一種多臺階覆蓋式排土場及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多臺階覆蓋式排土場及其施工方法。該排土場外側(cè)形成有一邊坡，該排土場包括：基層堆積體以及至少一個臺階堆積體；所述至少一個臺階堆積體疊置于所述基層堆積體上；其中在所述臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)有至少一條錨索，所述錨索穿過所述排土場一理論滑動面，所述錨索的兩端分別位于所述滑動面的兩側(cè)，在所述錨索上還設(shè)置有力學(xué)傳感器。本發(fā)明的多臺階覆蓋式排土場，通過設(shè)置錨索，起到對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對多臺階覆蓋式排土場泥石流的監(jiān)測?預(yù)警?控制的一體化。
【專利說明】
一種多臺階覆蓋式排土場及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種多臺階覆蓋式排土場及其施工方法，具體為一種可實現(xiàn)泥石流的監(jiān)測-預(yù)警-控制一體化的多臺階覆蓋式排土場及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全國有^^一萬多處的礦山，其中對礦區(qū)環(huán)境影響嚴(yán)重的礦山有8457個，而滑坡和泥石流是露天礦山主要的地質(zhì)災(zāi)害問題之一。由于礦山排土場多堆排在山溝和山坡地上，其安全與否主要受控于堆排工藝、山坡坡度、基地強弱、堆排物料的物理力學(xué)性質(zhì)、堆排高度、降雨大小等因素的綜合影響，再加上滑坡機(jī)理復(fù)雜性及其形成條件、誘發(fā)因素的多樣性，使得排土場邊坡安全控制非常困難。
[0003]因此，對排土場及周圍環(huán)境進(jìn)行長期科學(xué)、系統(tǒng)地監(jiān)測，是維護(hù)排土場安全最基本、最有效的保障手段。監(jiān)測所得的結(jié)果也為排土場災(zāi)害應(yīng)急治理和日常綜合管理工作提供科學(xué)的決策依據(jù)，并使排土場安全管理工作更加科學(xué)化、規(guī)范化。然而，目前所有礦山排土場一直缺乏一種科學(xué)、系統(tǒng)的監(jiān)測手段，長期以來主要采用人眼目測、手工位移和裂縫測量等方法進(jìn)行監(jiān)測，由于位移、裂縫等現(xiàn)象只是邊坡失穩(wěn)破壞的必要條件，并不是充分條件。邊坡失穩(wěn)前一定會產(chǎn)生位移和裂縫，但有位移、裂縫的產(chǎn)生并不一定就會發(fā)生滑坡。表面位移和裂縫的產(chǎn)生與很多因素有關(guān)，除滑坡外還與降雨、溫度和濕度的變化有關(guān)。因此傳統(tǒng)的只從“現(xiàn)象監(jiān)測”難以實現(xiàn)對排土場邊坡失穩(wěn)破壞的超前準(zhǔn)確預(yù)報。
[0004]由于早期裝備條件的限制，我國露天礦山排土場監(jiān)測主要是根據(jù)人工觀測地表變化特征、地下水變化以及周圍動植物的異常來推斷確定其發(fā)生的可能性。之后，隨著時代發(fā)展和科技進(jìn)步，表面位移監(jiān)測法的一些常規(guī)儀器，包括全站儀、經(jīng)瑋儀、水準(zhǔn)儀、GPS監(jiān)測以及新近發(fā)展的GPS手機(jī)監(jiān)測等，也逐漸得到應(yīng)用。但是，由于監(jiān)測參量選取和監(jiān)測方法使用的不當(dāng)，導(dǎo)致現(xiàn)有排土場穩(wěn)定性監(jiān)測方法和技術(shù)裝備主要存在以下問題:
[0005](I)力是產(chǎn)生變形的根本原因，排土場失穩(wěn)破壞發(fā)生與否決定于滑動力和抗滑力之間的平衡狀態(tài)變化，但近百年來已有的排土場穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)主要單純的針對位移、裂縫等物理力學(xué)指標(biāo)，這些指標(biāo)只是產(chǎn)生排土場失穩(wěn)破壞的必要條件而非充分條件，這是目前排土場穩(wěn)定性監(jiān)測預(yù)報不準(zhǔn)確的主要原因；
[0006](2)表面位移和滑面位移的不一致性，導(dǎo)致深部滑面位移監(jiān)測優(yōu)于表面位移監(jiān)測。然而，通過深部位移監(jiān)測法，即鉆孔傾斜儀監(jiān)測，雖然能夠確定滑面位置，但產(chǎn)生較大錯動后，傾斜位移監(jiān)測失效，后期滑坡位移數(shù)據(jù)無法獲得，故其數(shù)據(jù)帶有“一孔之見”而有失準(zhǔn)確；
[0007](3)傳統(tǒng)小變形材料不能夠滿足邊坡大變形而被拉斷破壞。常規(guī)錨索監(jiān)測屬于小變形材料范疇，雖然滿足邊坡失穩(wěn)破壞的充要條件，但是由于小變形錨索無法抵抗邊坡巖體大變形破壞而發(fā)生拉斷破壞現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致整個監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)失效，無法實現(xiàn)對排土場邊坡失穩(wěn)破壞“全過程”實時監(jiān)測預(yù)警的目標(biāo)；
[0008](4)傳統(tǒng)的基于“多因素”傳感技術(shù)的排土場邊坡失穩(wěn)破壞綜合監(jiān)測系統(tǒng)，只是將各種類型的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行數(shù)量上的疊加，沒有建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析和處理系統(tǒng)，并且各種監(jiān)測數(shù)據(jù)不能夠交叉分析，因此并沒有實現(xiàn)真正意義上的“親合”監(jiān)測；
[0009](5)傳統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備都無法對“排土場失穩(wěn)全過程”進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)排土場失穩(wěn)破壞發(fā)生過程中，地表位移和內(nèi)部力學(xué)量都發(fā)生較大的變化，而傳統(tǒng)的位移、應(yīng)力監(jiān)測設(shè)備隨著邊坡巖土體的大變形而發(fā)生了破壞，喪失監(jiān)測功能；
[0010](6)傳統(tǒng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)功能單一，只具有監(jiān)測和預(yù)警的功能，對于采場和排土場邊坡不具有加固和治理的功能。這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致排土場或采場治理成本的大幅度提升，而且造成邊坡安全管理程序復(fù)雜，不能夠形成一個統(tǒng)一有效的監(jiān)測、預(yù)警、加固、防治一體化防控體系。
[0011]綜上所述，針對礦山排土場泥石流監(jiān)測預(yù)警控制一體化的方法及其裝備系統(tǒng)研究迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種多臺階覆蓋式排土場，該排土場外側(cè)形成有一邊坡，該排土場包括基層堆積體以及至少一個臺階堆積體;所述至少一個臺階堆積體疊置于所述基層堆積體上;其中在所述臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)有至少一條錨索，所述錨索穿過所述排土場一理論滑動面，所述錨索的兩端分別位于所述理論滑動面的兩側(cè)，在所述錨索上還設(shè)置有力學(xué)傳感器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，所述至少一個臺階堆積體包括第一臺階堆積體，所述第一臺階堆積體設(shè)置于所述基層堆積體上，在所述第一臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)有用于固定所述至少一條錨索的至少一組錨固墩和防護(hù)墩，所述錨固墩和防護(hù)墩分別位于所述理論滑動面的兩側(cè)，所述錨索一端設(shè)置于所述錨固墩，另一端設(shè)置于所述防護(hù)墩。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述防護(hù)墩鄰近所述邊坡，所述力學(xué)傳感器設(shè)置于所述錨索連接所述防護(hù)墩的一端，并暴露于所述邊坡外。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，在所述基層堆積體的邊坡外設(shè)置擋墻，以加固所述邊坡。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述基層堆積體的上表面設(shè)置擋墻，所述防護(hù)墩設(shè)置于所述擋墻內(nèi)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述錨索為恒阻大變形錨索。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種多臺階覆蓋式排土場的施工方法，所述排土場外側(cè)形成有一邊坡，所述方法包括:提供一基層堆積體;以及
[0019]在所述基層堆積體上疊置至少一個臺階堆積體，在每一臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)至少一條錨索，并在所述錨索上設(shè)置力學(xué)傳感器;其中所述錨索自所述邊坡向所述臺階堆積體的內(nèi)部延伸設(shè)置。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，所述至少一個臺階堆積體包括第一臺階堆積體，所述第一臺階堆積體的形成方法包括:
[0021]在所述基層堆積體上設(shè)置錨固墩和防護(hù)墩，并使所述防護(hù)墩鄰近所述基層堆積體的邊坡；
[0022]將所述錨索的一端設(shè)置于所述錨固墩，另一端設(shè)置于所述防護(hù)墩；
[0023]在所述錨索連接所述防護(hù)墩的一端設(shè)置所述力學(xué)傳感器;以及
[0024]向所述基層堆積體上排土，在所述基層堆積體上形成具有邊坡的第一臺階堆積體，所述錨固墩、防護(hù)墩及錨索埋設(shè)于所述第一臺階堆積體中，所述力學(xué)傳感器暴露于所述第一臺階堆積體的邊坡外。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，在所述基層堆積體上設(shè)置擋墻，以加固所述防護(hù)墩。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述力學(xué)傳感器用以測定所述錨索所受的地質(zhì)作用力，并將測得的數(shù)據(jù)傳送至現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站，再通過現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站傳送至數(shù)據(jù)處理及安全分析站進(jìn)行安全分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至管理站。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述理論滑動面通過工程法確定，所述工程法包括通過離散式的垂直鉆孔，取巖心，通過巖心破碎特征判斷所述滑動面的埋藏深度。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所述理論滑動面通過模擬法確定，所述模擬法包括通過數(shù)值模擬計算，搜索最危險滑動面，從而確定所述滑動面的埋藏深度。所述數(shù)值模擬計算可以是利用國際通用巖土工程數(shù)值模擬方法及其配套軟件對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計算，并通過設(shè)定的安全系數(shù)Fs自動搜索最危險滑面，從而確定出所述滑動面的埋藏深度和產(chǎn)狀。
[0029]本發(fā)明的多臺階覆蓋式排土場，通過設(shè)置錨索，起到對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)警的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對多臺階覆蓋式排土場泥石流的監(jiān)測-預(yù)警-控制的一體化。
【附圖說明】
[0030]通過結(jié)合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中:
[0031 ]圖1A為現(xiàn)有的單臺階排土場的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖1B為現(xiàn)有的多臺階覆蓋式排土場的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖1C為現(xiàn)有的多臺階壓坡腳式排土場的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2至圖5為本發(fā)明一實施方式的第一臺階堆積體形成的示意圖；
[0035]圖6、圖7為本發(fā)明一實施方式的第二臺階堆積體形成的示意圖；
[0036]圖8為本發(fā)明一實施方式的具有多個臺階堆積體的多臺階覆蓋式排土場的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖9為本發(fā)明一實施方式的具有多個臺階堆積體的多臺階覆蓋式排土場受地質(zhì)作用力時的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0038]圖1O為本發(fā)明一實施例的多臺階覆蓋式排土場所測得的監(jiān)測曲線。
【具體實施方式】
[0039]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施方式將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0040]現(xiàn)有的排土場按照堆置順序可以分為:單臺階排土場、多臺階覆蓋式排土場以及多臺階壓坡腳式排土場。如圖1A至圖1C所示，圖1A為單臺階排土場的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖1B為多臺階覆蓋式排土場的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖1C為多臺階壓坡腳式排土場的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]本發(fā)明實施例針對目前多臺階排土場存在的泥石流和滑坡災(zāi)害等關(guān)鍵問題，提供一種可對泥石流和/或滑坡災(zāi)害監(jiān)測、預(yù)警的多臺階排土場及施工方法。
[0042]本發(fā)明一實施方式的多臺階覆蓋式排土場，具有一邊坡，包括:基層堆積體10以及至少一個臺階堆積體。至少一個臺階堆積體可沿高度方向依次疊置于基層堆積體10上;在每個臺階堆積體內(nèi)均埋設(shè)有錨索23，錨索23穿過排土場一理論滑動面100;在每條錨索23上均設(shè)置有力學(xué)傳感器24，力學(xué)傳感器24可暴露于排土場外。
[0043]說明書所說理論滑動面100可為根據(jù)地質(zhì)條件和經(jīng)驗?zāi)Ｐ皖A(yù)測的可能發(fā)生滑坡時的潛在滑動面，是易發(fā)生滑坡區(qū)與穩(wěn)定區(qū)的分界面。本實施例中，理論滑動面100上部基本垂直于各臺階堆積體平鋪方向。其中理論滑動面100可通過以下兩種方法中的任一種進(jìn)行確定:第一種是工程法，即現(xiàn)場調(diào)查，通過裂縫判斷潛在滑動面的大概埋深，比如統(tǒng)計裂縫產(chǎn)狀和數(shù)量，基本上可以初步判斷滑動面的產(chǎn)狀和深度;第二種是模擬法，依靠數(shù)值模擬計算，搜索最危險滑動面，從而確定其具體埋深。不同排土場由于其廢石巖性和顆粒級配不同，所以滑動面埋深也不同。具體地，工程法即現(xiàn)場鉆孔詳勘資料分析法可以是先通過離散式的垂直鉆孔，取巖心，通過巖心破碎特征來判斷潛在滑動面的埋藏深度。模擬法可通過數(shù)值模擬計算來實現(xiàn):可利用國際通用巖土工程數(shù)值模擬方法及其配套軟件，例如SARMA法、條分法、瑞典條分法、Geo-slope軟件、理正軟件等，對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計算，通過設(shè)定的安全系數(shù)Fs，自動搜索最危險滑面，然后可以確定出滑動面的埋深和產(chǎn)狀。
[0044]本發(fā)明實施例中，錨索23的存在一方面可測量發(fā)生斷層時理論滑動面100所受的作用力，另一方面可起到阻止或緩解排土場邊坡滑坡的作用，因此錨索23的設(shè)置優(yōu)選為自邊坡向堆積體內(nèi)側(cè)延伸。力學(xué)傳感器24可設(shè)置于錨索23的一個端部，為便于其所測數(shù)據(jù)的讀取、傳輸，可使力學(xué)傳感器24暴露于排土場外。
[0045]如圖2至圖10所示，本發(fā)明一實施方式的多臺階覆蓋式排土場中，所述至少一個臺階堆積體包括第一臺階堆積體20，第一臺階堆積體20可沿其高度方向疊置于基層堆積體10上，在第一臺階堆積體20內(nèi)埋設(shè)有至少一組錨固墩21和防護(hù)墩22，錨固墩21和防護(hù)墩22分別位于理論滑動面100的兩側(cè)。進(jìn)一步地，可以同樣的方式在基層堆積體10內(nèi)埋設(shè)多組錨固墩21、防護(hù)墩22和錨索23，多組錨固墩21和防護(hù)墩22可平行地間隔設(shè)置，每組錨固墩21和防護(hù)墩22可固定一條錨索23，例如可以是錨索23—端設(shè)置于錨固墩21，另一端設(shè)置于防護(hù)墩22，依此，多條錨索23可平行地設(shè)置于第一臺階堆積體20內(nèi)。
[0046]于一實施例中，防護(hù)墩22鄰近基層堆積體10的邊坡11，可在錨索23與防護(hù)墩22連接的一端設(shè)置力學(xué)傳感器24，并可使力學(xué)傳感器24暴露于邊坡11外。在一實施例中，力學(xué)傳感器24可位于錨索23的錨具與防護(hù)墩22之間，以測受壓壓力的方式監(jiān)測錨索23的力學(xué)參數(shù)。在另一實施例中，力學(xué)傳感器24可選擇直接位于防護(hù)墩22內(nèi)側(cè)錨索23與防護(hù)墩22之間，以測受拉拉力的方式監(jiān)測錨索23的力學(xué)參數(shù)。在另一實施例中，可上述兩種方式結(jié)合使用。
[0047]如圖8、9所示，本發(fā)明一實施方式的多臺階覆蓋式排土場，還可包括疊置于第一臺階堆積體20上的第二臺階堆積體30，以及位于排土場頂部的多臺階堆積體90，其中第二臺階堆積體30、多臺階堆積體90的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第一臺階堆積體20相同，對此不再進(jìn)行贅述。
[0048]本發(fā)明對排土場所包含的臺階堆積體的數(shù)目及高度沒有限定，可根據(jù)實際需要選擇適宜的數(shù)量及高度。本發(fā)明的基層堆積體10以及各臺階堆積體優(yōu)選為具有一邊坡，且各邊坡可保持平行，以使基層堆積體10以及各臺階堆積體所形成的排土場具有一總邊坡。
[0049]如圖2、圖3A所示，于一實施例中，為加固排土場的邊坡，可在基層堆積體10的邊坡11外設(shè)置第一擋墻25，第一擋墻25可以是由多個石塊填充于鋼筋籠制得的鋼筋石籠。具體地，可先采用耐腐蝕、高強度的鋼筋制作成長方體狀的鋼筋籠，然后在其內(nèi)裝滿碎石即成為鋼筋石籠，再將各鋼筋石籠堆砌在邊坡11需要加固的位置。進(jìn)一步地，還可在第一擋墻25底部澆筑混凝土基座251來增強擋墻的抗剪和抗傾覆能力。
[0050]如圖3A、圖3B所示，于一實施例中，還可在基層堆積體10的上表面設(shè)置第二擋墻221，以保護(hù)防護(hù)墩22及設(shè)置于其上的各部件，第二擋墻221同樣可以是鋼筋石籠。
[0051]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種上述具有一邊坡的多臺階覆蓋式排土場的施工方法，包括:提供基層堆積體10以及在基層堆積體10上疊置至少一個臺階堆積體，在每一臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)至少一條錨索23，并在錨索23上設(shè)置力學(xué)傳感器24;其中錨索23自邊坡向臺階堆積體的內(nèi)部延伸設(shè)置。
[0052]進(jìn)一步地，所述至少一個臺階堆積體可包括第一臺階堆積體20，第一臺階堆積體20的形成方法可如圖2至圖5所示:先在基層堆積體10上設(shè)置錨固墩21和防護(hù)墩22，并使防護(hù)墩22鄰近基層堆積體10的邊坡11;之后，將錨索23的一端固定于錨固墩21，另一端設(shè)置于防護(hù)墩22;待錨索23固定后，可在錨索23連接防護(hù)墩22的一端設(shè)置力學(xué)傳感器24;最后，向基層堆積體10及錨固墩21、防護(hù)墩22、錨索23上排土，形成具有邊坡的第一臺階堆積體20。錨固墩21、防護(hù)墩22及錨索23埋設(shè)于第一臺階堆積體20中，力學(xué)傳感器24暴露于第一臺階堆積體20的邊坡外。
[0053]其中，在基層堆積體10、第一臺階堆積體20具有一最危險滑動面，即理論滑動面100，排土場易沿理論滑動面100發(fā)生滑坡、泥石流等。埋設(shè)于第一臺階堆積體20的錨固墩21、防護(hù)墩22可分別位于理論滑動面100的兩側(cè)，以使錨索23穿過理論滑動面100。
[0054]優(yōu)選地，第一臺階堆積體20可通過如下方式形成:先在基層堆積體10的上表面沿坡肩到坡腳的方向開設(shè)兩個用以固定錨固墩21、防護(hù)墩22的矩形溝槽(圖中未顯示)，該矩形溝槽可以為例如深I(lǐng)?1.5m，寬lm。為加固錨固墩21、防護(hù)墩22，可進(jìn)一步在矩形溝槽內(nèi)設(shè)置兩個相距一定間隔的防滑塊211，再將錨固墩21、防護(hù)墩22分別設(shè)置于兩個防滑塊211上，其中防護(hù)墩22可通過混凝土澆筑形成。進(jìn)一步地，可將矩形溝槽的槽底分別用碎石、粗砂及細(xì)砂做墊層，并將錨索23設(shè)置于其上，錨索23的兩端可分別通過錨具固定于錨固墩21、防護(hù)墩22。還可在錨索23靠近防護(hù)墩22—端的端部設(shè)置力學(xué)傳感器24，以監(jiān)測錨索23所受的作用力。待錨索23設(shè)置完畢后，可按照設(shè)計要求對其施加預(yù)應(yīng)力。依照同樣的方式可在第一臺階堆積體20設(shè)置多條錨索23。
[0055]待錨固墩21、防護(hù)墩22、錨索23、力學(xué)傳感器24等裝置設(shè)置好后，可分層用細(xì)砂、粗砂、碎石、粘土分層夯實填埋溝槽，并開始排土作業(yè)。對基層堆積體10的上表面進(jìn)行排土，并利用施工機(jī)械進(jìn)行碾壓，確保土堆的密實，待碾壓完成后，在基層堆積體10上形成第一臺階堆積體20。錨固墩21、錨索23等被埋設(shè)于第一臺階堆積體20，力學(xué)傳感器24可選擇暴露于第一臺階堆積體20外，以便于所測數(shù)據(jù)的讀取、傳輸。
[0056]本發(fā)明對錨索23沒有限定，其可以為1X7鋼絞線索，也可以為具有負(fù)泊松比(NPR)特性的恒阻大變形錨索。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況發(fā)生突然斷裂、離層時，恒阻大變形錨索仍能在失穩(wěn)大變形后，恢復(fù)到一個穩(wěn)定錨固狀態(tài)，不僅能確保排土場工程安全的進(jìn)行，還能保證監(jiān)測系統(tǒng)的連續(xù)性與穩(wěn)定性運行。
[0057]如圖6、圖7所示，重復(fù)上述步驟，在第一臺階堆積體20上設(shè)置錨固墩21、防護(hù)墩22、錨索23、力學(xué)傳感器24等裝置，并對第一臺階堆積體20的上表面進(jìn)行排土，利用施工機(jī)械進(jìn)行碾壓后，可在第一臺階堆積體20上形成第二臺階堆積體30。
[0058]如此重復(fù)，可在頂部形成圖8所示的多臺階堆積體90，從而獲得多臺階覆蓋式排土場。另外，排土場也可采用多臺階同時排土的作業(yè)方式，上述每個臺階堆積體的逐層施工步驟可以多臺階并行實施，在實施過程中應(yīng)確保上一臺階堆積體的排土作業(yè)不會對下一臺階的排土安全產(chǎn)生威脅。
[0059]本發(fā)明一實施方式的多臺階覆蓋式排土場形成后，由于每一臺階堆積體中均包含穿過理論滑動面100的錨索23，當(dāng)排土場沿理論滑動面100發(fā)生滑坡或泥石流時，錨索23在地質(zhì)力的作用下沿理論滑動面100發(fā)生變形，一方面，各臺階錨索23的存在可阻止或緩解滑坡的進(jìn)行，起到控制災(zāi)害的作用；另一方面，力學(xué)傳感器24可測量出錨索23所受的地質(zhì)作用力傳送至監(jiān)測系統(tǒng)，起到監(jiān)測、預(yù)警的作用，實現(xiàn)對多臺階覆蓋式排土場泥石流的監(jiān)測-預(yù)警-控制一體化。
[0060]其中，監(jiān)測系統(tǒng)可包括三級監(jiān)控平臺，三級監(jiān)測站為現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站，主要用于排土場變形特征觀測；二級值班室為數(shù)據(jù)處理及安全分析站，主要用于數(shù)據(jù)管理、分析、安全分析及信息的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布;一級監(jiān)控中心為管理站，監(jiān)管人員在一級監(jiān)控中心通過計算機(jī)對邊坡安全狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)管。
[0061]力學(xué)傳感器24可將測得的數(shù)據(jù)傳送至現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站，再通過現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站傳送至數(shù)據(jù)處理及安全分析站進(jìn)行安全分析，最后將分析結(jié)果發(fā)送至管理站，以根據(jù)結(jié)果做出相應(yīng)的安全措施。
[0062]圖10為本發(fā)明一實施例的多臺階覆蓋式排土場所測得的監(jiān)測曲線。圖10顯示了利用SF-RMWS-02系統(tǒng)對實驗礦區(qū)的“I 1-1005滑坡”進(jìn)行超前預(yù)警的全過程:
[0063]①第7日前，N0.334-4監(jiān)測曲線滑動力變化幅度非常小，在誤差允許范圍內(nèi)，監(jiān)測曲線趨于水平，邊坡處于相對穩(wěn)定狀態(tài);第7日，滑動力監(jiān)測曲線出現(xiàn)顯著上升趨勢，地表調(diào)查未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫和滑移；
[0064]②第8日，滑動力監(jiān)測曲線上升速率增加，增量約300kN，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采場下盤322?334m臺階坡面微裂隙發(fā)育，裂縫寬15?40cm，長1.5?5m;
[0065]③第9日2:14，滑動力曲線上升速率持續(xù)增加。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)322m臺階上一臺電鏟正在采掘作業(yè)，作業(yè)點距離N0.334-4監(jiān)測點直線距離約20m，并且322?334m臺階坡面微裂縫逐漸擴(kuò)展、貫通，裂縫寬25?120cm，長3?9m，深度不詳。由于滑動力增量已達(dá)400kN，根據(jù)預(yù)警準(zhǔn)則監(jiān)測系統(tǒng)自動發(fā)出黃色次穩(wěn)預(yù)警，危險區(qū)內(nèi)人員和設(shè)備積極避險響應(yīng)，及時撤離，采礦作業(yè)停止。第9日14: 20，滑動力增量已達(dá)800kN，監(jiān)測系統(tǒng)自動發(fā)出橙色近滑預(yù)馨.1=I ，
[0066]④第10日，監(jiān)測曲線持續(xù)上升，上升速率相對減緩，但滑動力增量已達(dá)1000kN，監(jiān)測系統(tǒng)自動發(fā)出紅色臨滑預(yù)警。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采場下盤322?334m臺階坡面巖體沿裂縫被擠壓破碎，大量脫離母體的滾石沿著坡面堆積到322m平臺，形成松散堆積體。由于人員和設(shè)備撤離及時，沒有發(fā)生任何傷亡和財產(chǎn)損失事故；
[0067]⑤第11日19:00，實驗礦區(qū)出現(xiàn)集中強降雨，3小時累積降雨量達(dá)31.8mm。20:00，N0.334-4監(jiān)測曲線發(fā)生突降，滑動力值從1700kN突變到1400kN。第12日9:00，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采場下盤322?358m平臺出現(xiàn)局部滑坡，滑體高36m，南北長約50m。
[0068]除非特別限定，本發(fā)明所用術(shù)語均為本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義。
[0069]本發(fā)明所描述的實施方式僅出于示例性目的，并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出各種其他替換、改變和改進(jìn)，因而，本發(fā)明不限于上述實施方式，而僅由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項】
1.一種多臺階覆蓋式排土場，該排土場外側(cè)形成有一邊坡，其特征在于，該排土場包括: 基層堆積體；以及 至少一個臺階堆積體，疊置于所述基層堆積體上;其中在所述臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)有至少一條錨索，所述錨索穿過所述排土場一理論滑動面，所述錨索的兩端分別位于所述理論滑動面的兩側(cè)，在所述錨索上還設(shè)置有力學(xué)傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排土場，其特征在于，所述至少一個臺階堆積體包括第一臺階堆積體，所述第一臺階堆積體設(shè)置于所述基層堆積體上，在所述第一臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)有用于固定所述至少一條錨索的至少一組錨固墩和防護(hù)墩，所述錨固墩和防護(hù)墩分別位于所述理論滑動面的兩側(cè)，所述錨索一端設(shè)置于所述錨固墩，另一端設(shè)置于所述防護(hù)墩。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排土場，其特征在于，所述防護(hù)墩鄰近所述邊坡，所述力學(xué)傳感器設(shè)置于所述錨索連接所述防護(hù)墩的一端，并暴露于所述邊坡外。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排土場，其特征在于，在所述基層堆積體的邊坡外設(shè)置擋墻，以加固所述邊坡。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排土場，其特征在于，所述基層堆積體的上表面設(shè)置擋墻，所述防護(hù)墩設(shè)置于所述擋墻內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的排土場，其特征在于，所述錨索為恒阻大變形錨索。7.一種多臺階覆蓋式排土場的施工方法，所述排土場外側(cè)形成有一邊坡，其特征在于，所述方法包括: 提供一基層堆積體；以及 在所述基層堆積體上疊置至少一個臺階堆積體，在每一臺階堆積體內(nèi)埋設(shè)至少一條錨索，并在所述錨索上設(shè)置力學(xué)傳感器;其中所述錨索自所述邊坡向所述臺階堆積體的內(nèi)部延伸設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一個臺階堆積體包括第一臺階堆積體，所述第一臺階堆積體的形成方法包括: 在所述基層堆積體上設(shè)置錨固墩和防護(hù)墩，并使所述防護(hù)墩鄰近所述基層堆積體的邊坡； 將所述錨索的一端設(shè)置于所述錨固墩，另一端設(shè)置于所述防護(hù)墩； 在所述錨索連接所述防護(hù)墩的一端設(shè)置所述力學(xué)傳感器；以及向所述基層堆積體上排土，在所述基層堆積體上形成具有邊坡的第一臺階堆積體，所述錨固墩、防護(hù)墩及錨索埋設(shè)于所述第一臺階堆積體中，所述力學(xué)傳感器暴露于所述第一臺階堆積體的邊坡外。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述基層堆積體上設(shè)置擋墻，以加固所述防護(hù)墩。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述力學(xué)傳感器用以測定所述錨索所受的地質(zhì)作用力，并將測得的數(shù)據(jù)傳送至現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站，再通過現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)測站傳送至數(shù)據(jù)處理及安全分析站進(jìn)行安全分析，并將分析結(jié)果發(fā)送至管理站。
【文檔編號】E02D5/76GK105926643SQ201610288766
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】何滿潮, 陶志剛
【申請人】何滿潮