Coire Glas 勘探工程——废料储存区的详细边坡稳定性分析
项目概述
Coire Glas 是一个抽水蓄能水电项目，目前由 SSE Renewables 公司在苏格兰高地的大峡谷开发。近期的勘探工程包括一条长 1.2 公里、直径 4.5 米的勘探平巷，由 Strabag 公司于 2022 年 12 月至 2024 年 8 月期间完工。该平巷施工产生了超过 6 万立方米的废弃物，如果将这些废弃物处置到场外，将对项目的环境和成本产生负面影响。Strabag 公司委托奥雅纳公司在洛奇湖 (Loch Lochy) 陡峭的河岸上设计一个弃渣储存区 (SSA)，该储存区将能够储存从平巷回收的所有废弃物，并使其能够在主体工程期间重新利用。此次委托包括确定关键的场地限制条件、确定场地勘察范围以及随后获取现场材料参数。这些步骤有助于实现主要目标，即设计足够的储存平台，用于存放从勘探平巷中回收的单独分级的废料，并反复优化平台坡度设计，以最大限度地减少材料的进口和处理。

项目中应用的软件

奥雅纳使用 Oasys Slope 软件完成了详细的边坡稳定性分析，设计了位于洛奇湖陡峭河岸的弃渣场。该弃渣场距离大峡谷路沿线的勘探平巷 1.5 公里，大峡谷路在施工期间曾用作运输道路。弃渣场的最终尺寸为 250 米 x 100 米，可储存高达 9 万立方米的弃渣，这些弃渣计划在 Coire Glas 主工程中重复使用。
平台搭建工程前清理弃土堆放区（2022年12月）
通过岩土工程和地质环境案头研究确定的关键场地限制因素包括浅层地下水、泥石流洪水、现有和已建边坡的稳定性、与公众的接触面以及洪水和生态限制（例如洛奇湖的保护）。
弃渣场地面勘察位置图
Natural Power 公司于 2022 年 12 月对弃渣场进行了地面勘察。勘察范围包括四个钻孔、十三个试坑、现场测试（标准贯流试验 (SPT) 和渗水坑）以及实验室测试。这些分析为弃渣场布局的制定提供了参考。
详细设计中的弃渣场总体布置
Oasys 如何证明其价值？
我们利用 Slope 软件进行了详细的边坡稳定性分析，该分析考虑了从地面勘察中推导的现场材料参数，以及对平硐材料做出的保守但合理的假设。此外，还考虑了压实位置和压实方法。关键假设包括：坡顶施工交通压力为 20kPa，地下水位为 0.45mbgl，且已排水。分析了七个关键路段，以确定合适的边坡设计角度。
选择关键部分进行详细设计分析，以评估 SSA 的稳定性
设计平台 A（1C 级）和平台 B（4/5 级）
奥雅纳于 2023 年 6 月在勘探平硐开工后视察了现场，对“爆破后”的平硐物料进行了目视评估。主要观察结果包括：平硐物料细粒含量极低，级配良好，呈亚棱角状至棱角状。然而，符合 6Z 级物料设计要求（150 – 500 毫米）的大颗粒物料数量较少。此次视察促成了设计调整，包括改进 1C 级摩擦角，从而可以在不增加土方量（SSA）占地面积或改变边坡几何形状的情况下去除所有 6Z 级物料。重要的是，这意味着无需进口物料即可满足设计要求，减少了物料管理，并且无需在场外处置任何物料。
修订的平台A设计

总结与经验


尽管面临重重挑战，SSA 仍于 2024 年秋季顺利完工，没有出现不必要的延误。奥雅纳利用 Slope 高效地设计了不同坡度的弃渣储存平台，并通过保守的初始假设避免了大规模的重新设计。设计师在场地开发过程中持续参与，确保无需将弃渣运出场外处置，也无需进口任何材料来确保边坡稳定性。
感谢奥雅纳公司岩土工程师 Sarah McKee 与我们分享这项工作。

了解更多关于 Oasys Slope 的信息。
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