弃土场防治区的设计说明

梨坡岭弃土场设计说明

1、方案设计弃土（渣）场防护措施原则为：

本工程弃土（渣）场根据实际情况或复耕还田、或地方利用，逐步恢复土地原有生产力。弃土（渣）场平台及坡面防护应采用当地成功的水土流失防治经验，采取浆砌片石挡墙防护。

弃土必须做到先挡后弃：a、平地弃土场，先修建坡脚挡墙，修建排水沟与天然排水沟顺接，预留运输通道，进行弃土；b、沟头、坡地弃土场：对于无大型石块存在的弃土，根据弃土容量先修筑挡土墙，完善排水系统直接弃土；对于有大型石块存在的弃土，为防止大型石块破坏挡土墙，先将部分大型石块堆弃于弃土场下游坡脚固定，等大石块弃置完毕后在外围修筑挡土墙。

2、弃土场防护标准

由于本工程弃土场的防护相对于主体工程而言属次要建筑物，工程沿线无其它重要的保护设施，故防护建筑物按五级建筑物标准设计。

3、弃土（渣）场防治措施设计

1）结构设计

在主体工程中隧道弃碴场设计了仰斜式挡碴墙，但这种形式的挡碴墙不适合于弃碴防护，故本方案根据弃碴场的环境条件和防治要求，设计了以下五种墙高的垂直重力式挡碴墙，尺寸见表4-23。

表4-23挡碴墙尺寸设计表

1:100

1:100

1:100

1:1001:100 2）稳定性计算

①主动土压力计算

主动土压力系数K a:

2

22)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )

(cos ⎥

⎦

⎤

⎢⎣⎡-+-+++⋅-=

βααδβϕϕδαδααϕa K

则主动土压力E a 为

a a K rH E 22

1

=

主动土压力E a 与水平面夹角为：+ 那么E a 水平方向分力为：E ah = E a cos

E a 垂直方向分力： E av = E a sin

②挡土墙自重

G =×（W b +W t ）×r K × H

③抗滑移系数 抗滑移稳定系数K s

ah

av s E E G K μ

)(+=

要求K s > ④抗倾覆系数 抗倾覆稳定系数K t

Z G =（W b -H × tan ）/2 Z v =（ W b + H × tan ）/3 Z h =H /3=1.33m

h

ah v

av G t Z E Z E Z G K ⋅⋅+⋅=

要求K t >

⑤基底应力验算

N K =G +E av

合力N K 对挡墙脚趾的距离

K

h

av

v

av

G

N N

Z

E

Z

E

Z

G

Z

⋅

-

⋅

+

⋅

=

e=W b/2-Z N要求e < W b/6

基底应力呈梯形分布，基底法向应力为:

满足要求q K/P max>

⑥设计条件

根据当地地质条件和弃碴性质，其设计条件如表4-24。

⑦墙体尺寸

由设计的挡碴墙尺寸概化为计算用的挡碴墙尺寸见表4-25、4-26。表4-24 挡碴墙设计条件表

填土倾角（）填土内

摩擦角

（）

墙背与填

土间摩擦

角（）

表4-25 挡碴墙尺寸表

墙背仰角（）基底倾角（）

⑧稳定性验算结果

挡碴墙按上述设计条件和挡碴墙尺寸代入稳定性验算公式，可计算出

挡碴墙的抗滑移系数、抗倾覆系数、地基承载力（系数）和合力偏心距，其结果见表4-26。可见，所有指标均满足《开发建设项目水土保持方案技术规范》要求，所设计的挡碴墙是稳定的。

表4-26 挡碴墙稳定性分析计算结果表

3）碴体稳定性分析

为了确保碴体的稳定以及沿基础不产生深层、浅层滑动，须对碴体稳定分析计算。由于弃碴体主要是块石、砂石等无粘性土组成，其滑动面近似于平面，采用直线滑动法分析其稳定性。一般对于全干或全部淹没的土坡，只要坡面的土粒保持稳定，则整个碴体稳定。安全系数采用如下公式：

β

ϕ

tg tg F S =

式中：S F －安全系数 ϕ－填土内摩擦角 β－碴体坡角

当S F >1，碴体边坡稳定。弃碴场填土内摩擦角ϕ选为35°，边坡坡角β为°（即1：

），得出S F =>。由于本工程弃碴场临近河流，在没有渗流和全淹没的条件下。采用1：1的斜坡的碴体是稳定的。

本工程弃土（渣）场挡墙的受力分析图见图4-22，沿线弃渣场防护措施图见图。

4）弃土（渣）场排水工程措施

由于该处降水量不大，弃土场周围无需设置排水沟或截水沟，有雨水时可经过自然流域排入下游河道。

根据《防洪标准》和《灌溉与排水工程设计规范》，弃土场截、排水沟按5级标准进行设计，坡面洪水频率标准按20年一遇设计。

坡面洪水计算采用下面的公式：

KIF Q b 278.0

式中：Q b ——最大清水洪峰流量，m 3/S ； K ——径流系数；

I ——最大1h 降雨强度，mm/h ； F ——山坡集水面积，km 2。

此处，从料场、弃土场地形图上量得最大山坡集水面积约为0.05km 2，根据当地的水文资料，K 取，I 取100，计算得到最大清水洪峰流量约为1.11m 3/s 。而该处的弃渣均为石渣，故无需设置排水沟。

5）削坡工程设计

弃渣场边坡比较陡峭，且弃土弃渣结构松散，需要采取削坡措施，减缓边坡的坡度。

坡地弃渣场削坡设计

低山丘陵区的弃渣场具有汇流面积小，坡面来水量不大的特点，由于地形陡峭，原地面高差较大，弃土形成了三面临空坡面。设计采用削坡措