平均给水度;

Ω —— 地下水面形状校正系数,宜取0.7-0.9;

H0 —— 地下水位降落起始时刻,排水暗管排水地段的作用水头(m);

Ht —— 地下水位降落到t时刻排水暗管排水地段的作用水头(m);

t —— 设计要求地下水位由 H0Ht 的历时(d)。

表8.3.3-1 排水流量折减系数
排水管控制面积(km2)≤1616-5051-100101-200
排水流量折减系数 CL1.001.00-0.850.85-0.750.75-0.65

5 管内径宜按下式计算确定:

(8.3.3-3)d=2[nQ/(αi1/2)]3/2

式中:d —— 排水管内径(m);

n —— 管内壁糙率,可按表8.3.3-2取值;

α —— 与管内水的充盈度 a 有关的系数,可按表8.3.3-3取值;

i —— 管道水力比降,可采用管线比降且应满足管内最小流速不低于0.3m/s的要求,管内径不大于100mm时可取1/300∼1/600,大于 100mm时可取 1/1000∼1/1500;

a —— 管内水的充盈度(管内水深与管内径的比值),管内径不大于 100mm时宜取0.6,内径为 100mm∼200mm时宜取0.65∼0.75,内径大于200mm时宜取0.8。

6 平均流速宜按下式计算:

(8.3.3-4)VA=(β/n)(d/2)2/3i1/2

式中:VA —— 排水暗管平均流速(m/s);

β —— 与管内水的充盈度 a 有关的系数,可按表8.3.3-3取值。

表8.3.3-2 排水管内壁糙率
排水管类别陶土管混凝土管光壁塑料管波纹塑料管
内壁糙率0.0140.0130.0110.016

 

表8.3.3-3 系数α和β取值
a0.600.650.700.750.80
α1.3301.4971.6571.8061.934
β0.4250.4360.4440.4500.452

7 暗管周围应设置外包滤料,宜选用耐酸、耐碱、不易腐烂、不污染环境的透水材料,渗透系数应大于周围土体渗透系数的10倍,厚度可根据经验确定;

8 埋深宜为0.7m-0.9m,且采用厚度为0.1m-0.4m砂卵石覆盖后回填沟槽;

9 出口段宜设置长度不小于2.0m的硬塑料管,并应伸出口外,伸出长度宜为0.15m-0.2m,下缘距排水沟渠水面不应小于0.3m,与明沟连接处应采取防冲措施。

8.3.4 鼠洞深度和间距应根据土层情况确定,出口高程应高于连接沟渠正常设计水面0.2m-0.3m,并应采用块石防护。

8.3.5 排水涵洞设计宜符合现行国家标准《灌溉与排水工程设计标准》GB 50288的有关规定,宜采用无压形式。

8.4 地表截排水设计

8.4.1 截排水设施断面宜采用梯形断面,地形坡度较大时,宜采用矩形断面,纵坡宜根据走向、地形、地质条件及交汇沟渠连接条件等确定。

8.4.2 截排水设施进出口宜设置八字形导流翼壁,翼壁长度可取设计水深的3倍-4倍;水流速较大时,出口应布置消能防冲设施;截水沟与排水沟的连接处应采取防冲措施。

8.4.3 截水沟设计应符合下列规定:

1 排水型截水沟设计宜符合下列规定:

1)断面面积和尺寸宜按排水沟设计,并宜用块石浆砌或混凝土现浇;

2)纵坡宜为1%-2%,长度超过50m时宜分段设计,断面尺寸变化处宜渐变段衔接,渐变段长度可取水面宽的5倍-20倍;

3)宜设置安全超高,与排水沟的连接处宜采取防冲措施;

4)高差较大时宜每隔5m-10m修筑高0.2m-0.3m的拦水坎或跌水。

2 蓄水型截水沟设计应符合下列规定:

1)宜水平布设,每隔5m-10m及两端宜设高0.2m-0.3m挡水坎;

2)流量宜按下列公式计算:

(8.4.3-1)Vz=Vw+Vq
(8.4.3-2)Vw=MwFj
(8.4.3-3)Vq=ηMsFj

式中:Vz —— 截水沟流量 (m³);

Vw —— 一次暴雨径流量 (m³);

Vq —— 1年~3年土壤侵蚀量(m³);

Fi —— 截水沟集水面积 (km²);

Mw —— 一次暴雨径流模数 (m³/km²);

Ms —— 1年的土壤侵蚀模数(m³/km²);

η —— 侵蚀系数,宜取1~3。

 

3)断面面积宜按下式计算:

(8.4.3-4)A1=Vz/Lj

式中:A1 —— 截水沟断面面积 (m²);

Vz —— 截水沟流量 (m³);

Lj —— 截水沟长度(m)。

8.4.4 排水沟设计应符合下列规定:

1 宜分段设置跌水,跌水处宜采取防冲措施,坡度缓、流量小时末端宜设置消力池,坡度陡、流量大时宜采取多级跌水或加糙坎消能;

2 断面变化时宜采用渐变段衔接,衔接长度宜取水面宽的5倍-20倍,弯曲段宜分析水位壅高影响;

3 坡比宜与沟渠坡度相近,土沟不宜小于0.25%,砌沟不宜小于0.15%,最小允许流速宜为0.4m/s;

4 排水沟断面面积应根据设计暴雨坡面最大径流量按下式计算确定:

(8.4.4)A2=Q/(CR1/2i1/2)

式中:A2 —— 排水沟断面面积 (m²);

Q —— 设计坡面最大径流量, Q=F/6(IrIp) ,(m³/s);

R —— 水力半径, R=A2/χ (m);

C —— 系数,C=(1/n)R1/6

i —— 排水沟比降,宜取1:1.0∼1:1.5;

Ir —— 设计频率10min最大降雨强度(mm/min);

Ip —— 相应时段土壤平均入渗强度(mm/min);

F —— 坡面汇水面积(km²);

χ —— 排水沟断面湿周(m),χ=b+2h(1+P2)1/2

n —— 糙度,宜取0.010∼0.025,硬质材料取小值;

b —— 沟道底宽(m);

h —— 沟道水深(m);

P —— 沟道边坡系数,宜取1:1∼1:1.5。

5 土沟宜采用梯形或复式断面,石质陡坡场地宜用矩形断面,矩形、梯形断面底部宽度和深度均不宜小于400mm。

6 临时排水沟宜采用梯形或矩形断面,深度不宜小于200mm,梯形排水沟底部宽度不宜小于200mm,矩形排水沟沟底部宽度不宜小于300mm。

8.4.5 堆置体表面截排水设计宜符合下列规定:

1 顶面排水设施宜与堆置体内外排水系统相结合,且宜采用混凝土现场浇筑或浆砌条石砌筑,采用混凝土预制件拼装时堆置体接缝处应采用砂浆填实;

2 当采用堆石或干砌石护坡时,堆置边坡交汇处应设排水沟;

3 堆置体有马道时,纵向排水沟方向宜与马道一致,且宜设置在马道内侧,横向排水沟的间距宜为50m~100m。

8.4.6 弃土料堆置区外截排洪设施设计应符合下列规定:

1 上游洪水量小可采用截洪沟,上游洪水量大宜在上游设置导流堤,并宜根据地形条件沿山坡设置防洪渠;

2 设计洪水频率宜符合本规程第8.1.4条的规定;

3 洪峰流量宜根据当地水文站实测资料计算确定;当缺乏实测资料时,可采用形态调查法、简化公式法或按本规程附录E 的规定计算确定;

4 排洪暗沟、涵洞宜按无压流设计,并宜符合现行国家标准《灌溉与排水工程设计标准》GB 50288的有关规定;

5 排洪沟进出口宜设置八字形导流翼墙,翼墙长度宜取设计水深的3倍~4倍;

6 排洪沟流速大的出口应布置消能防冲设施,过水断面尺寸和设计水深应根据设计排洪流量确定,坡比应根据地形、地质条件等结合设计断面计算确定;

7 排洪沟宜按明渠设计,纵坡应根据走向、地形、地质以及与山洪沟连接条件等因素确定;高差较大时,宜设置急流槽或跌水。

8.5 堆置体泄排水设计

8.5.1 堆置体遇有下列情况之一时,应采取泄排水措施;

1 堆置体渗流逸出处渗透破坏;

2 堆置体浸润线高程及孔隙水压力较大、渗流方向影响堆置体稳定;

3 堆置坡面冻胀破坏。

8.5.2 堆置体泄排水措施宜采用两种或多种形式组成的综合型泄排水方式,并宜符合下列要求:

1 竖式排水可采用直立排水、上昂式排水、下昂式排水;

2 水平排水可采用不同高程的水平排水层、垫层式、网状排水带、排水管等;排水层、垫层式可采用级配碎石铺设;

3 表面排水可采用贴坡式排水。

8.5.3 堆置体泄排水措施应与周边的纵向集水沟和排水管等组成排水系统。

8.6 施工

8.6.1 截排水措施施工放线时应对现场地形和标高进行复核。

8.6.2 基槽开挖后应进行验槽,不得欠挖,超挖深度大于50mm部分应采用强度等级不低于C15的混凝土回填。

8.6.3 盲沟宜在地基处理完成后施工,分段施工在下游盲沟尚未形成时不宜与上游盲沟接通,并宜设临时排水系统。

8.6.4 对有抗酸、碱侵蚀要求的排水管应进行内外防腐处理,防腐材料应符合设计要求。

8.6.5 暗管周围应填筑碎石保护,两侧回填土应采用人工同时从两侧分层填实,填筑的碎石密实度不应小于90%。

8.6.6 混凝土的材料、配比、施工、温控、低温季节施工等应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的有关规定。

8.7 检验

8.7.1 截排水工程施工质量检验应符合下列规定:

1 钢筋、混凝土应符合设计规定的规格、材质和强度,混凝土尚应满足抗渗、抗冻、抗侵蚀性等要求;

2 敷设坡度的允许偏差应为设计坡度±10%;

3 断面尺寸可采用钢尺量测,高程、坡度可用水准仪和全站仪进行检验;

4 堆置边坡截排水设施的渗透性宜进行原位渗透试验。

8.7.2 土质截排水沟施工质量检验宜符合表8.7.2的规定。

表8.7.2 土质截排水沟施工质量检验
序号检验项目允许偏差检验数量检验方法
1沟底纵坡符合设计要求200m 测8点水准仪
2沟底高程(mm)0,-30每200m 测8处水准仪
3断面尺寸符合设计要求每200m 测8处钢尺
4边坡坡度符合设计要求每50m 测2处水准仪
5边棱顺直度(mm)5020m 拉线,每200m 测4处钢尺

8.7.3 浆砌排水沟、截水沟施工质量检验宜符合表8.7.3的规定。

表8.7.3 浆砌排水沟、截水沟施工质量检验
序号检验项目规定值或允许偏差检验数量检验方法
1砂浆强度符合设计要求同一配合比-
2轴线偏位(mm)50每200m 测8处经纬仪
3壁面直顺度(mm)或坡度符合设计要求每200m 测4处经纬仪或吊线
4断面尺寸(mm)±30每200m 测4处钢尺
5铺砌厚度(mm)符合设计要求每200m 测4处钢尺
6基础垫层宽、厚度(mm)符合设计要求每200m 测4处钢尺
7沟底高程(mm)±15每200m 测8点水准仪

8.7.4 混凝土排水暗管施工质量检验宜符合表8.7.4的规定。

表8.7.4 混凝土排水暗管施工质量检验
序号 检验项目 允许偏差 检验数量 检验方法
1 混凝土强度 符合设计要求 同一配合比 -
2 管轴线偏位(mm) 15 每两井间测5处 经纬仪或拉线
3 管内底高程(mm) ±10 每两井间测4处 水准仪
4 基础厚度 符合设计要求 每两井间测5处 钢尺
5 管座 肩宽(mm) +10,-5 每两井间测4处 钢尺、挂边线
肩高(mm) ±10
6 抹带 宽度 符合设计要求 20% 钢尺、抽查
厚度 符合设计要求
7 进出口、管节接缝处理 有防水处理 100% 每处检查

8.7.5 截排水盲沟施工质量检验宜符合表8.7.5的规定。

表8.7.5 截排水盲沟施工质量检验
序号检验项目允许偏差检验数量检验方法
1沟底高程(mm)±15每20m 测4处水准仪
2断面尺寸符合设计要求每20m 测2处钢尺

8.7.6 截排水工程土工合成材料施工质量检验宜符合表8.7.6的规定。

表8.7.6 截排水工程土工合成材料施工质量检验
序号检验项目允许偏差检验数量检验方法
1下承层平整度、拱度符合设计要求每200m 检查8处-
2搭接宽度(mm)+50,05%抽查
3搭接缝错开距离符合设计要求5%抽查

 

9 边坡工程

9.1 一般规定

9.1.1 弃土场边坡工程应包括堆置区内部和区外边坡、堆置体边坡及其支护与防护。

9.1.2 弃土场区外边坡遇有下列情况之一时,应采取支护与防护措施:

1 影响弃土场工程环境及设施安全和正常使用的既有不稳定边坡;

2弃土料堆置改变地下水、环境的条件变化引起既有边坡不稳定。

9.1.3 弃土场边坡失稳状态宜按本规程附录H进行判定。支护与防护类型宜按表9.1.3选用。

表9.1.3 弃土场护坡工程类型
类型 支护与防护措施类型
弃土场外边坡 坡体 减载和压坡、挡土墙、锚杆锚固、抗滑桩
坡面 框格护坡、浆砌石护坡、干砌石护坡、植物护坡、截水沟、排水沟
弃土场堆置体 坡体 土工合成材料、减载和压坡、挡土墙、锚杆锚固、抗滑键、抗滑桩
坡面 植物护坡、块体护砌、喷素混凝土、喷纤维混凝土、柔性主动防护,坡面坡顶以上地面排水、截水和边坡体泄水和防渗

9.1.4 弃土场边坡工程设计和施工应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330、《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的有关规定。

9.1.5 护坡工程应兼顾环境保护,防护措施宜结合生态工程的设计和施工要求选用。

9.2 措施选型

Ⅰ 减载法与堆载法

9.2.1 减载法、堆载法可用于松动变形和可能发生滑动、倾倒、崩塌及潜在滑动面上滑体等支护。坡率、堆载受限制或其对周边环境有不利影响时,宜与其他支挡措施组合使用。

9.2.2 减载法设计应符合下列规定:

1 减载坡率应根据坡体地层结构和性状、高度和稳定性计算确定;

2 应根据潜在滑动面形状、位置确定减载方式和范围;

3 坡形应为台阶式,每级高度不宜大于10m,台阶间平台宽度不宜小于2m;

4 单独采用减载法时,下级坡率不应小于上级坡率;

5 坡体含有特殊性岩土层时,宜采取预留保护层或及时盖压、封闭等措施。

9.2.3 堆载法设计应符合下列规定:

1 堆载材料填筑后性能宜优于原坡体性能;

2 堆载体高度、长度和坡度等应经局部稳定和坡体整体稳定计算确定;

3 当采用土石料堆载且边坡有变形限值时,堆载体抗力宜按主动土压力计算。

Ⅱ 锚固法与支挡法

9.2.4 锚固法可用于潜在滑动面不明确、对变形要求高的土质或土石混合体边坡,以及存在外倾结构面的岩质边坡的支护,宜与挡土墙、抗滑桩等组合使用。

9.2.5 锚杆布设应符合下列规定:

1 锚杆应根据土体性状或岩体节理裂隙的发育程度、结构面倾向、块体规模等布置,且宜按方形或梅花形布设;

2 锚杆轴线与水平面夹角宜按下式计算确定:

(9.2.5)β=θ(45°φ/2)

式中:β —— 最优锚固角(°),为锚杆与水平面夹角值(正值为仰角,负值为俯角);

θ —— 滑动面倾角 (°);

φ —— 滑动面内摩擦角 (°)。

3 锚杆间距应根据总设计锚固力、单根锚固力、锚杆长度和边坡地层岩性等确定,锚固段最小间距不应小于1.5m,锚杆宜长短相间布设。

9.2.6 非预应力锚杆可适用于土质边坡和节理裂隙发育、风化严重、碎裂的岩质边坡的浅层、松动块体的锚固支护,其设计应符合下列规定:

1 硬岩边坡宜采用机械式、楔缝式、倒楔式和胀壳式,变形较小的边坡宜用黏结式,软弱、破碎和受动载作用的边坡宜用摩擦式、缝管式、楔管式和水胀式;

2 锚杆材料、直径、耐久性应符合现行国家标准《岩土锚杆与喷射混凝土支挡工程技术规范》GB 50086的有关规定;

3 锚固段长度宜为5m-15m,且不宜大于锚杆长度的1/2;

4 锚杆轴线方向应与潜在滑动面、坡体主要结构面垂直。

9.2.7 预应力锚杆设计应符合下列规定:

1 快速稳固或防腐要求较低的硬质岩边坡宜采用机械式锚杆,锚固力较小的软岩和土质边坡宜采用拉力型锚杆,锚固力较大的软岩或土质坡宜采用拉力分散型锚杆,强侵蚀环境、锚固力较小的边坡宜采用压力型锚杆,环境条件对锚杆有腐蚀性时,宜采用压力分散型锚杆;

2 坡体呈滑动破坏时,锚杆应设置在潜在滑动体的下、中部,坡体倾倒破坏时,锚杆应设置在潜在倾倒体的中、上部,外锚头尺寸或格构梁宜根据计算确定;

3 钢绞线和精轧螺纹钢筋在设计张拉力或设计工作荷载作用下的强度利用系数宜为0.55∼0.65;

4 锚固段应在潜在滑动面1 5m外稳定岩土体内,自由段长度不宜小于5.0m。

9.2.8 挡土墙、土钉墙或抗滑键、抗滑桩可用于潜在滑动面明确的土质边坡、土石混合体边坡和碎裂状的岩质边坡支护,其设计应符合下列规定:

1 挡土墙设计应符合下列规定:

1)应设置在潜在滑移体前部滑动面平缓部位,墙底部应在潜在滑动面以下,埋置深度应经稳定性计算确定;

2)应根据土压力条件和稳定状态设一级挡土墙或多级挡土墙;

3)当与锚固法组合使用时,应按两者联合受力进行计算分析。

2 土钉墙设计应符合下列规定:

1)坡体总高度大于8m时应为多级台阶式,上下台阶间应设置平台;

2)钢筋直径宜选用16mm以上Ⅲ级钢筋,长度不宜小于墙高的60%;

3)土钉间距宜为0.75m∼2.0m,与水平面夹角宜为5°∼20° ;

4)土钉应与其联合受力的钢筋网混凝土面层牢固连接。

3 抗滑键、抗滑桩设计应符合下列规定:

1)宜布设在滑面相对平缓的区段,且宜与其他支护措施配合使用;

2)中心距宜为 5m∼10m,且宜大于截面短边或直径的2.5倍;

3)滑动方向明确时宜采用矩形截面,滑动方向不确定时宜采用圆形截面,矩形截面短边长宜为1.0m-2.0m、长边不宜小于短边的1.5倍,圆形截面直径宜为1.2m-2.53m;

4)嵌固稳定地层深度宜为桩长的1/3-1/2;

5)对可能产生渐进破坏、地下水较丰富的坡体,宜采用小间距、小断面,且宜在桩之间设置连接板或连系梁。

9.2.9 由钢丝绳网、钢柱、支撑绳及其拉锚绳、减压环等构成的主动、被动柔性防护结构,可用于边坡表层岩块可能发生崩塌、滚落且不易清理或清理不经济的边坡支护,其设计应符合下列规定:

1 钢丝绳网孔边长宜为100mm-300mm;

2 防护能力应根据落石动能计算确定;

3 支撑及拉锚用钢丝绳性能应符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB 8918的有关规定。

Ⅲ 铺砌法和喷射法

9.2.10 铺砌法和喷射法可用于易风化、剥落或有浅层崩塌、滑落及掉块等影响边坡耐久性或正常使用的坡面防护。铺砌法包括干砌石、土工网石笼和钢筋石笼、浆砌石、钢筋混凝土格构、预制或现浇混凝土和钢筋混凝土板(块)等砌筑;喷射法包括砂浆、细石混凝土、纤维混凝土等喷涂。

9.2.11 铺砌法和喷射法设计应符合下列规定:

1 混凝土或钢筋混凝土的板、块混凝土强度等级不宜低于C25,预制块形状可采用四方体或六方体等,厚度不宜小于150mm;

2 砌石应选用质地坚硬、耐风化石料,厚度不宜小于300mm;

3 浆砌石格构间距不宜大于3m,现浇钢筋混凝土格构间距不宜大于5m,兼作锚杆外锚墩时钢筋混凝土格构形式和尺寸应满足锚杆间距和锚固的要求,并应设置间距不大于20m的变形缝;

4 喷素混凝土、喷纤维混凝土厚度不宜小于50mm,单层筋网厚度不宜小于100mm,单层筋网厚度不宜小于150mm;

5 护面与坡体之间应紧贴,非格构式护面应设置滤层和泄水孔。

Ⅳ 截排水法

9.2.12 截排水法可用于通过截排水沟、泄水孔、泄水洞、网状排水带和排水盲沟等一种或多种措施联合的坡面防护。

9.2.13 截排水法设计应符合下列规定:

1 平面布置应与坡体外截排水设施相互结合形成排水系统;

2 坡面泄水孔间距不宜大于3m,孔径不宜小于50mm,外倾角宜为10°-15°;

3 坡顶、坡脚截排水沟纵坡坡度不应小于0.1%,马道截排水沟纵坡坡度不应小于0.5%;

4 坡脚截排水沟出水口应结合地形设置且应引至坡外排水设施;坡顶汇水宜排入场内或场外排水系统,且不宜通过坡面;

5 截排水沟宜采取防止冲刷、渗漏等措施,且末端宜设置消能、沉淀等设施。

Ⅴ 植被法

9.2.14 植被法可用于具有自稳性、易于草皮及其他植物生长的坡面防护。植被法可与铺砌法、喷射法等联合使用。

9.2.15 植被法设计应符合下列规定:

1 宜与边坡绿化相结合,可采用种草或喷播植草、铺草皮、栽植灌木等;

2 草籽应均匀撒布在已清理整平的坡面上,对不利于草类生长的坡面可铺厚度不小于100mm的植物土;

3 铺草皮宜选用厚度不小于100mm的带状或块状草皮;

4 土坡可采用灌木栽植,灌木高度应符合设计功能要求。

9.3 场外边坡设计

9.3.1 边坡稳定分析的抗剪强度参数应根据主要岩土层分层取样试验结果选用,并应符合下列规定:

1 岩质边坡概化为一层坡体的抗剪强度宜按下列公式计算:

(9.3.1-1)c=kici+kjcj
(9.3.1-2)tanφ=kitanφi+kjtanφj

式中:cφ —— 岩体的凝聚力(MPa)和内摩擦角(°);

ciφi —— 岩块的凝聚力(MPa)和内摩擦角(°);

cjφj —— 结构面的凝聚力(MPa)和内摩擦角(°);

kikj —— 岩块和不连续结构面在潜在滑动面上所占的比例,宜根据地质测量结果或工程类比综合分析确定。

2 土质边坡的抗剪强度宜按下列公式计算:

(9.3.1-3)τf=c+σtanφ
(9.3.1-4)σ=σu

在水位升降范围,黏性土体的抗剪强度可按下式计算:

(9.3.1-5)τf=ccu+σctanφcu

式中:τf —— 土体抗剪强度(MPa);

cφ —— 土体的有效凝聚力(MPa)、有效内摩擦角(°);

ccuφcu —— 水位升降范围内土体的凝聚力(MPa)、内摩擦角(°);

σσ —— 土体的法向应力(MPa)、有效法向应力(MPa);

σc —— 水位升降范围内土体的有效法向应力(MPa);

u —— 土体内孔隙水压力(MPa)。

3 天然土体抗剪强度的取值应考虑土体裂隙、含水率变化等因素影响,已产生滑移的滑动面抗剪强度指标宜取残余强度值。

4 地质条件复杂的边坡宜采用反演分析法复核和修正。

9.3.2 边坡稳定性分析计算,应符合下列规定:

1 应按最危险工况进行分析计算;

2 处于地震设防地区时,应按拟静力法进行抗震稳定计算;

3 计算方法宜按本规程第7.1.4条和附录G的有关规定执行。

9.3.3 边坡渗流分析宜采用数值分析方法或公式法,并宜符合下列规定:

1 地下水水面线、等势线、渗透比降和渗流量等参数宜根据现场试验、室内试验和工程类比等方法确定;

2 渗透系数相差不大于5倍的相邻土层可取厚度加权平均渗透系数;

3 坡体采用排水措施时,宜分析坡体排水措施有效和失效对渗流场的影响;

4 易受降雨下渗影响的边坡,宜分析降雨对地下渗流场的影响。

9.3.4 边坡支护型式与护坡措施除应根据坡体失稳状态按本规程第9.2节关规定选择外,尚应符合下列规定:

1 混凝土框架护坡应紧贴坡面现场浇筑或砌筑;

2 护坡材料铺设时,应在坡面固定;

3 防护措施宜与植物防护相结合。

9.4 堆置边坡设计

9.4.1 堆置体边坡支护和护坡型式宜采用坡率法、加筋法、挡土墙或抗滑键。

9.4.2 堆置体边坡支护设计应符合下列规定:

1 应对最不利工况分级验算边坡的稳定性,位于斜坡上的堆置体应验算沿斜坡滑动的稳定性,并宜按本规程附录G的规定执行;

2 支护结构地基设计计算应按现行国家标准《建筑边坡工程设计规范》GB 50330有关规定执行;

3 堆置体的抗剪强度宜根据现场试验成果,并可按下式计算:

(9.4.2)τf=cu+σctanφu

式中: τf —— 抗剪强度(MPa);

σc —— 法向应力 (MPa);

cuφu —— 土体不排水固结的凝聚力(MPa)、内摩擦角(°)。

4 作用在支挡结构上的土压力宜按库仑主动土压力计算,衡重式挡土墙上墙主动土压力宜按第二破裂面法计算;

5 抗震设防地区支挡结构应进行地震工况稳定性验算。

9.4.3 堆置体坡面的截排水设施、植被防护宜按本规程第9.2节的有关规定执行。

9.4.4 冻土地区堆置体坡脚应设防冻垫层,且其厚度不得小于当地冻结深度,防冻垫层以上坡脚宜采用干砌护坡。

9.4.5 当植被防护不能确保坡面不被冲刷破坏时,宜结合当地经验,采用框格、护面板、干(浆)砌片石或预制块等刚性护面。

9.5 施工

9.5.1 场外边坡支护和防护施工应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330、《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的有关规定执行。

9.5.2 堆置体边坡支护和防护施工除应符合本规程第7.4节的规定外,尚应符合下列规定:

1 放坡和马道施工应符合设计要求,且每完成一级边坡和马道施工完成后,应及时进行修整;

2 采用分层夯实填筑时,夯锤边缘离坡体顶面边缘距离应预留不小于5倍夯锤直径的安全距离,且修坡厚度不宜大于0.5m;

3 采用分层碾压填筑时,机械边轮距坡顶边距离宜为0.4m~0.6m,坡面修整厚度不宜大于0.5m;

4 填筑施工应控制填筑速率。当堆置体沉降出现异常情况时,应减缓填筑速度或停止填筑施工,待堆置体沉降趋于相对稳定后,方可继续填筑;

5 位于斜坡上的堆置体边坡填筑前,斜坡坡面应修造成向内倾斜的台阶,倾斜坡度宜大于4.0%,台阶宽度不宜小于2m。

9.5.3 堆置体边坡施工应自下而上分层进行,每一层填筑施工完成后应进行质量检验,检验合格后,方可进行下一道工序施工。

9.5.4 堆置体边坡堆置过程中宜设置地面截排水系统,并宜对周边地面采取防渗措施。

9.6 检验

9.6.1 堆置体边坡质量检验除应符合现行国家标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351、《高填方地基技术规范》GB 51254的有关规定外,尚应符合下列规定:

1 检验项目应包括坡比、压实度、物理和力学性质指标等;

2 压实度检测宜采用环刀法、灌砂法或灌水法;

3 检测点的布置和检测频次宜根据工程特点、填料性质、设计要求及施工工艺等因素确定;对施工完成后处于地下水位以下地段宜增加检测频次。

9.6.2 场外边坡支护和防护施工质量检验应按现行国家标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的有关规定执行。

9.6.3 边坡工程施工质量检测报告应包括质量检测目的及要求、质量检测点平面布置图、质量检测方法及仪器设备型号、质量检测资料整理与分析和质量检测结论。

 

10 生态工程

10.1 一般规定

10.1.1 生态工程应包括绿色施工、绿化工程和复垦工程,并宜根据设计目标、环境条件与弃土工程、边坡工程等同步设计和施工。

10.1.2 生态工程设计等级宜按表10.1.2的规定确定。

表10.1.2 生态工程设计等级
等级功能设计目标规模化程度灌溉设施或保证率
1果林、经济林栽培园园林绿化规模化经营不应小于75%
2果林、经济林栽培园、割草场生态公益规模化经营不应小于50%
3果林、经济林栽培园、经济林、割草场降雨量250mm 以上区域以自然修复为主,250mm 以下区域以人工抚育为主其他水土保持和雨水集蓄利用措施

10.1.3 弃土料堆置前,堆置区域表层0.5m厚的耕植土或腐殖土宜集中堆放并用于绿化和复垦,污染土应进行专门堆存和处置。

10.1.4 弃土场工程施工期间,应采取措施控制振动、噪声、扬尘、废水、废弃物及有害物质对工程场地、周边环境造成危害。

10.1.5 生态工程选用的植物种类、配置模式、种植方式、种植季节、苗木规格、灌溉及养护条件等应符合设计要求。

10.1.6 绿化施工管护期不宜少于3年。

10.1.7 弃土场工程复垦面积不宜小于占地面积。

10.2 绿色施工

10.2.1 施工水电系统和道路系统等临时设施应与永久设施结合布设。

10.2.2 施工工区和生活区的垃圾、废弃物应按规定地点堆放和处理;进入现场的材料、设备应按施工方案放置。

10.2.3 施工便道及作业场地应符合下列要求:

1 主要道路宜设置在填挖零线附近;

2 作业场地边坡坡面应及时绿化,并宜采取洒水降尘措施;

3 施工完成后,废弃的便道及场地宜进行清理和复绿。

10.2.4 水土保持和污染防治应符合下列要求:

1 施工前应根据环境条件制定预防措施(缩短临时占地时间);

2 生产及生活污水应统一规划排放口,不应排向河流、池塘、饮用水源地;

3 施工过程中应采取临时的拦挡、护坡和截排水等措施。

10.2.5 生物及植被保护应符合下列要求:

1 施工前应采取措施对场内珍稀动植物进行迁移或保护;

2 施工中不得随意采摘、破坏野生植物及捕猎野生动物;

3 草木密集区域施工应采取防火措施。

10.2.6 文物保护区周围施工时,不得损毁文物古迹;施工中发现文物时,应暂停施工且保护现场,并应立即报告当地文物管理部门。

10.3 绿化

10.3.1 弃土料堆置作业结束后,堆置平台、坡面应进行修整、覆盖耕植土,并宜选择成活率高、生长迅速的树种、草种进行培植。

10.3.2 弃土料堆置平台、坡面和工程扰动区域裸露面的绿化,除应按本规程附录J选择具有生态、生产功能的树种和草种进行复绿外,尚应符合下列规定:

1 布局宜统筹生态和景观要求,并宜与周边自然景观协调;

2 宜按地形、地貌、水土流失类型并结合水土保持措施选用适宜的林种;

3 宜在水土流失轻微、土地条件较好、具有灌溉条件的区域配置经济林果;

4 宜根据场地坡度、坡向、土壤性质等选用乔、灌、草及其组合搭配;

5 苗木质量应符合现行国家标准《主要造林树种苗木质量分级》GB6000的有关规定。

10.3.3 植苗造林应符合下列规定:

1 宜选用针叶树类苗木,土地条件差时宜采用容器苗造林;

2 水土保持林宜采用0.5a-3a龄苗木,防护林宜采用2a-3a龄苗木;

3 成片造林宜采取行状、带状、块状等混交林;

4 初始密度应符合现行国家标准《生态公益林建设技术规程》GB/T 18337.3、《造林技术规程》GB/T 15776 的有关规定;

5 应选择春季、雨季及秋季培植。

10.3.4 苗圃营造应符合现行行业标准《林业苗圃工程设计规范》LYJ 128的有关规定。

10.3.5 植草绿化应符合下列规定:

1 应根据场地利用目标,确定绿肥草、水土保持草或草坪草等草种;

2 人工草地和草坪宜采用三种以上草种混播;

3 植草播种前应对种子采取催芽处理;

4 草种选择、种草方式、播种量及整地方式应按现行国家标准《水土保持综合治理 技术规范 崩岗治理技术》GB/T 16453.6的有关规定执行。

10.3.6 园林式种植绿化应符合下列规定:

1 植被应与整体环境协调,且应依据光照强度、地形、土壤等条件选择植物,并宜采用片植、花带及装饰等形式;

2 草坪应根据其观赏效果、气候因素、生长条件等选择草种和种植方式;

3 行道树应选择树干通直、生长健壮、无病虫害的树木。

10.3.7 特殊条件区域林草绿化宜符合下列规定:

1 树草生长困难地区,宜采取客土绿化、喷播绿化、生态植生袋等措施;

2 耕植土、腐殖土缺乏的地区,宜采取客土绿化措施;

3 岩石坡度大于45°时,宜配置混喷植物种子、栽植乔木和灌木等。

10.4 复垦

10.4.1 弃土场复垦设计应包括复垦类型、复垦工艺、复垦率和复垦计划等。

10.4.2 复垦设计和施工应符合下列规定:

1 堆置体平台、地表面的覆盖耕植土、腐殖土的厚度不应小于300mm;

2 斜坡区域表面宜平整,并宜采取水土保持措施;

3 堆置区域应清除石块并翻耕,翻耕厚度宜满足耕植需求;

4 场地表面平整及覆土后,应撒草籽、植灌木,并应浇水施肥。

10.4.3 复垦工程质量宜符合下列规定:

1 旱地、草地翻耕深度不宜小于0.3m,林地翻耕可根据实际情况确定;

2 地面平整后坡度不宜大于10°,有效土层厚度不宜小于0.5m;

3 覆土宜采用弱酸性至中性土壤,含盐量不宜大于0.30%;

4 林木成活率3年后不宜小于70%,5年后宜达到类似条件地块生长水平。

10.4.4 复垦区域内应对土壤属性、地形、水文(水质)、投入产出水平等指标进行监测和调查,并应进行病虫害防治。

 

11 监测与巡查

11.1 一般规定

11.1.1 弃土场工程施工期和使用期,应进行监测和巡查,并应编制专项方案。

11.1.2 监测项目应根据设计等级、拦挡结构型式、弃土料堆置方式、地形、地质与水文条件及环境等确定。监测项目与监测装置宜按表11.1.2-1~表11.1.2-4选用。

表11.1.2-1 堆置体监测项目及监测装置
监测项目 监测装置
变形 表面变形 地表沉降 沉降板、沉降标、水准仪、全站仪
水平位移 位移监测标、全站仪
内部变形 分层沉降 分层沉降标、分层沉降仪、单点沉降计
水平位移 测斜仪
地表裂缝 监测标、直尺、裂缝仪
应力 孔隙水压力 孔压计
土压力 土压力计
其他 地下水位 监测孔、水位计
盲沟出水量 水量计、流速仪、围堰等

 

表11.1.2-2 边坡监测项目及监测装置
监测项目 监测装置
变形 地表变形监测 水平位移监测 全站仪、光电测距仪、水准仪、监测标
垂直变形监测
裂缝监测 监测标、直尺、裂缝仪
内部变形监测 测斜仪、分层沉降计
应力 孔隙水压力监测 孔压计
土压力监测 土压力计
其他 雨量监测 雨量计
地表水监测 流量计、流速仪、围堰等
地下水监测 水位监测孔、水位计、流量计等
支挡结构变形和内力 监测标、测斜仪、应力计等

 

表11.1.2-3 涉水拦挡结构监测项目
监测对象 监测项目 拦挡结构工艺、拦挡结构等级
拦挡结构 土石拦挡结构
1级~3级 4级、5级 1级~3级 4级、5级
I、Ⅱ I、Ⅱ
拦挡结构 巡视检查 应测 应测 应测 应测
表面位移 应测 应测 应测 应测
内部位移 应侧 应测 应测 应测
外坡比 应测 宜测 - -
浸润线 应测 应测 应测 应测
渗流压力 可测 - 宜测 可测
渗流量 宜测 可测 宜测 可测
渗流水浑浊度 宜测 可测 宜测 可测
堆置体 巡视检查 应测 应测 应测 应测
弃土场水位 应测 应测 应测 应测
降雨量 应测 宜测 应测 宜测
表面位移 应测 应测 应测 应测
内部位移 宜测 宜测 宜测 宜测
截排水设施 巡视检查 应测 应测 应测 应测
管、涵排水量 宜测 可测 宜测 可测
表面位移 宜测 宜测 宜测 宜测

注:拦挡结构下游坡为废石堆场时,其内部位移、浸润线监测项目为“可测”。

 

表11.1.2-4 非涉水拦挡结构监测项目
监测对象 监测项目 拦挡结构工艺、拦挡结构等级
拦挡结构 土石拦挡结构
1级~3级 4级、5级 1级~3级 4级、5级
I、Ⅱ I、Ⅱ
拦挡结构、堆置体坡 巡视检查 应测 应测 应测 应测
表面位移 应测 应测 应测 应测
内部位移 宜测 可测 宜测 可测
外坡比 应测 宜测 - -
浸润线 宜测 可测 宜测 可测
堆置体 巡视检查 应测 应测 应测 应测
降雨量 应测 宜测 应测 宜测
截排水设施 巡视检查 应测 应测 应测 应测
管、涵排水量 宜测 可测 宜测 可测
表面位移 宜测 宜测 宜测 宜测

 

11.1.3 弃土场工程监测等级应根据弃土场设计等级、拦挡结构等级和活动规模按表11.1.3的规定确定。

表11.1.3 安全监测等级
监测等级 监测对象
堆置体 拦挡结构 可能滑动规模
Ⅰ、Ⅱ级弃土场 1级、2级 >10×105
Ⅱ、Ⅲ级弃土场 3级~4级 1×105m³ ∼ 9×105
Ⅳ级弃土场 5级 <1×105

 

11.1.4 堆置体边坡和拦挡结构位移预警值应按表11.1.4的规定确定。

表11.1.4 拦挡结构位移预警值
预警项目黄色预警值橙色预警值红色预警值
监测点的位移速率变化量正常运营控制值的60%正常运营控制值的75%正常运营控制值的90%
边坡、同级拦挡结构相邻监测点的位移速率正常运营控制值的70%正常运营控制值的85%正常运营控制值的95%

注:正常运行控制值依据设计文件确定;设计文件未明确时,宜按《建筑边坡工程技术规范》GB 50330选用。

 

11.1.5 弃土场工程区域降水量的预警状态应按表11.1.5的规定确定。

表11.1.5 降水量预警状态
当地气象部门预报的台风、暴雨天气预警状态
1h内降水量小于15mm黄色预警
3h内降水量大于20mm橙色预警
6h内降水量大于25mm橙色预警
2h内降水量大于30mm红色预警
24h内降水量大于50mm红色预警

11.1.6 现场巡查预警状态应按表11.1.6的规定确定。

表11.1.6 现场巡查预警状态
巡查项目黄色预警橙色预警红色预警
堆置体局部出现裂缝大范围开裂缝裂缝贯通、大范围塌陷
截排水设施出现裂缝、变形、腐蚀或磨损,排水管接头漏沙等部分堵塞或坍塌,排水能力下降;排水井有所倾斜;局部出现裂缝严重堵塞或坍塌,不能排水或排水能力急剧下降;出现贯通性裂缝
拦挡结构出现较多裂缝、渗水出溢、顶面局部沼泽化;外坡冲蚀严重,出现较多或较大冲沟;堆置边坡出现局部失稳出现大面积裂缝;出现较大范围渗水出溢、大面积沼泽化、浅层滑动迹象出现贯穿性横向裂缝;出现管涌、流土变形、深层滑动迹象
地下水水位-最高洪水位时不能满足设计规定的安全超高弃土场容严重不足,可能出现洪水漫顶

11.1.7 监测装置或元件的埋设、安装应纳入弃土场工程建造计划,并应采取保护措施;监测过程中应定期进行状况巡查。

11.1.8 监测基准网复测每年不应少于1次;发生暴雨、地震等灾害后应复核。

11.1.9 监测成果应符合下列规定:

1 应及时整理、汇总、分析观测记录和观测数据,并应绘制时程图表;

2 年度数据分析不应少于一次;拦挡结构竣工移交与安全检查评价、弃土场关闭或弃土场出现异常情况时,应进行专项分析;

3 成果报告应包括原始观测记录、平差计算、监测分析文件、日常及年度巡查记录等。

11.1.10 监测预警判定应符合下列规定:

1 监测项目出现3项黄色预警时,应定为1项橙色预警;

2 监测项目出现2项橙色预警时,应定为1项红色预警;

3 同类监测项目的监测点出现3个黄色预警时,该项目应定为橙色预警;

4 同类监测项目的监测点出现2个橙色预警时,该项目应定为红色预警。

11.1.11 监测预警信息应及时报送有关机构。监测项目处于橙色预警状态时,应及时采取治理措施;对处于红色预警状态的监测项目,应及时采取抢险措施。

11.1.12 设计等级为I级、Ⅱ级弃土场工程应进行长期监测,直至监测结果满足现行国家标准《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351的稳定性要求为止。

11.2 测点布设

11.2.1 基准点、工作基点和监测点布设应符合下列规定:

1 基准点应布设在稳固位置,数量不宜少于3个;

2 工作基点应选择在稳定且方便使用的位置,水平位移工作基点宜采用带有强制归心装置的监测墩;

3 监测点应设置在原始地形变化大、堆置体状态条件差及堆置厚度大的部位,反馈设计的监测点应布置在最不利位置,不同监测项目的监测点宜布置在同一监测剖面上。

11.2.2 堆置体监测剖面和监测点布设宜符合下列规定:

1 沉降监测剖面应沿坡向布置,间距不宜大于50m,且应在变坡点、堆置平台低点布设观测点,测点间距宜为50m~100m,堆置体厚度较大部位宜增设监测点;

2 表面和内部水平位移剖面应布设在堆置体性状较差区域,间距不宜大于100m,每个剖面宜布置3个~5个监测点,监测点与沉降监测点宜结合布置;

3 堆积厚度较大区域和原场地存在软弱地基土区域宜设置深部沉降监测点,并宜符合下列规定:

1)纵剖面宜沿顺坡方向、沟谷走向布设,数量不宜少于3个,每个剖面上监测点不宜少于5个;

2)横剖面宜布置在堆置厚度较大或特征部位,数量不宜少于3个,每个剖面上监测点不宜少于3个。

11.2.3 每级拦挡结构监测剖面和监测点布设宜符合下列规定:

1 表面位移和内力监测点布设宜符合下列规定:

1)宜沿结构长度方向布设1个~3个纵剖面;

2)横剖面宜设置在结构最高、排水设施通过或易出现异常的部位,结构长度不大于300m时间距宜为20m~100m,结构长度为300m~1000m时间距宜为50m~100m,结构长度大于1000m时间距宜为100m~300m;

3)监测点应在应力最大及应力状态复杂的部位设置,间距宜为30m~50m。

2 结构内部位移监测剖面和观测点布设宜符合下列规定:

1)宜沿结构长度方向设1条~3条纵剖面;

2)横剖面宜布设在结构最高、地质条件变化较大及易出现异常的部位,间距宜为50m~100m;

3)每条横剖面上测点间距宜为5m~10m,且不宜少于3个,最下级测点宜在结构基础表面,最上测点宜与结构表面位移监测点并用。

3 填筑型拦挡结构的监测剖面与监测点布置宜符合下列规定:

1)横剖面宜布设在拦挡结构最高处及拦挡结构外坡最大坡度部位,间距不宜大于50m,每个剖面的监测孔不宜少于3个;

2)监测点应布置在变坡点处,间距不应大于10m。

4 填筑型拦挡结构浸润线监测剖面与监测点布置应符合下列规定:

1)横剖面宜在反映整体渗流情况及渗流异常部位,数量不宜少于3个,并宜与表面位移监测相结合;

2)监测孔宜在结构顶、上游坡底、下游排水设施前缘、各向异性土层、渗流进出口段并根据预计浸润线最大变幅沿不同高程等部位布置,间距宜为 20m∼40m,每个剖面的监测孔不宜少于3个;

3)监测点孔深应根据设计控制浸润线深度确定。

5 填筑型拦挡结构渗流压力监测布设宜符合下列规定:

1)横剖面宜沿地下水流线方向或渗流较集中的透水层布置1条∼3条,每个横剖面上宜设3条∼4条纵剖面;

2)与刚性结构物接合部位的渗流压力监测孔应设置在接触轮廓线上;

3)测孔监测孔宜在结构顶、上游坡底、下游排水设施前缘布置,间距宜为 20m∼40m,每个剖面的监测孔不宜少于3个,孔深应根据设计控制浸润线深度确定。

11.2.4 边坡变形监测剖面与监测点布置应符合下列规定:

1 表面变形监测剖面宜沿坡长方向在坡顶和坡脚、截排水设施及附属设施安全、场地运行安全的潜在滑坡体上布设,间距宜为15m∼30m;

2 每个表面变形监测剖面应分别在坡顶、坡脚、坡面上布置监测点,且每个剖面不宜少于5个监测点;

3 内部位移监测剖面应布置在主滑线上且在垂直主滑线方向宜布置1条~3条,每个剖面上监测点不宜少于3个;

4 内部沉降剖面宜沿可能滑动方向设置,间距宜取30m~50m,监测点宜结合地表变形监测点选取,并应在不同高程处布置,间距宜取15m~30m。

11.2.5 堆置体压力、水位与水量监测布设应符合下列规定:

1 孔隙水压力监测点宜设置在地下水影响范围内,且应在软弱土、受地下水影响的土层中,并宜与变形、土压力和地下水位监测点相结合;

2 土压力监测点宜设置在潜在滑移部位和原场地地表、堆置体表面及堆置体中部、下部,监测点竖向间隔宜为3m~5m;

3 水位监测点应设置在代表弃土场内平稳水位的位置;

4 水流量、水质、浑浊度监测点宜设置在出口处,并宜测量泥砂含量。

11.3 观测

11.3.1 堆置体观测应符合下列规定:

1 施工期间每堆置3m~6m厚度宜观测一次,两次堆置间隔较长时每两周观测1次,遭遇降雨、变形异常等情况时应增加观测频次;

2 施工完成后宜每半个月监测一次,3个月后宜每月监测一次,一年后可每2个月~3个月观测一次;

3 盲沟、涵洞等出水量施工期间和施工完成后一个月内宜每周观测一次,一个月后宜每两周监测一次;

4 堆置完成后,当观测数据变化较大时,可缩短观测时间间隔。

11.3.2 地下水位观测应符合下列规定:

1 堆积施工期间和堆积施工完成后一个月内宜每周观测一次,一个月后宜每两周观测一次,汛期前应进行观测;

2 地下水浸润线观测,每季度不宜少于1次,暴雨期间和水位异常波动时应增加观测次数;

3 水尺顶部高程宜采用三角高程或水准测量法测定,测量宜符合现行国家标准《工程测量标准》GB 50026的有关规定,并宜进行2次读数,且宜取平均值作为当次水位监测值。

11.3.3 边坡观测应符合下列规定:

1 施工过程和施工完成后,应进行水平位移、垂直变形和裂缝观测;

2 堆积施工期和堆积施工完成后两周内应每3天监测1次,六周内应每10天监测1次,八周后应每月观测一次;

3 变形量增大、变形速率加快、降雨后应加密观测频次。

11.3.4 拦挡结构观测应符合下列规定:

1 位移监测标点、基点等的埋设、安装和观测应随拦挡结构的施工进度进行,可设置临时标点,并应与相应永久标点衔接;

2 测压管宜钻孔埋设,随拦挡结构体施工埋设时,应确保管壁与周围土体良好结合且不因施工遭受破坏;

3 结构位移量变化出现突变或有增大趋势时,应查明原因后进行处理;

4 施工期间结构每升高3m~6m宜观测一次,两次结构升高间隔较长时每两周观测1次,遭遇降雨、变形异常等情况时应增加观测频次;

5 施工完成后宜每半个月监测一次,三个月后宜每月监测一次,一年后可每2个~3个月观测一次。

11.3.5 弃土场工程环境及保护监测宜采取定位监测与实地巡查相结合,并应包括下列内容:

1 生态环境监测宜包括地形地貌和水系变化、扰动地表面积、挖堆数量及面积、林草覆盖率等;

2 环境防护动态监测宜包括环境防护面积变化、下游及周边区段的危害与趋势;

3 环境保护措施效果监测宜包括林草成活率、保存率、生长情况及覆盖率,以及保护措施的完好程度和运行情况及拦土保土效果;

4 当临近施工振动对边坡、周边设施等产生不良影响时,宜进行质点振动速度峰值、主振频率等监测,质点振动速度大于现行国家标准《爆破安全规程》GB 6722规定的控制值时,应及时提出施工方案的调整建议;

5 噪声保护要求较高区域宜进行噪声监测,噪声值应满足现行国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB 12523、《社会生活环境噪声排放标准》GB 22337的规定。

11.4 巡查

11.4.1 弃土料堆置过程巡查应符合下列规定:

1 日常巡查应包括巡查路线、次序、部位、内容和方法,并应进行观察描述及定性评价;

2 年度巡查应对拦挡结构、排洪设施、安全监测设施及周边环境等进行检查和评价;

3 应对拦挡结构可能出现险情的部位及稳定性、截排水设施和监测设施等有效性进行专项巡查。

11.4.2 拦挡结构巡查应包括下列内容:

1 裂缝长度、宽度、深度、走向、形态,渗漏水水量、颜色及浑浊度等变化;

2 结构顶堆置体裂缝、塌陷、异常变形、积水和植物生长等;

3结构体外坡体裂缝、剥落、滑移、隆起、塌坑、渗流出逸等,护坡砌石翻起、松动、塌陷、架空等损坏现象,护坡植被完好性;

4 与堆置体连接处错动、开裂、崩塌、溶蚀、异常渗水等;

5 排渗设施异常或破坏、堵塞和排水不畅、水量突变和水体浑浊;

6 邻近截排水沟断面尺寸,沿线稳定性,护砌变形、破损、断裂和磨蚀、坡面土石覆盖保护层等。

11.4.3 弃土场场区巡查应包括下列内容:

1 平台平整度、长度和坡度变化,坡面裂缝、塌陷、异常变形、积水等现象;

2 场区水位异常变化,水颜色、气味及浑浊度变化;

3 拦挡结构端裂缝、塌滑迹象,下游岸坡地下水露头及绕拦挡结构渗流情况;

4 场区岸坡冲刷、开裂、崩塌及滑移迹象。

11.4.4 截排水设施巡查应包括下列内容:

1 集水井井壁裂缝、剥蚀、脱落、渗漏、倾斜和变位;

2 排水沟身变形、损坏或坍塌,盖板裂缝和断裂,盖板之间及盖板与槽壁之间的防漏充填情况,槽内淤堵情况;

3 排水涵管变形、裂缝、破损、断裂和磨蚀,涵管内淤堵、排水口浑浊和水量变化情况等;

4 排洪涵洞洞内塌方,衬砌变形、裂缝、破损、断裂、剥落和磨蚀,伸缩缝、止水及充填物情况,洞内淤堵、排水口浑浊情况、水量变化情况等;

5 排洪涵洞、排水槽、涵管排水孔的工作状态,漏砂情况等;

6 沿线护砌变形、破损、断裂,淤堵,消力池及消力坎运行情况等。

11.4.5 周边环境巡查应包括下列内容:

1 周边山体滑移、塌方和泥石流等情况;

2 违章建筑、违章施工和违章作业等情况;

3 违章爆破、回挖、取水,外来废石、废水和废弃物排入,放牧和开垦等。

11.4.6 堆积施工期间,日常巡查每周不得少于1次;堆积施工完成后,日常巡查每月不宜少于2次;出现大面积降雨时,每天不应少于1次。

11.4.7 对地表出现的明显裂缝应测定其位置、出露宽度和分布范围。

11.4.8 当发现截排水设施出现变形时,应在变形部位或其影响部位布设位移监测点,并进行修缮。

 

12 关闭与安全评价

12.1 一般规定

12.1.1 弃土场停弃、达到设计容量时应进行关闭。关闭前应进行安全评价。

12.1.2 弃土场安全评价应根据评价阶段及目的、已有资料分析、现场检查及监测结果等编制评价方案,评价报告应给出明确的判定结论。

12.1.3 弃土场关闭后未经批准,不得重新启用或改作他用。

12.2 关闭

12.2.1 弃土场关闭设计应具备下列资料:

1 工程地质、水文地质等既有勘察资料;

2 工程设计及施工验收或竣工资料;

3 实际堆置状态图,周边实际状况资料,评价勘察资料;

4 各阶段稳定性评价及监测资料等。

12.2.2 弃土场关闭设计应包括下列内容:

1 弃土料堆置体整体及各台阶、拦挡结构、弃土场整体的稳定性分析;

2 场地及周边设施的安全分析;

3 弃土场工程综合治理措施有效性评价;

4 弃土场工程安全状态评价;

5 弃土场长期安全预防和维护措施、绿化与复垦等建议。

12.2.3 弃土场关闭后重新启用前,应进行专项论证。

12.3 安全评价

12.3.1 弃土料堆置体和拦挡结构稳定性分析,应包括下列内容:

1 堆置要素分析,计算方案;

2 工程地质、水文地质、堆置体物理力学性质等分析;

3 堆置体稳定性及拦挡结构稳定性计算分析;

4 稳定措施建议;

5 安全性结论。

12.3.2 弃土场整体稳定性和拦挡结构稳定性分析应符合下列规定:

1 应根据设计要求与阶段工况分别进行计算分析;

2 计算模型应综合地形、地质与水文地质特征、堆积过程及堆置质量等选用;

3 计算参数应根据所采用的分析方法要求选取,地基土、堆置体应按安全评价勘察成果取值;

4 静力稳定性分析方法宜符合本规程第7章有关规定,动力稳定性分析可采用拟静力法进行计算,设计等级为I级~Ⅲ级的工程尚宜采用数值方法进行验证分析。

12.3.3 堆置体整体和填筑式拦挡结构宜进行渗流稳定分析,并宜包括下列内容:

1 宜采用二维或三维等数值分析方法;

2 宜确定堆置体和拦挡结构体的浸润线及其下游可能出逸点位置;

3 宜计算堆置体、拦挡结构和地基的渗流量;

4 当发生坡面或堆置体浸润线出逸时,宜确定渗透流量、出逸比降及不同土层之间渗透比降,并应评价产生管涌、流土的可能性。

12.3.4 弃土场工程安全评价报告应包括下列内容:

1 工程概况,包括场地地形、环境、弃土场类型、原始场地工程地质及水文地质条件、弃土场现状、弃土方量及最大堆置高度等;

2 设计概况,包括堆置工艺、拦挡结构、截排水设施等情况;

3 评价的目的、依据和工作程序等;

4 现状调查与量测,包括坡面防护情况、沉陷、裂缝、坍塌、位移和渗流破坏情况(管涌、流土等)、内排渗设施效果及浸润线监测的情况;

5 弃土场工程风险因素分析、稳定性分析方法、稳定性影响因素及破坏模式、降雨入渗计算分析等分级状态判定;

6 稳定安全性分析及评价,包括计算工况、计算参数、稳定性控制标准、场地整体稳定性、堆置体稳定性;并说明采用的计算方法、计算条件、最小安全系数及确保稳定性条件;

7 安全状态判断结论,包括弃土场整体安全、拦挡结构的稳定安全(抗滑稳定性、抗渗流破坏稳定性和抗震稳定性)、截排水设施系统能力和状态安全;

8 弃土场按正常运行标准存在的问题和安全隐患、确保弃土场安全的建议;

9 弃土场运维安全管控成效评价和改进建议。

 

13 验收与移交

13.1 一般规定

13.1.1 弃土场工程建造不同阶段、达到设计容量或关闭,应依据设计要求和质量标准进行验收。

13.1.2 弃土场工程验收合格宜进行移交,并应将形成的有关资料归档。

13.1.3 弃土场工程移交后,宜进行巡查维护。

13.2 验收

13.2.1 弃土场工程验收可分为阶段验收和竣工验收,并应符合下列规定:

1 阶段验收应查验工程质量检验资料,可进行试运行检验;

2 竣工验收应查验工程质量检验资料和竣工资料,可进行功能抽查或测试等检验。

13.2.2 阶段验收资料应包括施工准备检查、中间产品及原材料质量检验、分部工程和分项工程质量检验等,并应符合下列规定:

1 施工准备工作检查应进行全面、完整记录;

2 原材料质量检验、隐蔽工程检验、外观质量检验等应齐全;

3 分部工程和分项工程质量检验应具有明确的评价结论。

13.2.3 工程竣工验收资料应包括下列内容:

1 材料、构件、器具及设备等质量证明和进场材料试验报告等;

2 工程勘察和设计文件、施工质量检验资料;

3 分部工程、分项工程验收资料;

4 监测方案和观测成果资料;

5 竣工图及照片、影像资料。

13.2.4 弃土场工程验收合格标准,应符合下列规定:

1 应具备施工原始记录、检测记录、质量检查记录、隐蔽工程记录和竣工图等;

2 应自检合格,检验批、分部工程、分部工程验收合格;

3 检验批应符合现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300有关质量合格标准的规定;

4 分部工程合格质量标准应符合下列规定:

1)检验批质量移交记录、控制资料完整,并验收合格;

2)检验结果符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202、《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351和《高填方地基技术规范》GB 51254 等有关规定和设计要求;

3)观感质量验收应符合设计要求。

5 分项工程合格质量标准应符合下列规定:

1)分项工程所含分部工程验收合格;

2)质量检验资料完整,抽查结果符合设计验收标准;

3)观感质量检验符合设计要求。

13.2.5 弃土场工程质量验收不符合设计要求时,应按现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300的有关规定进行处理。

13.3 移交

13.3.1 弃土场验收合格并符合移交条件后,宜进行移交。

13.3.2 弃土场工程移交应符合下列规定:

1 应审核工程质量验收报告和工程质量评价报告;

2 应查验验收标准执行情况和工程实体质量监督抽查情况;

3 应复查工程量与设计文件及计量工程量;

4 应对履约情况、工程质量合格情况作出结论;

5 应签订工程移交协议或工程移交意见。

13.3.3 工程移交资料应包括下列内容:

1 开工报告、安全技术交底、施工方案及报批文件;

2 图纸会审纪要、设计变更通知单和材料替代核定单;

3 原材料及构件出厂证明、质量鉴定和复验单;

4 结构和构件的试块、试件以及有关材料,见证取样检测报告;

5 施工测量和交工测量成果;

6 隐蔽工程移交记录、工程照片和声像材料,施工日志、监理日志、大事记;

7 分项工程记录及测试、沉降、位移、变形等监测成果;

8 检验批及分部工程、分项工程等质量验收记录表,检验批的质量验收记录;

9 现场实测的竣工图;

10 竣工验收报告、施工总结报告和监理总结报告。

13.4 维护

13.4.1 弃土场工程应在使用期开展现场状态监测和巡查。

13.4.2 弃土场工程应对拦挡结构、堆置体防护措施及截排水设施等进行维护。

13.4.3 弃土场工程未经论证和批准,不得改变设计使用功能及环境条件,且不得在场区内外进行挖填和违章作业。

13.4.4 弃土场工程应及时完善运行、监测、维修治理、再利用等工程档案。

 

附录A 弃土料运送分类

A.0.1 弃土场工程的弃土料运送方式分类和适用条件宜按表A.0.1执行。

表A.0.1 弃土场工程的弃土料运送方式分类和适用条件
类型运送方式适用条件或特点
窄轨运输-人工弃土场运输机车牵引、人工翻倒车弃土1 单台阶弃土场,堆置高度高;
2 运输车容积小,运输量小
窄轨运输-推土机弃土场窄轨运输推土机转运弃土1 弃土宽度≤25m;
2 粒径大于0.5m 的岩块比例不超过1/3;
3 弃土线路有效长度宜为1倍∼3倍列车长
汽车运输-推土机弃土场汽车运输、自卸与推土机配合弃土1 工序简单,运送设备机动性大,各类场地适用;
2 弃土料受雨水后仍能确保安全正常作业
铲运机弃土场铲运机装、运弃土1 弃土料松散、厚度较大、含水量≤20%;
2 铲斗容积为4.5m³∼40m³,运距不大于2km;
3 运行坡度:空车不大于 18°,重车不大于11°
铁路-电铲或推土犁弃土场铁路运输、电铲或推土犁(电铲或装载机的辅助设备)弃土1 原始地基稳定,地面平均坡度不大于25°;
2 弃土料物理力学性能较差;
3 弃土料堆置台阶高:电铲不大于50m,推土犁不大于0.5m;
4 弃土线路有效长度不大于3倍列车长
铁路-装载机转弃土场铁路运输,装载机弃土1 原始场地地质情况复杂,地面坡度大于25°;
2 弃土料物理力学性能较差;
3 弃土料堆置台阶高度大于50m;
4 弃土线路有效长度不大于3倍列车长
汽车-破碎机-胶带机输送联合运输-弃土机弃土场胶带机运输,弃土机转运弃土,弃土工艺有破碎-胶带机配合1 弃土设备自重大,原始基底稳定且地面平均坡度不大于25°;
2 弃土料物理力学性能较好,最大粒径不大于35cm;
3 胶带坡度向上不大于15°,向下不大于12°;
4 弃土量大,效率高
斜坡道弃土场提升翻车架卸弃,转运仓箕斗提升1 沿斜坡道逐步向上弃土料形成锥形堆置体;
2 运送量 100t/d 及以下
地下开挖胶带输送弃土场胶带机运输推土机转排弃土1 运量小~中型,需扩大容积用地受限;
2 胶带坡度不大于15°

A.0.2 弃土场工程环境条件宜按表A.0.2的规定进行分类。

表A.0.2 弃土场工程环境条件分类
类型弃土料堆放特征特征
沟渠型弃土料将沟渠全部或部分填埋沟底平缓、肚大口小,采用拦挡坝或拦挡墙及配套截排水渠、涵洞等措施
坡地型弃土料沿山坡堆放河流或沟渠岸较高台地、底部高于河(沟)设防水位,坡度不大于25°且坡面稳定的山坡,宜用拦挡墙、拦挡堤等
临河型弃土料堆置体坡脚全部或部分受汇水影响河沟两岸较低且较宽台地、阶地和滩地,临河侧底部低于河道设防水位,水流量大,宜用拦挡墙、拦挡堤等
平地型全部或部分弃土料堆置体受汇水影响宽缓平地、较宽广,堆置体坡脚受汇水影响时宜用拦挡堤,不受影响时宜用拦挡墙或斜坡防护措施
库区型弃土料堆置体全部或部分被枯水期水位淹没沟渠两岸台地、阶地和河滩地,宜用拦挡堤、斜坡防护工程或拦挡墙等

 

附录B 弃土场工程设计阶段工作要点

表B 弃土场工程设计各阶段工作要点
工作阶段 工作内容
选址 1 场址选择,初定弃土料性质、设计目标及等级、弃土场容积和弃土工艺、工作年限、防排洪等级及方式,环境影响、复垦规划、弃土场影响范围等分析;
2 弃土场工程稳定性初步评价及灾害可能性分析;
3 确定安全防护措施、安全防护距离;
4 工程量估算;
5 弃土场工程总体布置
初步设计 1 确定弃土场工程等级、弃土料性质、设计目标、弃土场容积、平台宽度、堆置高度、总体边坡角、弃土场用地及影响范围、施工计划;
2 确定弃土计划、弃土工艺、运输及堆置设备及人员计划;
3 确定拦挡结构位置、高度及等级,防排洪等级,防洪、排水设施;
4 核查场地原始地面坡度、周边环境状况及相互影响、安全隐患及对策,弃土场整体稳定性分析,确定安全防护措施、安全防护距离;
5 弃土场工程建造各阶段状态计划及安全监测方案;
6 质量控制要求、检验标准、主要工程量统计;
7 弃土场工程总体布置平面图、纵横剖面图、运输线路平面图等主要图件
施工图设计 1 设计说明,包括弃土场概况、设计目标、设计依据、工作年限、施工要求;
2 复核弃土计划、总容积或各建造阶段容积;
3 复核工艺设计、运输方式、堆置方式;
4 地基处理、拦挡工程和截排及防洪系统等设计;
5 弃土场安全稳定性分析;
6 复核安全防护距离、安全措施;
7 明确质量控制要求、检验标准、监测要求;
8 确定分期平面图及纵剖面图或最终平面图及纵剖面图、运输线路设计图、防排洪平面图、防排洪设施详图、防护设施详图;
9 详细工程量统计;
10 明确使用要求、维护要求、环境保护要求;
11 其他应说明内容及附图

 

附录C 粗粒弃土料颗粒分析试验要点

C.0.1 本试验可用于最大粒径小于800mm的粗颗粒试样。

C.0.2 试验使用仪器设备应符合下列规定:

1 粗筛孔径宜分别为200mm、100mm、80mm、60mm、40mm、30mm、20mm、10mm、5mm;

2 细筛孔径宜分别为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm;

3 台秤称量不宜小于1000kg,最小分度值不宜大于50g;

4 摇筛机筛析过程中应能上下振动;

5 辅助设备宜包括铁桶、铁钯、铁铲、铁箱、火炉、编织袋、毛刷等。

C.0.3 弃土料采用压(夯)法堆置处理时,压(夯)前后压(夯)点下、压(夯)之间等部位应逐层取样,每处取样数量不少于3件。

C.0.4 试验方法除应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定外,尚应符合下列规定:

1 取出的试样应称质量,并应用塑料编制袋装运至实验室风干;

2 粒径大于100mm的试样应用标准直径的套环进行挑选,并应称质量;

3 粒径大于40mm或不大于100mm试样宜用孔径分别为80mm、60mm、40mm依次叠合粗筛进行筛分,并应分别称取留在各层筛上的试样质量;

4 粒径小于40mm的试样宜质量缩分后倒入孔径为30mm、20mm、10mm、5mm依次叠合中筛中进行筛分且称取留在各层筛上的试样质量,并应采用倍数法还原,缩分标准质量可按下式计算:

(C.0.4)Q=Kd2

式中:Q —— 缩分标准质量 (kg);

K —— 缩分系数,取 K=0.1 ;

d —— 颗粒直径 (mm)。

5 粒径小于5mm的试样宜选取质量不少于5kg通过孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm依次叠合细筛进行筛分且称取留在各层筛上的试样质量,并应采用百分数法还原;

6 粗粒组试样质量的总和与试样总质量的差值不应大于试样总质量的 1.5% 。

C.0.5 试验数据整理应符合下列规定:

1 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比应按下式计算:

(C.0.5-1)Dx=(mA/mB)dx

式中:Dx —— 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比(%),精确至小数点后3位;

mA —— 小于某粒径的试样质量 (kg) ;

mB —— 细筛分析时为所取的试样质量,粗筛分析时为试样总质量 (kg) ;

dx —— 粒径小于2mm的试样质量占试样总质量的百分比 (%) 。

2 应以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标、颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分配曲线。

3 级配不均匀系数和曲率系数应利用分配曲线分别按下式计算:

(C.0.5-2)Cu=d60/d10
(C.0.5-3)Cc=d302/(d60d10)

式中:Cu —— 级配不均匀系数;

Cc —— 曲率系数;

d10d30d60 —— 粒径分别小于 10mm、30mm、60mm 试样质量占试样总质量的百分比 (%) 。

 

附录D 粗粒弃土料密度试验要点

D.0.1 粗粒弃土料的密度测定(大体积灌水法)应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。

D.0.2 试验仪器设备和材料宜符合下列规定:

1 称量100kg台秤的最小分度值不宜大于50g,称量1000kg台秤的最小分度值不宜大于100g;

2 囊式体积仪弹性塑料薄膜袋直径宜为0.5m~1.5m、长度宜为0.5m~2.0m,薄膜厚度宜为0.5mm;

3量测仪器宜包括精密水准仪、水准尺、钢卷尺、坑口定位标准尺寸环以及试验坑开挖用具、坑壁支撑材料、厚度5mm~8mm土样堆放铁板、储水箱(筒)等辅助用具。

D.0.3 试验应进行两次平行测定,试验结果应取两次测值的算术平均值,并应符合下列规定:

1 试坑附近地面应清除、整平表面松散土层,并应测量其表面标高;

2 试坑开挖直径不宜小于试样最大粒径的3倍,深度不宜小于分层堆置厚度,应每隔1.0m连续取试样;

3 试坑口应放置定位环,在定位环内边挖边将坑内试样装入盛土容器内称取质量,精确到0.1kg,并应测定试样的含水率;

4 整平试坑坑壁,坑底的松动碎石应全部取出,并应称取质量;

5 试坑完成后应量测坑壁凹凸形态、试坑尺寸、坑底标高等;

6 塑料薄膜袋放置坑内铺平后,应将已称取质量的水缓慢灌入塑料薄膜袋内,直至水面与坑口定位环面齐平,并应对静止3min后的水面测量水面标高,袋内出现水面下降应另取塑料薄膜袋重新试验;

7 测试工作完成后,应采用粒径不大于100mm的级配碎石按每层300mm厚度分层夯实回填试坑。

D.0.4 试验数据整理应符合下列规定:

1 试样湿密度应按下式计算:

(D.0.4-1)ρ0=m0/V

式中:ρ0 —— 粗粒弃土料的湿密度 (kg/m³) ;

m0 —— 试样总质量 (kg) ;

V —— 试坑的体积 (m³),计算试坑体积时应扣除定位环的体积。

 

2 试样干密度应按下式计算:

(D.0.4-2)ρd=md/V

式中:ρd —— 粗粒弃土料的干密度 (kg/m³) ;

md —— 试样干质量 (kg) ;

V —— 试坑的体积 (m³),计算试坑体积时应扣除定位环的体积。

 

3 应绘制密度与深度关系曲线。

 

附录E 水文参数计算

E.1 设计洪水参数

E.1.1 设计洪水参数应包括洪峰流量、洪水总量等,可根据工程要求的计算内容确定。

E.1.2 汇水面积小于 300km² 流域设计洪峰流量应按下列公式计算。

(E.1.2-1)Qm=0.278[(Sp/t0n)μ]F(tct0)
(E.1.2-2)Qm=0.278[(Sptc1nμtc)/t0]F(tcτ)
(E.1.2-3)t0=0.278L/(mJ1/3Qm1/4)
(E.1.2-4)tc=[(1n)Sp/μ]1/n

式中:Qm —— 设计洪峰流量 (m³/s) ;

F —— 汇水面积 (km²) ;

Sp —— 设计雨力,重现期(频率) p 的最大 1h 降雨强度 (mm/h) ;

t0 —— 流域汇流历时 (h) ;

tc —— 净雨历时或产流历时 (h) ;

μ —— 损失参数,表征平均稳定入渗率 (mm/h) ;

n —— 暴雨衰减指数,反映暴雨在时程分配上的集中或分散程度;

m —— 汇流参数,可通过分析实测暴雨洪水资料确定,或按全国和各省(自治区、市)的暴雨洪水查算表E.1.2选用;

L —— 河道(流程)长度 (km),沿主河道从出口断面至分水岭的最长距离;

J —— 沿河道长(流程)的平均比降。

 

表E.1.2 汇流参数 m 查用表 θ=L/J1/3

类型 雨洪特性、河道特性、土壤植被条件 洪水汇流参数m值
θ=1∼9 θ=10∼29 θ=30∼89 θ=90∼400
半旱地区、植被条件较差,荒坡、阶地或少量稀疏林的山区,旱作物较多,河道呈宽浅型,间隙性水域,洪水陡涨陡落 1.0-1.3 1.3-1.6 1.6-1.8 1.8-2.2
地理景观过渡区,植被以疏林、针叶林、幼林为主山区或流域内耕地较多 0.6-0.7 0.7-0.8 0.8-0.95 0.95-1.30
湿润丘陵区,植被条件良好,灌木林、竹林为主山区,或森林覆盖度40%-50%,流域内多为水稻田、卵石,大洪水流动形态多为尖瘦型,中小洪水流动形态多为矮胖型 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.9
雨量丰沛山区,植被条件良好,森林覆盖度可达70%以上,原始森林区,枯枝落叶层厚,河床呈山区型,卵石河槽有跌水,洪水多为陡涨缓落 0.2-0.3 0.3-0.35 0.35-0.4 0.4-0.8

 

E.1.3 设计洪水总量采用公式法推算时,宜按下列(图E.1.3)流程和公式进行计算:

(E.1.3-1)Wp=αHpF
(E.1.3-2)Hp=KpH24

式中:Wp —— 设计洪水总量 (104 m³) ;

Hp —— 频率为 p 的流域中心点 24h 雨量(mm) ;

α —— 洪水总量径流系数,可采用当地经验值;

H24 —— 流域最大 24h 暴雨均值(mm),可由当地《水文手册》查得;

Kp —— 频率为 p 的模比系数,可由 CvCs 的 皮尔逊-Ⅲ 型曲线 Kp 表中查得。

图E.1.3设计洪峰流量计算流程图

图E.1.3 设计洪峰流量计算流程图

E.1.4 设计洪峰流量和洪水总量采用经验公式法推算时,可按下列公式计算:

(E.1.4-1)Qp=EFm
(E.1.4-2)Wp=BFn

式中:Qp —— 设计洪峰流量 (m³/s) ;

Wp —— 洪水总量 (104m³) ;

EB —— 地理参数,可由当地水文资料查取;

mn —— 指数,可由当地水文资料查取。

E.2 输沙量

E.2.1 沟渠输沙量应包括悬移质输沙量和推移质输沙量,其计算应符合下列规定:

1 沟渠输沙量可按下式计算:

(E.2.1-1)Wsb=Ws+Wb

式中:Wsb —— 多年平均输沙量 ( 104 t/a) ;

Ws —— 多年平均悬移质输沙量 ( 104 t/a) ;

Wb —— 多年平均推移质输沙量 ( 104 t/a) 。

2 悬移质输沙量可按下列公式计算:

(E.2.1-2)Ws=WsiFi
(E.2.1-3)Ws=KM0b

式中:Wsi —— 分区输沙模数 [104 t/(km²⋅a)] ,可根据地区水文图集、手册的输沙模数等值线图确定;

Fi —— 分区面积 (km²) ;

M0 —— 多年平均径流模数 (104 m³/km²) ;

b —— 指数,采用当地经验值;

K —— 系数,采用当地经验值。

3 推移质输沙量 Wb 可按下式计算:

(E.2.1-4)Wb=βWs

式中:β —— 推悬比,宜取0.05∼0.15,山区应取大值,塬区及平原取小值。

E.2.2 当沟渠中设置有运行一定年限已建坝时,可采用淤积调查法按下式计算沟渠多年平均输沙量:

(E.2.2)W=(W+W)/N

式中:W —— 沟渠多年平均输沙量(t/年);

W —— 坝内泥沙淤积总量(t);

W —— 排沙量(t);

N —— 淤积年限(a)。

E.3 截排水沟设计流量

E.3.1 截排水沟设计流量宜按下列流程(图E.3.1)进行计算,并应符合下列规定:

图E.3.1截排水沟设计排水流量计算流程框图

图E.3.1 截排水沟设计排水流量计算流程框图

1 降雨历时应取汇水区最远点至截排水设施处的坡面汇流历时与沟渠内的汇流历时之和。当有地表截排水要求时,可不计沟渠内的汇流历时。

2 坡面汇流历时可按下式计算:

(E.3.1-1)t1=1.445(m1Ls/is1/2)0.467

式中:t1 —— 坡面汇流历时(min);

Ls —— 坡面流的长度(m);

is —— 坡面流的坡降,以小数计;

m1 —— 地面粗度系数,可按地表情况按表E.3.1确定。

 

表E.3.1 地面粗度系数参考值
地表状况粗度系数m1地表状况粗度系数m1
光滑的不透水地面0.02牧草地、草地0.40
光滑的压实地面0.10落叶树林0.60
稀疏草地、耕地0.20针叶树林0.80

 

3 沟渠内汇流历时计算,应依据断面尺寸、坡度变化点或有支沟汇入处分段,并应按下式计算各段的汇流历时后叠加:

(E.3.1-2)t2=i=1n[li/(60vi)]

式中:t2 —— 沟(管)内汇流历时(min);

ni —— 分段数和分段序号;

li —— 第 i 段的长度(m);

vi —— 第 i 段平均流速(m/s),vi=20ig0.6,其中 ig 为计算段排水沟(管)的平均坡度。

E.3.2 截排水沟设计流量可按下列规定进行计算和校核:

1 截排水沟设计排水流量可按下式计算:

(E.3.2-1)Qm=16.67φ2qF

式中:Qm —— 截排水沟设计流量(m³/s);

F —— 汇水面积(m²);

q —— 设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min);

φ2 —— 径流系数。

2 径流系数可按表E.3.2-1确定。当汇水面积内有两种或两种以上不同地表类型时,可按不同类型地表面积加权平均求取。

表E.3.2-1 径流系数φ参考值
地表种类径流系数地表种类径流系数
沥青混凝土路面0.95起伏的山地0.60∼0.80
水泥混凝土路面0.90细粒土坡面0.40∼0.65
粒料路面0.40∼0.60平原草地0.40∼0.65
粗粒土坡面0.10∼0.30一般耕地0.40∼0.60
陡峻的山地0.75∼0.90落叶林地0.35∼0.60
硬质岩石坡面0.70∼0.85针叶林地0.25∼0.50
软质岩石坡面0.50∼0.75粗砂土坡面0.10∼0.30
水稻田、水塘0.70∼0.80卵石、块石坡地0.08∼0.15

3 当场地及其邻近地区有10年以上自记雨量计资料时,可利用实测资料整理分析获取设计重现期的降雨强度;缺乏资料时,可利用标准降雨强度等值线图和转换系数,按下式计算降雨强度:

(E.3.2-2)q=CpCtq5,10

式中:q5,10 —— 5年重现期和 10min 降雨历时的标准降雨强度(mm/min),可按地区查中国5年一遇 10min 降雨强度等值线图确定;

Cp —— 重现期转换系数,为设计重现期降雨强度同标准重现期降雨强度的比值( qp/q5),可按地区由表E.3.2-2确定;

Ct —— 降雨历时转换系数,为降雨历时 t的降雨强度与 10min 降雨历时的降雨强度的比值 ( qt/q10 ),可按地区的 60min 转换系数由表E.3.2-3查取。

表E.3.2-2 重现期转换系数(Cp)表

地区 重现期P(年)
3 5 10 15
海南、广东、广西、云南、贵州、四川、山东、湖南、湖北、福建、江西、安徽、江苏、浙江、上海、台湾 0.86 1.00 1.17 1.27
黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、四川、重庆、西藏 0.83 1.00 1.22 1.36
内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆(非干旱区) 0.76 1.00 1.34 1.54
内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆(干旱区,约相当于5年一遇 10mm 降雨强度小于0.5mm/min 的地区) 0.71 1.00 1.44 1.72

 

表E.3.2-3 降雨历时转换系数(Ct)表

C60 降雨历时t(min)
3 5 10 15 20 30 40 50 60 90 120
0.30 1.40 1.25 1.00 0.77 0.64 0.50 0.40 0.34 0.30 0.22 0.18
0.35 1.40 1.25 1.00 0.80 0.68 0.55 0.45 0.39 0.35 0.26 0.21
0.40 1.40 1.25 1.00 0.82 0.72 0.59 0.50 0.44 0.40 0.30 0.25
0.45 1.40 1.25 1.00 0.84 0.76 0.63 0.55 0.50 0.45 0.34 0.29
0.50 1.49 1.25 1.00 0.87 0.80 0.68 0.60 0.55 0.50 0.39 0.33

4 黄土高原或具备超渗流条件的阶地,截排水沟设计流量可按下式计算:

(E.3.2-3)Q=F(IrIp)/6

式中:Q —— 设计最大流量 (m³/s) ;

Ir —— 设计频率短历时暴雨(mm/min);

Ip —— 相应时段土壤平均入渗强度(mm/min);

F —— 坡面汇水面积(hm²)。

 

附录F 堆置体渗透变形试验要点

F.1 一般规定

F.1.1 堆置体渗透变形试验可用于室内测定弃土料原状试样与扰动试样发生渗透变形的临界水力梯度与破坏水力梯度。

F.1.2 试验应测定发生管涌的临界水力梯度与破坏水力梯度。当临界水力梯度特征不明显时,可只测定破坏水力梯度。

F.2 试验装置

F.2.1 试验仪宜由渗流容器、渗流容器的垂直与水平支座、试验常水头升降装置、水头及流量测量装置等构成,并宜符合下列规定:

1 宜具备测定某一应力状态下临界水力梯度与破坏梯度的逐级加载功能;

2 渗流容器内径宜为100mm,试样高度宜为200mm,上下透水板孔径宜为3mm或5mm。

F.2.2 水头、流量、温度及压力等测量装置应进行检定与校验,并应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB/T 15406的规定。

F.2.3 试验装置在最大水头作用下密封处不应漏水。

F.3 试样制备

F.3.1 原状试样采取应符合下列规定:

1 应采取侧面开孔取样环刀垂直或水平向试样;

2 应取出环刀试样且用开土刀削平两端,并应用胶带密封;

3 试样应进行竖向减震包装,并应在运输过程中保持试样呈竖直放置。

F.3.2 扰动试样制备应符合下列规定:

1 应选取代表性试样进行颗粒分析试验;

2 应充分碾散风干或70℃左右烘干,并应按现测干密度称取试样重量;

3 试样中宜加入试样总质量1%~2%的蒸馏水拌合均匀,分层装填。

F.3.3 试样在渗流容器安置后,对砂性、粉性等弃土料可采用70℃~90℃热水进行饱和,对黏性弃土料可在装样前真空抽气饱和。

F.4 试验步骤

F.4.1 测压孔中应设置透水棒,且每次装样前应清洗。

F.4.2 渗流容器应安置后施加轴向或侧向压力。

F.4.3 砂性弃土料可采用加热的自来水进行测试,粉性或黏性弃土料宜采用脱气蒸馏水测试。供水箱宜设置恒温加热装置,试验水温应高于室温5℃~10℃。

F.4.4 流土破坏型临界水力与破坏水力梯度宜在出水端临空状态下测定。

F.4.5 初始渗透梯度宜为0.03~0.05,渗透梯度可按0.05、0.10、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、1.0、1.5、2.0 …… 递增,当接近临界水力梯度时应减小渗透梯度递增值。

F.4.6 对试样分级施加渗流水头直至试样发生渗透破坏,应记录水头差、流量、水温、试样变形等数据。

F.4.7 试验过程中,应观察并描述记录水的浑浊程度、冒出气泡、颗粒跳动、移动或被水流带出、土体悬浮、渗流量及测压管水位的变化等现象。

F.5 临界水力梯度与破坏水力梯度确定

F.5.1 流速和水力梯度应根据测得的水头差、流量分别进行计算。

F.5.2 总渗透梯度与渗流速度关系曲线应在以渗透梯度为纵坐标、渗透速度为横坐标的双对数图上绘制;可分别绘制各测压管之间的渗透梯度与渗流速度关系曲线。

F.5.3 对管涌破坏型堆置体试样,当总渗透梯度与渗流速度关系曲线的斜率开始变化且观察到存在细颗粒开始跳动或被水流带出时,应判定试样达到了临界水力梯度,并应取该级与其前一级的水力梯度平均值为临界水力梯度。

F.5.4 对流土破坏型堆置体试样,当总渗透梯度与渗流速度关系曲线斜率明显变化时,可取该变化拐点的水力梯度为临界水力梯度;当总渗透梯度与渗流速度关系曲线斜率变化不明显时,可取发生破坏时前一级水力梯度为破坏水力梯度。

附录G 稳定计算

G.0.1 弃土料堆置体、填筑型拦挡坝或拦挡堤稳定计算宜符合下列规定:

1 宜采用水力学方法、流网法或有限元法确定堆置体浸润线位置,并计算渗流流量、平均流速和渗流逸出坡降,检验堆置体的渗流稳定性;

2 稳定性计算方法选择宜符合下列规定:

1)非均质弃土料可采用不计条块间作用力的瑞典圆弧滑动法,非均质填筑体宜采用不计条块间作用力的圆弧滑动法;

2)均质弃土料堆置体、填筑体宜采用计及条块间作用力的简化毕肖普法;

3)存在软弱地基时,宜采用摩根斯顿-普赖斯法或改良圆弧法;

4)当滑动面呈非圆弧形时,宜采用摩根斯顿-普赖斯法;

5)斜坡上堆置体应采用刚体极限平衡法;

6)周边存在需要保护设施时,宜采用数值模拟方法进行复核。

G.0.2 圆弧滑动法(图G.0.2-1)宜按下列公式进行计算:

1 简化毕肖普法:

(G.0.2-1)K={[(W±V)secαubsecα]tanφ+cbsecα}[1/(1+tanαtanφ/K)][(W±V)sinα+MC/R]

2 瑞典圆弧滑动法:

图G.0.2-11圆弧滑动法计算简图

图G.0.2-1 圆弧滑动法计算简图
(G.0.2-2)K={[(W±V)cosαubsecαQsinα]tanφ+cbsecα}[(W±V)sinα+MC/R]

式中:W —— 条块重力(kN),W=W1+W2

W1 —— 在边坡外水位以上的条块重力(kN);

W2 —— 在边坡外水位以下的条块重力(kN);

QV —— 水平和垂直地震惯性力(向上为负,向下为正)(kN);

u —— 作用于土条底面的孔隙水压力(kPa);

α —— 条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角(°);

cφ —— 土条底面的有效应力抗剪强度指标;

MC —— 水平地震惯性力对圆心的力矩(kN⋅m);

R —— 圆弧半径(m)。

3 改进圆弧滑动法(图G.0.2-2):

(G.0.2-3)K=Pn+SPa
(G.0.2-4)S=Wtanφ+CL

式中:W —— 土体 B′BCC′ 的有效重量(kN);

Cφ —— 软弱土层的凝聚力及内摩擦角(°);

Pa —— 滑动力(kN);

Pn —— 抗滑力(kN)。

4 摩根斯顿-普赖斯法(图G.0.2-3):

图G.0.2-2改进圆弧滑动法计算简图

图G.0.2-2 改进圆弧滑动法计算简图

图G.0.2-3摩根斯顿-普赖斯法计算简图

图G.0.2-3 摩根斯顿-普赖斯法计算简图
(G.0.2-5)abp(x)s(x)dx=0
(G.0.2-6)abp(x)s(x)t(x)dxMe=0
(G.0.2-7)p(x)=[dWdx±dVdx+q]sin(φα)usecαsinφe+cesecαcosφedQdxcos(φeα)
(G.0.2-8)s(x)=sec(φeα+β)exp[axtan(φeα+β)dβdζdζ]
(G.0.2-9)s(x)=ax(sinβcosβtanα)exp[aζtan(φeα+β)dβdζdζ]
(G.0.2-10)Me=abdQdxhedx
(G.0.2-11)Ce=cK
(G.0.2-12)tanφe=tanφK

式中:dx —— 土条宽度(m);

dW —— 土条重量(kN);

q —— 坡顶外部的垂直荷载(kN);

Me —— 水平地震惯性力对土条底部中点的力矩(kN·m);

dQdV —— 土条的水平和垂直地震惯性力,向上为负,向下为正(kN);

α —— 条块底面与水平面的夹角(°);

β —— 土条侧面的合力与水平方向的夹角(°);

he —— 水平地震惯性力到土条底面中点的垂直距离(m)。

G.0.3 弃土料堆置体的抗剪强度指标确定应符合下列规定:

1 不同工况、不用计算方法的强度指标宜按表G.0.3-1的规定选用。

表G.0.3-1 弃土料堆置体强度指标
弃土场工况计算方法强度指标
无渗流、稳定渗流期和不稳定渗流期有效应力法cφ
不稳定渗流期总应力法ccuφcu

2 抗剪强度指标应按堆置体设计干容重和含水率制样、采用三轴剪力仪测定其总应力或有效应力强度指标,测定方法宜按现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》SL 274的规定执行,试验值可按表G.0.3-2进行修正。

表G.0.3-2 强度指标修正系数
计算方法 试验方法 修正系数
总应力法 三轴不固结不排水剪 1.0
直剪仪快剪 0.5-0.8
有效应力法 三轴固结不排水剪(测孔压) 0.8
直剪仪慢剪 0.8

注:根据试样在试验过程中的排水程度选用,水量较多时取小值。

 

附录H 边坡失稳形态判别要点

H.0.1 岩质边坡失稳形态可按表H.0.1进行判别。

表H.0.1 岩质边坡可能失稳形态
岩体 可能的失稳模式
类型 亚类
块状结构 整体状结构 1 多沿某一结构面或复合结构面滑动;
2 节理或节理组易形成楔形体滑动;
3 发育陡倾结构面时,易形成崩塌
块状结构
次块状结构
层状结构 层状同向结构 1 层面或软弱夹层易形成滑动面,坡脚切断后易产生滑动;
2 倾角较陡时易产生溃屈或倾倒;
3 倾角较缓时坡体易产生倾倒变形
4 节理或节理组易形成楔形体滑动;
5 稳定性受坡角与岩层倾角组合、岩层厚度、顺坡向软弱结构面的发育程度及抗剪强度所控制
层状反向结构 1 岩层较陡或存在有陡倾结构面时,易产生倾倒弯曲松动变形;
2 坡脚有软层时,上部易拉裂或局部崩塌、滑动;
3 节理或节理组易形成楔形体滑动;
4 .稳定性受坡角与岩层倾角组合、岩层厚度、层间结合能力及反倾结构面发育程度控制
层状斜向结构 1 易形成层面与节理组成的楔形体滑动或崩塌;
2 节理或节理组易形成楔形体滑动;
3 层面与坡面走向夹角越小,滑动的可能性越高
层状平叠结构 1 存在有陡倾节理时,易形成崩塌:
2 节理或节理组易形成楔形体滑动;
3 坡底软弱夹层在孔隙水压力或卸荷作用下,易产生向临空面的滑动
碎裂结构 镶嵌碎裂结构 边坡稳定性差,坡度取决于岩块间的镶嵌情况和岩块间的咬合力,失稳类型多以圆弧状滑动为主
碎裂结构
散体结构 边坡稳定性差,坡度取决于岩体的抗剪强度,呈圆弧状滑动

 

H.0.2 土质边坡失稳形态可按表H.0.2进行判别。

表H.0.2 土质边坡可能失稳形态
边坡类型 主要特征 影响稳定主要因素 主要变形、破坏形式 与工程关系
黏性土边坡 以黏粒为主,干时坚硬,遇水膨胀崩解:具大孔隙性,或甚坚固,或呈半成岩状,或含可溶盐量高,或具水平层理 亲水、膨胀、溶滤性矿物含量,节理裂隙的发育状况,水作用,冻融作用 沿光滑裂隙面形成滑面,含膨胀性亲水矿物易产生滑移,巨厚层半成岩因坡脚蠕变导致高速滑移;冻融产生剥落;坍塌 因积水、排水可能引起部分黏土边坡变形滑动,大范围黏土边坡滑动带来不利影响;因冻融剥落而破坏
砂性土边坡 以砂粒为主,结构较疏松,凝聚力低,透水性较大,包括厚层全风化花岗岩残积层 颗粒成分及均匀程度;含水情况;振动;密实程度 饱和均质砂性土在振动力作用下,易产生液化滑移;管涌、流土;坍塌和剥落 地震时产生液化滑移;机械震动可能出现局部帽坡;排水易出现破坏
黄土边坡 以粉粒为主、质地均一;一般含钙量高,无层理,柱状节理发育,天然含水量低,干时坚硬,或遇水湿陷,有时呈固结状,有时呈多元结构 水的作用显著,因水湿陷或水对边坡浸泡,水下渗使下伏隔水黏土层泥化等 崩塌;张裂;湿陷;高或超高边坡可能出现高速滑移 因通水可能出现滑移;临水边坡水浸泡可能坍岸或滑动;地下水位变化开裂崩塌,半成岩深切河谷出现高速滑移;湿化引起古滑移复活
软土边坡 以淤泥、泥炭、淤泥质土等抗剪强度极低,塑流变形严重 土性软弱(低抗剪强度、高压缩性塑流变形);外力作用、振动 滑移:塑流变形;坍滑、边坡难以成形 因塑流变形而不能成形,坡脚有软土层时,因软土流变挤出使边坡坐塌
膨胀土边坡 含蒙脱石等易膨胀矿物,内摩擦角很小,干湿效应明显 干湿变化;作用 浅层滑移;浅层崩解 因自然条件变化、表层膨胀、崩解引起连续滑动或坍塌
分散性土边坡 中塑性土及粉质黏土类,含一定量钠蒙脱石,易被水冲蚀,遇低含盐量水表面土粒依次脱落、呈悬液或土粒被流动水带走,迅速分散 低含盐量环境水;孔隙水溶液中钠离子含量较高,高碱性;裸露,水土接触 冲蚀孔洞、孔道;管涌、崩陷和溶蚀孔洞;坍滑、崩塌性滑移 堤坝和沟渠边坡在施工和运行中随机发生变形破坏或有潜在危机
碎石土边坡 坚硬岩石碎块和砂土颗粒或砾质土组成,可分为堆积、残坡积混合结构、多元结构 黏土颗粒含量及分布特征;含水情况;下伏基岩面产状 土体滑移;坍塌 切挖导致局部坍塌,因蓄水可导致局部坍滑或上部坡体开裂,水骤降易引起滑移
岩土混合边坡 上部为土层、下部为岩层,或上部为岩层、下部为土层(全风化岩石),多层叠置 下伏基岩面产状;水浸泡,水渗入土体 土层沿下伏基岩面滑动;土层局部坍滑;上部岩体沿土层蠕动或错落 叠置型岩面与边坡同向且倾角较大时,蓄水、暴雨或振动易沿基岩面产生滑动

 

附录J 弃土场地适宜树(草)种表

表J 弃土场地适宜树(草)种
区域 耐旱 耐水湿 耐盐碱 沙化(北方及沿海)、石漠化(西北)
东北 辽宁桤木、蒙古栎、黑桦、白榆、山杨;胡枝子、山杏、文冠果、锦鸡儿、枸杞;狗牙根、紫花苜蓿、爬山虎 兴安落叶松、偃松、红皮云杉、柳、白桦、榆树 青杨、樟子松、榆树、红皮云杉、红瑞木、火炬树、丁香、旱柳;紫穗槐、芨芨草、羊草、沙打旺、紫花苜蓿、鹅冠草 樟子松、大叶速生槐、花棒、杨柴、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿;沙打旺、草木樨、芨芨草
陕北 侧柏、柠条、沙棘、柽柳、胡杨、花棒、杨柴、沙柳、沙拐枣、黄柳、樟子松、沙蒿;高羊茅、野牛草、紫苜蓿、紫羊茅、黄花菜、五芒雀麦、沙密、爬山虎* 柳树、柽柳、沙棘、胡杨、香椿、臭椿、旱柳 柽柳、旱柳、沙拐枣、银水牛果、胡杨、梭梭、柠条、紫穗槐、沙枣、盐爪爪、四翅滨藜;芨芨草、盐蒿、芦苇、碱茅、苏丹草 樟子松、柠条、沙刺、沙木蓼、花棒、踏朗、梭梭霸王;沙打旺、草木樨、芨芨草
黄河流域 侧柏、柠条、沙棘、旱柳、柽柳、爬山虎 柳树、柽柳、沙棘、旱柳、刺柏 柽柳、四翅滨藜、柠条、沙棘、沙枣、盐爪爪 侧柏、刺槐、杨树、沙棘、柠条、柽柳、杞柳;沙打旺、草木樨
北方 侧柏、油松、刺槐、青杨;伏地肤、沙棘、柠条、枸杞、爬山虎 柳树、柽柳、沙棘、旱柳、构树、杜梨、垂柳、钻天杨 柽柳、四翅滨藜、银水牛果;伏地肤、紫穗槐 樟子松、旱柳、荆条、紫穗槐、草木樨
长江流域 侧柏、马尾松、野鸭椿、白皮松、木荷、沙地柏多变小冠花、金银花*、爬山虎* 柳树、水杉、池杉、落羽杉、冷杉、红豆杉、芒草 乌柏、落羽杉、墨西哥落羽杉、中山杉、双穗雀稗、香根草、芦竹、杂三叶草 南林895 杨、
马尾松、云南松、干香柏、苦刺花、蔓荆;印度豇豆
南方 侧柏、马尾松、黄荆、青檀、香花槐、藜蒴、桑树;黄栀子、桃金娘;假俭草、白喜草、糖蜜草、铁线莲*、爬山虎”、鸡血藤 水杉、池杉、落羽杉、樟树、木麻黄、水翁、湿地松、榕树、大叶按;铺地黎、芒草 木麻黄、南洋杉、柽柳、红树、椰子树、棕榈;苇状羊茅、苏丹草 球花石楠、干香柏、云南松、木荷、黄连木、清香木、火棘、降香黄檀;象草、香根草、五叶地锦*、常春油麻藤
热带 榆绿木、大叶相思、多花木兰、山楂、澜沧栎;假俭草、白喜草、狗牙根、糖蜜草、爬山虎*、五叶地锦* 青梅、枫杨、水杉、喜树、长叶竹柏、长蕊木兰、长柄双花木 木麻黄、柽柳、红树、椰子树、棕榈 砂糖椰、紫花跑泡桐、直干桉、任豆、顶果木、枫香、柚木

注:“*”为攀缘植物。

 

用词说明

为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1 表述很严格,非这样做不可:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2 表述严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3 表述允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

 

引用标准名录

本规程引用下列标准。其中,注日期的,仅对该日期对应的

版本适用本规程;不注日期的,其最新版适用于本规程。

《工程测量通用规范》GB 55018

《岩土工程勘察规范》GB 50021

《工程测量标准》GB 50026

《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086

《土工试验方法标准》GB/T 50123

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204

《堤防工程设计规范》GB 50286

《灌溉与排水工程设计标准》GB 50288

《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300

《建筑边坡工程技术规范》GB 50330

《建筑地基基础工程施工规范》GB 51004

《建筑边坡工程施工质量验收标准》GB/T 51351

《高填方地基技术规范》GB 51254

《主要造林树种苗木质量分级》GB 6000

《爆破安全规程》GB 6722

《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB 12523

《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB/T 15406

《造林技术规程》GB/T 15776

《水土保持综合治理 技术规范 崩岗治理技术》GB/T 16453.6

《生态公益林建设 技术规程》GB/T 18337.3

《社会生活环境噪声排放标准》GB 22337

《建筑地基处理技术规范》JGJ 79

《砌石坝设计规范》SL25

《碾压式土石坝设计规范》SL 274

《碾压式土石坝施工规范》DL/T 5129

《水工混凝土施工规范》DL/T 5144

《林业苗圃工程设计规范》LYJ 128

《注水试验规程》YS/T 5214

 

中国工程建设标准化协会标准
弃土场工程技术规程 T/CECS 1240-2023 条文说明

制定说明

本规程制定过程中,编制组进行了广泛的调查研究,总结了我国弃土场工程建设中弃土场工程的建造、使用、移交和维护等的实践经验,同时参考了国内外先进技术法规、技术标准,通过试验、工程验证及征求意见取得了本规程的有关技术参数。

为便于广大技术和管理人员在使用本规程时能正确理解和执行条款规定,《弃土场工程技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明,对条款规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项等进行了说明。本条文说明不具备与规程正文及附录同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规程规定的参考。

1 总则

1.0.1 机场、公路、铁路等重大基础设施建设领域存在土石方工程,由于受地形限制,土石方的调配十分困难,不可避免地会产生大量弃土(石)料,必然需要设置大量的弃土场来满足弃土料处置的需要。弃土料作为工程或城市建设的附带物,其堆置往往容易忽视。如,2015年12月20日11时,深圳红坳弃土场滑坡造成77人遇难或失联、33栋建筑物或被掩埋或不同程度损害;西气东输管道爆炸等。另外,弃土场自身发生滑坡、泥石流等地质灾害,如2009年7月23日2时,四川康定县大渡河长河坝水电工程施工弃土场地响水沟发生特大泥石流灾害,造成54人死亡或失踪,4人受伤。因此,工程建设产生大量废弃的土石方堆置场地,如不够谨慎的建造和监管可能会引发灾难性后果。另外,弃土场灾害性事故及其警示作用,促使很多处于危险状态的弃土场亟待整治。2015年以来,部分城市制定了《弃土场专项规划》,同时,对已完工的弃土场工程,委托专业机构进行现场安全鉴定评价,确保无安全隐患。

此外,随着城市化建设的持续推进,山区建设场地平整、城市轨道交通及房建的基坑开挖形成大量需要寻求适当场地进行堆置的土石弃料,而现有的弃土场容量远不能满足需求,可能严重破坏和污染自然生态环境,致使水土流失,且无序弃土造成土地后期开发建设成本大幅增加。

现阶段,新建弃土场选址、设计、形成、安全稳定性评价和维护都缺乏相关技术标准,基本参考如冶金、矿山排土场管控等有关规定,而这些规定仅对弃土场工程的某一个或者几个方面做了一些原则性要求,缺少针对弃土场全过程系统性的、可操作性的技术规定。而随着工程建设规模增加,弃土场规模和占地范围扩大,对其安全状态、环保要求等日益提高,且已从传统的自行建造为主,向弃土工艺与安全稳定性、弃土场关闭与生态环保等综合管控模式转变。为统一弃土场工程建造和管控行为,实现弃土场的安全与环保目标,制定本规程。

1.0.2 本规程除适用于新建弃土场工程外,还可用于既有弃土场工程的扩建、安全评价以及绿化、复垦等有关工程。

1.0.3 工程建设过程中废弃的土石方量大,堆置高度较大,易产生关联型地质灾害、水土流失等问题,本条强调弃土场工程应重视环境保护,落实灾害危险性评估、水土保持以及环境影响的要求,重点是落实国家的相关政策与灾害防治原则,符合国家建设和谐经济、环境友好和绿色建设的总体要求。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 本条强调无污染弃土料,对于生活垃圾、工业废弃料和污染物填埋等有污染的废弃料,除堆置方式可参考本规程外,涉及污染治理措施应符合国家现行相关标准的规定。

2.1.2 根据《中华人民共和国土地管理法》第57条规定,临时使用土地期限一般不超过二年,超过二年属于永久占地。由此,将堆置时间小于二年的弃土场定为临时弃土场,包括设置在弃土场设计范围内或范围外的临时堆置场地;超过二年的为永久弃土场。本规程中无特殊说明时,均指永久弃土场;弃土料运至永久弃土场场区,作为临时堆积而后续须转运的区域称为“临时堆放场”,或称为“转运场”;所谓弃土场的“内部”与“外部”,主要指弃土料运至现场后堆置在场地设计范围区域内、区域外。

2.1.3~2.1.5 堆置台阶、堆置高度、超前堆置宽度见图1。

图1堆置体坡形示意图

B1∼B3 —— 堆置体超前堆置宽度; H1∼H3 —— 堆置体台阶高度;b11、b21、b31 —— 堆置体斜坡宽度;b12、b22、b32 —— 堆置体台阶宽度

图1 堆置体坡形示意图

 

2.1.6 堆置体平台高度变化量包括堆置体自身变形量和原始地基变形量。堆置体平台沉降包括堆置体自身固结变形量和原始场地地基在堆置体重力作用下的压缩变形量。

3 基本规定

3.0.1 本条根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水土保持法》《中华人民共和国职业病防治法》等法律法规的有关规定制定,并强调了弃土场设置的制约因素等。

弃土场工程在形成过程中,实际征地(土地利用规划)与弃土场设置要求可能不完全一致,因此,设置前要在收集本地区的土地利用总体规划、农田水利规划、交通运输规划等基础资料,同时考虑弃土需求和既有弃土场现状,避免弃土场工程建设与上述规划与设施相互影响,并符合安全可靠、节约用地、经济适用和保护环境的基本要求。

3.0.2 本条给出了弃土场建造所需的基本资料。

1 设计目标包括永久还是临时性、关闭后用途或使用方式、绿化与复垦要求等;环境保护条件指地形条件、与沟谷或河道的相对位置、周边地势、汇水范围、须保护对象等。

2 弃土场工程原始场地的地形测绘比例尺不宜小于1:1000,测量范围应覆盖设计提供的弃土场工程占地面积边缘以外(坑洼地边缘)不少于50m,对场区周围的工矿、村庄、河流、道路等应有标示,并根据地形情况选择间距不宜大于50m的控制断面测量;拦挡工程、护坡工程、截排水工程等设置的地形测绘比例尺宜为1:200~1:500,局部地段根据情况可适度放大。

水文气象资料包括场地涉及的河道、沟渠的洪水流量及洪水位、流速等资料。

3 弃土场的安全稳定性不仅与弃土料性质有关,更主要与弃土料堆置前原始场区的工程地质、水文地质条件及环境条件相关,因此原始场地的工程地质、水文地质勘察工作是弃土场工程设计和施工过程中不可缺少的环节。场地勘察技术要求可按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定执行,拦挡工程、边坡工程等构筑物的地质勘察可按现行国家标准《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487和《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的有关规定执行。

当弃土料组成和物理力学参数无法通过取样获取时,可通过对弃土料组成的分析,并参考有关岩土材料的物理力学指标和参数估判获取。(1)与弃土场的稳定性和堆置体状态密切相关的弃土料组成较为复杂,常有耕植土、表土与风化岩混合和开挖岩体块及其块粒混合料等,同时受弃土料挖掘方式影响,粒径一般小于或等于300mm,有时较大甚至达1000mm以上;另外,弃土料性质变化较大且对弃土场的稳定性影响极大,主要体现在物理性质(重度与湿度、粒度级配、松散系数等)、化学性质(软化指标,粒度组成和岩土矿物等),力学性质(内聚力、内摩擦角等);(2)弃土料堆置体常是含有块石、碎屑、砂砾、粉细砂和黏土物质的砾石土综合体,现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的分类主要针对岩土工程地基基础的需要划分,目前关于弃土料等级的划分还处于研究阶段。长江科学院以粗粒土所含细粒土塑性指数的大小对砾石土进行分类和命名,塑性指数 Ip >17 命名为黏性砾石土,相反为砂性砾石土;原黄河委员会对砂卵石按粒径d<2mm颗粒含量的多少进行分类和命名;《粗粒土的工程特性及应用》(郭庆国,2007)将粗粒土中粒径d>5mm的颗粒称为粗料,并根据d>5mm的粗料的含量 ( P5 ) 将粗粒土分为砾石土、砂砾(碎)石和砾(碎)石三类,并将这三类粗粒土再根据d<0.1mm的粒组含量进行细分;现行行业标准《土工试验规程》SL 237基于室内试验对粗粒土也进行了分类和命名,根据级配曲线、P5 以及郭庆国的粗粒土分类,可定名为含巨粒砂砾石土。

5 由于弃土场稳定性影响因数较多,尤其原始场地及其环境条件,因此,评价工作范围宜适当扩大,斜坡地带应扩至一级分水岭,沟域区应包含整个流域。

3.0.3 由于弃土场工程占地面积较大,实际设计过程中应遵循弃土场工程的总体规划与分期建造、分期使用相适应,并满足全部弃土量的规划需要。同时,由于弃土建造周期较长、使用期长,如果一次征用大量土地会造成土地闲置,并会增加初期投资的费用,因此,弃土场工程宜一次规划,分期实施。需要注意的是,由于目前我国土地使用量需求巨大,分期征用可能比较困难,因此,Ⅰ、Ⅱ级弃土场首期征地不宜小于10年弃土料堆置的使用面积,Ⅲ~Ⅴ级弃土场宜一次性征地。

3.0.4 本条提出了弃土场选址确定的基本原则,即应在符合区域建设总体规划的前提下,考虑影响弃土料运输、征地动迁、安全措施、水土保持以及后期的弃土场复垦等因素,应注重经济合理性。

弃土场的选址是弃土场工程最核心的环节,直接关系到设计功能、稳定性等。必须从安全角度、土地利用角度、环境保护角度考虑,是一个综合分析的过程。

3.0.6 本规程中弃土场工程的设计等级划分除按传统的弃土场容量和弃土场弃土料的堆置高度划分以外,加入了设计目标、对环境危害程度等因素。

(1)弃土场分级是一个复杂的过程,需要综合考虑各方面因素,特别是需要考虑周边环境因素及弃土料堆置前自然条件下的灾害发生可能性。国家标准《有色金属矿山排土场设计标准》GB 50421-2018在排土场的设计等级中注明:“开挖物堆置整体稳定性较差,排水不良,具备形成泥石流条件的弃土场,其设计等级可提高一级;弃土场失事将使下游居民区、工矿或交通干线遭受严重灾害者,其设计等级可提高一级。” 本规程编制过程中,经过研讨,结合目前国家对安全要求日趋严格,杜绝设计稳定性差、存在重大危险隐患的新建弃土场工程建设,比较综合地考虑主要控制因素而确定设计等级标准。

(2)弃土场的设置目标应根据区域规划和建设需要确定。建成后的弃土场在稳定安全的前提下,可作为建设用地、绿化用地、市政设施用地等,在设置和设计之前应根据当地规划需要明确设计目标,因其决定着后续工作的深度及其质量控制和安全措施的确定。

(3)关于弃土料堆置高度,由于我国土地资源有限,弃土场占地面积巨大,因此许多工程在满足弃土经济合理的需求下,不断加大弃土场弃土料的堆置高度,为此本规程将I级弃土场的堆置高度设定为150m~200m,当堆置高度大于200m时,应根据环境条件、堆置体稳定性及失事危害程度等进行专项论证,以保障安全性。

(4)坡高增加导致弃土场坡脚应力集中进而底部鼓胀,在坡高大于150m时,失稳概率增高:一是要求基底承载力较高(有时达3MPa);二是自身固结变形过大(沉降约为堆置高度20%,不利于上部弃土作业)。基于弃土场滑坡历史统计分析,对坡脚地基较好的弃土场,发生滑坡影响的距离为坡高的60%~100%,因此,将坡高直接关联规划弃土场等级,并基于弃土场设计等级设定安全准则,体现了安全和经济的兼顾。

1 拦土容量应根据每年弃土量和拦挡结构的工作年限确定,拦泥容量、滞水容量宜根据场地周边物源、场地汇水面积和区域降雨强度等确定;由于弃土、弃泥经常交错或混合混杂,很难清晰划分,实际拦土容量与拦泥容量并非截然分开,确定容量时可一并视为弃土量;拦泥容量、滞水容量可根据场地周边环境条件按泥石流物源一并计算。

2 当弃土料的溶出物具有危险、有害特性时,弃土场的等级应确定为I级,并按照现行国家标准《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》GB 18599进行堆放处置。

3.0.7 本条对弃土场工程设计内容作出规定。

6 弃土场工程的安全防护措施是其安全稳定和弃土工艺实施的保证,主要依据弃土场的堆置状况、场区工程地质和水文地质特征等确定。对于沟谷型弃土场,一般应考虑上游的截排洪工程和下游的堆石坝工程等;软弱地基条件和渗透性差,应考虑清除软弱地基土或采取预加固措施进行处理,同时沟谷中应考虑设置排渗盲沟等;对于自然沟谷中存在泥石流灾害可能性,应首先进行自然沟谷的泥石流灾害防治,然后提出堆置后的泥石流灾害预防措施,包括拦挡、截排水等措施;原始地形坡度较大,应在合理的堆置方式和考虑防排水设施实施的前提下,可在一个封闭的环境下进行弃土料的堆置,并制定有效的灾害预防措施。

3.0.8 本条主要依据现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021制定。目的是为弃土场场址适宜性评价、安全稳定性分析、安全对策措施等提供基础性依据。可依据设计阶段和安全评价需要进行相应的测绘、工程地质、水文地质等勘察工作。

例如,某铁矿地处湿陷性黄土覆盖山区,吸取了弃土场事故教训,为保证弃土过程及弃土场关闭后的稳定性,在弃土场建设中,除不断优化设计(降低弃土阶段弃土料的堆置高度、加大安全平台宽度、减缓边坡最终坡度等)、制定可行的弃土场管理制度、建立监控预警体系外,委托具有工程勘察甲级资质的机构进行了弃土场场地的岩土工程勘察,对弃土场进行了场地及堆置后弃土场稳定性分析评价,对不良地质作用、既有边坡稳定性及形成泥石流可能性等进行了详尽地分析,最终确定选定区域适宜且与地质、水文、环境等相适应的弃土场建设位置;同时,为确保弃土场的稳定,采取了自下而上由外向里分区、分阶段后退式覆盖堆置弃土工艺,并根据工程地质和水文地质的实际情况,在弃土场的主要沟谷内设置排水盲沟形成地下泄水通道,在沟谷征地线内侧修建拦挡坝,在沟谷处弃土场坡趾线内10m~15m范围内设置碾压拦石坝等措施,所有这些都是在特定的地质条件下为弃土场的长期安全稳定所采取的安全措施,也表明选址受多种因素的影响。

3.0.9 弃土场关闭的设计应体现出其永久存在的安全可靠性。

3.0.10 弃土场运营过程的安全性,尤其是基于历史分析和预测滑坡孕育演化机制,进而制定具有普适性的管控措施。因此对弃土场应进行安全性评价,确保整体安全。需要强调,弃土场稳定性分析是为满足设计、状态评价等需求,主要考虑弃土场场地的适宜性和工艺特征,并根据设定的安全标准判定设计能否保证安全需求。弃土场安全性评价主要是对已形成的弃土场检测实际工程特征参数是否符合要求,并基于工程地质测绘及勘察成果、室内外岩土力学试验,对其稳定性判定,确定是否需要进行治理。

弃土场形成是一个动态过程,受运输系统配置、现场实际需求、地震、降雨等外界因素影响,其安全稳定性会出现较大的变化。本规程编制过程中,对典型弃土场失稳或滑坡历史数据统计、分析,调研表明:弃土场涉及安全问题的基本都发生在弃土场形成过程中,对最终状态弃土场,其风险概率较低。根据设计计算分析获得的弃土场整体稳定性符合要求,但使用过程中往往出现较多的破坏或失稳,其主要原因:一是弃土场局部区域存在软弱地基,二是弃土作业强度(单位时间、弃土路线长度和高度范围内的弃土量)过大。弃土场局部区域软弱地基对整体的稳定性并不会有多大影响,但过程稳定性却得不到保证;而弃土作业强度过大则因弃土料自身来不及固结,导致沉降变形过大而发生作业台阶的本体滑坡。因此,弃土场宜定期由相关机构根据实际工程特征、参数和弃土工艺,进行监测与稳定性分析,以保证弃土过程中弃土场的稳定。

1 弃土场作为永久斜坡会影响周边环境及建(构)筑物的安全。因此弃土场关闭应进行专项稳定性论证,并根据稳定性状况提出相应的安全治理措施。

3.0.11 弃土场工程由于施工包含了土石方工程、拦挡工程、边坡工程、截排水工程以及生态工程以及弃土料运送、沟槽开挖与处理、弃土料堆置、截排水设置和边坡防护及绿化复垦以及施工辅助性措施(临时运送道路、施工道路、截排水等)等诸多内容,为便于进行质量检验与评定,可将弃土场划定为一个单位工程,再按工程内容划分为土石方工程、拦挡工程、边坡工程、截排水工程以及生态工程等六个分部工程,每个分部工程则按不同的施工方法、材料、工序及区段长度等划分为若干个分项工程。

4 选址

4.1 一般规定

4.1.1 本条目的是保证安全和保护环境。弃土场用地范围除考虑弃土料堆置实际占用土地面积外,尚应根据弃土场的最终弃土料堆置高度、弃土料性质并结合弃土料堆置坡脚处的自然地形条件,以及弃土料滚动距离占用的土地等因素。目前,对于弃土场征地范围一般按弃土场设计前缘或拦挡结构坡脚外扩50m范围考虑。地形坡度平缓征地面积可适当减小,但须满足滚石防护的要求。

4.2 场区选址

4.2.1 本条对弃土场工程场地选址提出了要求。

1 弃土作业是扬尘较重的过程,从环境保护角度出发,为降低弃土作业期间及平时空气对流等气象因素使弃土场造成的扬尘对工业厂区及工程周边生活区,特别是居民区的影响,要求弃土场根据地形、气象等实际情况与周边相关设施保持一定的防护距离,既是安全防护距离的考虑,也是卫生防护距离的需要。

3 由于弃土场场区原始场地工程地质、水文地质等自然条件勘察工作不足,加之弃土作业管理和相应的防范措施不到位而导致的弃土场失稳事件时有发生,给工程建设安全和环境保护带来严重的影响。

(1)软弱土、淤泥层、不稳定体、发育复杂地下水系、汇水面积、不良工程地质和水文地质条件是影响弃土场稳定的重要因素之一,弃土场原始场地土体或岩层的承载力亦是决定弃土场高度和稳定的控制条件,会增大因对其采取处理地基、坡脚防护设施的工程费用。

(2)根据国内部分弃土场调查:降雨量大、雨量集中的地区,上游有一定范围的汇水面积、排水条件不良的弃土场,因土岩混排,又处于地形陡峻沟谷之中,沟床纵坡很大,遇水崩解的岩土形成大量泥沙流失,常导致弃土场整体失去稳定,形成泥石流。

4.2.2 本条对适宜作为弃土场场址的场地条件作出了规定。

1 弃土场尽可能靠近挖方区域,其主要目的就是缩短弃土料运距,降低弃土料运输成本。另外,开挖和弃土料堆置所致的扬尘、噪声等污染源相对集中,因此,可减小安全和卫生防护地带的设置区域。

2 山区、丘陵区弃土场宜选择在工程地质和水文地质条件相对简单,地形相对平缓的沟谷、凹地、坡台地、平滩地等地段;平原区弃土应优先弃于洼地、取土(采砂)坑,以及裸地、空闲地、平摊地等地段。考虑弃土场空间效应,国内外大量调查统计资料表明,当弃土场基底地面自然坡小于24°,弃土场不会发生沿界面的整体下滑,其稳定性良好。我国铁(公)路路基设计时,通常把地面横坡限制在1:2.5以上,坡度大体上也是在20°~24°,这说明以地面坡度不超过24°作为评判土工构筑物是否可能发生整体下滑的界限符合设计现状。弃土料的自然安息角范围一般为30°~38°,当地面坡度大于24°时,极易发生整体沿接触面滑坡;当地面坡度再陡甚至大于45°时,除在坡脚处具有逆向地形形成天然稳定基础外,将难以保持弃土场整体稳定。

3 弃土过程产生粉尘较多,因此不应选在居民区和工业厂区常年主导风向的上风侧,以减少尘土污染;同时不应设在生活水源的上游,避免弃土场产生的废水、粉尘等污染生活水源。

4.3 拦挡结构选址

4.3.1 拦挡结构是为存放弃土料和其他废弃物而专门修建的构筑物,主要包括拦土坝(堤)、拦土墙、阻滑和抗滑结构物。拦挡结构位置和轴线选定后,各种设施的布置基本上可以确定,其位置需考虑工程地质与水文地质条件,设施易于布置,轴线较短的地形条件,滑体、泥石流等不良地质影响,建造材料储量和运取难易程度和场地施工部署,防护设置等综合布置条件进行具体优化。

4.3.2 弃土场一旦形成即可能成为一种特殊的人工堆积永久性地物,但新堆置的弃料松散,处于沉降变形持续期,稳定性较差,会成为工程建设、区域环境中的一个潜在的危害隐患。因此,最小安全防护距离是为人民生命财产和生产、生活及公共设施不受侵害,保证正常生产秩序不受侵扰而设置的保障范围。需考虑的因素:①弃土场原始场地及安全防护地带的工程地质、水文地质条件;②弃土场原始场地及安全防护地带的自然地面坡度、植被及汇水面积情况;③降雨、风频、风向等气象条件;④堆置岩土混合料的性质、粒径组成;⑤运输方式、堆置台阶高度、台阶宽度及边坡坡度;⑥被保护设施的性质等。

5 测量与勘察

5.1 一般规定

5.1.1 工程测量主要包括平面控制测量、高程控制测量、施工控制网测量、地形测量、施工断面测量、施工放线、边坡坡形量测和竣工图量测等工作内容。

5 测量控制点应设置在土质密实,便于施测,施工时不易被破坏、扰动的地段,出现暴雨、长期降水、洪水、冰雪、冻融、地震、碰撞、外界的振动等,可能对控制点产生扰动,导致控制点变形、移位等,影响测量成果准确性的状况,一般情况下宜每月复测一次。

5.1.2 从总体上讲,任何工程建设的工程勘察阶段均包括选址(可建性或可行性)、初步勘察、详细勘察、专项勘察、施工勘察,只不过根据工程类型、类别及构成、对勘察阶段要求有所侧重,或合并归一或分项强调。弃土场工程勘察包括选址勘察、场地勘察、拦挡结构地基勘察、专项勘察(水文地质勘察、边坡勘察、状态评价勘察等)。

5.1.3 专项勘察主要针对特定的问题、特殊目的和要求进行的勘探、测试和试验,获取对特定对象评价和预测所需要的参数。

5.2 工程测量

5.2.1 控制测量应满足工程建设的定位要求,精度应满足场地建设不同阶段的测量要求,高程宜采用1985国家高程基准,控制网内复核精度应达到相应水准测量等级的要求;初步设计阶段测量应建立适用于场地建设、设计阶段的永久性首级控制网;施工图设计阶段高程控制测量应以四等水准网作为首级高程控制网,并应布设满足精度要求的加密网。

5.2.3 本条对设计和建造各阶段的地形图和断面图测量作出了规定。

1 地形图是弃土场工程设计的基础资料。1:500~1:2000主要用于满足弃土场工艺设计(含运输系统设计)的前期要求;在后期,弃土场的相关安全措施设计需要大比例地形图等。

2 地形图或断面图测量等高距测点精度宜符合表1的要求。

表1 地形图或断面测量等高距测点精度要求(mm)
断面类别 点位限差
平面 高程
原始、竣工验收地形或断面 ±10 ±10
土石方工程竣工地形、断面 ±5 ±5
附属物竣工地形、断面 ±5 ±5

5.2.4 测量放样点位限差应符合表2的要求。

表2 测量放样点位限差(mm)
轮廓放样点位 点位限差
平面 高程
附属物轮廓点 ±100 ±100
土、砂、石覆盖面开挖轮廓点 ±150 ±150

5.2.5 施工测量包括施工区原始地形图或断面图测量、放样测站点的测设、土石方开挖平面、堆置地基及坡脚轮廓点放样、竣工地形图及断面图测量、工程量计算和验收测量等内容。

3 量测成果包括测量记录、放样数据和测量通知单、测量放样交样单或测量检查表,并应将地形图、断面图、工程量计算表及外业数据资料整理保存。

5.3 工程勘察

5.3.2 本条说明了弃土场应进行的勘察工作。弃土场工程勘察采用钻探和槽探为主,地质踏勘及地质测绘为辅,结合室内试验和原位测试等手段,完成包括弃土场地基工程地质及水文地质调查、原始地形、现状地形、关键代表性地质剖面、弃土场土料及地基的物理力学性质试验等内容。工程地质及水文地质勘察内容主要包括:①自然地理环境;②气象与水文;③地形地貌;④区域地质环境、水文地质条件、地震活动特征;⑤场地地基土及弃土料特征;⑥弃土料粒度分布规律;⑦岩土物理力学性质试验分析或参数建议;⑧弃土场区滑坡、泥石流的可能性评价。

弃土场的勘察工作应针对确定的弃土场区进行,勘察深度应满足弃土场稳定性计算分析的要求。弃土场工程地质条件简单的区域可简化勘察要求,地形条件复杂、勘察工作难以实施的地区可有针对性地进行相关勘察工作。

5.3.5 本条对弃土场水文地质专项勘察提出了要求。

2 遇地下水时应量测水位;稳定水位应在初见水位后稳定一定时间再量测。

5.3.9 勘察评价应依据地质测绘、勘探和取样、原位测试、室内试验、工程物探和现场试验等结果,结合工程特点及要求进行。

3 稳定性分析包括渗流稳定性分析、静力稳定性分析,地震动峰值加速度不小于0.10g的地区应进行动力稳定性分析和液化稳定性分析。

5.4 安全评价勘察

5.4.1 安全评价勘察方法应以钻探、原位测试为主,掌握排土料分层性质、地基岩土性质和地基地形。弃土料物理力学性质可采用工程类比方法确定。类比法主要根据物料岩性相似性、破碎方式(爆破堆料、二次破碎)相似性确定其颗粒级配,以及弃土方式(单台阶式、多台阶覆盖式、多台阶压坡脚式等)。

安全评价勘察应充分利用既有资料,如勘察和设计文件、施工资料,弃土料性质和颗粒组成、运输方式、堆积方式、堆积上升速度、最终堆积高度、坡形和变化情况或运行情况,拦挡结构形式,截排水设施的设置及其运行情况,堆置体浸润线、渗透水量及堆置体、拦挡结构等有关监测成果。

堆置区存在地下水出逸点、流土、管涌、湿地等时,应查明分布情况和分析成因、发展趋势及其对稳定性的影响,并提出相应的工程治理措施建议。

5.4.4 室内试验项目应包括:砂性弃土料颗粒级配、比重、天然含水量、天然密度、相对密度、抗剪强度指标、垂直和水平渗透系数、临界水力梯度等;黏性弃土料的颗粒级配、液限、塑限、重度、天然含水量、天然密度、抗剪强度指标、垂直和水平渗透系数、临界水力梯度等;对于浸润线以下的堆置体应进行饱和状态抗剪强度试验。

6 拦挡工程

6.1 一般规定

6.1.1 拦挡工程结构型式包括土工合成材料加筋体、拦挡墙、拦挡坝(堤)、阻滑键、抗滑桩等,可参考表3选用。

表3 弃土场拦挡工程结构选型
弃土场类型拦挡工程结构类型
沟渠型拦挡墙、拦挡坝(堤)、阻滑键、抗滑桩
坡底型拦挡墙
临河型拦挡坝(堤)
平地型拦挡墙
库区型拦挡坝(堤)、拦挡墙

沟渠是指介于两个自然山梁之间的凹地,按沟渠的大小和发育形态可分为四种主要类型:细沟、切沟、冲沟、坳沟(干谷)。沟渠型弃土场是最常见的形式,弃土场堆置高度大于120m时,在强降雨条件下,极易产生泥石流和滑坡灾害,因此出于对下游设施的保护要求,必须在弃土场底部(坡脚)设置拦挡结构来提高弃土场稳定性和降低泥石流灾害的风险。拦挡结构的高度应取弃土场最下部堆置台阶高度的1/8~1/6,且不得小于10m;自然坡度大于12°的沟谷区(地形坡度大于12°沟谷属于复杂场地),拦挡结构的高度应取上限值。对于堆置高度小于120m的弃土场,可根据下游设施的安全要求等级、地形条件、地基条件按本条要求执行,其拦挡结构高度应通过稳定性计算分析后确定。

6.1.4 正常运行工况:弃土场在正常条件下最终弃土堆置状态时,堆置体无渗流或稳定渗流(堆置体内存在稳定的地下水流或堆置体临水面水位较稳定,变幅较小);非正常运行工况:弃土场在正常工况下遭遇七度以上(含七度)地震。

6.2 布置与选型

6.2.2 本条对拦挡结构选型作出了规定。

2 弃土料以黏性土为主宜选用重力式挡土墙,以粗颗粒料为主时宜采用桩板式挡土墙。

6.2.3 拦挡结构高度应考虑弃土料组成、自然沟谷平面形态等综合选定;所在位置的地质条件越好,高度设置限制越小,但同时也需考虑拦挡结构前保护对象的重要性,工程越重要,高度设置越需要慎重;虽拦挡结构越高,容量越大,但使用的风险和工程造价也越高,没有特殊要求或未进行专项论证时,不宜超过60m;地震烈度越高、堆置量越大、对象越重要时,更需控制结构高度。

6.2.4 拦挡结构背坡直接承受弃土料压力和堆置时粗颗粒料的冲击荷载;胸坡承受弃土料在雨期形成的“泥石流”通过结构顶部溢出后产生的冲刷荷载和磨蚀作用。为提高结构的稳定性,背坡的坡率较大;为有效减小“泥石流”的冲刷、磨损,胸坡的坡率较小。

6.2.5 为有效防止“泥石流”通过结构顶部对基础产生过大冲击,造成拦挡结构前部基底被淘蚀或冲刷,通常在拦挡结构的胸坡在地面以下部分设置襟边或护坦,即类似于挡墙的襟边设置,可有效提高拦挡结构基础的稳定性。

6.2.6 本条对拦挡结构的基础型式、埋深、宽度等的确定作出了规定。

1 拦挡结构基础型式选定(图2):①平底式基底施工方便、简单,在大多数的地层中均可使用;凸榫式和马鞍式施工难度相对较大,对地层的要求较高,需根据具体工程条件进行选用;基础较宽时多采用机械开挖时,多采用平底式基底,而较少采用基底形式相对复杂的凸榫式和马鞍式;②沟渠内地质条件较好,基槽开挖时边坡稳定性较好而地基承载力较高时,可优先选用马鞍式;③沟渠内地质条件较差,基槽开挖时边坡稳定性较低且地基承载力较低需进行处治时,优先选用平底式。

图2拦挡结构(非填筑型)基底形式

图2 拦挡结构(非填筑型)基底形式

6.3 设计

6.3.4 本条对拦挡坝设计作出了规定。

1 成坝方式可分为一次成坝或多次成坝。

6.3.6 拦挡墙包括重力式、半重力式、衡重式、悬臂式或扶壁式等,可结合弃土料堆置形式、地形、地质与水文条件、弃土料组成及性质等因素选用。

6.4 施工

6.4.2 本条对拦挡结构基槽开挖施工作出了规定。

3 预留保护层,应在开始填筑、砌筑前清除,冻期应在解冻后处理;当黏性土料的天然含水率大于施工期含水率的上限值时,应采取降低其含水率的措施;小于施工期含水率的下限值时,应进行加水处理。

6.4.3 本条对拦挡结构使用材料作出了规定。

3 填筑料用量与设计填筑量之比,土料宜为2.0~2.5,砂(砾)石料宜为2.0~2.5,石料宜为1.2~1.5;砂(砾)石滤料应根据筛获取有效方量确定,不宜小于3.0。

6.4.4 本条对填筑式拦挡结构施工作出了规定。

1)砂砾料不应在堆置断面内的斜坡上卸料,必须从斜坡上卸料时应采取分区卸料、逐层清基等措施;

2)加水应在压实前进行,并应边均匀加水边碾压,石料碾压后适当洒水。

6.4.6 本条对浇筑式拦挡结构施工作出了规定。

1 仓面设计内容包括仓层编码、结构形状、埋件位置、分区及工程量、入仓方式、浇筑程序、施工工艺、温控措施、资源配置等;浇筑应结合混凝土浇筑工艺,选用体积小、功率大的振捣机、平仓机等设备,平仓机械无法到达的区域,可采用辅助方式入仓、平仓;

5 浇筑按设计要求进行骨料温度、混凝土出机口温度、入仓温度、浇筑温度、坝体内部温度及降温速率等全过程监测。

6.5 检验

6.5.1 本条对填筑式拦挡结构施工质量的检验作出了规定。

4 黏性填筑料现场密度检测宜采用环刀法、表面型核子水分密度计法,含水率检测宜采用烘干法,可用核子水分密度计法、酒精燃烧法、红外线烘干法;砂砾填筑料现场密度检测宜采用灌砂(灌水)法,含水率检测宜采用烘干法或烤干法;滤料、过渡料及砂(砾)石料现场密度检测宜采用灌水法或辅以表面波压实密度仪法。试坑直径不小于最大粒径的3倍,深度应为碾压层厚度,含水率检测宜采用烘干法或烤干法;填筑料现场密度检测宜采用灌水法并可辅以表面波法、测沉降法等快速方法,堆石料含水率检测宜采用烤干和风干联合法;黏性土和砾质土混合料的压实度检测宜用三点击实法。

7 弃土工程

7.1 一般规定

7.1.1 弃土计划应根据逐年开挖量、弃土方式、运送能力、弃土场设计容量、弃土料堆置顺序等编制。弃土方式一般与开运系统相关联,大多采用联合弃土方式。目前出于安全方面的考虑,不推荐汽车直排,而推荐汽车-推土机联合弃土;铁路工程弃土场一般推荐铁路-装载挖掘机弃土,胶带运输等联合弃土方式,可根据开挖方式、运输方式、土石料性状、运输量和运输距离、填筑及碾压工艺,并结合弃土场地形、地层条件等因素比较后确定;装土运送设备的选型、配套应与运输能力和开挖弃土量相适应,装运能力应大于单日最大弃土能力,运送能力应大于装土能力。

7.2 弃土计划

7.2.1 弃土工艺要素应包括弃土场最终堆置标高、台阶高度、台阶坡面角、平台宽度、总体坡率、容积。弃土场设计中,应着重考虑土石运输合理流向,尽量减小特别是前期的土石运输距离,做到高土高排、低土低排,以求得最佳的经济效益。

4 逐年弃土计划表要反映出各年度不同弃土方式的运输量以及运至弃土场某一弃土料堆置台阶的弃土量。逐年弃土计划表可参照表4编制。

年末状态图应包括道路系统、防排洪系统等。一般条件下为满足定期的弃土场稳定性检测分析,可附有规定年份的状态图。

对于Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级弃土场,应编制前5年年末状态图,这是为了前期弃土场的堆排和相应的安全对策措施满足安全生产的要求。对于Ⅳ、Ⅴ级弃土场,可根据条件和堆置状态附有相应的年末状态图。后期关键年份和状态,如变换台阶弃土、弃土方式发生变化、覆盖式弃土场台阶弃土结束等,也应附有状态图。

表4 逐年弃土计划表
年度 岩石量(万t/万m³) 1 号弃土场岩石量(万t/万m³) 表土堆场(万t/万m³) 暂不利用石料堆场(万t/万m³) 小计
汽车弃土 胶带弃土
标高1 标高2 标高1 标高2 标高1 标高2 标高1 标高2
1
2
3

注:本表可根据设计实际情况进行调整。

弃土场最终状态图包括台阶组成、运输道路等要素,以及截排水工程、拦挡工程等设施。弃土场填筑终了及填筑阶段终了的平面图中需标示弃土场容积、弃土标高、开拓系统线路布置。

7.2.2 弃土料运送车辆不得人料混载,不应超载、超高、超宽运输。

7.2.4 本条规定了铁路-装载挖掘机运送路线的设置。铁路运输的弃土线路会随着弃土料堆置宽度的增加停产移设,日常工作时线路需要进行垫道、换轨枕、维修等作业。

为保证弃土作业正常,要求有一定数量的备用线。根据一些矿山弃土场形成的实际经验,备用线数量取生产线数量的20%为宜;当弃土场为两处以上时,20%备用线难以分散布置,因此,规定每处弃土场最少应有一条备用弃土线路。

1 弃土线路长度可按表5选取,并不小于5倍堆置高度。

表5 弃土线路长度(m)
弃土装卸设备 条件 标准 窄轨
装载挖掘机 一般 5-6 -
困难 3 -
推土机 一般 - 4-5
困难 - 3
装机 一般 2-3 -
困难 1-2 -

3 卸载平台边缘应有固定或移动的挡车设施,其高度不应小于轮胎直径的1/2;推土机推送弃土料的距离宜为10m~25m,推送方向以直线推送为宜,一般推导的偏角宜为20°以内。

7.2.5 本条对胶带机-弃土机选择和运送线路确定作出了规定。

1 弃土线路长度宜取1000m~2000m,避免过于频繁的移设。

7.3 堆置设计

7.3.1 弃土料堆置设计要素包括容量、堆置总高度与台阶高度、平台宽度和综合坡度等。

7.3.2 本条对弃土料堆置方式设计作出了规定。

4 多台阶堆置的堆置体总体边坡坡角应满足弃土料堆置体整体稳定性要求。

6 堆置体应控制单个作业面的稳定性,并应增大弃土线路长度或交替弃土。

8 由于弃土方式和地形限制,实际的弃土过程往往是曲线推进。在追求最大容量时,其坡面以平面凸形体现;在弃土速度过快时,垂直面往往突破常规的平直坡面而在中上部突凸。其结果是导致平台沉降过快的局部坍塌随时发生。如峨口铁矿1816m 弃土料堆置台阶滑塌,其关键原因除了空间凸形的分散作用,还与作业面狭小(弃土线路长度过短)导致弃土速度(强度)过快相关。因排弃强度过大造成平台沉降过大或直线形土场局部坍塌,控制弃土线路的推进速度(单位时间、单位弃土线路长度的废石流量)则是保证弃土料堆置平台作业安全的关键。

7.3.4 本条对弃土料堆置设计作出了规定。

2 横断面设计主要是确定垂直于设计基线方向各断面设计情况,纵断面设计主要是确定沿线方向各里程点高程。

3 松散系数参考了《有色冶金企业总图运输设计参考资料》(冶金工业出版社,1981)中的相关数据,按初始松散系数除以沉降系数,并结合工程施工中的相关数据确定。岩土体初始松散系数见表6,弃土料沉降系数参考值见表7。

表6 岩土体初始松散系数
种类砂质黏土黏土带夹石黏土最大边长度小于30cm的岩块最大边长度小于30cm 的岩块
初始松散系数1.1-1.21.2-1.31.24-1.31.35-1.451.4-1.61.45-1.75
表7 弃土料沉降系数参考值
岩土类别沉降系数岩土类别沉降系数
砂质岩土0.07-0.09砂黏土0.24-0.28
砂质黏土0.11-0.15泥夹石0.21-0.25
黏土0.13-0.19亚黏土0.18-0.21
黏土夹石0.16-0.19砂和砾石0.09-0.13
小粒径岩石0.17-0.18软岩0.10-0.12
大块度岩石0.10-0.12硬岩0.05-0.07

4 无试验资料或缺乏经验时,可按表8、表9选用。

表8 粗粒土料及混合料分层厚度、施工参数及地基夯实指标
分层厚度(m) 强夯施工参数 地基土夯实指标
夯点形式 单击夯击能(kN·m) 夯点间距(m) 夯点布置 单点夯击数 最后两击平均夯沉量(mm)
4.0 点夯 3000 4.0 正方形 12-14 ≤50 ρd≥2.0t/m³
满夯 1000 锤印搭接 锤印搭接 3-5
5.0 点夯 4000 4.5 正方形 10-12 ≤100
满夯 1500 锤印搭接 锤印搭接 3-5
6.0 点夯 6000 5.0 正方形 10-12 ≤150
满夯 2000 锤印搭接 锤印搭接 3-5

注:分层强夯时,上层点夯位置应布置在下层四个夯点中间位置。

 

表9 土夹石料或细粒土料分层厚度、施工参数及地基压实指标
分层厚度(m) 遍数 行驶速度(km/h) 地基土压实指标
冲击压实 振动碾压 冲击压实 振动碾压 冲击压实 振动碾压 粗粒土料 细粒土料
0.4-0.6 0.3-0.4 8-10 6-8 6-8 1.5-2.0 ρd ≥ 2.0 t/m³ λ ≥ 0.97
0.6-0.8 0.4-0.6 10-15 8-10 6-8 1.5-2.0
0.8-1.0 - 15-20 - 6-8 -
1.0-1.2 - 20-25 - 6-8 -

5 影响弃土场堆置高度和各台阶高度的因素较多,其中场地原地表坡度和地基承载力为主要因素。干旱、半干旱地区,台阶高度取大值;湿润、半湿润地区,台阶高度取小值;多台阶弃土,控制第一台阶高度不超过30m,场地原地面坡度平缓,弃土料为坚硬岩石或利用狭窄山沟、谷地、坑塘的堆置工程,可不受表7.3.4-4的限制。

7.3.5 弃土场各台阶的终了安全平台宽度首先应满足弃土场整体安全要求,其次应考虑后期弃土场复垦时满足小型卡车的通行要求。弃土场通常为多台阶弃土料堆置,在弃土料堆置过程中,为保证作业安全,下部弃土料堆置台阶应有足够的超前宽度,其超前工作平台宽度与弃土方式、弃土设备及弃土料堆置台阶高度有关,一般弃土料堆置平台宽度(B)可按图3及式(1)或式(2)计算。

图3弃土场工作平台宽度

图3 弃土场工作平台宽度

采用铁路运输时: B=A+C+D+F (式1)

采用汽车运输时: B=C+2(R+L)+F (式2)

式中:A —— 上台阶坡底至运输线距离(m);

C —— 超前堆置宽度(m);

D —— 线间距离(m);

F —— 外侧道路中心线至台阶坡顶最小距离(m);

R —— 汽车转弯半径(m);

L —— 汽车长度(m)。

7.3.6 本条对弃土料堆置体综合坡度作出了规定。

3 弃土料的堆置自然休止角与含水量有一定关系,含水量大,自然休止角小。表10提供了弃土料堆置自然休止角的参考数据。自然休止角或休止角为散料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度(单边对地面的角度),而不是设计所要求的稳定角度,设计边坡角度不大于自然休止角除以安全系数,并考虑使用期顶部可能荷载、水浸等因素可能对自然休止角的影响。

表10 弃土料堆置自然休止角
弃土料类别 自然休止角(°) 堆置坡比
岩石 硬质岩石 花岗岩 35-40 1:1.85-1:1.60
玄武岩 35-40 1:1.85-1:1.60
致密石灰岩 32-36 1:2.10-1:1.85
较硬~软质岩石 页岩(片岩) 29-43 1:2.35-1:1.45
砂岩(块石、碎石、角砾) 26-40 1:2.70-1:1.60
砂岩(砾石、碎石) 27-39 1:2.55-1:1.70
碎石土 砂质片岩(角砾、碎石)与砂黏土 25-42 1:2.80-1:1.65
片岩(角砾、碎石)与砂黏土 36-43 1:1.80-1:1.65
砾石土 27-37 1:2.55-1:2.00
黏土 松散的、软的黏土及砂质黏土 20-40 1:3.60-1:1.80
中等密实的黏土及砂质黏土 25-40 1:2.80-1:1.80
密实的黏土及砂质黏土 25-45 1:2.80-1:1.50
特别密实的黏土 25-45 1:2.80-1:1.50
亚黏土 25-50 1:2.80-1:1.30
黏土 15-50 1:4.85-1:1.30
砂土 细砂加泥 20-40 1:3.60-1:1.80
松散细砂 22-37 1:3.20-1:2.00
密实细砂 25-45 1:2.80-1:1.50
松散中砂 25-37 1:2.80-1:2.00
密实中砂 27-45 1:2.55-1:1.50
人工土 种植土 25-40 1:2.80-1:1.80
密实的种植土 30-45 1:2.30-1:1.50

7.3.10 弃土料堆置体稳定性包括堆置体稳定性和台阶稳定性,应根据弃土场级别、地形、地质条件,并结合弃土料堆置形式、堆置高度、弃土料组成及其理力学参数等因素选择有代表性的断面进行计算。

7.3.11 弃土场工程整体稳定,不具有产生泥石流的条件,不可能发生整体失稳情况下,其最终坡底线与保护对象间的安全距离是指无拦挡结构时的安全防护距离。安全防护距离计算应以弃土场工程坡脚线为起始界线,涉及铁路、公路等建(构)筑物时由其边缘算起,航道由设计水位线岸边算起,工矿区由其边缘或围墙算起。安全防护距离确定应考虑原始地形地貌、工程地质条件、气象条件,弃土料的物理力学性质、弃土方式、弃土工艺、堆置高度、边坡坡度和整体稳定性,保护对象的性质及与弃土场的相对高差、保护要求及既有防护工程措施性状。

弃土场工程应保证弃土料堆置时不致因滚石、滑坡、塌方等威胁采矿场、工业场地(厂区)、居民点、铁路、道路、输电网线和通讯干线、耕种区、水域、隧道涵洞、旅游景区、固定标志及建筑物的安全,其安全距离在设计中应有规定。表7.3.11参照了现行行业标准《钢铁企业总图运输设计规范》YBJ52及露天矿山弃土场设计的相关规定,表中的安全距离考虑了边坡局部失稳所引起的变形和大块滚石的滚动距离。矿山铁路干线的重要性比国家交通干线小,可适当减小其安全防护距离。人口相当于城市居住组团级(1000人-3000人、300户-700户)的居住区、村镇及工业场地等,因有大量人群从事经常性生产及生活,安全防护距离应适当加大。

7.4 堆置施工

7.4.1-7.4.3 施工准备工作包括弃土场周边环境调查、岩土工程勘察报告复核、设计文件会审和施工组织设计、审批及施工条件准备复查等。

(1)周边环境调查,核查场区道路、周边地质与水文、地形等情况;核实周边汇水面积超过 1k㎡ 或下游 1k㎡ 范围以内敏感点、保护对象、植被等情况;核实弃土料堆置场地与弃土料运送线路相对位置及距离。

(2)复核设计文件和施工图纸。包括合规性、设计参数合理性、表土开挖措施、工程防护措施和植物措施的适宜性。

(3)施工组织设计编制包括:开挖区域、开挖厚度、运输、储存、保护和回覆等主要内容;明确场地接纳的弃土量、运送设备、总体工期、过程控制、场地道路、安全措施、人员配置及应急措施等要求;确定拦挡、弃土、防护、复绿、复垦等工程的分阶段开工、竣工及移交日期计划;清表区包括征地范围内的耕地、园地、林地、滩地、草地等;确定每个单元的表土开挖厚度,记录用地类型。

(4)掌握设计文件、施工条件、地形、工程地质及水文地质等资料,试验性堆置施工、分期施工或改(扩)建工程应具有已有堆置现状及使用情况等资料,并了解地方经验。

7.4.6 本条对装土、运送和卸土等作业作出了规定。

(1)汽车运输作业:弃土料堆置平台必须平整且向坡顶线方向宜有3%~5%反坡,弃土线路应整体均衡推进;卸载平台边缘应设置安全车挡,其高度不小于轮胎直径的1/2,同一地段卸车和推土同时作业时必须保持足够的安全距离;推土时在堆置区边缘严禁推土机沿平行坡顶线方向推土;因雾、粉尘、照明等视距小于30m或遇暴雨、大雪、大风等时应停止作业;

(2)铁路运输作业:路基面应向弃土区内侧形成反坡;线路曲线半径不小于表11规定;线路尽头的一个车厢长度内应有2.5‰~5‰的上升坡度;卸车线轨顶外侧至台阶坡顶线的距离不小于表12的规定;在卸载线路端部必须设置车挡,并应有完好的挡拦指示和灯光示警;卸车顺序应从尾部向机车方向依次进行,严禁运行中卸土;卸车完毕必须在指挥人员发出出车信号后,列车方可驶出弃土线路。

表11 平曲线半径(m)
卸车方向 准轨铁路 窄轨铁路
机车车辆固定轴距≤2.0m 固定轴距2.0-3.0m,轨距762mm,900mm
轨距600mm 轨距762mm,900mm
向曲线外侧 150 30 60 80
向曲线内侧 200 50 80 100

 

表12 轨顶外侧至台阶坡顶线的距离(m)
准轨 窄轨
路基稳固 路基不稳 轨距900mm,采用 24kg/m 钢轨时 轨距762mm,采用 18kg/m 钢轨时 轨距600mm,采用 15kg/m 钢轨时
0.62 0.92 0.45 0.43 0.37

(3)挖掘机作业:坡面角不得大于60°,严禁超挖;挖掘机至站立台阶坡顶线的安全距离,台阶高度10m以下时不小于6m,台阶高度10m~15m时不小于8m,台阶高度15m~20m时不小于11m;台阶高度超过20m时应制定安全措施。

1 装土前应检查开挖面的稳定情况,清除危石,发现有松动或塌方征兆时应先处理后装土;装土机械操作时,其回转范围内不得有人通过;机械装土作业不得损坏已有的防护设施;卸土作业应根据弃土料堆置时的地形条件、土石料利用情况、车辆类型等布置路线;宜采用自动卸土,并应有专人指挥。

2 运送作业宜铺设路面平整度、纵坡、平坡和宽度等指标应满足装土车辆运行要求的临时路面,最大纵坡应根据运输车辆性能和工作条件确定。

7.5 检验

7.5.2 弃土料堆置体密实度采用动力触探和标准贯入法检验堆置体密实状态或承载及变形性状时,应结合场地的实际条件与其他方法对比验证。

8 截排水工程

8.1 一般规定

8.1.1 弃土场建造人为改变了所在场区的原有排水系统,弃土料堆置于山坡间形成积水洼地,坡脚长期被浸泡,使堆场下沉,边坡坍塌,严重时将引发泥石流等危害。为整治水害,治水设施主要是阻挡地表水进入弃土场。南方地区雨量充沛,一次性降雨量较大,降雨频繁,并且山高坡陡容易形成山洪灾害,因此坡面截排水工程以排为主;北方地区雨水稀少,水资源宝贵,坡面截排水工程以蓄为主。对不能利用的过多降水,应通过排水设施安全排放。

2 截排水工程不是一个独立的工程,需与梯田、道路、沉沙蓄水工程等联合布置形成完整的系统,以发挥最大作用,并应根据区域地形条件,因地制宜、安全、高效地布设。

3 完整的“截排体系”是指不论采用何种截排水方式[包括土场外围的截洪沟,弃土场堆置体底部的渗水体或排洪涵(管),场外的新河道、防洪隧洞或防洪堤坝等],场地所有部位的雨水均有去向,场区各排水构筑物(沟、涵、渗孔等)的综合能力与场地接受雨水量相匹配,且处于可随时工作状态。

8.1.4 弃土场防洪设施的设计洪水标准应综合弃土场的汇水面积、地形条件、汇积量以及弃土场下方有无直接受威胁的居民区或其他设施等因素确定。

弃土场防洪设施的设计洪水标准参照国家标准《防洪标准》GB 50201-2014,《防洪标准》GB 50201-2014第5章规定,对涉及冶金、石油、化工、建材、机械、纺织、医药等企业,应根据规模分为四个等级,各等级的防洪标准按表13的规定确定。

表13 工矿企业的防护等级和防洪标准
防护等级工矿企业规模防洪标准[重现期(年)]
特大型200-100
大型100-50
中型50-20
小型20-10

注:各类工矿企业规模按国家现行有关标准的规定划分。

8.1.5 由于国内南北区域自然条件差异较大,会造成各地截排水工程功能要求不同,可根据所处空间、疏排要求、主要功能等进行措施分类。

8.2 布设

8.2.1 鉴于弃土场设计中原沟渠水路与弃土场截排水设置发生交叉的现象普遍存在,本条提出了沿山坡加设防洪渠或在弃土场底部修筑暗涵等人工构筑物的工程措施。当上游洪水较大时,应加修挡土坝,所拦截的洪水通过涵渠或防洪隧道引出弃土场外。

8.2.3 地下排水鼠洞多用于东北黑土区,是由拖拉机牵动的鼠道犁在田面下土层中挤压或振击而成的排水孔道。鼠道犁为弹头状成孔器,构造及作业如图4所示。

图4鼠道犁构造及作业示意图

图4 鼠道犁构造及作业示意图

鼠洞深度和间距的经验参数可按表14选取。

表14 不同土质的鼠洞深度和间距经验参数表
土壤质地 洞深(m) 洞距(m) 土壤质地 洞深(m) 洞距(m)
黏土 0.35-0.5 1.0-2.0 黏壤土 0.35-0.5 1.0-2.2
0.5-0.7 1.5-2.8 0.5-0.7 1.5-3.0
0.7-1.0 2.0-4.0 0.7-1.0 2.0-4.5

8.3 地下疏排水设计

8.3.1 地下疏排水工程指地表水通过波纹管(花管)、鼠洞和涵洞由地下排出的排水系统。主要采用暗管+鼠洞、涵洞的形式,再配合地上排水工程(如排水明沟等)联合布置形成排水体系。组合方式有鼠洞+明沟、鼠洞+暗管、涵洞+明沟和暗管、涵洞+明沟四种类型。

暗管接纳通过地下渗流所汇集的土壤多余水分,并将其排出。土壤中的多余水分可以从暗管接头处或管壁滤水微孔渗入管内排走。

8.4 地表截排水设计

8.4.1 坡面坡度不大时,截水沟采用梯形断面水力指标较优,但若坡度太大,采用梯形断面则边坡开挖较大,采用矩形断面可减小开挖量。

8.4.3 排水型截排水设施采用排水型截水沟+排水沟+蓄水池的形式布置。排水型截水沟区别于蓄水型截水沟的最大之处是与等值线之间有一定比降。排水型截水沟不能蓄水,因此排水型截排水设施的蓄水功能基本靠配套的小型蓄水工程完成;蓄水型截排水设置采用蓄水型截水沟+排水沟+蓄水池的形式布设。截水沟沿等值线水平布设,截取坡面径流的同时还能蓄积雨水,截水沟蓄满后,不能容纳的地表径流通过排水沟排出。汇水坡面坡长过大时,可使用多级截水沟截短坡长。

9 边坡工程

9.1 一般规定

9.1.1 本规程中将边坡的支护和防护分为两类措施,实际工程中采用的支护措施多种多样,支护结构型式与防护措施密切关联且共同维持边坡的稳定。不同的措施所解决的问题有所不同。针对边坡实际存在的问题,合理选择相应的措施,并使之形成有机的完整体系,有助于充分发挥不同措施的作用。

9.1.3 相对于场区采取的各种其他设施,场外边坡存在的问题很难全面把控,因此根据施工期取得的地质资料和安全监测反馈的信息,完善和修正设计,即“动态设计”,更符合边坡的实际情况。本条强调的主要目的是使设计者重视施工期间资料收集、分析,提高设计质量。支护与防护措施选用应遵循下列原则,并经多方案的技术经济比较后选定:①应综合考虑边坡的地形、地质条件,施工技术水平及难易程度等因素,与设施相关的边坡尚应考虑其相互关系;②当需要采用多种支护和护坡措施时,应综合考虑各种措施的技术特点和用途,形成有机体系;③应优先考虑采用减载、边坡开挖和压坡及排水和防渗措施,不能满足要求或难以实施时考虑采用结构措施;④应根据施工期揭露的地质条件变化和安全监测反馈的有关信息进行动态设计;⑤应论证采用新技术、新结构、新材料、新工艺的技术可行性和经济合理性。

由于边坡的形式多种多样,其治理或加固技术相对复杂,工程实践中往往需要采用多种措施进行综合治理,因此要使不同措施组合成有机的完整体系,如坡面防护与锚固措施相结合、支挡结构与锚固措施相结合、边坡体排水与锚固措施相结合、减载与压坡相结合等。全面客观地分析边坡的实际需要,是做出技术可行、经济合理的设计方案所不可缺少的工作环节。

9.2 措施选型

本节将工程实践中常用的边坡整治措施归纳为5大类分别列出,本条Ⅰ~Ⅲ属于治理型措施,Ⅳ~Ⅴ属于预防型措施。

Ⅰ 减载法与堆载法

9.2.1 边坡上部开挖减载、下部压脚,分别减小滑动力和增加抗滑力,是提高边坡自身稳定最有效的措施,在工程实践中最为常用。在场地允许条件下,减载、压脚措施一般联合使用。减载、边坡开挖和压脚以及排水和防渗等措施对提高边坡自身稳定性非常有效,应优先考虑采用,仍不能满足要求或难以实施时,再考虑采取其他支护措施。

9.2.2 本条对减载法设计作出了规定。

3 最下一级坡高小于5m时,与其上一级边坡间可不设马道。马道宽度主要考虑施工便利和排水沟设置,应根据岩土体性质、地质构造特征,并考虑稳定、坡面排水、防护、维修及安全监测等需要综合确定。

Ⅱ 锚固法与支挡法

9.2.7 本条对预应力锚杆设计作出了规定。

2 锚杆外锚头的传力结构宜根据计算确定,传力结构形式:块状、层状结构的岩质边坡,可采用四棱形混凝土台座;碎裂状、散体结构的岩质边坡,可采用混凝土台座间加连系梁结构;坡体下部分布有软岩层或土质边坡、土石混合边坡,可采用混凝土格构;当同时采用支挡结构和预应力锚杆时,宜与抗滑桩、挡土墙相结合。

9.2.9 柔性支挡技术是近些年来发展起来的新技术,分主动支挡和被动支挡两大类型,主动支挡多用于坡面防护,被动支挡多用于对边坡崩塌、滚落体的拦挡。目前,该技术已逐渐在各行业得到应用,并已经有相对成熟的计算分析和设计方法,施工也较方便。

Ⅲ 铺砌法和喷射法

9.2.10、9.2.11 坡面防护是防止边坡面继续风化的有效措施,实际工程中采用的形式多种多样,本规程仅列出了最常用的几种形式。在工程中,根据工程实际情况,选择经济合理的防护措施。

(1)坡面防护的材料及形式的选择,应根据地形、地质、运用条件及材料来源情况,并应考虑雨水冲刷、波浪淘刷、冻胀、干裂、漂浮物和冰层的撞击和挤压、坡面风化、坡面防渗、植生效果、环境效应等因素经技术经济比较确定。

(2)护坡石料应质地致密坚硬,并满足抗水和抗风化性能要求。岩石的抗风化能力主要与岩性、强度和使用时的风化程度有关,因此,对于护坡石料,有必要从岩性(主要是抗水和抗风化性能)、强度和风化程度等各方面都提出要求。

(3)选定格构的断面尺寸时,浆砌石格构的断面高度可为400mm~500mm,宽度可为300mm~450mm;现浇混凝土和钢筋混凝土格构断面高度可为300mm~400mm,宽度可为200mm~300mm。

Ⅳ 截排水法

9.2.12 边坡截排水和防渗系统应包括排除地表水、减少地表水下渗等措施。地表截排水系统应根据集水面积、降雨强度、历时和径流方向等进行整体规划和布置。潜在滑动体范围内外的地表排水系统宜分开布置,自成体系。地表截排水、地下排水与防渗措施宜统一考虑,形成防渗及截排水体系。

9.2.13 本条对边坡截排法设计作出了规定。

5 竖向排水沟有由上至下贯通布置或每级边坡交错布置两种方法,具体方案需根据工程的实际条件进行对比分析。当汇水流量及流速较大时存在边坡冲刷的风险,需要在沟底设置跌水台阶、边坡底部出水口可设置消力池,以此来减小排水的冲击能量。马道内侧设截水沟,竖向排水沟与截水沟在马道部位衔接。

9.3 场外边坡设计

9.3.1 本条对边坡稳定分析抗剪强度参数选用作出了规定。

1 工程中的岩体多是层状的,物理力学性质具有明显的差别,虽然概化为同一岩层的物理力学性质相近,但不同层位的节理、裂隙发育和风化程度仍会存在明显的差别,因此其抗剪强度指标也会不同。在以往的工程设计中,按岩块的抗剪强度指标和结构面的抗剪强度指标分别进行计算稳定安全系数,但在很多情况下,对于不存在贯通软弱结构面的岩质边坡,采用结构面的抗剪强度指标计算往往与实际情况相差较大,太偏于保守;采用岩块的抗剪强度指标计算,其稳定安全系数难以确定,且不同边坡也难以采用相同的标准。因此在工程实践中,逐渐开始采用先对边坡岩体进行概化,对概化为同一岩层的岩体,根据节理裂隙等结构面的发育程度和风化程度,对岩块和结构面的抗剪强度指标进行综合整理、分析,确定岩体的抗剪强度指标,进行稳定计算,计算结果比较符合实际情况。这种设计思路在工程中应用取得了较好的效果。因此,本规程规定应整理岩体的抗剪强度指标。

试验取样,每一主要岩层的抗剪强度试验组数不宜少于1组,代表性结构面不宜少于5组。试验样品应具有代表性,试验荷载的大小应与边体的实际受力情况一致或接近。

2 国内外用于取得土质边坡滑面(带)抗剪强度指标的试验方法有①现场大型直剪试验。一种直接用于现场的试验,符合实际情况,但费时费力,且一般仅适应在滑移前、后缘等周边处或滑面埋藏较浅的条件下使用;②滑面重合剪试验。这是一种在现场取包含滑动面的试样,然后在室内进行沿原滑动面的剪切试验,它虽切合实际情况,但野外取样难度极大,室内试验时也有一定困难;③重塑土的多次剪试验。是一种考虑到取滑带原状土比较困难而采用的近似方法,其做法是把滑带土风干磨碎,再按着天然滑带土的密度、含水量等制样,然后进行多次剪的试验;④环剪试验。此法类似重塑土的多次剪试验,只是在试验仪器上克服了直剪试验中剪切面缩小的缺点;⑤三轴切面剪试验。该试验是把黏土切成一倾角为45°的斜面,然后进行试验,这种试验方法所得强度偏大。

有效应力指标能真实地反映土体的抗剪强度,因此应优先采用。对于黏性土边坡,水位升降或边坡开挖期间,土体的渗流场难以与之同步变化,而室内试验中孔隙水压力也难以量测准确,因此常采用总应力抗剪强度指标。由于水位升降或边坡开挖后,土体的总应力抗剪强度仍由水位升降前或边坡开挖前的有效应力状态决定,所以采用水位升降或边坡开挖前的法向有效应力计算其抗剪强度指标。

3 降雨和泄水形成的雨雾入渗将改变边坡内地下水渗流场,从而引起边坡内水荷载的增大,这是雨期边坡失稳的重要原因。雨期边坡内水荷载的变化表现在两个方面:一是使稳定地下水位升高,二是稳定地下水水面线以上出现暂态饱和区。稳定地下水位的升高是一个缓慢的过程,但降雨有可能在地下水水面线以上的大片非饱和区形成暂态饱和区。因为暂态水荷载增量远比稳态水荷载增量大,常成为边坡失稳的控制因素,不能不加以考虑。

诸多试验方法都有一定的局限性,特别是滑面重合剪试验,不仅野外取样难度大,而且室内操作也困难较多,成功率很低;相比之下,应用最为广泛的应属重塑土多次剪试验,但这种试验方法从制样、预压密度到试验不仅难度大,而且时间长。取近百个滑移滑面(带)试样做多种试验,滑带土多次剪与滑面直剪、重塑土多次剪的土残余抗剪强度指标值较为一致。

4 对地质复杂的情况,利用反演分析方法复核和修正各项计算参数,是一种常用的方法,尤其是在有一定的试验和观测资料情况下进行复核,能较合理地确定各项计算参数。

9.4 堆置边坡设计

9.4.1 采用坡率法时宜充分利用有利地形或设置反压平台等稳固坡脚,结构支挡可采用衡重式或仰斜式的重力式挡墙、加筋土挡墙、扶壁式挡墙等型式。

挡墙背后为填方,采用衡重式或仰斜式的重力式挡墙有利于增加挡墙高度。加筋土挡墙可以增大放坡的坡比,减少征地。填筑坡体高,作用在支挡结构上的土压力较大,支挡结构既要承受填筑坡体的土压力,还要满足坡体整体稳定性的要求。

9.4.2 本条对堆置坡体边坡支护设计作出了规定。

3 由于原状土体的取样、运输和保存等诸多原因,试验结果存在不能忽略的误差,因此本条要求以试验为基础,同时采用工程类比或反演分析等多种方法进行综合分析,以合理确定强度指标。

10 生态工程

10.1 一般规定

10.1.1 弃土场占地范围较大,对生态系统、人居环境干扰程度大,且恢复缓慢,因此,应该结合设计目标、建造阶段、场地条件、当地气候条件及植被生长特点,通过保水、保土、防风固沙、提高肥力等改善生态环境。

10.1.3 弃土场污染源主要是扬尘、水污染等。弃土场堆料破坏了生态平衡,作业过程中产生的粉尘、作业机械排放的废气、机械的噪声对周围环境均会产生一定影响,设计时应确保符合国家现行有关标准的规定。

10.2 绿色施工

10.2.2 弃土作业过程中,作业工艺和作业机械的噪声会对周围环境产生影响,设计时应选取低噪声的工艺和设备。

10.2.3 本条对施工便道及作业场地作出规定。

2 弃土场作业区和衔接道路采用抑尘措施是针对空气环境保护提出的。弃土和公路扬尘使空气环境质量变差,控制对策是采取洒水抑尘、喷雾增湿的措施,保护目标主要是弃土场附近的居民点。在设计阶段,凡居住区主导风向上风向侧有粉尘污染时,应有防尘措施。

10.3 绿化

10.3.1 具有生态保护功能的绿化工程应遵循原则为:①应与水土保持主导功能相适应;②应根据场区自然条件、当地经济状况、产业结构及发展方向,确定建设的规模和特性;③应以防治水土流失为主,并应与当地生产、生活条件相适应;④在不影响主要工程安全的前提下,应优先满足生态与景观要求;⑤应注重生物多样性,采用以乡土树草种为主的多林种、多草种配置。

10.3.3 本条对植苗造林作出了规定。

5 春季造林应根据树种物候期和土壤解冻情况在树木发芽前完成。

10.4 复垦

10.4.1 土地复垦是指对在建设过程中,因挖损、塌陷、压占等原因造成的土地破坏,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动。土地复垦在20世纪50年代末称其为“造地复田”,一般是指将废弃的土地重新开垦为农田种植农作物。随着时代的发展,土地复垦的内涵在扩展,即土地复垦后的用途不再仅仅是种植农作物,也可以植树造林,进行水产养殖,或是作为建设用地。1988年国务院颁布的《土地复垦规定》将土地复垦定义为“对在生产建设中因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动”。

据有关资料介绍,国外土地复垦率一般为70%~80%,而在国内的一些地区,土地复垦率还不到1%。因此,对于中国这个土地资源相对贫乏的国家,加强土地复垦工作,对于有效缓解人地矛盾,改善被破坏区的生态环境,促进社会安定团结,具有十分重要的意义。

弃土场损毁的农用地需要全部复垦,损毁的其他用地类型也应该优先复垦为农用地,因此,弃土场的复垦区面积等于弃土场的占地面积。弃土场复垦在弃土料堆置过程及其完毕后立即进行,以达到边建设、边复垦的复垦原则和要求。

10.4.2 复垦的方向应为整治后土地的利用方向,经整治后的土地应尽可能恢复其生产力。应依据技术经济合理的原则,兼顾自然条件和土地类型。弃土场复垦要求:因地制宜,宜农则农、宜林则林、宜牧则牧;复垦后地形地貌应与当地自然环境和景观相协调,植被的覆盖率不应低于原有覆盖率;贯穿于弃土场建设全过程,并应推行弃土、复垦一体化;应设置包括道路设施、排水设施和控制水土流失措施的配套设施。

复垦措施包括预防控制措施、工程技术措施和生物化学措施。工程技术措施是依据当地的自然环境条件和复垦区域土地利用方向,对复垦区域进行工程整治,包括清理工程、平整工程、剥覆工程、灌排工程、疏排水工程、集雨工程、道路工程等。生物化学措施是根据复垦区域土地的利用方向来决定采取相应的生物化学措施以维持矿区的生态平衡,其实质是恢复损毁土地的肥力及生物生产效能,包括改良土壤、恢复植被等。

2 通常情况下,弃土场不仅占地大,又位于山谷处,复垦后无论用于什么用途,场地排水是必要的。因此应根据场地使用性质合理确定场地排水设施。弃土场一般由岩石和表土堆放而成,因此属易产生水土流失区域,特别是边坡更为严重,都应有控制水土流失的措施。

4 表面回填种植土并种上植被,以防止水土的流失,并与当地的自然环境保护相协调;通过采取撒草籽、植灌木的绿化方式,并进行浇水、施肥、保水保墒等养护管理措施,保证苗木成活率,使得植被防护措施在短时间内能够尽快地发挥水土保持效益,防止水土流失。

10.4.3 弃土场复垦工作要贯穿弃土场建设全过程,弃土料堆置需要与复垦工作紧密衔接。在弃土过程中要充分考虑复垦工作,合理安排堆置次序,将含不良成分的弃土料堆放在深部,性能较好的(包括风化性岩层)可安排在浅部,富含养分的土层宜安排在弃土场顶部或表层。应根据弃土计划合理安排复垦工作,在弃土场形成期内,对已经按设计堆置完毕区域不再弃土部分应提前进行复垦,稳定土壤和边坡、防止水土流失和减少灰尘,改善环境。

10.4.4 加强土地复垦监测是保证土地复垦工作达到良好效果的重要措施,需定期或不定期进行。重点监测调查复垦区域内的土壤属性、地形、水文(水质)、土地的投入产出水平等指标,及时发现复垦工作中的不足,补充、完善土地复垦措施,为土地复垦项目达标验收提供科学依据。

11 监测与巡查

11.1 一般规定

11.1.1 监测专项方案编制宜具备的资料包括:历史气象、水文资料,原始场地工程地质和水文地质勘察资料,1:500~1:2000现状地形图和用地规划图;现场环境及交通、供电、无线与有线通信条件;工程建设总体安排、挖方、堆置施工计划,挖方区和堆置区平面图及地势设计图;原始地基处理、弃土料堆置与边坡工程等设计、施工阶段资料和关闭报告等;现状高度、结构材料、安全等级和安全隐患等情况,安全评价和环境影响评价资料;监测技术要求。

监测过程中应定期进行现场巡查,发现影响工程安全的情况应及时上报,并应对可能出现险情的部位进行连续监视。

11.2 测点布设

11.2.1 各基准点相对于邻近工作基点或基准点的测量中误差应根据监测等级、仪器技术指标和位移监测网图形估算,确定基准点或工作基点至监测点的最大距离。

11.3 观测

11.3.1 监测周期和频次应根据原场地变形体、堆置体的工程特点、施工进度和建设计划确定,监测间隔宜先短后长,发现监测量变化较大时应加密观测频次,应保证监测数据的连续、有效和完整。相互有关联的监测项目,宜在同一时间段进行观测。

11.3.4 拦挡结构位移量变化应均衡,无突变现象,且应逐年减小。

12 关闭与安全评价

12.1 一般规定

12.1.2 弃土场关闭最重要的前提是确保弃土场的安全稳定性。

12.2 关闭

12.2.1 弃土场关闭的设计需要依据大量弃土场工程的原设计、施工及评价资料。

1 工程地质、水文地质勘察资料主要是指弃土场区的原始状态下的工程地质、水文地质勘察资料,也包括定期检查时的勘察资料,对于一些未进行工程地质和水文地质勘察的弃土场,可收集相关地区资料和地形资料进行分析。

2 设计文件主要指弃土场初步设计或施工图设计文件等。弃土场已采取的安全对策措施设计资料,相关竣工资料主要是指已经实施的弃土场安全措施设计及施工资料,主要包括堆石坝设计资料、截排洪工程设计资料、底部防渗及软弱地基土清除方面的资料等。

3 实际堆置状态图是指弃土场现状图,反映弃土料堆置阶段状态,即不同年份的状态图,为弃土场稳定性分析提供参考;弃土场周边实际状况资料主要是工程建设场地周边设施的等级与类型资料,主要用于安全距离论证和环境影响分析等,包括弃土场周边(特别是下游区域)的铁路、公路、村庄、工业设施、水源、湖泊、农田和其他设施等。

4 弃土场相关稳定性论证及监测报告,主要是指在关闭前,由具备条件的机构进行的弃土场稳定性分析论证,为弃土场关闭中安全设施设计提出依据。相关研究主要针对弃土场堆置现状进行。

12.2.2 本条对弃土场关闭设计内容作出了规定。

5 弃土场关闭的绿化、复垦方案建议应与工程建设之初的土地复垦规划和已经实施的绿化、复垦工程相协调,充分考虑原有绿化、复垦方案。

12.3 安全评价

12.3.1 弃土场工程安全评价工作应包括前期现场调查(收集设计、运行等相关资料)、分析判别(危险因素辨识、相关的验算)和报告编制。弃土料堆置体和拦挡结构的稳定性分析应包括定性分析和定量计算。定性分析宜采用工程类比法,并结合弃土场破坏机理、主要影响因素判别破坏模式进行计算分析;定量计算方法宜符合本规程第7章有关规定。

12.3.2 本条对弃土场整体稳定性和拦挡结构稳定性分析作出了规定。

2 计算模型及剖面的代表性是保证分析成果可靠性的关键。由于场址有时选择余地少且征地难,只能采取加高覆盖堆置方案,堆置越高影响范围越大,堆置过程安全危害越来越高,稳定性评价面临非3D模型不能解决的需求,决定了弃土场工程稳定性计算模型同样应综合地形地貌、地基特征、水文地质特征、物料特征、弃土料堆置要素、堆积过程等因素。形成弃土场过程的动态变化特征决定了弃土场堆置要素的变化性。因此,安全稳定性论证应在稳定性分析基础上增加弃土料堆置和堆置要素的影响。同时还应增加现场的检测及分析,重点是安全距离、最终境界和底层材料、平台形状、排水设施、变形特征(主要包括坡顶裂缝、斜坡面和坡脚隆起)等关键参数的影响,并以此反演分析模型,确保分析结果能有效解释现场相关变形和破坏特征。

3 弃土料结构特征(粒径、颗粒级配、密度、均匀性)决定了系统的力学行为是具有不同尺度、性状的碎块石在变化的弃土料荷载下协调变形、相互作用的结果,堆置体物理性质上主要表现为表观密度、密实度和孔隙率空间差异,力学特性呈现分层性(特别是c、φ、E)。结合工程实践项目的专题研究表明,弃土料散体主要表现为非线性力学特性:①空间变异性:初期时,表土散体透水性差、黏土矿物含量高、摩擦强度低、风化严重;而后期则相反。另外,松散料自坡顶抛弃,由于分选作用,大块岩石滚至坡底,而小块岩石则大部分停留在弃土区域上部,筛分试验表明,粒度组成符合Gibrat、Rosin-Rammler、Gaudin-Schuhmann 函数或分形特征;②时间相关性:针对在始弃和终弃取样进行室内大三轴试验表明,不同的时间段,因颗粒重排、充填和压缩、固结作用,同一分区在不同阶段具有迥异的强度和变形特性;③有条件转化性:在不同阶段,颗粒破碎和湿化作用对剪胀性和抗剪强度指标产生明显影响,导致弃土料堆置边坡表现出稳定性变化;④相互作用性:不同于其他地基土,弃土堆置体基底表土一般未清除,滚落至坡脚的大块废石撞、挤、压、推、剪、切入地基,废石料-表土相互作用,呈蜂窝状离散嵌在表土中,形成新组构及不同力学特征的极薄、薄、厚接触界面。

目前在弃土场论证中很多未考虑弃土料自身工程特征,将天然沉积的岩土料与弃土料混淆,选取了不符合工程实际特征的力学参数,导致计算结果错误。因此,对弃土料的力学指标确定作出粗粒料根据室外初步筛分试验和室内重组样大三轴试验的要求。没有条件进行试验,可基于岩体特征和开采工艺、弃土工艺,根据物料岩性相似性、破碎方式相似性确定其颗粒级配,结合堆置要素等通过工程类比方法,确定弃土料的力学指标。如无类似项目,宜从相邻地区采取母岩相近粗粒料基于破碎方式进行排弃料颗粒级配筛分及物理力学性质试验。

12.3.4 本条对弃土场工程安全评价报告内容作出了规定。

2 设计概况还应包括弃土场的级别、总容量、场地地基的物理力学指标和拦挡结构类型、顶标高和宽度、内外边坡坡比、滤层设置情况、构筑方法以及对不良地质现象采取的工程措施等;截排洪系统的型式和类型、尺寸及系统的排泄能力等。

4 现状调查与量测成果还应包括弃土场平面图、拦挡工程横剖面图、带有最不利位置的拦挡结构稳定计算简图等。

6 稳定安全性分析及评价中的验算和分析还包括截排水能力、排水构筑物和系统的排泄能力等。

7 弃土场的稳定性取决于其原始场地的地质结构、拦挡结构稳定、地基及堆积料的力学性质以及地下水渗流场的分布、动力荷载的大小等多方面的因素。由于地震和降雨同时出现属极(小)概率事件,本规程在编制过程中再三讨论,同时,参考国内外研究成果,结合展开的弃土场介质的动力传递特征,地震烈度大于或等于7度时应开展地震工况计算,影响范围内如存在重要设施,荷载也应考虑在内。

13 验收与移交

13.2 验收

13.2.2 完成弃土场分部或分项工程后,填写质量评定或移交文件,参建各方进行签认,并将签认合格的文件整理归档。

2 建造机构应填报的数据信息主要包括弃土场名称,弃土场类型(沟渠型、临河型、坡地型、平地型),占地类型,里程,方位(线路左侧、右侧),距离,设计弃土量,设计面积,设计最大堆高,设计挡护量,截排水沟设计形式,截排水沟设计长度,渗水盲管设计长度,行政区域等,以及表土剥离(表土剥离面积、表土剥离量),渗水盲管(盲管完成长度),拦挡结构(结构完成长度、本月结构防护量、结构形式),弃土量(弃土量、最大堆高、本月弃土料来源),临时措施(临时苫盖量、临时拦挡量、洒水降尘量、临时截排水沟量、临时绿化量)等。

监管机构确认项包括弃土场施工设计图纸完备性、表土是否开挖并妥善防护等。督促建造机构填写《单元工程质量评定表》,要求建造机构对不合格单元工程进行整改,直至合格后进入后续单元工程施工。

13.2.4 本条对弃土场工程验收合格标准作出了规定。

4 工程设计与施工及各阶段质量控制资料包括:开工报告,竣工报告,施工组织设计,图纸会审记录,技术交底记录,设计变更通知,地质勘察报告,定位测量记录,隐蔽工程移交记录,监测记录,施工记录、施工日志,建设工程施工合同、补充协议等工程施工技术资料,等等。工程质量控制记录包括混凝土强度统计、评定记录,分部工程质量移交记录、观感质量综合检查记录,单位工程竣工质量移交记录、质量控制资料检查记录等。

13.4 维护

13.4.4 弃土场工程作为环境保护和水土保持关注的工程之一,是信息化管理系统的重要内容。通过设计、施工方案、施工过程、移交等全过程的资料归档,实现弃土场信息高效流通、具有可追溯性,对存在的问题进行分类管理和分级处置,及时预警、及时反馈、及时处置现场情况。

附录E 水文参数计算

E.1 设计洪水参数

E.1.1 设计洪水参数应从实际出发,深入调查了解流域特性或积水区域基本情况,注重基本资料的可靠性。

E.1.3 本条对设计洪水总量推算方法和流程作出了规定。

《水文手册》指查算各种水文要素参数特征值等的实用手册,主要包括各种水文特征值的等值线图、分区成果表、关系曲线、计算公式及简要的计算方法等。《水文手册》依据气象一致区内的实测水文气象资料进行分析和统计并通过地区综合,将水文计算所需的有关参数和特征值用图、表、公式等形式给出。它是短缺实测资料地区进行水文计算和水文预报的重要工具,同时为区域水文研究提供系统的水文资料,可为城建、交通、铁路、工矿等部门的防洪、给水排水工程提供水文数据。

随着水文资料的积累,从20世纪70年代开始,各地区对《水文手册》中的各水文要素特征值和有关参数进行了全面的复核;对工程设计影响比较大的几个水文要素,如径流、暴雨洪水等,重点地进行了补充和修正。由于《水文手册》的内容不断地充实,多数省、自治区、直辖市已把手册分为《年径流计算手册》《暴雨等值线图》和《暴雨径流查算图表》等几个部分。

附录G 稳定计算

G.0.1 极限平衡方法是目前抗滑稳定计算的常用方法,几乎所有边坡均采用极限平衡方法进行稳定计算,因此将极限平衡方法规定作为基本计算方法。目前较为常用的二维极限平衡方法有:瑞典法(Fellenius)、简化毕肖普法(Simplified Bishop)、简布法(Janbu)、斯宾塞法(Spencer)、罗厄法(Low and Karafi-ath)、陆军工程兵师团法(Corps of Engineers)、摩根斯顿-普赖斯法(Morgenstem-Price)、不平衡推力传递法、萨尔玛法和分块极限平衡法等。(1)按照对条块间作用力假定的不同,上述方法可分为两大类:第一类不计条块间的作用力,如瑞典法;第二类计条块间作用力,如除瑞典法外的其他方法,但不同方法对条块间作用力的假定又有所不同。按滑动面几何形状不同,上述方法可分为圆弧滑动面和任意形状滑动面两类,且均为分条块计算,按条块划分不同又可分为垂直分条块和斜分条块两类,除萨尔玛法为斜分条块外,其他方法均为垂直分条块;(2)对于计条块间作用力的几种方法,有些属于同一类方法,如斯宾塞法属于摩根斯顿-普赖斯法的特例,有些在计算时存在数值分析问题,如简布法。

考虑上述各种计算方法的特点、应用普及情况以及对边坡稳定计算的适用性,条文规定区分土质和岩质边坡选用不同的计算方法。其中萨尔玛法采用斜分条块,可以较好地模拟岩体的节理、裂隙发育情况,因此规定用于岩质边坡。从理论上讲,所有方法均适用于圆弧滑动面,但根据各方法在工程中的实际应用情况(应用范围、成熟程度),对土质边坡和呈碎裂结构、散体结构的岩质边坡规定采用简化毕肖普法、摩根斯顿-普赖斯法、不平衡推力传递法三种方法,选用计算方法时主要依据坡体的构造情况确定。当坡体为相对均质体,可能发生圆弧滑动时,则可选用简化毕肖普法和摩根斯顿-普赖斯法;当坡体呈层状结构且不同地层的抗剪强度有明显差别时,则选用摩根斯顿-普赖斯法计算较为合适。对块体结构和层状结构的岩质边坡,萨尔玛法对其倾斜结构面的模拟和条块间力的考虑更合乎实际和全面,不平衡推力传递法也是折线沿滑动面常用的方法。

用有限元法计算边坡的稳定已在一些大型工程中得到了应用。因此本条仅规定采用有限元法验算其稳定性,以便为今后的推广应用积累经验。有的专家学者借鉴极限平衡方法定义抗滑稳定安全系数的概念,采用抗剪强度指标折减的办法定义有限元法计算的抗滑稳定安全系数,并得到了行业内的认可。虽然目前对相应于这种计算方法制定相应的抗滑稳定安全系数标准的条件尚不成熟,但将其与常规的极限平衡方法的计算结果一起进行对比,分析边坡的稳定性状,不失为一种好的途径。

鉴于边坡岩土体结构、力学参数等问题的复杂性,对边坡的稳定性按照单一方法计算结果判定具有一定的片断性。考虑实际需要和边坡重要程度等因素综合分析、正确判断边坡的稳定性状,因此宜采用多种计算方法对边坡进行稳定计算。

G.0.2 运用式(G.0.2-1)和式(G.0.2-2)时,应遵守下列原则:

(1)静力计算时,地震惯性力应等于零;

(2)堆置体(或弃土料)无渗流期运用时,条块应为湿容重;

(3)稳定渗流期用有效应力法计算,孔隙水压力 u 应由“ uγwz ”代替,条块重 W=W1+W2W1 为外水位以上条块实重,浸润线以上为湿重,浸润线和外水位之间为饱和重,W2 为外水位以下条块浮重;

(4)水位降落期用有效应力法计算时,应按降落后的水位计算,孔隙水压力 u 应由“ uγwz ”代替。用应力法时,cφ应采用 ccuφcu代替; u 采用“ uiγwz ”代替, ui 为水位降落前孔隙水压力。