一種赤泥堆場的加固方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及尾礦堆場的加固方法，特別是一種赤泥堆場的加固方法，屬于土木工 程和環境保護技術領域。
【背景技術】
[0002] 赤泥（Red Mud，Bauxite Residue)亦稱紅泥，是從錯土礦中提煉氧化錯后排出 的工業固體廢物，其pH值高達12左右，屬于有害廢渣(強堿性)，對環境具有很大的污染性。 全世界每年產生的赤泥約7000萬噸，中國作為氧化鋁生產大國，每年產生的赤泥在3000萬 噸以上。大量的赤泥不能被充分有效地利用，只能依靠大面積的堆場堆放，赤泥堆場的安全 穩定運行，對人民生命財產安全有重大影響。目前，赤泥堆放主要采用石頭砌筑或碾壓土體 形成重力式壩體，壩內堆存赤泥。為了確保堆場的安全，重力式堆壩體積往往過大，不僅占 用了較大的庫容量，還占用了大量的土地，且過大的堆壩，需要大量土體，取土則會消耗大 量的土地資源。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種赤泥堆場的加固方法，以提高赤泥堆場的安全性，同 時還可減小堆壩體積，節約土地資源。
[0004] 本發明采取的技術方案如下：本發明通過在赤泥中加入固化劑，固化劑與赤泥經 過充分拌合形成具有一定強度的圓柱形粧體，粧與粧之間分別按照橫向或縱向方向相互搭 接，形成連續的橫向或縱向墻體。在平面布置上，縱、橫墻體按照一定的間距正交組合，縱 墻垂直于堆壩，橫墻平行于堆壩，形成網格狀的格柵結構，與外側堆壩共同承擔赤泥形成的 側向壓力，從而提高赤泥堆場的安全性。利用深層攪拌設備在赤泥中摻加固化劑，固化劑 與赤泥發生聚合反應，并在反應的過程中吸收周圍赤泥的水分，降低赤泥含水量，提高其強 度。設計時，在形成橫墻或縱墻的過程中，要求粧在沿墻體軸線方向兩粧的水平搭接長度不 少于50mm，通過搭接，粧與粧連接在一起，以保證墻體成為連續的整體。橫墻和縱墻正交組 合后，形成具有一定強度和剛度的格柵結構。這樣在一定范圍內的赤泥就被具有一定深度、 范圍、強度的連續格柵結構加固體加固，強度大大提高，減小了其對碾壓土壩的側壓力。同 時，由于加固體設計成連續格柵結構，整體剛度提高，其與碾壓的壩體可共同抵抗赤泥產生 的側壓力，提高了堆場的穩定性。固化劑采用水泥、粉煤灰。具體的，本發明給出的一種赤 泥堆場的加固方法，包括以下步驟： (1)進行加固格柵結構設計 ①確定加固格柵的結構 加固格柵由若干道相互平行的橫墻、縱墻垂直交叉組合而成，縱、橫墻體由固化劑與赤 泥、粉煤灰經過充分拌合形成的具有一定強度的圓柱形固化粧連續搭接而成。
[0005] -般情況下，橫墻間距2. 4m，縱墻間距1. 6m。在沿墻體軸線方向，兩粧水平搭接長 度不少于50mm，粧體直徑500mm，墻體厚度與單個固化粧直徑相等。
[0006] 在平面布置上，沿壩基方向的橫墻長度與壩基長度一致，垂直壩基方向的縱墻長 度根據整體穩定性計算確定，格柵結構由若干單元組成。
[0007] 固化深度根據壩基整體穩定性計算確定，若豎向加固深度過大，可分層完成，每層 加固深度以10~20m為宜。每個格柵單元尺寸為2. 4X1. 6m，由20根加固粧組成，格柵單 元長邊垂直于壩基設置。
[0008] 格柵結構設計參數：加固格柵與赤泥復合體的豎向承載力特征值應大于150KPa， 等效粘聚力c值應大于50kPa，固化粧粧身單軸抗壓強度大于3. OMPa。格柵加固寬度：深 度=1~1. 5 :1，其中，格柵加固寬度是指垂直于壩基的縱墻尺寸。
[0009] ②確定固化粧體的材料配比 固化粧體由赤泥、固化劑、粉煤灰配置而成，固化劑選用42. 5 #普通硅酸鹽水泥，II級 粉煤灰。其中水泥技術質量標準應滿足國家現行規范要求；粉煤灰應滿足國家現行標準II 級粉煤灰標準要求。
[0010] 一般情況下，固化粧體各物料的配合質量比為，赤泥：水泥：粉煤灰=80:10:10 ; 其中，各種材料摻量是指各組成材料的干質量占總質量的百分比計算方法：赤泥摻量
【主權項】
1. 一種赤泥堆場的加固方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 進行加固格柵結構設計 ① 確定加固格柵的結構 加固格柵由若干道相互平行的橫墻、縱墻垂直交叉組合而成，縱、橫墻體由固化劑與赤 泥、粉煤灰經過充分拌合形成的具有一定強度的圓柱形固化粧連續搭接而成； ② 確定固化粧體的材料配比 固化劑選用42. 5 #普通硅酸鹽水泥，II級粉煤灰，其中水泥技術質量標準應滿足國家 現行規范要求；粉煤灰應滿足國家現行標準II級粉煤灰標準要求； (2) 固化成粧 固化成粧的施工順序為： ① 固化粧定位 粧位采用全站儀測放，粧位測放偏差不大于IOmm ; ② 鉆機就位 鉆機就位要求機身水平、鉆桿垂直，垂直度不大于〇. 5%，鉆頭對位偏差不大于10mm，符 合要求后方可鉆進； ③ 固化劑拌合 取按步驟（1)②計算的水泥、粉煤灰摻加量并倒入儲灰罐，開動空壓機，將儲灰罐內混 合料吸至混合罐內拌合20s，形成固化劑集合料； ④ 鉆進成粧 開動鉆機，將鉆頭預攪下沉至設計深度后保持旋轉狀態，開始通過輸灰管將儲灰罐內 的固化劑集合料送至空心鉆桿，經鉆頭出灰口外噴，送料攪拌IOs后提升攪拌頭，并保持連 續送料，赤泥與集合料通過鉆頭翼片的攪拌后被固化，鉆頭提升至作業面下200mm時，停止 噴固化劑集合料，攪拌提升鉆頭直至地面，形成一根固化粧； 固化粧成粧時鉆頭轉速不低于600轉/分鐘，鉆頭提升速度控制在50~80cm/分鐘； ⑤ 形成格柵 粧施工順序：由遠離壩基一側平行壩基開始，逐步向壩基方向推進， 加固作業連續進行，最終形成具有一定強度和深度的空間格柵結構。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于橫墻間距2. 4m，縱墻間距I. 6m，單個粧體直 徑 500mm。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于在平面布置上，沿壩基方向的橫墻長度與 壩基長度一致，垂直壩基方向的縱墻長度根據整體穩定性計算確定，格柵結構由若干格柵 單元組成，格柵單元尺寸為2. 4X I. 6m，由20根粧組成，格柵單元長邊垂直于壩基。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：固化粧體各物料的配合質量比為，赤泥： 水泥：粉煤灰=80:10:10。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于在沿墻體軸線方向，兩粧水平搭接長度不 少于50mm，豎向加固分層完成，每層加固深度10~20m。
【專利摘要】本發明公開了一種赤泥堆場的加固方法，利用深層攪拌設備在赤泥中摻加固化劑，固化劑與赤泥發生聚合反應形成具有一定強度、深度的樁體，樁體直徑500mm，樁與樁之間按照橫向或縱向方向相互搭接，形成連續的橫向或縱向墻體，墻體厚度同單樁直徑。若干道相互平行的縱、橫墻體按照一定的間距垂直交叉組合，形成網格狀的格柵結構，與堆壩共同承擔由赤泥堆放形成的水平側向壓力，從而提高了赤泥堆場的安全性。本發明施工簡便、成本低廉。
【IPC分類】E02D3-12
【公開號】CN104831706
【申請號】CN201510202907
【發明人】聶慶科, 王英輝, 梁書奇, 賈向新, 莫艷合
【申請人】河北建設勘察研究院有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月27日