申请/专利权人：长江勘测规划设计研究有限责任公司

申请日：2019-07-12

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN110295613B

主分类号：E02D17/18

分类号：E02D17/18;E02D17/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.01#公开

摘要：本发明涉及弃渣场生态加固装置及其使用方法，所述装置由生态材料制成，包括受力杆和连接杆，该装置结构简单、取材环保、施工方便、造价低，其对应的使用方法简单、易推广。

主权项：1.弃渣场生态加固装置的使用方法，其特征在于：所述的弃渣场生态加固装置由至少两根受力杆和至少三根连接杆组成，所述受力杆和所述连接杆均由直径大于等于10厘米的树干或竹竿制成；所述受力杆均垂向设置，每根所述连接杆均同时与全部受力杆连接，所述连接杆与受力杆的连接夹角为30°～150°，其中至少两根连接杆与受力杆的连接夹角为90°；所述受力杆由一根或多根树干或竹竿制成，所述连接杆由一根树干或竹竿制成；所述连接杆和所述受力杆之间采用螺栓或者抱箍进行连接；所述的使用方法，包括将多个所述弃渣场生态加固装置呈梅花形地布置在弃渣场中，并使每一弃渣场生态加固装置的14～12伸入到潜在滑动面以下，所述加固装置的水平夹角为0°～120°；所述弃渣场生态加固装置的数量和布置范围由以下步骤得到；1根据弃渣方量及弃渣场地原始地形初步确定弃渣场的范围、高度、坡比、初始稳定安全系数和潜在滑动面位置；2根据试验或有关资料确定所述弃渣场生态加固装置的承载力，以及弃渣土体经过1年或2年后沉降后的剪切强度相关参数；3根据所述弃渣场生态加固装置的承载力和所述潜在滑动面，确定所述弃渣场生态加固装置的当前布置数量和当前布置范围；4考虑所述弃渣场生态加固装置失效，并采用沉降1年或2年后的剪切参数重新计算弃渣场剖面的稳定安全系数；5判断稳定安全系数是否满足要求；若满足需求，则停止计算，获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围；若不满足要求，则调整弃渣场边坡坡度和高度，然后重复步骤3～5，直到调整后的稳定安全系数满足要求则停止计算，从而获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围；每一弃渣场生态加固装置均按照如下方式进行安装；在弃渣场生态加固装置的设计位置后方填筑一个梯形坡，并将所述弃渣场生态加固装置摆放在坡面上，然后用弃渣将装置底部覆盖30cm～60cm厚，并碾压结实。

全文数据：弃渣场生态加固装置及其使用方法技术领域本发明属于工程弃渣处理技术领域，具体地说，是一种弃渣场生态加固装置及其使用方法。背景技术基础设施建设会产生大量的弃土弃渣，现阶段弃渣一般按照项目规划，堆放于指定的位置。随着深圳光明新区弃渣场重大滑坡事故的发生，国家和相关主管部门对水土保持，尤其是弃渣场的稳定性，重视程度愈来愈高。弃渣场稳定性评估情况及结论，是水土保持设施验收是否合格的先决条件。大部分弃渣场仅用来堆放弃渣，不涉及其他的项目建设。因此，弃渣场设计一般只关注其稳定性，对填土的密实度要求不高，主要靠其自重沉降密实。实施时，弃土过程中或刚弃土完毕，渣体往往还是比较松散的，一般要经过几年的沉积才能稳定。因此，弃渣场施工期及弃土完毕后的1－2年，也是最容易发生安全事故的时段。特别是降水比较多的地区，由于降雨入渗，使得土体抗剪强度下降，更容易发生稳定破坏。现阶段，为保证弃渣场的稳定，对于弃渣空间充裕的弃渣场地一般采用放缓填筑边坡的办法；对于河谷、洼地等空间有限的弃渣场地一般采取加高、加大挡土墙，分区弃渣等措施。上述方法存在占地大，施工不便，造价高等问题，亟待寻找一种施工简单，造价低廉的弃渣场加固装置。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供了一种新颖的弃渣场加固装置，该装置结构简单、取材环保、施工方便、造价低。本发明所述弃渣场生态加固装置由至少两根受力杆和至少三根连接杆组成，所述受力杆和所述连接杆均由直径大于等于10厘米的树干或竹竿制成；所述受力杆均垂向设置，每根所述连接杆均同时与全部受力杆连接，所述连接杆与受力杆的连接夹角为30°～150°，其中至少两根连接杆与受力杆的连接夹角为90°。优选地，所述受力杆由一根或多根树干或竹竿制成，所述连接杆由一根树干或竹竿制成。优选地，所述连接杆和所述受力杆之间采用螺栓或者抱箍进行连接。基于前述弃渣场生态加固装置，本发明还提供了其使用方法，具体地，所述方法包括将多个所述弃渣场生态加固装置呈梅花形地布置在弃渣场中，并使每一弃渣场生态加固装置的14～12伸入到潜在滑动面以下，所述加固装置的水平夹角为0°～120°。优选地，所述弃渣场生态加固装置的数量和布置范围由以下步骤得到；1根据弃渣方量及弃渣场地原始地形初步确定弃渣场的范围、高度、坡比、初始稳定安全系数和潜在滑动面位置；2根据试验或有关资料确定所述弃渣场生态加固装置的承载力，以及弃渣土体经过1年或2年后沉降后的剪切强度相关参数；3根据所述弃渣场生态加固装置的承载力和所述潜在滑动面，确定所述弃渣场生态加固装置的当前布置数量和当前布置范围；4考虑所述弃渣场生态加固装置失效，并采用沉降1年或2年后的剪切参数重新计算弃渣场剖面的稳定安全系数；5判断稳定安全系数是否满足要求；若满足需求，则停止计算，获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围；若不满足要求，则调整弃渣场边坡坡度和高度，然后重复步骤3～5，直到调整后的稳定安全系数满足要求则停止计算，从而获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围。优选地，每一弃渣场生态加固装置均按照如下方式进行安装；在弃渣场生态加固装置的设计位置后方填筑一个梯形坡，并将所述弃渣场生态加固装置摆放在坡面上，然后用弃土将装置底部覆盖30cm-60cm厚，并碾压结实。本发明的有益效果：本发明所述弃渣场生态加固装置不仅操作简单、造价低廉，施工期短，具有显著的经济效益。实践证明，在热带雨林区域的弃渣场采用本发明研发的加固装置后安全稳定，没有发生弃渣场失稳的情况，有效解决了降雨频繁地区弃渣场填筑困难，容易失稳的问题。附图说明图1为本发明所述弃渣场生态加固装置的结构示意图；图2为本发明所述弃渣场生态加固装置的布置图；图3为本发明所述弃渣场生态加固装置与潜在滑动面配合的侧面剖视图；图中：弃渣场生态加固装置100；受力件101；连接件102；潜在滑动面200；弃渣场坡面300；连接夹角α；水平夹角β。具体实施方式以下结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过具体实施对本发明作进一步的详细描述。本发明所述“潜在滑动面”是指弃渣场稳定性分析计算得到的最小安全系数对应的滑动面即为潜在滑动面。本发明所述“树干”既可以是树的主干，也可以是树的支干，只要它们的尺寸要求能满足工程需要即可。实施例1弃渣场生态加固装置本实施例为热带雨林区域的厄瓜多尔米拉多铜矿项目中所使用的弃渣场生态加固装置。如图1所示，弃渣场生态加固装置100由两根受力杆101和五根连接杆102组成，所述受力杆101由直径选自15厘米～25厘米的树干制成，所述连接杆102由直径选自10厘米～14厘米的树干制成，两根所述受力杆101均垂向设置，每根所述连接杆102均同时与全部受力杆101连接，所述连接杆102与受力杆101的连接夹角α为30°～150°，其中三根连接杆102与受力杆101的连接夹角α为90°，沿受力杆101长度方向均匀分布，另外两根连接杆与受力杆101的连接夹角α分别为30°和150°实施例2弃渣场生态加固装置的使用方法本实施例为热带雨林区域的厄瓜多尔米拉多铜矿项目中生态加固装置的使用方法。1根据弃渣方量、弃渣土质、场地原始地形等资料，初步确定弃渣场高25m，坡比1:2.5，弃土方量85000方。暴雨工况下，弃渣场安全系数约为0.95，小于本项目规定的最小安全系数1.05，不满足稳定要求。潜在滑动面200与坡面300的最大距离约为2.5m。2选择当地常见的树木的树干制作实施例1所述的弃渣场生态加固装置100，长度参考潜在滑动面位置取4m。根据试验结果，弃渣土体经过1年或2年后沉降后的凝聚力提高25％、内摩擦角增加5％，所述凝聚力和内摩擦角均为与剪切强度相关的参数。3根据试验确定加固装置的抗剪承载力约为750kN，按照图2和图3所示的方式布置所述弃渣场生态加固装置100，具体为：呈梅花形布置，间距为3mx3m，数量为90根，该加固装置的水平面夹角β为45°～60°。布置方法为：在所述弃渣场生态加固装置的设计位置后方填筑一个梯形坡，并将所述弃渣场生态加固装置摆放在坡面上，然后用弃渣将装置底部覆盖30cm～60cm厚，并碾压结实。4根据确定的弃渣场剖面、弃渣参数及加固装置承载力，计算弃渣场加固后的安全系数。经计算，生态加固装置按上述布置对弃渣场加固后，最小安全系数为1.1，满足要求。5采用沉降1年或2年后的剪切参数重新计算剖面的稳定安全系数为1.07，满足设计要求。按上述生态固装置加固的弃渣场已经安全运行两年，没有发生弃渣场失稳的情况，有效解决了降雨频繁地区弃渣场填筑困难，容易失稳的问题。

权利要求：1.弃渣场生态加固装置，其特征在于：由至少两根受力杆和至少三根连接杆组成，所述受力杆和所述连接杆均由直径大于等于10厘米的树干或竹竿制成；所述受力杆均垂向设置，每根所述连接杆均同时与全部受力杆连接，所述连接杆与受力杆的连接夹角为30°～150°，其中至少两根连接杆与受力杆的连接夹角为90°。2.根据权利要求1所述的弃渣场生态加固装置，其特征在于：所述受力杆由一根或多根树干或竹竿制成，所述连接杆由一根树干或竹竿制成。3.根据权利要求1所述的弃渣场生态加固装置，其特征在于：所述连接杆和所述受力杆之间采用螺栓或者抱箍进行连接。4.权利要求1～3中任一项所述弃渣场生态加固装置的使用方法，其特征在于：包括将多个所述弃渣场生态加固装置呈梅花形地布置在弃渣场中，并使每一弃渣场生态加固装置的14～12伸入到潜在滑动面以下，所述加固装置的水平夹角为0°～120°。5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：所述弃渣场生态加固装置的数量和布置范围由以下步骤得到；1根据弃渣方量及弃渣场地原始地形初步确定弃渣场的范围、高度、坡比、初始稳定安全系数和潜在滑动面位置；2根据试验或有关资料确定所述弃渣场生态加固装置的承载力，以及弃渣土体经过1年或2年后沉降后的剪切强度相关参数；3根据所述弃渣场生态加固装置的承载力和所述潜在滑动面，确定所述弃渣场生态加固装置的当前布置数量和当前布置范围；4考虑所述弃渣场生态加固装置失效，并采用沉降1年或2年后的剪切参数重新计算弃渣场剖面的稳定安全系数；5判断稳定安全系数是否满足要求；若满足需求，则停止计算，获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围；若不满足要求，则调整弃渣场边坡坡度和高度，然后重复步骤3～5，直到调整后的稳定安全系数满足要求则停止计算，从而获得弃渣场生态加固装置的最终数量和最终布置范围。6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：每一弃渣场生态加固装置均按照如下方式进行安装；在弃渣场生态加固装置的设计位置后方填筑一个梯形坡，并将所述弃渣场生态加固装置摆放在坡面上，然后用弃渣将装置底部覆盖30cm～60cm厚，并碾压结实。

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