一种山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法

摘要

本发明涉及一种山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，该方法首先建设完成挡土坝、塘渣堆填体，形成具有分隔消纳区块的消纳场。其次进行堆填作业，逐步将各分隔区块堆填消纳软弱渣土。再次在已经堆填完成的某区块上建设加工厂房，同步建设完成办公用房及水处理设施等配套工程。从次，将部分分隔区块作为基土渣土翻晒场地，利用日晒、风吹等将软弱渣土基土的含水率降低到25％以下，达到要求后转运到加工厂房进行加工。而同期，不是翻晒场地的分隔区块可以正常进行堆填消纳作业，最后，加工好的成品固化土料土运出消纳场用于工程项目。

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种山谷型软弱渣土消纳场的建设方法。

背景技术

现有的渣土消纳场主要有两种典型类型，一种是平原型消纳场，一种是山谷型消纳场。平原型消纳场一般是在平原区利用自然的河塘或者工农业活动形成的矿坑等作为消纳容器，该平原型消纳场通过一定工程措施修整侧壁形成消纳场，然后将渣土堆填至与周边地面基本平齐后封场，或者改造作为耕地或者工业用地等使用。山谷型消纳场一般是在山岭地带，利用自然的沟谷地形，在谷口建设挡土坝形成具有一定库容的消纳场，渣土堆填至与坝顶基本平齐或形成一定坡度的斜坡后封场。现有的渣土消纳场型式主要是基于渣土土质好、抗剪强度较高来设计、建设，对于平原型消纳场通常不会产生严重的安全隐患，但是对于山谷型消纳场，如果设计、施工等建设过程未能考虑周全，则可能发生严重的安全事故。并且，现有的渣土消纳场是“一次性”的，达到设计库容后必须进行封场，后续开发与垃圾填埋场类似，可开发利用的场景不够多，经济效益、社会效益较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种安全稳定、减少土地占用、提升经济效益、渣土可循环利用的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法。

为了到达上述目的，本发明设计的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，所述的消纳场的建设及循环利用方法包括以下6个步骤：

步骤1：在山谷型消纳场的山谷出口位置设置一道封住出口的挡土坝。挡土坝的作用是挡住渣土，是整个消纳场的压力支撑。

步骤2：在挡土坝靠近消纳场的一侧设置沿坝体分布的一道与挡土坝等高的格宾石笼。格宾石笼主要有两方面的效果：一是缓冲软弱渣土对坝体的侧向土压力，二是起到渗流路径的作用，既可以汇集消纳场的渗水至坝底排水体系及时排出，也能降低坝体内侧的水压力。

步骤3：在消纳场内部，利用山体修整时获得的塘渣材料形成的塘渣堆填体，使塘渣堆填体形成纵横交叉的网格，且塘渣堆填体与格宾石笼相接，同时通过塘渣堆填体所形成的网格将消纳场内部分隔成多个相对独立的消纳区。塘渣堆填体有三个方面的作用：一、作为渣土车及现场人员机械行走的临时道路，解决软弱渣土上无法行走的问题，也解决了传统软弱渣土消纳场内需要不断耗费大量塘渣及库容铺设大量临时道路的难题；二、作为消纳场的排水体，通过纵横连接形成完整的排水体系，且该排水体系具有较大的体积，能够抵抗较大的变形，解决了降水井等常规措施耐久性差、容易被挤压断裂失效的难题；三、作为分隔受力单元，将软弱渣土约束于一定受力框架内，利用自身拟重力坝的特点减弱软弱渣土侧向压力向坝体的传递，增强坝体的安全性。

步骤4：在塘渣堆填体形成的网格内侧壁上铺设非织造土工织物，并在网格内铺设软弱渣土。土工织物的存在，一方面能够防止软弱渣土挤入塘渣堆填体，可确保排水体系的长久稳定运行；另一方面，可以在渣土内部形成水平向排水通道，提高渣土堆填体的排水固结效果，提高消纳场的安全稳定性。

步骤5：在已经堆填软弱渣土的消纳区上方设置加工厂房，在消纳场周围设置办公用房和水处理设施。为了配合厂房的加工生产，需要一定面积的办公用房。考虑到消纳场需要长期循环使用，设置水处理设施，一方面可以确保消纳场的排水得到清洁处理，满足环境水排放要求；另一方面可以供给加工厂房所需的生产用水。

步骤6：将部分堆填完成的消纳区作为基土渣土翻晒场地，在基土渣土翻晒达到要求后转运到加工厂房，然后将基土渣土加工成固化土料土并运出消纳场用于工程项目。加工厂房设置于消纳场内，利用消纳场本身作为翻晒场地、加工场地，减少了土地的占用，同时，厂房接近基土料场，减少了土方转运的费用。加工厂房以一定含水率的软弱渣土作为基土进行加工处理后资源化利用为固化土，将弃土变成了具有良好工程性质的堆填土料、路基土料等，一方面消耗了软弱渣土，使消纳场变成了可循环利用的场地；另一方面减少了石料塘渣的开采，保护了环境。

进一步的方案是，所述的挡土坝的坝体为素混凝土坝，或配筋混凝土坝，或者抛石混凝土坝，或者碾压式土石坝，使用上述类型的挡土坝时需要在其坝体上水平垂直两个方向设置有向外倾的排水孔。

更进一步的方案是，所述的挡土坝的坝体为具备透水功能的土工格栅坝，使用土工格栅坝时，需要通过设置反滤措施防止渗透水损坏坝体。

更进一步的方案是，在步骤4时，根据前述软弱渣土施工高度对塘渣堆填体进行分层施工，使得塘渣堆填体的高度与软弱渣土的高度同步增加，且在每一层堆填软弱渣土之间铺设非织造土工织物。分层施工减轻了整体施工的难度，并且配合消纳场本身的循环利用。

更进一步的方案是，所述的步骤3中塘渣堆填体的宽度使得该塘渣堆填体顶部可以行驶运送渣土的渣土车及现场各种施工机械。

更进一步的方案是，所述的步骤7中的加工厂房主要功能区包含粗加工区、半成品仓储区和成品加工区。根据所需加工的工序设置不同的功能区，实现对加工厂房的有序管理。

本发明所设计的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，充分研究了软弱渣土的特点及其资源化利用的方式，提出了一种软弱渣土消纳场的建设方法以及将软弱渣土消纳场作为渣土消纳场地及固化土生产基地的资源化利用中心的循环利用方法。该消纳场的挡土坝及塘渣堆填体的组合型式，一方面可以利用塘渣堆填体作为排水通道确保软弱渣土堆填体的安全稳定；另一方面可以作为施工道路及分区挡坝，减少堆填消纳与翻晒加工工序之间的相互影响，使其可以同期进行。加工厂房设置于消纳场内，可以利用消纳场本身作为翻晒场地、加工场地，减少了土地的占用，同时，厂房接近基土料场，减少了土方转运的费用。加工厂房以一定含水率的软弱渣土作为基土进行加工处理后资源化利用为固化土，将弃土变成了具有良好工程性质的堆填土料、路基土料等，一方面消耗了软弱渣土，使消纳场变成了可循环利用的场地；另一方面减少了石料塘渣的开采，保护了环境，办公用房及水处理设施等配套设施为消纳场及加工厂房的长期运行提供了保障。

附图说明

图1是实施例1的侧向剖视图；

图2是实施例1的分层施工的示意图；

图3是实施例1的俯视结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1。

如图1所示，本实施例描述的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，所述的消纳场的建设方法包括以下几个步骤：

步骤1：在山谷型消纳场的山谷出口位置设置一道封住出口的挡土坝；所述的挡土坝坝体主要特点是透水，对于坝体本身不透水的类型(混凝土坝)，需要在坝体上水平垂直两个方向设置一定数量外倾的排水孔，所述挡土坝坝体可以为素(或配筋)混凝土坝，或者抛石混凝土坝，或者碾压式土石坝等。

步骤2：在挡土坝靠近消纳场内侧设置沿坝体分布的一道高约3～4m的格宾石笼。

步骤3：在消纳场内部，利用山体修整时获得的碎石等塘渣材料形成适当宽度的塘渣堆填体，第一道塘渣堆填体距离坝体约30m，随着堆填过程的进行，沿远离坝体的方向依次设置第二、第三道…塘渣堆填体。并使塘渣堆填体形成纵横交叉联通的网格，且塘渣堆填体与格宾石笼相接，同时通过塘渣堆填体所形成的网格将消纳场内部分隔成多个相对独立的消纳区(A～O区)；所述的塘渣堆填体的宽度B使得该塘渣堆填体顶部可以行驶运送渣土的渣土车及现场各种施工机械。格宾石笼与塘渣堆填体是考虑到消纳场在修整周边坡体时会产生一些石料塘渣，就地取材，但实际上可以渗水、具有一定强度和稳定性的材料均可作为以上两者的替代，甚至在采用非织造土工织物形成排水系统的情况下，格宾石笼与塘渣堆填体亦可以采用非透水性材料替代。

附图中的塘渣堆填体的分布仅是一种典型的分布型式，具体应用时可根据地形等因素采用鱼骨形等分布型式。

步骤4：在塘渣堆填体形成的网格内侧壁上铺设非织造土工织物，然后在网格内铺设软弱渣土。非织造土工织物亦可采用其他透水良好的材料替代。根据前述软弱渣土施工情况对塘渣堆填体进行分层施工使得塘渣堆填体的高度与软弱渣土的高度同步增加，且在每一层堆填软弱渣土之间铺设织造土工织物。按每层3～4m厚度依次增高格宾石笼、塘渣堆填体，然后堆填软弱渣土，并根据设计计算的结果合理设置封场的高度和坡度。封场可结合绿化等设置。

步骤5：在已经堆填软弱渣土的消纳区上方设置加工厂房，在消纳场周围设置办公用房和水处理设施。若周边场地充裕，也可设置于消纳场范围内的场地周边，可减少加工厂房的拆装次数。其他利用软弱渣土资源化利用的方式也可以作为生产厂房。

步骤6：将部分堆填完成的消纳区作为基土渣土翻晒场地，在基土渣土翻晒达到要求后转运到加工厂房，然后将基土渣土加工成固化土料土并运出消纳场用于工程项目。所述的加工厂房主要功能区包含粗加工区、半成品仓储区和成品加工区。粗加工区主要是将一定含水率的基土进行破碎、筛除粒径大的渣土及其他不适合利用的废弃物。从粗加工区出来的半成品堆放于半成品仓储区。在该区内，主要对半成品的渣土进行仓储，防止降雨导致半成品的含水率过高，以确保成品加工区有足够的合格原料。成品加工区主要是对半成品的渣土按照一定的配合比，掺入水泥、固化剂等材料，控制一定的含水率条件下，拌和加工成固化土料土。该固化土料土可以用于沟槽回填、路基回填等工程应用。

实施例2。

本实施例描述的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，其特征在于，所述的消纳场的建设方法包括以下几个步骤：

步骤1：在山谷型消纳场的山谷出口位置设置一道封住出口的挡土坝；所述的挡土坝坝体主要特点是透水。可在满足透水坝的原则下采用扶壁式钢筋混凝土坝、拱坝或土工格栅坝等非重力式、非直线坝型。

本实施例其余步骤与实施例1相同。

实施例3。

本实施例描述的山谷型软弱渣土消纳场的建设及循环利用方法，其特征在于，所述的消纳场的建设方法包括以下几个步骤：

步骤1：在山谷型消纳场的山谷出口位置设置一道封住出口的挡土坝；所述的挡土坝坝体主要特点是透水。对于坝体本身透水的类型，则需要通过设置一定的反滤措施防止渗透水损坏坝体。所述的挡土坝可以为土工格栅坝。

本实施例其余步骤与实施例1相同。

本发明的循环利用方法如下：首先建设完成挡土坝、塘渣堆填体，形成具有分隔消纳区块的消纳场。其次进行堆填作业，逐步将各分隔区块堆填消纳软弱渣土。再次在已经堆填完成的某区块上建设加工厂房，同步建设完成办公用房及水处理设施等配套工程。从次，将部分分隔区块作为基土渣土翻晒场地，利用日晒、风吹等将软弱渣土基土的含水率降低到25％以下，达到要求后转运到加工厂房进行加工。而同期，不是翻晒场地的分隔区块可以正常进行堆填消纳作业，最后，加工好的成品固化土料土运出消纳场用于工程项目。

尽管本发明以山谷型消纳场为例，但部分专利项同样适用于平原型消纳场，如平原型消纳场采用4面挡土坝型式，单独或一起将塘渣堆填体及非织造土工织物用于消纳场内部等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，应当可利用上述揭示的技术内容经些许变更或修饰作出属于等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。