一种赤泥堆场的加固方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及尾矿堆场的加固方法，特别是一种赤泥堆场的加固方法，属于土木工 程和环境保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 赤泥（Red Mud，Bauxite Residue)亦称红泥，是从错土矿中提炼氧化错后排出 的工业固体废物，其pH值高达12左右，属于有害废渣(强碱性)，对环境具有很大的污染性。 全世界每年产生的赤泥约7000万吨，中国作为氧化铝生产大国，每年产生的赤泥在3000万 吨以上。大量的赤泥不能被充分有效地利用，只能依靠大面积的堆场堆放，赤泥堆场的安全 稳定运行，对人民生命财产安全有重大影响。目前，赤泥堆放主要采用石头砌筑或碾压土体 形成重力式坝体，坝内堆存赤泥。为了确保堆场的安全，重力式堆坝体积往往过大，不仅占 用了较大的库容量，还占用了大量的土地，且过大的堆坝，需要大量土体，取土则会消耗大 量的土地资源。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种赤泥堆场的加固方法，以提高赤泥堆场的安全性，同 时还可减小堆坝体积，节约土地资源。
[0004] 本发明采取的技术方案如下：本发明通过在赤泥中加入固化剂，固化剂与赤泥经 过充分拌合形成具有一定强度的圆柱形粧体，粧与粧之间分别按照横向或纵向方向相互搭 接，形成连续的横向或纵向墙体。在平面布置上，纵、横墙体按照一定的间距正交组合，纵 墙垂直于堆坝，横墙平行于堆坝，形成网格状的格栅结构，与外侧堆坝共同承担赤泥形成的 侧向压力，从而提高赤泥堆场的安全性。利用深层搅拌设备在赤泥中掺加固化剂，固化剂 与赤泥发生聚合反应，并在反应的过程中吸收周围赤泥的水分，降低赤泥含水量，提高其强 度。设计时，在形成横墙或纵墙的过程中，要求粧在沿墙体轴线方向两粧的水平搭接长度不 少于50mm，通过搭接，粧与粧连接在一起，以保证墙体成为连续的整体。横墙和纵墙正交组 合后，形成具有一定强度和刚度的格栅结构。这样在一定范围内的赤泥就被具有一定深度、 范围、强度的连续格栅结构加固体加固，强度大大提高，减小了其对碾压土坝的侧压力。同 时，由于加固体设计成连续格栅结构，整体刚度提高，其与碾压的坝体可共同抵抗赤泥产生 的侧压力，提高了堆场的稳定性。固化剂采用水泥、粉煤灰。具体的，本发明给出的一种赤 泥堆场的加固方法，包括以下步骤： (1)进行加固格栅结构设计 ①确定加固格栅的结构 加固格栅由若干道相互平行的横墙、纵墙垂直交叉组合而成，纵、横墙体由固化剂与赤 泥、粉煤灰经过充分拌合形成的具有一定强度的圆柱形固化粧连续搭接而成。
[0005] -般情况下，横墙间距2. 4m，纵墙间距1. 6m。在沿墙体轴线方向，两粧水平搭接长 度不少于50mm，粧体直径500mm，墙体厚度与单个固化粧直径相等。
[0006] 在平面布置上，沿坝基方向的横墙长度与坝基长度一致，垂直坝基方向的纵墙长 度根据整体稳定性计算确定，格栅结构由若干单元组成。
[0007] 固化深度根据坝基整体稳定性计算确定，若竖向加固深度过大，可分层完成，每层 加固深度以10~20m为宜。每个格栅单元尺寸为2. 4X1. 6m，由20根加固粧组成，格栅单 元长边垂直于坝基设置。
[0008] 格栅结构设计参数：加固格栅与赤泥复合体的竖向承载力特征值应大于150KPa， 等效粘聚力c值应大于50kPa，固化粧粧身单轴抗压强度大于3. OMPa。格栅加固宽度：深 度=1~1. 5 :1，其中，格栅加固宽度是指垂直于坝基的纵墙尺寸。
[0009] ②确定固化粧体的材料配比 固化粧体由赤泥、固化剂、粉煤灰配置而成，固化剂选用42. 5 #普通硅酸盐水泥，II级 粉煤灰。其中水泥技术质量标准应满足国家现行规范要求；粉煤灰应满足国家现行标准II 级粉煤灰标准要求。
[0010] 一般情况下，固化粧体各物料的配合质量比为，赤泥：水泥：粉煤灰=80:10:10 ; 其中，各种材料掺量是指各组成材料的干质量占总质量的百分比计算方法：赤泥掺量
【主权项】
1. 一种赤泥堆场的加固方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 进行加固格栅结构设计 ① 确定加固格栅的结构 加固格栅由若干道相互平行的横墙、纵墙垂直交叉组合而成，纵、横墙体由固化剂与赤 泥、粉煤灰经过充分拌合形成的具有一定强度的圆柱形固化粧连续搭接而成； ② 确定固化粧体的材料配比 固化剂选用42. 5 #普通硅酸盐水泥，II级粉煤灰，其中水泥技术质量标准应满足国家 现行规范要求；粉煤灰应满足国家现行标准II级粉煤灰标准要求； (2) 固化成粧 固化成粧的施工顺序为： ① 固化粧定位 粧位采用全站仪测放，粧位测放偏差不大于IOmm ; ② 钻机就位 钻机就位要求机身水平、钻杆垂直，垂直度不大于〇. 5%，钻头对位偏差不大于10mm，符 合要求后方可钻进； ③ 固化剂拌合 取按步骤（1)②计算的水泥、粉煤灰掺加量并倒入储灰罐，开动空压机，将储灰罐内混 合料吸至混合罐内拌合20s，形成固化剂集合料； ④ 钻进成粧 开动钻机，将钻头预搅下沉至设计深度后保持旋转状态，开始通过输灰管将储灰罐内 的固化剂集合料送至空心钻杆，经钻头出灰口外喷，送料搅拌IOs后提升搅拌头，并保持连 续送料，赤泥与集合料通过钻头翼片的搅拌后被固化，钻头提升至作业面下200mm时，停止 喷固化剂集合料，搅拌提升钻头直至地面，形成一根固化粧； 固化粧成粧时钻头转速不低于600转/分钟，钻头提升速度控制在50~80cm/分钟； ⑤ 形成格栅 粧施工顺序：由远离坝基一侧平行坝基开始，逐步向坝基方向推进， 加固作业连续进行，最终形成具有一定强度和深度的空间格栅结构。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于横墙间距2. 4m，纵墙间距I. 6m，单个粧体直 径 500mm。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于在平面布置上，沿坝基方向的横墙长度与 坝基长度一致，垂直坝基方向的纵墙长度根据整体稳定性计算确定，格栅结构由若干格栅 单元组成，格栅单元尺寸为2. 4X I. 6m，由20根粧组成，格栅单元长边垂直于坝基。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：固化粧体各物料的配合质量比为，赤泥： 水泥：粉煤灰=80:10:10。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于在沿墙体轴线方向，两粧水平搭接长度不 少于50mm，竖向加固分层完成，每层加固深度10~20m。
【专利摘要】本发明公开了一种赤泥堆场的加固方法，利用深层搅拌设备在赤泥中掺加固化剂，固化剂与赤泥发生聚合反应形成具有一定强度、深度的桩体，桩体直径500mm，桩与桩之间按照横向或纵向方向相互搭接，形成连续的横向或纵向墙体，墙体厚度同单桩直径。若干道相互平行的纵、横墙体按照一定的间距垂直交叉组合，形成网格状的格栅结构，与堆坝共同承担由赤泥堆放形成的水平侧向压力，从而提高了赤泥堆场的安全性。本发明施工简便、成本低廉。
【IPC分类】E02D3-12
【公开号】CN104831706
【申请号】CN201510202907
【发明人】聂庆科, 王英辉, 梁书奇, 贾向新, 莫艳合
【申请人】河北建设勘察研究院有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月27日