[发明专利]一种利用废旧橡胶制作拦石坝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质灾害防治领域，尤其涉及一种利用废旧橡胶制作拦石坝的方法。

背景技术

废旧橡胶是工业固体废物中的一大类，而废旧轮胎的回收和利用越来越引起人们的关注。很多发达国家制定了有关综合利用的法规和鼓励政策，我国也将废旧轮胎的再利用纳入国家十一五科技发展纲要规划。随着我国汽车拥有量的增加，废旧轮胎的数量也逐年增加。我国2002年产生废旧轮胎6000万条，并以约20％的速度逐年递增，2005年的产量超过了1.12亿条(仅次于排名第一的美国)，预计我国在2010年的废旧轮胎产生量将达到2亿条/年。统计资料显示，我国废旧轮胎的正规回收率仅为45％，远低于发达国家90％的回收率。由于缺乏相应的法规和激励政策，国内有关废旧轮胎的无序处理和非法利用使之成为诸多污染的来源，同时带来一些不利于和谐发展的社会问题。

作为黑色污染的主要来源，废旧轮胎是一种耐腐蚀、难降解，有着很高强度和韧性的一种人工材料，在-50℃～150℃范围内一般不会大的变化。在上世纪90年代，世界各国最普遍的做法是把废旧轮胎掩埋或堆放。随着地价上涨，通过征用土地来掩埋或堆放废旧轮胎将越来越困难。欧盟于2006年7月出台法律，规定在垃圾掩埋场掩埋或焚烧废旧轮胎为违法行为，这大大促进了废旧轮胎再利用新方法和新技术的研究。随着清洁生产中对废弃物定义(即被放置错误的资源)的重新认识，废旧轮胎的再利用愈来愈被绿色环保及再资源化产业所重视。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020)指出，废弃物的资源化和循环利用是事关经济社会可持续发展和人民生活质量提高的重要问题之一。废旧橡胶(特别是废旧轮胎)回收和利用的规范化在中国是迟早的事情，当务之急是如何发展并完善可大量消耗废旧橡胶的综合利用途径，特别是那些可减少二次污染的再利用方法和技术。废旧轮胎的原形利用或原形改制基本不会产生二次污染，是目前最受欢迎和提倡的再利用方式，但相应的消耗量不大。利用废旧橡胶的上述特点，将废旧轮胎等固体废弃物应用于滚石防护结构有着明显的优势。一方面，耐腐蚀、难降解的特点使相应的滚石防护设施服务年限较长；另一方面，很高的强度和韧性可以使相应的防护设施也具有应有的强度和柔性。

所谓滚石，是指一定体积的危岩体或块石从坡体表面分离出来后经过下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等运动方式沿着坡面向下快速运动，最后在坡脚附近静止下来的一个动力学过程。当滚石运动范围内有人类活动或人类构筑设施并可能会引起一定的损失时，就可构成滚石灾害。自上世纪50年代以来，国际上已经发展出了多种可用于滚石灾害治理的方法，如清除危岩、加固、拦石坝、滚石防护棚、捕石沟、拦石栅栏、拦石网等方法和系列技术。从防护的主动性来看，用于滚石灾害防治的清除法和加固法属于主动防护方法，而拦石坝、滚石防护棚、捕石沟、拦石栅栏、拦石网等均属于被动防护方法。

多山地带的滚石往往具有突发性、频发性、随机性等不易掌握的规律，给线路工程(特别是交通工程)造成的危害非常大。当滚石物源区难以接近、且冲击能量较大时，利用拦石坝来拦截滚石是有效手段之一。由于经济条件、技术水平及防护意识的不同，不同地区的拦石坝在制作材料(如浆砌块石、钢筋混凝土、钢筋石笼等)和结构形式(如挡墙式、堤坝式、挡墙-堤坝复合式等)会有所差别。为了达到经济高效的目的，越来越多的拦石坝设计采用了支撑墙-堤坝复合结构形式，即在支撑墙朝向边坡的一侧施作具有缓冲作用的消能堤坝，以尽量避免滚石冲击荷载过大而损毁拦石坝的现象。从现行的技术水平来看，滚石防护技术领域多采用砂土堤、加筋土堤、松散碎石堤和石笼堤来作为拦石坝的消能堤坝，以下就它们的优缺点进行分析。

1、砂土或加筋土消能堤

当工程现场附近有可以利用的砂土时，直接利用砂土来制作拦石坝的消能堤具有就地取材、施工简单、成本较低等方面的优点。为了改善消能堤的缓冲性能，可以在消能堤内加设土钉、土工格栅等来形成加筋土堤。尽管通过合理的消能堤设计有时可以达到防护要求，但以砂土作为消能堤的主要材料具有以下不足：

●砂土的密度为1.4～2.0吨/m³，相应的消能堤施加给拦石坝支撑结构的静荷载较大；

●砂土或加筋土消能堤的缓冲性能在很大程度上取决于砂土的密度、厚度、含水率等参数，砂土固结之后的消能堤缓冲特性会有所下降，其规律也不易被掌握；

●在消能堤施工完成后的初期，堤坝表面在雨季期间容易出现侵蚀和砂土流失，雨水浸泡后的消能堤抗冲击能力会有所减弱。

2、松散碎石消能堤