一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法与流程

本发明属于矿山尾矿库闭库治理，具体涉及一种赤泥库闭库排水明渠软基底部基础处理方法。

背景技术：

1、尾矿库作为矿山重大危险源之一，闭库治理后仍需一套完善的排水系统用于库区泄洪，闭库后多数采用排水明渠结构形式，通过覆土调整库面坡度，雨水汇流至排水明渠，经排水明渠泄流至库外。

2、赤泥库是用来储存赤泥防止其渗漏的尾矿库，全世界每年排放赤泥约6000万吨，赤泥库达到设计库容停止使用后，需要进行闭库设计、安全治理和生态修复，是一项浩大的系统工程，包括：主要包括防渗设施铺设、新建排水系统、覆土绿化、坝体整治、冲沟整治、排洪系统封堵、等，其中新建排水系统是保证赤泥库闭库后安全的重要措施。

3、赤泥库由于排尾作业，库区赤泥具有明显的分层分区沉积规律，大致表现为粗粒赤泥沉积于坝前，细粒赤泥沉积于中心及靠后区域，细粒赤泥基础处理是排水设施修建的前提条件，尤其是四周型筑坝，中心区域细粒赤泥透水性能差、堆积厚度大，软基基础问题更加突出，传统的碎石挤密、覆土手段对于特定区域并不能取得良好效果，造成资源、经济浪费，因此赤泥库排水明渠的软基基础处理是闭库中不可忽视的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，以解决细粒赤泥透水性能差、堆积厚度大、软基基础问题突出以及传统的碎石挤密、覆土手段效果差、基础承载力低、施工安全性低、资源浪费严重等难题。

2、为实现本发明的上述目的，本发明一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法采用以下步骤实施：

3、s1：排水明渠软基开挖-赤泥水分中和

4、首先在拟建赤泥库闭库排水明渠位置将赤泥下挖至设计深度为h的赤泥下挖线，下挖后晾晒2～4日蒸发赤泥表面水分，待赤泥下挖线表层赤泥晾干后，铺设回填厚度h1为40～65cm的灰渣吸水层，灰渣颗粒干燥，用于中和赤泥颗粒水分，再采用小型机械碾压3～5遍以中和赤泥内水分。

5、s2：基础改造

6、①片砂石基础层回填

7、灰渣吸水层表面相对平整后，在灰渣吸水层上部回填厚度h2为40～65cm的片砂石基础层，片砂石基础层采用机械碾压，碾压后进行基础承载力检测，达到设计值的75％以上再进行下一步施工；

8、②碎石基础层回填

9、在片砂石基础层上部回填碎石基础层，所述的碎石基础层共有两层，碎石要求质地坚硬、耐腐蚀，碎石基础层根据粒径分两层施工：首先在片砂石基础层上铺设下层土工格栅，然后回填厚度h3为30～50cm的下碎石基础层，回填后采用机械碾压3～6遍，平整后再铺设上层土工格栅，然后回填厚度h4为30～50cm的上碎石基础层，回填后采用机械碾压3～6遍，碾压平整后基础承载力检测达到设计值的100％及以上后再进行下一步施工；片砂石用于提高基础承载力并保证基础受力均匀，土工格栅、碎石基础层用于进一步提高基础承载力；碎石要求质地坚硬、耐腐蚀。

10、s3：粉质黏土垫层回填

11、在上碎石基础层之上回填厚度h5为20～40cm粉质黏土垫层，采用机械碾压进一步平整基础顶面，以保证其上修建排水明渠的基础稳定性；所述的粉质黏土垫层要求材料级配良好，粉质黏土垫层用于调整表面达到基础顶面水平目的，保证上部排水明渠施工质量。

12、进一步地，s1步骤中，所述的赤泥下挖线处的下挖深度h为1.6m～2.5m较佳，下挖宽度b＝1.2～1.5h为宜。

13、进一步地，s1步骤中，所述灰渣吸水层中灰渣颗粒粒径d1＝0.1～0.5mm质量占比不小于总质量的50％为宜，在此粒级下不仅吸水效果好，也利于协同提高基础承载力。

14、进一步地，s2步骤中，所述的片砂石基础层内采用的片石一个方向尺寸l＝20～40cm，其中部厚度不小于15cm，片石中采用砂石填充于片石层缝隙，填充的砂石粒径大于0.5mm的颗粒质量占比超过总质量的50％、黏粒含量小于2％，最大粒径不超过2mm。

15、进一步地，s2步骤中，所述的下碎石基础层中的碎石粒径d2＝15mm～30mm为佳；所述的上碎石基础层中的碎石粒径d3＝2mm～15mm为宜。

16、作为本发明的优选，所述灰渣吸水层厚度h1＝40cm～60cm；所述片砂石基础层厚度h2为40～60cm。

17、作为本发明的优选，所述下碎石基础层厚度h3为35cm～45cm，所述上碎石基础层厚度h4为35cm～45cm。

18、作为本发明的优选，所述的粉质黏土垫层厚度h5为25～36cm。

19、作为本发明的优选，所述的下层土工格栅、上层土工格栅的型号选用ega100*100。

20、本发明一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

21、(1)首次通过综合采用“先水分中和，后基础改造”的技术方案，综合提高基础承载力，解决了赤泥中心区域透水性差、承载能力低的问题。

22、(2)从整体性结构出发，首先通过晾晒蒸发赤泥表面水分，后回填灰渣吸水层中和水分，然后回填片砂石基础层、下层土工格栅、下碎石基础层、上层土工格栅、上碎石基础层进行分层基础处理，最后回填粉质黏土垫层以平整基础顶面从整体性结构出发，提高了基础稳定性和承载力。

23、(3)通过综合调整、优化片砂石基础层、下碎石基础层、上碎石基础层的厚度、粒级级配，解决了细粒赤泥在碎石挤密后因排水困难引起的基础不均匀塌陷问题，保证了施工作业面的安全稳定性。

24、(4)通过综合调整、优化下挖线深度、下挖宽度、各层厚度，在提高基础承载力的同时，也减小了基础处理范围，避免了单一覆土、碎石挤密造成的资源浪费。

25、(5)与采用传统的碎石挤密相比，采用本发明方法施工，可节约施工成本35％以上，提高施工效率(减少施工作业天数)近40％，取得了意想不到的技术效果。

技术特征：

1.一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于采用以下步骤实施：

2.如权利要求1所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：s1步骤中，所述的赤泥下挖线(1)处的下挖深度h为1.6m～2.5m，下挖宽度b＝1.2～1.5h。

3.如权利要求1所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：s1步骤中，所述灰渣吸水层(3)中灰渣颗粒粒径d1＝0.1～0.5mm质量占比不小于总质量的50％。

4.如权利要求1所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：s2步骤中，所述的片砂石基础层(4)内采用的片石一个方向尺寸l＝20～40cm，其中部厚度不小于15cm，片石中采用砂石填充于片石层缝隙，填充的砂石粒径大于0.5mm的颗粒质量占比超过总质量的50％、黏粒含量小于2％，最大粒径不超过2mm。

5.如权利要求1所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：s2步骤中，所述的下碎石基础层(5)中的碎石粒径d2＝15mm～30mm；所述的上碎石基础层(6)中的碎石粒径d3＝2mm～15mm。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：所述灰渣吸水层(3)厚度h1＝40cm～60cm；所述片砂石基础层(4)厚度h2为40～60cm。

7.如权利要求6所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：所述下碎石基础层(5)厚度h3为35cm～45cm，所述上碎石基础层(6)厚度h4为35cm～45cm。

8.如权利要求7所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：所述的粉质黏土垫层(7)厚度h5为25～36cm。

9.如权利要求8所述的一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，其特征在于：所述的下层土工格栅(8-1)、上层土工格栅(8-2)的型号为ega100*100。

技术总结本发明公开了一种赤泥库闭库排水明渠软基分层基础处理新方法，在拟建赤泥库闭库排水明渠位置将赤泥(2)下挖至赤泥下挖线(1)后，通过晾晒两日蒸发表面水分，然后在赤泥下挖线(1)上部回填铺设灰渣吸水层(3)中和水分，进一步采用片砂石基础层(4)、下层土工格栅下(8‑1)、下碎石基础层(5)、上层土工格栅上(8‑2)、上碎石基础层(6)进行分层基础处理，最后回填粉质黏土垫层(7)进一步平整基础顶面以保证排水明渠(9)施工质量，提高了基础稳定性和承载力，解决了细粒赤泥在碎石挤密后因排水困难引起的基础不均匀塌陷问题，保证了施工作业面的安全稳定性，减小了基础处理范围，避免了单一覆土、碎石挤密造成的资源浪费。技术研发人员：赵忠斌,姚元元,丁成功,吴江伟,韩福生,陈岁宏,郭中华,韩鲜文,邢志瑞,王建清受保护的技术使用者：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5