[發明專利]一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法

在審

• 申請號: 202111369140.2
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114036593A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 田明;但路昭;吳斌;陳偉;徐偉然;肖羚;鄒云麗;唐紅波;蔣文鵬;邢爾文;陸特;張斌;段文婭;李艷梅;盧云;張金蕾;尹小濤;湯華;宋罡;袁暉;吳振君;鄧琴;張勇慧;袁從華;管國滎;張文杰;楊國威;李海云
• 申請（專利權）人: 大理大漾洱云高速公路有限公司;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/20
• 代理公司: 武漢江楚智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 42228
• 代理人: 姚宏博

1.一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、棄渣場場地快速優化選址：針對同一存在棄渣需求路段圈定所有的棄渣場潛在可用場地，根據最短運距和最小潛在臨空面積原則，選定最優場地；

S2、棄渣場初步幾何尺寸設計，包含棄渣場整形縱斷面初步設計圖和棄渣場平面圖的初步設計；

S3、棄渣場主體結構空間布局：在步驟S2完成的棄渣場初步幾何尺寸設計的基礎上，布置主體結構；

S4、棄渣場快速設計復核：對步驟S1選定的棄渣場最優場地、步驟S2設計的棄渣場幾何尺寸和步驟S3的主體結構空間布局進行復核，復核后，最終完成棄渣場空間幾何布局的快速設計。

2.根據權利要求1所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S2中，棄渣場整形縱斷面初步設計圖的初步設計方法具體如下：

先在步驟S1所選定最優場地的基礎上進行清表，并測繪得到清表后地形縱斷面和地形平面圖，然后在縱斷面上，確定坡腳位置，最后利用最大棄渣規劃堆積高度h_max，并結合坡率、臺階寬度、單級坡高確定棄渣場整形縱斷面初步設計圖；

步驟S2中，棄渣場平面圖的初步設計方法具體如下：

先在測繪得到的地形平面圖上，依據棄渣場整形縱斷面初步設計圖確定坡腳位置、坡頂位置、坡尾位置，然后利用坡頂高程結合棄渣場整形縱斷面初步設計圖圈定棄渣場平面占地范圍，并測定平面占地面積，并判斷該測定面積是否不小于估算得到的棄渣最小占地面面積S_min，若是，則滿足要求，即完成棄渣場平面初步設計圖；若否，則不滿足要求。

3.根據權利要求2所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S2中，所述最大棄渣規劃堆積高度h_max是利用勘察提供的表層地基土的容許承載力[σ]除以棄渣容重γ估算得到的；其計算公式為：

[σ]＞γh_max (1)

式(1)～(2)中：[σ]為表層地基土的容許承載力，單位kPa；γ為棄渣容重，單位kN/m³，一般按19kN/m³取值；h_max為最大棄渣規劃堆積高度，單位m。

4.根據權利要求2所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S2中，利用最大棄渣規劃堆積高度h_max確定棄渣場整形縱斷面初步設計圖具體方法為：

先在清表后測繪得到的地形縱斷面的基礎上，確定出坡腳位置，然后按照1:1.50坡率、臺階寬度2m、單級坡高10m，一直放坡直到邊坡高度達到h_max值，即算完成坡高設計和棄渣場整形縱斷面初步設計。

5.根據權利要求2所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S2中，所述棄渣最小占地面積S_min是利用錐形體積公式、代入擬棄渣方量V和h_max估算得到的；其計算公式為：

式(3)中：V為擬棄渣方量，單位m³；h_max為最大棄渣規劃堆積高度，單位m；S_min為棄渣最小占地面積，單位m²。

6.根據權利要求2所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S3中，主體結構包含戧臺、攔渣墻、邊溝和坡面橫向截排水溝；

其中，在棄渣場邊坡的坡腳設置戧臺，戧臺頂寬不小于4.0m，高度不小于攔渣墻頂部高程，坡率與棄渣場邊坡整形坡率一致；

在戧臺外側20m以外設置攔渣墻；

沿棄渣周邊與自然坡結合部設置邊溝，用于攔截上部和周邊來水；

在每級坡平臺位置間隔設置坡面橫向截排水溝，并接入邊溝，用于攔截坡面匯水。

7.根據權利要求6所述的一種山區公路棄渣場空間幾何布局快速設計方法，其特征在于，步驟S4中，對步驟S1的最優場地復核具體為：復核運距和臨空面積，依據運距最短和潛在臨空面積最小兩個標準，復核選定的場地是否是最優場地；

對步驟S2的幾何尺寸設計復核具體為：根據最大棄渣規劃堆積高度h_max乘以棄渣容重γ是否小于為表層地基土的容許承載力[σ]的標準，復核地基承載安全；復核棄渣最小占地面積S_min上的實際最大堆高是否小于最大棄渣規劃堆積高度h_max；復核棄渣實際占地面積是否大于計算得到的棄渣最小占地面積，保證空間充足，滿足棄渣堆積要求；

對步驟S3的主體結構空間布局復核具體為：復核戧臺、攔渣墻、邊溝和坡面橫向截排水溝的空間布局是否滿足要求。