安全生產(chǎn)_棄土場治理工程初步設計說明書

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1、市土地開發(fā)有限責任公司市炳三區(qū)公園后山棄土場治理工程初步設計說明書四川科力工程設計咨詢有限責任公司二一年六月市土地開發(fā)有限責任公司市炳三區(qū)公園后山棄土場治理工程初步設計說明書總 經(jīng) 理：劉運朝高級工程師技術(shù)負責人：劉運朝高級工程師項目負責人：黃惠勇高級工程師四川科力工程設計咨詢有限責任公司二一年六月參與設計人員黃惠勇 高級工程師高 航 工 程 師牟文瑜 工 程 師關(guān)于公司名稱變更的說明根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部關(guān)于工程設計資質(zhì)證書更換新證有關(guān)問題的通知（建辦市函2009331號）要求，我公司已于2010年5月經(jīng)住房和城鄉(xiāng)建設部審查核準完成了設計資質(zhì)的換證工作，并取得了新的工程設計資質(zhì)證書。同時公司名

2、稱進行了變更。變更前公司名稱為：四川科力建材設計有限責任公司（工程設計資質(zhì)證書編號221299-sy），變更后公司名稱為：四川科力工程設計咨詢有限責任公司（工程設計資質(zhì)證書編號A251002074）。特此說明。四川科力工程設計咨詢有限責任公司2010年5月26日我們總羨慕別人的幸福，卻常常忽略自己生活中的美好。其實，幸福很平凡也很簡單，它就藏在看似瑣碎的生活中。幸福的人，并非拿到了世界上最好的東西，而是珍惜了生命中的點點滴滴，用感恩的心態(tài)看待生活，用樂觀的態(tài)度闖過磨難。目 錄1、概述11.1 工程概況11.2 設計依據(jù)21.3 設計內(nèi)容31.4 設計原則32、棄土場現(xiàn)狀分析52.1 棄土場自然

3、地理及地質(zhì)環(huán)境條件52.2 棄土場現(xiàn)狀82.3 存在的主要問題92.4 結(jié)論103、方案設計113.1 棄土場現(xiàn)狀及治理措施113.2 治理后棄土場概況123.3 排土工藝133.4 排土場等別163.5 穩(wěn)定性計算174 排水系統(tǒng)214.1 排水系統(tǒng)214.2 水文計算214.3 排洪設施275、棄土場安全設施設置與管理315.1 值班室315.2 供電和通訊315.3 棄土場的安全設施316、安全、環(huán)境保護及衛(wèi)生336.1 棄土場地質(zhì)災害預測與防治336.2 環(huán)境保護346.3 職業(yè)安全與衛(wèi)生367、工程概算377.1 編制依據(jù)377.2 投資概算378、結(jié)論、建議及存在的問題408.1

4、結(jié)論408.2 建議408.3 存在的問題40附件1 AA剖面正常情況下穩(wěn)定性分析41附件2 AA剖面水飽情況下穩(wěn)定性分析46附件3 AA剖面水飽、地震情況下穩(wěn)定性分析51附 件附件1 AA剖面正常情況下穩(wěn)定性分析附件2 AA剖面水飽情況下穩(wěn)定性分析附件3 AA剖面水飽、地震情況下穩(wěn)定性分析附件4 設計委托書附件5 企業(yè)法人營業(yè)執(zhí)照附 圖（1）圖紙目錄（2）棄土場地形圖（3）棄土場總平面布置圖（4）棄土場終了平面圖（5）棄土場AA剖面圖（6）壩底水溝線路圖及排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（7）棄土場現(xiàn)澆混凝土格構(gòu)設計圖（8）棄土場容量曲線圖1、概述1.1 工程概況1.1.1 項目名稱項目名稱：市土地開發(fā)有限責

5、任公司市炳三區(qū)公園后山棄土場治理工程。項目簡稱：土地開發(fā)公司炳三區(qū)公園后山棄土場治理工程。1.1.2 業(yè)主名稱業(yè)主名稱：市土地開發(fā)有限責任公司。1.1.3 設計單位四川科力工程設計咨詢有限責任公司。1.1.4 工程由來市土地開發(fā)有限責任公司為了解決炳三區(qū)二期工程建設的棄土棄渣問題，就近平衡土石方，將棄土棄渣堆置于市炳三區(qū)公園后山棄土場。棄土場位于西南側(cè)，隸屬市東區(qū)管轄。公園后門公路位于場地后緣，緊鄰機場路，交通方便。前緣已臨時擋墻為界，后緣以公園后山公路為界，場區(qū)為沖溝地形，兩側(cè)山脊較高。目前該場地填土較多，大約有130萬m。所以對原始地形天然狀態(tài)的改變尤為突出，其特點：為獲得生產(chǎn)和生活場所而

6、大量回填擴基，填土多為花崗巖碎塊石。填土目前堆積出兩個平臺，第一個平臺寬約120m，第二個平臺寬約20m，且設計為3個平臺狀放坡，坡高分別為30m、25m和25m，坡度均為45。形成場地前緣較陡的邊坡。邊坡目前處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨或持續(xù)降雨時穩(wěn)定性較差，可能產(chǎn)生垮塌和滑坡等危害，現(xiàn)有臨時攔擋措施未進行相應的巖土工程勘察、抗滑移和抗傾覆計算等工作，可靠性較差，應盡快進行永久支擋工程的勘察、設計和施工等工作。故此，委托我公司進行后山棄土場治理工程的方案設計。1.2 設計依據(jù)1.2.1 法律法規(guī)（1）中華人民共和國安全生產(chǎn)法；（2）中華人民共和國礦山安全法；（3）中華人民共和國環(huán)境保護

7、法（在施工和生產(chǎn)過程中消除污染，保護環(huán)境）；（4）中華人民共和國水土保持法（因害設防，防治結(jié)合）；（5）安全生產(chǎn)許可證條列；（6）非煤礦山企業(yè)安全生產(chǎn)許可證實施辦法；（7）碾壓式土石壩設計規(guī)范（SL2742001）；（8）防洪標準（GB5020194）；（9）巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）；（10）水工建筑物抗震設計規(guī)范（DL5073-2000）；（11）建筑工程抗震設防分類標準（GB50223-2008）；（12）開發(fā)建設項目水土保持方案技術(shù)規(guī)范（SL20498）；（13）漿砌石壩設計規(guī)范（SL2591）；（14）金屬非金屬礦山排土場安全生產(chǎn)規(guī)則（AQ20052005）；（15）

8、有色金屬礦山排土場設計規(guī)范（GB50421-2007）；（16）工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范（GB501871993）；（17）金屬非金屬礦山安全規(guī)程（GB164232006）（參考廢石排放部分）；（18）建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001，2008年修訂）。1.2.2 業(yè)主提供的資料（1）設計委托書；（2）四川省冶金地質(zhì)勘查局六一大隊二九年八月提供的市炳三區(qū)公園后山棄土場地質(zhì)調(diào)查報告；（3）四川省蜀通巖土工程公司二一年五月提供的市炳三區(qū)二期公園后山棄渣場攔渣壩巖土工程勘察報告；（4）其他資料。1.3 設計內(nèi)容本次設計依據(jù)設計原則和設計依據(jù)而進行。在設計過程中結(jié)合了棄土場的實際情況，力求做到

9、操作容易性、經(jīng)濟合理性和技術(shù)可靠性。棄土場設施主要包括棄土場儲存系統(tǒng)、排水防洪系統(tǒng)。本次設計的主要內(nèi)容包括場地選擇，堆置要數(shù)，排水防洪系統(tǒng)，環(huán)境保護、安全技術(shù)、工業(yè)衛(wèi)生及節(jié)能。（1）根據(jù)工程地質(zhì)及當?shù)刂尾牧洗_定堆積方式，初步確定堆積形式、筑壩材料以及幾何尺寸等；（2）確定排土方式，計算堆存量；（3）計算場區(qū)洪峰流量，設計截洪、排（水）設施。1.4 設計原則積極貫徹執(zhí)行國家基本建設方針、政策，嚴格執(zhí)行標準、規(guī)范和規(guī)程與行內(nèi)標準，使設計切合實際、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全實用；堅持科學態(tài)度，重視方案優(yōu)化，確保工程安全可靠，并盡量降低工程投資及生產(chǎn)成本；堅持以人為本，重視環(huán)保，避免環(huán)保項目再產(chǎn)生新的

10、環(huán)境污染。設計中本著安全性、經(jīng)濟性、功能性、適應性、可操作性等原則對棄土場進行設計，具體堅持如下原則：（1）在與地質(zhì)、地形相適應的情況下，設計要體現(xiàn)棄土場合理布局，特別是棄土場位置、運輸線路相互關(guān)系；（2）在滿足安全及生產(chǎn)的前提下，采用的方案應最簡單、治理工程量最少，時間最短；（3）滿足功能與適應性和可操作性相結(jié)合的原則，方案的確定要充分考慮與實際情況相結(jié)合；（4）以最少的投資，獲得最好治理效果；（5）認真遵循“三同時”原則，搞好環(huán)境保護；（6）少占耕地或不占耕地，盡可能降低投資；（7）堅持安全性與經(jīng)濟性相結(jié)合的原則，在保證安全前提下，力求棄土場有較好的可容性；（8）要求有規(guī)范“三防”（防滲漏

11、、防流失、防揚塵）措施。2、棄土場現(xiàn)狀分析2.1 棄土場自然地理及地質(zhì)環(huán)境條件2.1.1 位置與交通棄土場位于西南側(cè)，隸屬市東區(qū)管轄。公園后門公路位于場地后緣，緊鄰機場路，交通方便。前緣已臨時擋墻為界，后緣以公園后山公路為界，場區(qū)為沖溝地形，兩側(cè)山脊較高。2.1.2 氣象條件市氣候?qū)倌蟻啛釒榛{(diào)的干熱河谷氣候，具有夏季長、溫度日變化大、四季不分明、氣候干燥、降雨集中、日照多、太陽輻射強、氣候垂直差異顯著，以及高溫、干旱等特點。根據(jù)水文氣象資料統(tǒng)計結(jié)果，主要氣候特點具體表現(xiàn)如下：（1）年平均氣溫20.9，最熱月份為5月，日最高氣溫的月平均值為33.2，極端最高氣溫41.0（出現(xiàn)在1987年6月

12、22日），極端最低氣溫-1.0（出現(xiàn)在1983年12月28日）。（2）市降雨主要集中在510月，雨季中的降雨量平均占全年降雨量的95.5%左右，10月下旬至次年5月為旱季。降雨多在夜間，多雷陣雨，年平均降雨量801.6毫米，年最大降雨量1006.9毫米。（3）年平均相對濕度為56%，在一年或一個月中相對濕度差異較大，最大相對濕度可高達100%，最小相對濕度可低至0%。旱季，特別是3、4月份濕度很小，空氣異常干燥，進入雨季后，濕度逐漸增大。（4）風季一般出現(xiàn)在24月份，風向多為偏南風，風力不等，風速小則12米/秒，大者常達到大風標準。年平均風速1.50米/秒，年最大風速18.30米/秒，年平均大

13、風日數(shù)為27天。2.1.3 地形地貌場地總體屬低中山構(gòu)造剝蝕地貌，溝谷斜坡地形，局部為渾圓狀山脊。場地內(nèi)發(fā)育多條沖溝，主沖溝走向為293，長約400m，縱向坡度為2030，兩側(cè)坡度為4050，植被不發(fā)育，場地匯水面積約0.39 K。目前，場地主沖溝后緣堆填了大量棄土，在主沖溝后緣形成兩個堆積平臺，高程分別為1325m和1295，目前堆積方量約130萬m。2.1.4 地層巖性根據(jù)地表調(diào)查，該區(qū)主要分布地層為：第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）及印支期花崗巖（），各巖土層特征及分布分述如下：（1）第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）：淺紅白色、灰褐色，主

14、要由碎塊石和強風化花崗巖碎屑組成，含少量昔格達組泥巖、粉砂巖碎屑及粘土，干稍濕，松散。堆積時間2008雨季前一次、方量約50萬3；2008年10月堆積一次、方量約80萬3，推測目前厚度2045。（2）第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)粘土（Q4el+dl）：黃灰色，淺黃色，主要由粘土組成，含約10%昔格達組泥巖碎屑，表層見有植物根系。干稍濕，可塑硬可塑。場地內(nèi)均有分布，推測厚度13m。（3）印支期花崗巖（）：黃灰色、淺黃色，礦物成分以長石、石英為主，云母次之，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；為場地下伏基巖，強風化厚度較大。2.1.5 水文地質(zhì)條件金沙江為區(qū)域最大地表水體，金沙江自云南省華坪縣與市仁和區(qū)福田鄉(xiāng)交界處流

15、入市，自西向東橫貫市區(qū)。金沙江平均流量為1690m3/s，多年平均徑流量為488億m3。水量變化有明顯的豐、枯季節(jié)，一般枯水期在24月，月平均流量僅有460 m3/s500m3/s，年最小流量發(fā)生日期在2月底3月初；豐水期在79月，月平均流量為3000m3/s4500m3/s。豐水期的平均流量比枯水期大610倍，洪水最高水位比枯水最低水位高10余米。金沙江從調(diào)查區(qū)的北側(cè)自東向西流過。目前場地內(nèi)未見地表水。場地匯水面積約0.39 Km2。2.1.6 地質(zhì)構(gòu)造及地震場地區(qū)域上位于川滇南北向構(gòu)造帶中部相對的穩(wěn)定區(qū)，區(qū)域構(gòu)造以南北向及北東向斷裂為主，以昔格達斷裂為代表。場地處于北北東向納拉箐、倮果斷層

16、之間，兩斷層均為北北東北東向，為壓扭性斷裂，傾角4552，沿斷裂兩側(cè)的巖體較破碎，該區(qū)以納拉箐斷層為主，納拉箐斷層有較長的發(fā)育史，在海西期即已存在，有多期的巖漿沿斷裂活動。地震測量表明有微量位移，但其活動的幅度和強度都不高，與斷裂活動有關(guān)的地震曾發(fā)生過多次，其中最大的一次發(fā)生在場地西南的灰老溝，震級僅為2.7級。雖然場地附近斷裂構(gòu)造發(fā)育，但工程場地未發(fā)生過7級以上地震，距場地最近強度較高的地震有1955年魚鲊6.7級地震，1955年華坪6級地震，1995年云南武定6.5級地震，2008年8月30日在四川省市仁和區(qū)、涼山彝族自治州會理縣交界發(fā)生6.1級地震，地震發(fā)生時場地均有震感，但未發(fā)生破壞作

17、用。根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001，2008年修訂）有關(guān)條款規(guī)定，場地地震設防烈度為7度，第二組，設計基本地震加速度值為0.10g。 2.2 棄土場現(xiàn)狀市炳三區(qū)公園后山棄土場片區(qū)屬于低中山構(gòu)造剝蝕地貌，斜坡地形，局部為渾圓狀山脊，目前該場地填土較多，大約有130萬m3所以對原始地形天然狀態(tài)的改變尤為突出，其特點：為獲得生產(chǎn)和生活場所而大量回填擴基，填土多為花崗巖碎塊石。填土目前堆積出兩個平臺，第一個平臺寬約120m，第二個平臺寬約20m，且設計為3個平臺狀放坡，坡高分別為30m、25m和25m，坡度均為45。形成場地前緣較陡的邊坡。昔格達組粉砂巖碎塊碎屑碎石土照片一 棄渣場堆積

18、現(xiàn)狀目前邊坡長約240m，坡高130m，中間有一個臺地，臺地寬約25，坡角4045。主要土層為第四系填土堆積層。其中第四系填土堆積層厚度2045m，呈松散狀，均有分布，覆蓋于坡洪積粉質(zhì)粘土和花崗巖之上。 場地內(nèi)出露地層有：第四系堆積層填土（Q4）、第四系坡洪積粉質(zhì)粘土（Q4l+l）、印支期花崗巖（）。由炳三區(qū)市炳三區(qū)公園后山棄土場地質(zhì)調(diào)查報告的計算結(jié)果可知：邊坡目前在自然狀態(tài)條件下邊坡穩(wěn)定系數(shù)Ks為1.007，處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨和地震狀況下穩(wěn)定系數(shù)為0.9060.957，處于失穩(wěn)狀態(tài)；由市炳三區(qū)二期公園后山棄渣場攔渣壩巖土工程勘察報告的計算結(jié)果可知：棄渣堆積邊坡目前在自然狀態(tài)條件

19、下邊坡穩(wěn)定系數(shù)Ks為1.092，處于穩(wěn)定，在暴雨和地震狀況下穩(wěn)定系數(shù)Ks為1.0041.031，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨+地震情況下穩(wěn)定系數(shù)Ks為0.949，處于失穩(wěn)狀態(tài)?，F(xiàn)有臨時攔擋壩由塊石堆積而成，但在暴雨或持續(xù)降雨時穩(wěn)定性較差，可能產(chǎn)生垮塌和滑坡等危害，造成對下游居民區(qū)及大道造成危害。根據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）表5.3.1，Ks應不小于1.25，故應對邊坡進行合理的支護?？傊吰履壳疤幱诨痉€(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨或持續(xù)降雨時穩(wěn)定性較差，可能產(chǎn)生垮塌和滑坡等危害，現(xiàn)有臨時攔擋措施未進行相應的巖土工程勘察、抗滑移和抗傾覆計算等工作，可靠性較差。2.3 存在的主要

20、問題根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況、調(diào)查報告、勘察報告，結(jié)合業(yè)主的介紹，該棄土場主要存在以下問題：（1）現(xiàn)有臨時攔擋措施未進行相應的巖土工程勘察、抗滑移和抗傾覆計算等工作，可靠性較差；（2）堆積壩較陡，高差過大；（3）缺少完善的排水系統(tǒng)設計，現(xiàn)有排水設施均無設計資料；（4）下游有居民、農(nóng)田，以及大道。棄土場失事將對居民人身、財產(chǎn)安全以及交通安全造成極大的威脅。綜上所述，該棄土場必須采用針對性的措施進行綜合處理，確保治理后的安全穩(wěn)定符合國家有關(guān)規(guī)范要求。2.4 結(jié)論棄土場是否穩(wěn)定，應根據(jù)現(xiàn)行設計規(guī)范規(guī)定的堆置要素進行復核，對該棄土場的泄洪能力、支擋物結(jié)構(gòu)強度，支擋物抗滑穩(wěn)定安全等指標進行復核。針對本棄土場的特

21、點，棄土場僅有部分周界排水溝、無壩坡排水溝，未形成完整的排水系統(tǒng)，故需對棄土場的防排水系統(tǒng)進行重新設計，完善排水系統(tǒng)。此外，因棄土場堆積偏高、必須放緩邊坡并形成臺階，設計對治理后的棄土場進行穩(wěn)定性復核。必須采取強有力的工程措施，必須達到規(guī)范要求。3、方案設計3.1 棄土場現(xiàn)狀及治理措施3.1.1 棄土場現(xiàn)狀概述通過以上章節(jié)對棄土場現(xiàn)狀的綜合分析，堆積壩較陡，高差過大。由市炳三區(qū)公園后山棄土場地質(zhì)調(diào)查報告和市炳三區(qū)二期公園后山棄渣場攔渣壩巖土工程勘察報告穩(wěn)定性分析計算可知：邊坡目前處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨或持續(xù)降雨時穩(wěn)定性較差，可能產(chǎn)生垮塌和滑坡等危害；現(xiàn)有臨時攔擋措施未進行相應的巖土

22、工程勘察、抗滑移和抗傾覆計算等工作，可靠性較差；缺少完善的排水系統(tǒng)設計，現(xiàn)有排水設施均無設計資料。3.1.2 治理措施針對以上情況，本次設計采取的主要治理措施是在現(xiàn)有堆積體的表面人工砌筑一層垂直厚2426m的塊石保護層，防止雨季水沖刷現(xiàn)有松散堆積體，保護層分臺階分層砌筑，分層高度15m，每個分層外留6m寬平臺，每個平臺靠坡面腳處砌筑截水排水溝。具體分為以下步驟進行：（1）棄土場底部清基首先，停止現(xiàn)有棄土場上部排棄渣石，自臨時攔渣壩起清理地基浮土至花崗巖基巖，標高為1169m。在基巖上形成寬度為12米的臺階，臺階平臺形成1%的反坡面，以增大堆積體的內(nèi)摩擦角。（2）壩底水溝開掘主沖溝自臨時攔渣壩起

23、，向沖溝下游方向開掘壩底水溝，支流沖溝開掘壩底水溝與主沖溝壩底水溝相通，形成壩底排水通道系統(tǒng)。水溝蓋板采用條石鋪砌，留有間隙，以便棄土場內(nèi)水流可以直接通過壩底水溝流出（見總平面布置圖）。（3）1183m、1198m兩平臺的形成自水溝條石鋪砌蓋板之上全部堆積粒徑30cm50cm的塊石，形成1183m、1198m兩平臺。保證其良好透水性（見AA剖面圖）。（4）截洪溝的修筑在棄土場周圍按照設計要求修建截洪溝，阻止洪水對棄土場的侵襲。初步形成新的棄土場防水體系。（5）1213m平臺極其上各平臺的形成1198m平臺形成后，按照自下而上的順序，可逐級堆積混合碎石，堆積方式為自下而上。對業(yè)已形成的陡峭的高邊

24、坡實施削坡作業(yè)，逐層形成臺階直至最終1333m平臺最終形成。同時，各平臺在靠近邊坡一側(cè)修筑平臺排水溝，將水流引至周邊截洪溝。最終形成棄土場完整的排水系統(tǒng)。此過程必須嚴格按照設計參數(shù)施工，削坡作業(yè)尤其注意施工安全。（6）護坡工程1213m、1198m、1183m三個平臺邊坡采用菱形鋼筋混泥土格構(gòu)護坡，即保證了邊坡的穩(wěn)定性，又達到了景觀效果。（7）棄土場排水系統(tǒng)壩底水溝斷面為11.2m；周界截洪溝斷面為10.9m；平臺排水溝斷面為0.50.6m（見排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖）。3.2 治理后棄土場概況（1）棄土場是為獲得生產(chǎn)和生活場所而大量回填擴基形成，填土多為花崗巖碎塊石。最終棄土量：515.76萬m，總堆

25、高為164m。2）棄土場下部1213m平臺、1198m平臺、1183m平臺采用鋼筋混凝土格構(gòu)護坡。工程量如表31.3）物理性質(zhì)：普氏硬度f=810；密度：2.632.94t/m3；花崗巖碎塊石自然安息角37；表31 鋼筋混凝土格構(gòu)護坡工程量表上底寬m下底寬m高m面積工程量m1213m平臺190116243672264.3841198m平臺11438241824131.3281183m平臺38281859442.768合計6090438.483.3 排土工藝3.3.1 運輸方式與排土方式護坡砌筑用土石采用汽車運輸至棄土場。作業(yè)程序為汽車沿公路運輸至棄土場邊緣，向場內(nèi)卸廢土石，配合以推土機，適合推

26、平（推土機推送距離約為15m）。排土順序為自排土場后緣向主沖溝推進，逐步形成臺階。棄土場邊緣初始路堤、汽車卸車和調(diào)車平臺不小于50m40m。 自臨時攔渣壩至主沖溝的壩底水溝之上的底層采用條石鋪砌，然后在其上堆積粒徑30cm50cm的塊石，增大其透水性。形成1183m、1198m兩平臺。自1213m平臺及以上各平臺可堆積混合碎石，堆積方式為自下而上，逐層碾壓，逐層堆積。嚴格按照設計參數(shù)施工。本排土場采用高臺階壓坡腳的方式排土，運行過程中每級臺階均應有運輸?shù)缆放c之相通，并且汽車入口標高應與排土臺面相適應。3.3. 堆置要素參照有色金屬礦山排土場設計規(guī)范（GB504212007）表6.0.3，花崗石

27、的自然安息角為3540，本棄土場排棄物巖石塊度在30cm左右、夾少量泥，因此，廢土石料自然安息角約為35左右。土石混合料的堆置臺階高度應100m，本排土場采用高臺階壓坡腳式排土，堆置臺階高度設置為15m，只有1183m平臺至基底的高度為14m；棄土場最終標高為13331169m，堆置總高度為164m。采用高臺階壓坡腳的排土方式，坡面角為37，逐步向前方推進，同時形成臺階，排土場邊坡整體坡角約30。本排土場共有11個臺階，每級平臺高差為15m，平臺寬度為6m，臺面設2%的反坡。最后一級臺階與基底高差為14m。每級平臺內(nèi)側(cè)均設置過水斷面0.50.6m的排水溝，并與周邊排水溝相連通。3.3.3 安全

28、要求及環(huán)保要求（1）安全要求汽車排土作業(yè)時，需由專人指揮。非作業(yè)人員不應進入排土作業(yè)區(qū)，作業(yè)區(qū)內(nèi)的工作人員、車輛、工程機械，應服從指揮人員的指揮。排土卸載平臺邊緣，有固定的擋車設施，其高度不小于輪胎直徑的25，車擋頂寬和底寬分別不小于輪胎直徑的1/3和1.3倍。設置移動車擋設施的，對不同類型移動車擋制定相應的安全作業(yè)要求，并按要求作業(yè)。按規(guī)定順序排棄土巖。在同一地段進行卸車和推土作業(yè)時，設備之間保持足夠的安全距離。卸土時，汽車垂直于排土工作線。汽車倒車速度小于5km/h，不應高速倒車，以免沖撞安全車擋。在排土場邊緣，推土機不應沿平行坡頂線方向推土。排土安全車擋或反坡不符合規(guī)定、坡頂線內(nèi)側(cè)30m

29、范圍內(nèi)有大面積裂縫（縫寬0.1m0.25m）或不正常下沉（0.1m0.2m）時，汽車不應進入該危險作業(yè)區(qū)，應查明原因及時處理，方可恢復排土作業(yè)。排土場作業(yè)區(qū)內(nèi)煙霧、粉塵、照明等因素導致駕駛員視距小于30m，或遇暴雨、大雪、大風等惡劣天氣時，停止推土作業(yè)。汽車進入排土場內(nèi)應限速行駛，距排土工作面50200m時速度低于16km/h，50m范圍內(nèi)低于8km/h。排土作業(yè)區(qū)設置一定數(shù)量的限速牌等安全標志牌。排土作業(yè)區(qū)照明系統(tǒng)完好，照明角度符合要求，夜間無照明不應排土。燈塔與排土車擋距離d按以下公式計算：d車輛視覺盲區(qū)距離+l0m。排土作業(yè)區(qū)配備質(zhì)量合格、適合相應載重汽車突發(fā)事故救援使用的鋼絲繩(多于4

30、根)、大卸扣(多于4個)等應急工具。排土作業(yè)區(qū)，應配備指揮工作間和通訊工具。排土場與國家鐵（公）路干線、航道、高壓輸電線路的鐵塔等重要設施的安全防護距離宜為最終堆置高度的1.01.5倍。與礦山居住區(qū)、村鎮(zhèn)、工業(yè)場地的距離應大于最終堆置高度的2倍排土場最終境界20m內(nèi)，應排棄大塊巖石。排土場進行排棄作業(yè)時，應圈定危險范圍，并設立警戒標志，無關(guān)人員不應進入危險范圍內(nèi)。任何人均不應在排土場作業(yè)區(qū)或排土場危險區(qū)內(nèi)從事?lián)斓V石、撿石材和其他活動。未經(jīng)設計或技術(shù)論證，任何單位不應在排土場內(nèi)回采低品位礦石和石材。排土場運轉(zhuǎn)過程中，排土場關(guān)鍵點應有警示標志、安全保障等措施。排土場四周防洪、溢洪，場內(nèi)排水設施。（

31、2）環(huán)保要求由于匯水面積較小很小，采用截洪溝排洪形式。排土場與村鎮(zhèn)、居住區(qū)及其他設施的衛(wèi)生防護距離，應符合國家有關(guān)規(guī)定和標準要求。植被、種植樹木，綠化排土場周圍山崗及其周圍，與臨近農(nóng)用天地形成隔離帶。為了防止閑人及牲畜進入排土場，在四周設鐵絲網(wǎng)圍攔。3.4 排土場等別3.4.1 容積計算在1：2000地形圖上計算容積，排土場壩底標高1169m，最高標高1333m，最終堆積坡角30。表32 棄土場容積計算表平臺標高m面積高度m容積m備注1333上底75236.15 15.00 1015688.04 下底60188.92 1318上底64580.73 15.00 900552.40 下底55492

32、.93 1303上底52044.40 15.00 700913.35 下底41410.71 1288上底41167.49 15.00 605365.48 下底39547.91 1273上底38751.59 15.00 523146.46 下底31001.27 1258上底30234.61 15.00 408167.25 下底24187.69 1243上底23953.01 15.00 323365.68 下底19162.41 1228上底18799.95 15.00 253799.30 下底15039.96 1213上底14487.46 15.00 195580.65 下底11589.96 11

33、98上底10085.06 15.00 136148.27 下底8068.05 1183上底7531.94 14.00 94902.42 下底6025.55 合計5157629.32 計算得總?cè)莘e為515.76萬m。3.4.2 排土場級別確定根據(jù)有色金屬礦山排土場設計規(guī)范（GB 50421-2007）4.0.5，排土場總?cè)莘e為515.76萬m，總堆高164m，排土場設計等級為一等。3.5 穩(wěn)定性計算3.5.1 計算方法、原理和公式由于該排土場地質(zhì)條件較好，覆土、植被等很容易清除無斷層通過排土場，地下水類型主要為孔隙裂隙水。裂隙多分布于基巖淺部，形成透水而不含水，原生花崗巖不含水，透水性差，為礦區(qū)

34、主要隔水層。排棄物堆置體不容易風化，不溶解、不易破裂、強度、硬度較高，無壓縮性，濾水性較好，已經(jīng)形成的排棄物堆置體不易變形，碴石中夾泥可隨流水移動，因此對排棄物堆置體邊坡穩(wěn)定性分析時，不考慮水的影響，地震情況下能保持穩(wěn)定，那么任何其他情況下，排土場都可以保持穩(wěn)定。因此，僅對排土場在地震的情況下，且基地含有飽水層的運行狀況對本排土場進行穩(wěn)定分析。（1）浸潤線高低排土場碴石堆為花崗巖堆石體，水對花崗巖力學性質(zhì)影響甚微，而且花崗巖碎石滲透系數(shù)較大，因此不考慮水對排棄物力學性質(zhì)的影響，僅考慮基地存在飽水土層。（2）排棄物穩(wěn)定性排棄物穩(wěn)定性計算采用圓弧滑動法進行。其原理是假定滑動面為圓柱面，并將滑面上的

35、土體視為剛體，壩坡失穩(wěn)時，土體將繞滑弧圓心作旋轉(zhuǎn)運動；當土體繞圓心的滑動力矩大于抗滑力矩時，壩坡即喪失穩(wěn)定，反之，壩坡則保持穩(wěn)定。其計算公式為：式中： 土條數(shù)； 土條編號；、 不同土條在不同狀態(tài)時的賦值。3.5.2 邊坡穩(wěn)定性計算依據(jù)類似排土場力學指標作為本工程力學穩(wěn)定性分學力學計算參數(shù)，具體見表33。表 33 各材料力學特性材 料重 度內(nèi)聚力內(nèi)摩擦角單 位（kN/m3）（kPa）（度）碴 石22039碎塊石191518強風化基巖223835弱風化基巖285045完整基巖326560尾礦壩穩(wěn)定性分析尾礦壩穩(wěn)定性計算時主要考慮分下列五類荷載，可根據(jù)不同工況按表4-6進行組合：、筑壩期正常高水位的

36、滲透壓力。在穩(wěn)定性分析中，一般不考慮尾礦庫上游水位的下降，只考慮穩(wěn)定滲流，其浸潤線即為邊界流線，根據(jù)此流線畫流網(wǎng)，根據(jù)流網(wǎng)計算滲透壓力。、壩體自重。在計算壩體自重荷載，在考慮使用有效應力法時，其土料的容重要求不一樣，在靜水面以下的土體部分，要按浮容重計算；在浸潤線以下，靜水面以上的土體按飽和容重計算；在浸潤線以上部分土體按濕容重計算。、壩體及壩基中的孔隙水壓力（超靜孔隙水壓力）。、最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力。、地震荷載。本尾礦庫所在地區(qū)地震烈度為七度，本次初步設計按七度進行設防，地震慣性力在特殊運行時按0.01g納入考慮。表 4-3 荷載的組合荷 載 組 合荷 載 類 別正常運行總應力

37、法有有洪水運行有有特殊運行有有注：表中的與上面敘述的相對應。（1）正常運行下采用規(guī)范:通用方法；計算目標:安全系數(shù)計算；安全系數(shù)計算目標: 圓弧滑動法；不考慮地震。圖 4-3 正常運行下尾礦壩穩(wěn)定性分析計算結(jié)果: 滑動圓心 = (140.000,170.000)(m) 滑動半徑 = 135.000(m) 滑動安全系數(shù) = 1.530（2）洪水運行下采用規(guī)范:通用方法；計算目標:安全系數(shù)計算；安全系數(shù)計算目標: 圓弧滑動法；不考慮地震圖 4-4 洪水運行下尾礦壩穩(wěn)定性分析計算結(jié)果: 滑動圓心 = (150.000,150.000)(m) 滑動半徑 = 80.000(m) 滑動安全系數(shù) = 1.2

38、44（3）特殊運行下采用規(guī)范:通用方法；計算目標:安全系數(shù)計算；安全系數(shù)計算目標: 圓弧滑動法；考慮地震。圖 4-5 特殊運行下尾礦壩穩(wěn)定性分析計算結(jié)果: 滑動圓心 = (100.000,130.000)(m) 滑動半徑 = 120.000(m) 滑動安全系數(shù) = 1.3433.5.5 穩(wěn)定性評價地震情況下，排土場排棄物邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.343，參照有色金屬礦山排土場設計規(guī)范 GB 504212007，7.0.9條，規(guī)范允許的邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.10，因此，可以看出，本排土場邊坡穩(wěn)定系數(shù)完全滿足安全運行。4、排水系統(tǒng)4.1 排水系統(tǒng)場地內(nèi)未見地表水，棄渣場匯水面積約0.39 Km2。地下水埋

39、深5.38.4m，地下水類型主要為基巖裂隙水，受大氣降水補給，大氣降雨時，大部分雨水沿地表匯入沖溝，少部分滲入地下，建筑場地為斜坡地形，利于地表水排泄，而粉質(zhì)粘土屬弱透水層，不利于地下水滲透、徑流，所以整個場地地下富水性差，水量較小。治理措施：自臨時攔渣壩起至主沖溝1169m標高處設置斷面為11.2m壩底水溝。支流沖溝的壩底水溝與之相通；棄土場周邊及頂部設置斷面為10.9m的周界截洪溝；于各邊坡底部平臺設置斷面為0.50.6m的平臺排水溝。從而形成完善的排水系統(tǒng)。4.2 水文計算4.2.1 棄土場場區(qū)排洪系統(tǒng)根據(jù)四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中建議的方法和相關(guān)公式 ，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，求得洪

40、水洪峰流量，并根據(jù)統(tǒng)計學原理計算其標準值。1）基本公式采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中的推理公式： 式中: 設計洪峰流量（）； 洪峰徑流系數(shù)； S暴雨雨力，即最大1小時暴雨量（mm/h）； 流域匯流時間（h）； n暴雨公式指數(shù)； F流域面積（km2）2）最大峰洪流量計算結(jié)果見表4-1。表4-1 棄土場分水嶺區(qū)域內(nèi)100年一遇最大峰洪流量頻 率 集雨面積(km2)河長坡 降 （）F（km2）L （km）J （） J1/3F1/4流域特征系數(shù) =L/（J1/3F1/4）H24 （mm）P（%）10.910.6254201.470.5860.9771.09270CVCs=3.5CvKPH24P=

41、KP*H24a2b2n2P=a2+b2*log（P）SP=H24P*24（n2p-1）H24Pn2PSP0.451.5752.25176.40.6430.010.64356.724S1/40.383/（m/）*S1/4）O(0.383*/m/(SP(1/4)(4/(4-n2p)On=O*（-1/（4-n2p）OOnO （mm/小時）2.7440.470.4070.4093.665CVCSKP=o*KP/S（/S)*On=1-1.1*n/SP0.451.5750.51.83250.0320.0130.98（-1/（4-n2p）=O*(-1/(4-n2p)n=n2pQP=0.278*SP*F/n驗

42、算 （t）nQPQP1/4m11.0060.4090.56125.0682.2380.324整個棄土場分水嶺區(qū)域內(nèi)100a一遇暴雨總洪峰流量為25.068m3/s；2）棄土場水溝過水能力驗算截洪溝采用塊（片）漿砌，內(nèi)表面水泥砂漿抹光，梯形斷面，底寬1m，深度1.2m。截洪溝經(jīng)過庫壩時以下部分兼做右壩肩溝使用。最小坡降i =1，粗糙率n取0.014。采用溢洪道水力計算公式。式中：計算流量(m3/S)； 過水斷面面積()，； 水力半徑(m)，； 底坡； 謝才系數(shù)表 4-2 排土場 水溝最大斷面計算表頂寬邊坡系數(shù)m水深h底寬a過水面積A濕周X水力半徑R粗糙度n101.211.24.40.272730

43、.014x謝才系數(shù)C水力坡度i明渠過流流量Q57.52104136洪水總量：設計洪水總量采用下式推求。式中：設計洪水總量(萬m3)； 歷時為T的設計暴雨(mm)； 匯雨面積(k)； 徑流系數(shù)。表 4-3 降雨參數(shù)及洪峰流量與洪水總量計算表設計暴雨歷時（單峰洪水 T=12.8*F(1/4)）1T24h時，HTP=H24P*T1mP，T1h時，HTP=SP*T1-n1PT是否小于1hn1P=a1+b1*log（P）T24h時，HTP=H24P*T1mPHTP5050=HTP100T1abmP =0.77*0.03*HTP/50=0.80+0.03*(HTP-50)/50否0.52 0.320.01

44、0.32143.190.8460.6100=HTP250250=HTP450450=HTP暴雨徑流關(guān)系分區(qū)洪水總量WP=0.1*(*HTP -h)*F=0.83+0.06*(HTP-100)/150=0.89+0.04*(HTP-250)/200=0.93WP（萬m3）120.63.7534整個棄土場分水嶺區(qū)域內(nèi)100a一遇暴雨總洪峰流量為25.068m3/s，洪水總量為3.7534萬m3。4.2.2 棄土場右側(cè)壩肩排洪系統(tǒng)根據(jù)四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中建議的方法和相關(guān)公式 ，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，求得洪水洪峰流量，并根據(jù)統(tǒng)計學原理計算其標準值。1）基本公式采用四川省中小流域暴雨洪水計算手

45、冊中的推理公式： 式中: 設計洪峰流量（）； 洪峰徑流系數(shù)； S暴雨雨力，即最大1小時暴雨量（mm/h）； 流域匯流時間（h）； n暴雨公式指數(shù)； F流域面積（km2）2）最大峰洪流量計算結(jié)果見表4-4。表4-4 棄土場右側(cè)壩肩區(qū)域內(nèi)100年一遇最大峰洪流量頻 率 集雨面積(km2)河長坡 降 （）F（km2）L （km）J （） J1/3F1/4流域特征系數(shù) =L/（J1/3F1/4）H24 （mm）P（%）10.4620.509354.50.7080.8240.87270CVCs=3.5CvKPH24P=KP*H24a2b2n2P=a2+b2*log（P）SP=H24P*24（n2p-1）

46、H24Pn2PSP0.451.5752.25176.40.6430.010.64356.724S1/40.383/（m/）*S1/4）O(0.383*/m/(SP(1/4)(4/(4-n2p)On=O*（-1/（4-n2p）OOnO （mm/小時）2.7440.3940.330.3324.169CVCSKP=o*KP/S（/S)*On=1-1.1*n/SP0.451.5750.52.08450.0370.0120.98（-1/（4-n2p）=O*(-1/(4-n2p)n=n2pQP=0.278*SP*F/n驗算 （t）nQPQP1/4m11.0060.3320.4914.5711.9540.3

47、08棄土場右側(cè)至左側(cè)分水嶺區(qū)域內(nèi)100a一遇暴雨總洪峰流量為14.571m3/s；2）壩肩右側(cè)截水溝過水能力驗算截洪溝采用塊（片）漿砌，內(nèi)表面水泥砂漿抹光，梯形斷面，底寬0.8m，深度0.9m。截洪溝經(jīng)過庫壩時以下部分兼做右壩肩溝使用。最小坡降i =1，粗糙率n取0.014。采用溢洪道水力計算公式。式中：計算流量(m3/S)； 過水斷面面積()，； 水力半徑(m)，； 底坡； 謝才系數(shù)表 4-5 壩肩右側(cè)截水溝斷面計算表頂寬邊坡系數(shù)m水深h底寬a過水面積A濕周X水力半徑R粗糙度n0.800.90.80.723.40.211760.014x謝才系數(shù)C水力坡度i明渠過流流量Q55.14603118

48、.271471034.2.3 棄土場左側(cè)壩肩排洪系統(tǒng)根據(jù)四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中建議的方法和相關(guān)公式 ，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，求得洪水洪峰流量，并根據(jù)統(tǒng)計學原理計算其標準值。1）基本公式采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中的推理公式： 式中: 設計洪峰流量（）； 洪峰徑流系數(shù)； S暴雨雨力，即最大1小時暴雨量（mm/h）； 流域匯流時間（h）； n暴雨公式指數(shù)； F流域面積（km2）2）最大峰洪流量計算結(jié)果見表4-6。表4-6 棄土場右側(cè)至左側(cè)分水嶺區(qū)域內(nèi)100年一遇最大峰洪流量頻 率 集雨面積(km2)河長坡 降 （）F（km2）L （km）J （） J1/3F1/4流域特征系數(shù) =L

49、/（J1/3F1/4）H24 （mm）P（%）10.0575860.603354.50.7080.491.73870CVCs=3.5CvKPH24P=KP*H24a2b2n2P=a2+b2*log（P）SP=H24P*24（n2p-1）H24Pn2PSP0.451.5752.25176.40.6430.010.64356.724S1/40.383/（m/）*S1/4）O(0.383*/m/(SP(1/4)(4/(4-n2p)On=O*（-1/（4-n2p）OOnO （mm/小時）2.7440.6810.6420.6426.192CVCSKP=o*KP/S（/S)*On=1-1.1*n/SP0.

50、451.5750.53.0960.0550.0350.955（-1/（4-n2p）=O*(-1/(4-n2p)n=n2pQP=0.278*SP*F/n驗算 （t）nQPQP1/4m11.0140.6420.7451.1641.0390.355棄土場左側(cè)壩肩區(qū)域內(nèi)100a一遇暴雨總洪峰流量為1.164m3/s；2）壩肩左側(cè)截水溝過水能力驗算截洪溝采用塊（片）漿砌，內(nèi)表面水泥砂漿抹光，梯形斷面，底寬0.3m，深度0.4m。截洪溝經(jīng)過庫壩時以下部分兼做右壩肩溝使用。最小坡降i =1，粗糙率n取0.014。采用溢洪道水力計算公式。式中：計算流量(m3/S)； 過水斷面面積()，； 水力半徑(m)，；

51、底坡； 謝才系數(shù)表 4-7 壩肩右側(cè)截水溝斷面計算表頂寬邊坡系數(shù)m水深h底寬a過水面積A濕周X水力半徑R粗糙度n0.300.40.30.121.40.085710.014x謝才系數(shù)C水力坡度i明渠過流流量Q47.4293911.7根據(jù)以上計算結(jié)果，自臨時攔渣壩起至主沖溝1169m標高處設置斷面為11.2m壩底水溝；棄土場周邊及頂部均取右側(cè)截洪溝大值設置斷面為10.9m的周界截洪溝；于各邊坡底部平臺設置斷面為0.50.6m的平臺排水溝。工程量如表48：表48 排洪設施工程量表項目及名稱單位工程量截面積平臺排水溝長度m6268凈面積開挖面積土石方開挖m5327.80.30.85C20砼m3447.

52、4壩底水溝長度m162.51.22.125土石方開挖m345.3C35鋼筋砼m150.3截洪溝長度m2555.20.91.725土石方開挖m4407.72C20砼m2108.044.3 泥石流發(fā)生概率計算根據(jù)泥石流災害防治工程勘查規(guī)范中建議的方法和相關(guān)公式 ，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，求得棄土場區(qū)域內(nèi)的暴雨強度指標，并根據(jù)統(tǒng)計學原理計算棄土場發(fā)生泥石流的概率。暴雨強度指標RR3.1 安全雨情；R3.1 可能發(fā)生泥石流的雨情；R=3.14.2 發(fā)生幾率10 發(fā)生幾率0.8式中：K前期降雨修正系數(shù)，無前期降雨時：K=1；有前期降雨時：K1；但目前尚無可信的成果可供應用；現(xiàn)階段可暫時假定：K=1.11.2

53、；、該地區(qū)可能發(fā)生泥石流的24h、1h、10min的限界雨值。該棄土場位于年均降雨1200800mm區(qū)域，故=60、=20、=10。H1/6H1H6H2424.88 66.90 126.60 176.40 無前期降雨時K=1R=2.94+3.345+2.488=8.773泥石流發(fā)生幾率為：0.67有前期降雨K=1.1R=1.1（2.94+3.345+2.488）=9.65泥石流發(fā)生幾率為:0.737因此，在強暴雨條件下，具有爆發(fā)中小規(guī)模泥石流的可能。5、棄土場安全設施設置與管理5.1 值班室為了滿足排土場管理人員的生活和休息，設計建筑面積為12.0m2的管理用房，位于棄土場邊緣公路旁。管理用房

54、的用水、用電由就近的水源點和電源點引入。5.2 供電和通訊5.2.1 供電棄土場夜間不作業(yè)，不設照明；管理用電直接由附近電源直接輸送。5.2.2 通訊棄土場值班房電話一部，或采用無線通訊設備。5.3 棄土場的安全設施（1）棄土場的安全棄土場設計515.76 萬m3，高164m，參照有色金屬礦山排土場設計規(guī)范GB 504212007，為一等。地震運行期，計算得棄土場邊坡穩(wěn)定系數(shù)為1.343，參照有色金屬礦山排土場設計規(guī)范GB 504212007，7.0.9條，最小安全系數(shù)不小于1.1，因此，本棄土場邊坡穩(wěn)定性符合規(guī)范要求。（2）棄土場運行管理在棄土場的日常運行管理中，要保證排土場不發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，

55、邊坡監(jiān)測非常重要，監(jiān)測包括邊坡位移，包括兩部分，位移檢測、變形觀測，特別是邊坡沿溝向位移檢測。邊坡位移監(jiān)測： 測點布置的原則。要布置在相對較危險部位，特別是坡頂，為便于分析比較，觀測基點要布置在既固定又安全且通視性好的位置。 測點安裝。每次監(jiān)測的測點要一致，可在待測部位埋設150200400mm的混凝土樁，并在其頂面打入10mm、長300mm的圓鋼釘，鋼釘中央刻十字為中心，周圍刻畫為1010mm的邊線，每次監(jiān)測時都須將棱鏡置于十字中心。 監(jiān)測的方法及精度要求。監(jiān)測在監(jiān)測基點用全站儀測量，要求測量按二等或三、四等水準測量的精度要求進行。 監(jiān)測周期?？煞譃槎ㄆ谂c不定期監(jiān)測，邊坡穩(wěn)定無位移時，每月至少監(jiān)測一次，當邊坡有位移時，當縮短監(jiān)測周期，每旬或