一排土場地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)

普陽露天煤礦排土場剝離物沿山坡排放，原地形南高北低，山坡底板高806級，山坡頂部高1250級。排土場基礎地質(zhì)結(jié)構(gòu)從下向上依次為硬巖組、軟巖組、松軟巖組。

1)硬巖組。排土場基底灰?guī)r堅硬致密，巖溶發(fā)育弱，本巖組分為3個巖性段，下部為中厚層白云巖.灰?guī)r，分布于排土場西南側(cè)及西南外圍；中段薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r，夾多層泥巖.上段厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，分布在山谷底部.排土場中部和北部。該層厚度0～6.6m，平均為3.78m。

2）軟塑巖組。這塊巖石包括三個小層。①底部含有砂礫粉質(zhì)的粘土:棕黃色。可成為硬形狀，天然密度為1.91~1.98g/cm3，孔隙比為0.73~0.83，本巖組中力學性質(zhì)最好。分布面積最大的土層，巖性和厚度穩(wěn)定，一般含有碎石②中部淤泥質(zhì)土:棕黃色，含有大量腐蝕質(zhì)量和少量碎石見滑動感，地表未露出。分布在排土場的下部和中部，該層厚度一般為1.55~4.70m，平均為3.13m③上部粉砂質(zhì)粘土:以褐色為主，有灰色、灰色、褐色等雜色，含有少量次圓石和粗.中.細砂巖，一般為成形狀，天然密度為1.89~1.97g/cm3，孔隙比為0.84~0.96，分布在排土場的下部，層厚為1.6~4.8m，平均為3.2m力學性質(zhì)介于上述砂礫粉質(zhì)粘土和淤泥土之間。

3）松散松軟巖組。即人工排棄土層，排棄物來自含煤巖系的各種巖石，主要是第三系中龍?zhí)睹航M的泥灰?guī)r.粉砂質(zhì)泥灰?guī)r和砂質(zhì)泥灰?guī)r，上新統(tǒng)河頭組泥質(zhì)巖.砂質(zhì)泥灰?guī)r及少量砂礫巖，以及第四系的粘土.亞粘土.鈣質(zhì)粘土，由于巖性不同，抗風化能力各異，填土形成后，在地下水的條件下，抗風化弱的巖石先變成粘性土，而抗風化能力強的巖塊相互嵌組成骨架，在排棄土的重力作用下，先軟化的粘土被擠進骨架之中，使堆土層的整體穩(wěn)定度減少。加之堆積過程雜亂，導致形成的排棄土層整層的巖性.含水性以及物理力學性質(zhì)不均[2]。

2排土場現(xiàn)狀

排土場位于普陽村南西面約400m的一溶蝕谷地內(nèi)，距離露天采場1.5km，排棄終了占地面積為1.26km2；最低排卸水平為810，最終排棄標高為1100，排棄總高度為290m，臺階坡面角為35°最終邊坡角為13.5°；排土臺階高度860水平以下為15m；860水平以上為10m，臺階坡面角為30°，最終松散系數(shù)為1.1。截至2013年底，排土場已排放至1030級，排土臺階高度不超過860級不超過15m，不超過860m級不超過10m，臺階坡面角不超過30°，邊坡角不超過13.5°，形成臺階22個，總高度不超過220m，其中940~1030m級不超過100m級不超過100m級不超過3000m，總共排土石方不超過4200萬m。已采取工程技術(shù)防范措施如下：

1）根據(jù)排土場水文地質(zhì)條件和地表匯水流向，在820水平的泉眼出水點處分別修建了集水井和疏水暗涵。

2)根據(jù)排土階段的上升情況，排土場的基礎從南向北建設了長1820m的疏水暗，同時復蓋的880水平防洪溝.940水平防洪溝.1010水平防洪溝改建為盲溝，確保上游匯流入盲溝自然疏水排土場。

3)從830水平到810水平分別建設長570m的復式溝排水溝，長40m.高8m.厚3.5m的擋土壩和直徑1.4m.18根平均深度23.4m的抗滑樁。4)在排土階段的邊坡上植被恢復，植被恢復區(qū)域面積達到0.46km2。5)在排土場930到806水平的階段設置監(jiān)視線，用RTK實時動態(tài)GPS測量儀器進行監(jiān)視。

3排土場860水平以下危險源分析

3.1內(nèi)在因素

1)普陽露天煤礦1號排土場由上下人工填土、粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粘土、殘積土和基礎巖層構(gòu)成，但場內(nèi)基礎巖有小規(guī)模斷層，泥石產(chǎn)狀混亂，產(chǎn)生多個泉點(該地區(qū)共有14個泉點)

2)由于該由鈣化、洪積、砂礫和基巖風化裂縫構(gòu)成的谷底通道的存在，一部分水順谷底通道向下滲透，補給基巖含水層和人工填土含水層，另外谷底通道與人工填土層直接通過，谷底通道潛流，更多的人工填土含水層

3.2外在因素

1)普陽露天煤礦1號排土場建設投入使用期間，堆積的材料由松散混合的剝離物構(gòu)成，剝離物大部分屬于泥質(zhì)成分，風化松散后含水性變化極大，阻礙基礎泉水的正常排放。

2)由于整個排土場屬于溝谷地形，大量降雨匯水集中在溝底排出，基礎原始建設的806~832水平的標高段暗示某處破損堵塞，部分泉水和大量降雨匯水匯集在溝底后無法暢通，該地區(qū)匯水充分補給填土層，長時間浸泡后，排出的剝離物軟化，自重增加，受力失衡，邊坡穩(wěn)定[4]

4干燥排水的措施方案

根據(jù)排土場存在安全危險的根源，主要是排土場的基礎涌水，為了有效排出基礎涌水和大氣降雨的匯水，提高整個排土場的邊坡穩(wěn)定，只能排出860m以下的基礎涌水。針對排土場860m水平以下的基礎涌水干燥處理構(gòu)想，提出了以下3個方案[5]。

1)方案1。在排土場填土體中設置水平干燥孔，將堆體含水層內(nèi)的水排出排土場外。

2）方案2。在排水道基礎灰?guī)r內(nèi)設置排水道的方法，通過將下層白云質(zhì)灰?guī)r內(nèi)的裂縫水和溶解巖水排出排水道的垂直排水孔將填土含水層內(nèi)的水導入排水道排出排水道。

3)方案3。在排土場表面通過旋挖或長螺旋引孔設置連續(xù)排滲墻，從而將排土場內(nèi)的水通過排滲墻排出排土場。

5疏干排水措施的技術(shù)特征

1）方案1設置水平疏干孔。按照排土場匯水面積0.37km2，洪水設防標準（重現(xiàn)期.年）50年，線路全長２52km，由主疏干孔和副疏干孔構(gòu)成，流水方向由南至北，流水坡度為0.2%，施工方法為：以排土場堆體下部的806水平用鉆機沿著860平臺層底進行鉆孔，在水平疏干孔末端設置排滲墻。方案1的優(yōu)點是：填土層含水層內(nèi)水通過疏干孔直接排出填土層，針對性強，但不能有效地將裂隙水.熔巖水排出，后期無法檢修，易被破壞。

2）方案2排水廊道+排滲孔。根據(jù)排土場匯水面積0.37km2，洪水設防標準(再現(xiàn)期.年)50年，線路全長1210m，由一條主排水廊.4條副排水廊構(gòu)成，流水方向由南向北，流水坡度起點段1%，出口0.2%，施工方法:排土場底部風化灰?guī)r人工挖掘排水廊，在廊道設置連通地表的排水孔。方案2的優(yōu)點是排水走廊+排水滲透孔的設置有效排出含水層和裂縫水，后期維護容易，但施工中需要訪問未挖掘走廊，防止突然涌出。

3)方案3設置滲透墻。按照排土場匯水面積0.37km2，洪水設防標準（重現(xiàn)期.年）50年，線路全長２52km，排滲墻長3.2km，流水方向由南至北，流水坡度0.2%，施工方法：在排土場表面橫縱布置連續(xù)排滲墻，呈井字形，通過旋挖機引孔，并在孔內(nèi)填入碎石。方案3的優(yōu)點是，通過連續(xù)拍攝墻壁的設定，可以有效地排出含水層和裂縫水。但是，由于需要穿過填土層，對孔的要求很高。

6排水方案的選擇

1)工程投資。方案1成孔長252km.排水墻長10.3km.碎石量0.824萬m3，預算投資1500萬元方案2排水廊長1210m，排水孔長1760m，碎石0.5萬m3，預算投資1250萬元方案3排水墻總長320km，碎石2萬m3，預算投資1820萬元

2)技術(shù)特征。方案1.方案2.方案3從排土場水文地質(zhì).地層結(jié)構(gòu)來看，可以實現(xiàn)排土場860水平以下的排水功能，但方案1.方案3除了施工難易度外，方案1無法有效排出裂縫水.巖溶水，后期無法檢查.容易破壞的方案3必須穿過填土層，因此對孔的要求很高，資金投入很大的方案2(排水孔+排水廊)基礎巖溶解裂縫水采用排水廊道排水，排水場堆體內(nèi)的孔隙水采用排水孔排水，排水孔接入下埋排水廊，統(tǒng)一排水廊排水廊外，2(排水孔+排水廊)排水場外2種排水方案采用排水渠道，排水渠道排水渠道排水水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水，排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水，排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水渠道排水排水渠道排水渠道排水渠道排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排水排

7結(jié)語

通過研究普陽煤礦排土場860水平以下的排水管理措施，制定最佳方案。方案對該地區(qū)降雨豐富，地下水涌水量大，基礎匯水的有效排放具有廣泛的可操作性和實用性，對當?shù)芈短烀旱V防排水工程具有很大的現(xiàn)實意義和指導作用。

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