6.10. По результатам натурных наблюдений и лабораторных определений должна быть составлена документация (приложение 8), на основе которой следует производить контрольные расчеты устойчивости откосов и прогнозирование состояния гидроотвалов. Наращивать гидроотвал разрешается в случае выполнения требований настоящей инструкции.
7. КОНТРОЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ГИДРООТВАЛАМИ В ПРОЦЕССЕ НАМЫВА
7.1. При намыве гидроотвалов должен быть организован технический контроль за их качеством.
Основная задача контроля - сравнение полученных геотехнических характеристик грунтов с проектными, что позволяет своевременно вносить поправки в технологию намыва и организацию работ. Систематические контрольные наблюдения следует проводить силами строительной организации, документацию контроля должны проверять представители технического надзора заказчика и проектной организации не реже двух раз в год: в предпаводковый период (начало намыва) и после окончания сезона работ по намыву.
7.2. Для обеспечения качества намываемого грунта необходимо проводить:
контроль за подготовкой основания гидроотвала;
наблюдения за разработкой карьеров с целью контроля качества разрабатываемого грунта;
наблюдения за технологией намыва;
фиксацию отметок намытой поверхности по рейкам, установленным на картах намыва;
отбор проб грунта, уложенного в гидроотвал, для определения физико-механических характеристик грунта;
отбор проб сбрасываемой воды для определения ее концентрации и гранулометрического состава твердой составляющей;
контроль конфигурации, размеров и положения прудка;
контроль за положением депрессионной кривой поверхности;
наблюдения за деформацией откосов, осадкой и консолидацией грунта;
наблюдения за состоянием обвалования, выходами фильтрационных вод;
обработку полученных материалов наблюдений, анализов и лабораторных определений, составление и оформление технической документации.
7.3. На грунтовую лабораторию строительной организации должен быть возложен постоянный контроль в ходе намыва за соответствием гранулометрического состава и плотности грунтов, определяемых при намыве, принятом в проекте.
Критерием, определяющим качество намытого грунта, должна служить проектная плотность уложенного грунта, выражаемая объемной массой скелета и влажностью. Объемная масса скелета грунта, намываемого в упорную призму, должна быть не менее 1,53 г/см3, а влажность - не более 16-18 %.
7.4. Количество контрольных проб для определения объемной массы и влажности грунта должно быть установлено в каждом конкретном случае в зависимости от класса капитальности гидроотвала, характеристики грунтов и инженерно-геологических условий. Точки отбора проб должны распределяться по намываемому слою равномерно, в шахматном порядке, из расчета: одна контрольная проба на 2000-5000 м3 намытого грунта. Пробы для определения объемной массы скелета грунта должны отбираться методом режущего кольца в каждом намытом слое через 0,4-0,5 м по высоте.
7.5. Необходимость более полного исследования свойств намываемого грунта (определения коэффициента фильтрации, сопротивления грунта сдвигу и сжимаемости) должна быть обоснована проектом.
При лабораторных определениях следует пользоваться:
ГОСТами по методике лабораторного определения грунтов (5179-64, 5180-64, 5181-64, 5182-64, 5283-64, 5184-64; 12248-66, 12071-66, 12374-66, 12536-67);
«Инструкцией по контролю качества возведения намывных земляных сооружений» BCH 43-71*.
7.6. При наблюдении за отстойным прудком необходимо фиксировать отметки уровня воды, вести зарисовку границ по створам и промерять глубины прудка. Предельный уровень прудка-отстойника назначают с учетом минимальной отметки гребня дамбы и фиксируют в ходе намыва по рейкам. Рейки устанавливают у колодцев и в других местах, удобных для наблюдений. Превышение гребня дамбы над уровнем воды в прудке для гидроотвалов I класса не должно быть менее 2 м, II класса - 1,5 и III класса - 1 м.
7.7. Наблюдения за положением поверхности фильтрационного потока следует проводить по пьезометрическим створам, располагаемым по направлению потока от уреза прудка-отстойника до низового откоса. Наблюдения за уровнем воды в пьезометрах должны проводиться не менее одного раза в неделю, а в паводковый период - ежедневно. Глубина заложения пьезометров и густота сетки их расположения определяются высотой гидроотвалов и фильтрационными свойствами грунтов упорной призмы и основания. При водоупорном основании пьезометры можно располагать через 15-30 м со сгущением сети в местах выхода фильтрационного потока до 5-10 м.
7.8. Оформление производственной документации при намыве отвалов должно осуществляться по инструкции BCH 43-71*.
7.9. Для записи результатов контрольных наблюдений необходимо вести:
журнал отбора проб грунта;
журнал наблюдений за технологией намыва, в котором фиксируют консистенцию гидросмеси, расход и концентрацию сбросной воды, наблюдения за положением уреза воды в отстойном прудке.
7.10. Журналы производства работ и контроля качества намыва следует заводить на каждом объекте до начала производства работ. По окончании работ на объекте журнал производства работ должен быть приложен к акту сдачи-приемки объекта.
7.11. По достижении проектной высоты гидроотвал перед сдачей должен быть рекультивирован. Комплекс мероприятий по рекультивации гидроотвала следует предусматривать в проекте производства работ.
Вид рекультивации поверхности гидроотвала принимают в зависимости от назначения: сельскохозяйственный, лесохозяйственный, водохозяйственный, рыбохозяйственный или строительный.
Рекультивацию необходимо производить по следующим основным этапам:
удаление воды из прудка-отстойника;
осуществление системы отвода весенних и ливневых вод;
выравнивание поверхности гидроотвала;
покрытие гидроотвала суглинистым и почвенным грунтами слоем мощностью соответственно 1 и 0,5 м;
посев трав и посадка кустов на откосах.
Каждый вид рекультивации в зависимости от местных условий определяет необходимость выполнения и последовательность этапов.
Приложение 1
Классификация связных и полусвязных грунтов
|
Связный грунт |
Число пластичности Wп |
Содержание частиц d < 0,005 мм (в % от массы сухого грунта) |
Коэффициент фильтрации, Kф, см/с |
Плотность грунта ?? г/cм3 |
|
Супесь |
1 - 7 |
3 - 10 |
10-5 - 10-4 |
2,70 |
|
Суглинок |
7 - 17 |
10 - 30 |
10-7 – 10-5 |
2,71 |
|
Глина |
> 17 |
> 30 |
< 10-7 |
2,74 |
Глинистые грунты имеют следующий показатель консистенции В (по табл. 7 СНиП II-15-74):
Супеси:
твердые< 0
пластичные0-1
текучие> 1
Суглинки и глины:
твердые< 0
полутвердые0-0,25
тугопластичные0,25-0,50
мягкопластичные0,50-0,75
текучепластичные0,75-1,00
текучие> 1
Приложение 2
Изменения физико-механических свойств грунтов центральной зоны гидроотвала
|
Консистенция глинистого грунта |
Период консолидации грунта после намыва |
Гранулометрический состав фракций d < 0,05 мм, % |
Естественная влажность We, % |
Объемная масса скелета ??ск, г/см3 |
Коэффициент пористости ?? |
Степень влажности g |
Показатель консистенции В |
Угол внутреннего трения ??, град |
Удельное сцепление С |
Коэффициент уплотнения a, см2/кг |
Коэффициент фильтрации Kф, м/сутки |
Коэффициент консолидации ??, см2/год |
|
Глинистые грунты |
||||||||||||
|
Суспензия |
4-6 суток |
90,0-98,0 |
460,0 |
0,20 |
12,70 |
- |
> 1,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Текучий |
5 месяцев |
90,0-98,0 |
120,0 |
0,65 |
4,40 |
1,00 |
> 1,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Текучепластичный |
1 год |
90,0-98,0 |
81,0 |
0,85 |
2,40 |
1,00 |
> 1,00 |
0-3 |
0,01 |
0,200 |
0,6??10-7 |
3,20 |
|
Мягкопластичный |
3 года |
90,0-96,0 |
60,0 |
1,07 |
1,63 |
1,00 |
> 1,00 |
3-6 |
0,01 |
0,108 |
1,2??10-8 |
1,56 |
|
Пластичный |
10 лет |
90,0-98,0 |
44,2 |
1,23 |
1,15 |
0,99 |
< 0,75 |
10-15 |
0,20 |
0,065 |
1,0??10-9 |
0,26 |
|
Глинисто-меловые грунты |
||||||||||||
|
Суспензия |
Во время намыва |
97,0-99,0 |
300,0 |
0,30 |
8,20 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
4-6 суток |
97,0-99,0 |
150,0 |
0,50 |
4,50 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Текучий |
5 месяцев |
97,0-99,0 |
103,0 |
0,70 |
2,90 |
1,00 |
1,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Текучепластичный |
1 год |
97,0-99,0 |
89,0 |
0,80 |
2,40 |
1,00 |
1,00 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
3 года |
97,0-99,0 |
70,0 |
0,95 |
1,90 |
1,00 |
1,00 |
0-1 |
0,00 |
- |
5,0??10-7 |
- |
|
Мягкопластичный |
10-15 лет |
97,0-99,0 |
46,0 |
1,20 |
1,30 |
1,00 |
1,00 |
4,5 |
0,06 |
0,107 |
1,0??10-8 |
1,49 |
Приложение 3
Пример расчета размеров зон фракционирования гидроотвала
Определить размеры зон гидроотвала и допустимые пределы колебания уреза воды в прудке-отстойнике.
Исходные данные для расчета:
топографический план участка, отведенного под гидроотвал, с указанием первичной дамбы обвалования;
объем породы в естественном состоянии (целике), планируемый для заполнения гидроотвала, V0 = 4100000 м3;
масса грунта вскрышных пород G, определяемая по формуле (3), приведенной в данной инструкции, где G = 6950000 т;
гранулометрический состав карьерного суглинистого грунта (рис. 1, кривая 1); принимаем, что гранулометрический состав намываемого грунта изменяется по сравнению с гранулометрическим составом карьерного грунта за счет образования глинистых окатышей (см. рис. 1, кривая 2);
уклон внешнего откоса гидроотвала, принятый 1:4.
Рис. 1. Гранулометрический состав грунта:
1 - карьерного; 2 - содержащегося в пульпе
Ход расчета. 1. На топографическом плане участка проектируемого гидроотвала строим проектные горизонтали.
2. При помощи планиметра определяем площадь гидроотвала на нескольких отметках и строим кривую зависимости площади гидроотвала от его высоты (без включения первичного обвалования).
3. Строим зависимость геометрической емкости гидроотвала V от высоты H путем интегрирования зависимости S = f(H) (рис. 2).
Рис. 2. Зависимость площадей и объемов зон от высоты гидроотвала
Определяем объем намытого грунта по зонам:
м3;
м3;
м3.
Объем (емкость) гидроотвала V = VI + VII + VIII = 5270000 м3.
Проверяем емкость гидроотвала по формуле (1):
E = ??0V0 + Vп + Vд.
Для суглинков принимаем коэффициент гидроразрыхления ??0 = 1,27, тогда E = 1,27??4100000 + 100000 + 20000 = 5320000 м3. Устанавливаем, что результаты расчетов объема намытого грунта по зонам практически совпадают со значением ??0V0. Исходя из объема грунта, можно определить соотношение размеров зон.
4. Строим кривые зависимости площадей SH для зон гидроотвала I, II, III от его высоты (см. рис. 2) по формулам:
;
;
.
5. Путем интегрирования кривых SIH, SIIH, SIIIH cтроим графики зависимости объемов зон от высоты гидроотвала. Объемы зон ограничиваются отметкой соответствующей среднему положению уровня воды в прудке на данной стадии намыва.
6. Используя кривые площадей зон, при помощи планиметра методом подбора наносим на нескольких горизонтах проектное положение границ зон гидроотвала, которое определит местоположение пределов колебания уреза воды в прудке-отстойнике.
Рис. 3. Расчетное сечение гидроотвала
Расчет, проведенный в графической форме из условия безопасного положения кривой депрессии (рис. 3), показывает, что высота намыва гидроотвала не должна быть более 28 м.
