ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 128
Скачиваний: 0
пород. Техническая возможность и экономическая целесообраз ность укрепления участков бортов, сложенных этими породами, сомнений не вызывают. Укрепление больших объемов рыхлых по род пока не получило на карьерах большого развития.
Опыт укрепления небольших участков уступов, сложенных рых лыми породами, описан в работах [4, 58].
§5. КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ
Всложных инженерно-геологических условиях укрепление усту пов одним из перечисленных способов зачастую не приводит к же
лаемым результатам. Поэтому на практике обычно применяются
а _ |
5 |
Рис. 11.15. Схема комбинированного |
укрепления откосов: |
1 — железобетонные сваи; 2 — анкеры; 3 — зона |
цементации; 4 — подвесная |
железобетонная стенка
комбинации различных способов укрепления: железобетонные сваи со штангами или тросовыми тяжами, механические способы с цементацией трещиноватых пород или с изоляцией поверхности откоса.
В практике открытых горных работ применяются следующие комбинации способов укрепления:
железобетонные сваи со штангами или тросовыми тяжами (рис. 31.15,а); железобетонные сваи или штанги с цементацией
пород (рис. 11.15,6); |
железобетонные сваи |
(рис. 11.15, в) или |
||
штанги |
(рис. 11.15, г) |
с изоляцией поверхности откоса; |
железо |
|
бетонные |
сваи со штангами и изоляцией |
поверхности |
откоса |
|
(рис. 11.15, д ) .
Возможны и другие сочетания различных способов укрепления.
§ 6. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ УКРЕПЛЕНИЯ УСТУПОВ
У с т у п ы с к а л ь н ы х и п о л у с к а л ь н ы х п о р о д с п о д р е з а н н ы м и п о в е р х н о с т я м и о с л а б л е н и я , контак тами слоистости, сланцеватости, трещинами и другими наруше ниями, падающими согласно с простиранием борта. Заоткоска уступов под углами, большими угла падения слоев пород и других поверхностей ослабления, приводит к подрезке контактов, которые являются потенциальными поверхностями скольжения. С течением времени связи между частицами пород в зоне контакта ослабевают и сцепление практически стремится к нулю. Так как только силами трения уступ удержаться в равновесии не может, особенно при увлажнении контактов, развиваются деформации, оползни и обру шения уступов. Предотвратить такие деформации возможно, свое временно приняв меры по их укреплению. Наиболее приемлемыми для рассматриваемых условий будут механические способы укреп ления: железобетонные сваи и штанги, гибкие тросовые тяжи. Иногда укрепление сочетается с цементацией пород.
При полной подрезке контактов слоев пород в пределах высоты уступа неустойчивой является вся толща выше поверхности ВС (рис. II. 16,а). Уступ укрепляется железобетонными сваями боль шого диаметра трубчатого сечения, которые «прошивают» все под резанные слои пород. Замки свай закрепляются ниже поверх ности ВС, а верхние концы заанкериваются в устойчивом массиве. Пологие откосы в верхней части укрепляются железобетонными сваями, а в нижней — штангами (рис. II.16, б).
При частичной подрезке контактов расчетом определяется воз можность разрушения пород вкрест слоистости в основании откоса и сдвига по контакту ВС (рис. II.16, в). Если расчеты подтверж дают такую возможность, то за потенциальную поверхность сколь жения принимается поверхность BDC', а укрепление нижней части откоса производится тросовыми тяжами.
В зависимости от физико-механических свойств горных пород в контактных зонах, коэффициент запаса устойчивости уступов после заоткоски может быть больше или меньше 1. Если п> 1, то работы по укреплению уступов могут производиться после их за откоски. Если же п< 1, т. е. подрезка контактов недопустима, вначале производится укрепление уступа железобетонными сваями, а затем его заоткоска (рис. II. 16, г). Укрепление сваями обеспечит достаточную устойчивость уступа на время, необходимое для за вершения укрепительных работ, которые могут производиться только с откоса уступа (укрепление анкерами, покрытие поверх ности откоса и пр.).
Уступы скальных пород, подсеченные трещинами или тектони ческими нарушениями, укрепляются в зависимости от угла паде ния поверхности ослабления сваями или анкерной крепью. При
56
углах падения нарушений (3<50° применяются сваи (или шпоны), а при |3>50° — анкерная крепь.
Ус т у п ы с к а л ь н ы х и п о л у с к а л ь н ы х п о р о д , ос
л а б л е н н ы е |
с и с т е м а м и |
т р е щ и н |
или о т д е л ь н ы м и |
т р е щ и н а м и , |
о р и е н т и р о в а н н ы м и д и а г о н а л ь н о н а |
||
п р а в л е н и ю |
п р о с т и р а н и я |
б орт а . |
В трещиноватых поро |
дах выделяют несколько систем трещин, ориентированных под не-
Рис. 11.16. Схемы укрепления слоистых откосов с подрезан ными контактами слоев пород:
/ — железобетонные сваи; 2 — анкер; 3 — анкерная тяга; 4 — отрезная щель
которым острым углом к направлению простирания борта. Влияние их на устойчивость уступов различно. Поэтому выделяются основ ные, наиболее опасные системы трещин. По этим трещинам и со пряженным с ними системам трещин возможны обрушения пород
собразованием «желобов». Деформации развиваются постепенно
исопровождаются вначале небольшими осыпями. Процесс акти визируется в результате сейсмического действия взрывов. Нараста ние деформаций во времени приводит к обрушениям больших массивов пород. Такие обрушения наблюдались на карьерах «Объединенный» и «Миллионный» Донского рудоуправления, на
Кургашинканском, Сибайском и др.
В зависимости от назначения берм выбирается способ их укреп ления. Обычно применяется комплексное укрепление: транспортные бермы укрепляются сваями и штангами с одновременной цемен тацией ослабленной зоны (рис. II. 17). В качестве цементационных используются скважины, пробуренные для установки свай. Штанги устанавливаются в плоскости, нормальной к простиранию поверх ности трещин.
. 57
На карьере «Объединенный» таким способом укреплены транс портные бермы на двух горизонтах общей протяженностью около
350 м.
Улавливающие бермы, не несущие постоянных нагрузок, доста точно укреплять штангами в сочетании с покрытием поверхности откосов подвесными железобетонными стенками.
Рис. 11.17. Схема комплексного укрепления откоса, подсеченного кососекущими поверхностями ослабления:
Р — угол падения поверхности ослабления
Если породы не склонны к выветриванию, то для предотвра щения осыпей, вызываемых сейсмическим действием взрывов и локальных обрушений, поверхность откоса между штангами затя
гивается металлической |
сеткой |
с антикоррозийным |
покрытием. |
|
У с т у п ы с к а л ь н ы х и п о л у с к а л ь н ы х п о р о д , за- |
||||
о т к о ш е н н ы е по |
н а с л о е н и ю или с о г л а с н о п а д а ю |
|||
щ и м т р е щ и н а м . |
В |
уступах, |
заоткошенных по |
наслоению, |
деформации проявляются в виде отслаивания отдельных блоков пород, разбитых трещинами, нормальными к поверхности слоев. Откосы укрепляются штангами или сваями. Штанги применяются для укрепления крутых (а^60°) откосов (рис. II.18, а). Пологие откосы укрепляются комбинированно: железобетонными сваями
в верхней части уступа и штангами или тяжами |
в нижней части |
(рис. 11.18, б ). |
|
Уст упы, с л о ж е н н ы е и н т е н с и в н о |
в ы в е т р и в а ю |
щ и м и с я с к а л ь н ы м и и п о л у с к а л ь н ы м и п о р о д а м и . Уступы скальных и полускальных пород, не нарушенных поверх ностями ослабления, но склонных к интенсивному выветриванию после их обнажения, образуют осыпи, которые приводят к сработке берм. Поверхность откосов таких уступов укрепляется подвесными
стенками (см. рис. 11.15,г). Отдельные неустойчивые блоки пород укрепляются штангами, которые одновременно служат для под вески металлической сетки.
У с т у п ы в д е л ю в и а л ь н ы х о т л о ж е н и я х . Естествен ные склоны, примыкающие к бортам карьеров, а также долины древних рек, пересекающие карьерное поле, являются причинами
возникновения |
|
делю |
|
|
||||
виальных оползней. |
|
|
а |
& |
||||
В основании |
делювия |
|||||||
|
|
|||||||
залегают |
либо |
скальные |
|
|
||||
и полускальные |
породы, |
|
|
|||||
либо |
плотные |
глины |
и |
|
|
|||
суглинки. |
|
|
|
|
|
|||
При |
твердых породах |
|
|
|||||
в основании оползня |
ус |
|
|
|||||
тупы |
укрепляются |
мас |
|
|
||||
сивными |
железобетон |
Рис. |
11.18. Схемы укрепления уступов, за- |
|||||
ными подпорными |
стена |
|
откошенных по наслоению |
|||||
ми (см. рис. II.8, а) или |
|
б), которые сооружаются не |
||||||
контрфорсами (см. рис. 11.10, а, |
||||||||
посредственно на скальном |
или |
полускальном основании. |
||||||
Подпорные стены возводятся на всю высоту уступа только в тех случаях, когда породы сильно увлажнены, в связи с чем оползень обладает большой подвижностью. Чаще такой необходимости не возникает и высота стены составляет У2 или Уз высоты уступа.
Контрфорсы обычно отсыпаются на всю высоту уступа. Осо бенно это необходимо в тех случаях, когда отсыпка ведется взамен вынутых рыхлых пород. В противном случае обрушение подрабо танных откосов рыхлых пород над контрфорсом приведет к посте пенному его заиливанию и потере фильтрующей способности.
Если в основании контрфорса расположены недостаточно проч ные породы, сдвиг может произойти по более, глубоко расположен ным поверхностям скольжения. Для предотвращения этой опас ности подпорные стены и контрфорсы сооружаются на свайных фундаментах (см. рис. II.8, б и 11.10, в).
У с т у п ы п о л у с к а л ь н ы х п о р о д со с л а б ы м и п р о с л о я м и в о с н о в а н и и . Если в основании уступов, сложен ных относительно крепкими горными породами, залегает слабый слой даже небольшой мощности, это может привести к образова нию оползней. В зависимости от мощности слабого слоя укрепле ние производят:
|
железобетонными сваями и шпонами при мощности слабого |
||||
прослоя 0,5 м и более; |
контактов, включающих |
слабый слой, |
|||
с |
разрушением |
взрывом |
|||
перемешиванием пород |
и |
в некоторых случаях с |
цементацией |
||
в |
раздробленной |
зоне при |
мощности слабого слоя |
менее 0,5 м |
|
(см. рис. 11.14). |
|
|
|
|
|
У с т у п ы п е с ч а н о - г л и н и с т ы х п о р од. Устойчивость от косов песчано-глинистых пород обеспечивается в первую очередь гидрогеологическими условиями месторождения. При притоках подземных вод возникают фильтрационные оползни, происходит размыв поверхности откосов и их выполаживание. Фильтрацион ные деформации откосов можно предупредить устройством пригрузочных призм (см. рис. 11.11).
Если вода не просачивается на поверхность откоса, а песчано глинистые породы имеют высокую влажность, в этом случае разви ваются оползни откосов. Они могут быть предотвращены следую щим образом:
Рис. 11.19. Схема стабилизации откоса с помощью аг ромелиоративных мероприятий:
1 — растения с развитой корневой системой; 2 — дренажная ка навка; 3 — спланированная площадка
упрочнением пород взрывами камуфлетных зарядов с последую щим заполнением образовавшейся полости бетоном [9];
электрохимическим упрочнением пород постоянным электриче ским полем [58].
Одним из эффективных способов борьбы с ветровой эрозией и размывом поверхности откосов сточными водами является при менение комплекса агромелиоративных мероприятий: засев ‘тра вами и кустарником с развитой корневой системой поверхности от косов; обеспечение организованного сбора и отвода поверхностных стоков; соответствующая планировка поверхности берм и террито рии, примыкающей к карьеру, проходка нагорных и дренажных
канав и пр. (рис. 11.19). |
|
|
У к р е п л е н и е у с т у п о в |
м н о г о л е т н е м е р з л ы х |
п о |
род. При разработке месторождений полезных ископаемых откры тым способом в условиях вечной мерзлоты возникает проблема изоляции многолетнемерзлых пород для предотвращения их сезон ного оттаивания в теплый период года.
В обычных температурных условиях основное назначение мето
дов укрепления — стабилизация неустойчивых участков |
бортов, |
тогда как в условиях вечной мерзлоты преследуется цель |
изоля- |
еп |
|