某尾礦庫治理設(shè)計(jì)

1、前 言XXXX尾礦庫位于XX選礦廠東北，初期庫由YY于1985年設(shè)計(jì)，1988年投產(chǎn)使用。當(dāng)尾礦庫堆積到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，根據(jù)生產(chǎn)需要，礦方結(jié)合原設(shè)計(jì)參數(shù)于1990年、1995年、2001年和20042006年對(duì)壩體進(jìn)行多次加固和加高，根據(jù)礦方提供的資料，尾礦庫運(yùn)行期間，尾礦庫沒出現(xiàn)垮塌事故。XX尾礦庫分為尾礦庫區(qū)和精礦庫區(qū)，目前尾礦庫區(qū)已停止使用，庫區(qū)無水。尾礦庫區(qū)已存放了約63.24萬m3，最高堆積標(biāo)高達(dá)到2521.6m，總壩高為23.8m，超出原設(shè)計(jì)標(biāo)高13.2m，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，該庫為五等庫，東、南、西、西南和北壩外坡比在1:1.61:2.1之間，壩坡坡角較陡，給礦山生產(chǎn)帶來了安全隱患，為貫徹

2、執(zhí)行尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程等尾礦庫相關(guān)的法律、法規(guī)和規(guī)程，消除安全隱患，云南馳宏鋅鍺股份有限公司委托馬鞍山礦山研究院工程勘察設(shè)計(jì)研究院對(duì)尾礦庫進(jìn)行綜合治理設(shè)計(jì)。由于目前該尾礦庫尾礦區(qū)已經(jīng)停用，尾礦庫已經(jīng)進(jìn)入后期管理階段，因此本綜合治理設(shè)計(jì)僅對(duì)已有的尾礦庫進(jìn)行安全穩(wěn)定性較核，對(duì)不合規(guī)范、存在安全隱患的地方進(jìn)行治理設(shè)計(jì)，以達(dá)到尾礦庫安全堆存的目的。1 概 述1.1 尾礦庫簡(jiǎn)介 尾礦庫歷史初期庫由YY于1985年設(shè)計(jì)，1988年投產(chǎn)使用。該尾礦庫屬于溝谷形尾礦庫，先期尾礦庫主要由三個(gè)壩體和四周的小山圍成，其中1#壩（現(xiàn)稱北壩）為均質(zhì)土壩，2#壩（現(xiàn)稱中隔壩）為池填法堆積壩，主壩（南壩）為上游法尾砂堆積壩

3、，三個(gè)壩體最終壩頂標(biāo)高分別為2505.5m、2512.5m和2508.4m，2#壩體將尾礦庫分為南北兩部分，南邊為尾礦庫，北邊為精礦庫。粘土壩內(nèi)外坡比為1:2，尾礦堆積壩外坡比為1:4。設(shè)計(jì)庫容為48萬m3（其中尾礦庫庫容約22萬m3）、主壩壩高9m，庫等級(jí)為5級(jí)，1.1.2 尾礦庫現(xiàn)狀1.1.3 存在的問題尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定（國家安全監(jiān)督管理總局第6號(hào)令）的規(guī)定，所有新建、擴(kuò)建的尾礦庫均應(yīng)由有設(shè)計(jì)資質(zhì)單位設(shè)計(jì)，因此需要對(duì)1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)與原則1.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（ZBJI-90）；（2）尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定（國家安全監(jiān)督管理總局第6號(hào)令）；（3）尾礦庫安全技

4、術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）；（4）水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（DL5073-2000）；（5）尾礦庫設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)程（YS5418-1995）；（6）選礦安全規(guī)程（執(zhí)行）；（7）中華人民共和國水土保持法（1991年6月29日）；（8）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）；（9）建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例（國務(wù)院253號(hào)令）。（10）碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）；（11）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003-2001）；（12）冶金工業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定(冶生（1996）204號(hào))；（13）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（GB50010）； （14）建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定(（87）國環(huán)字第

5、002號(hào))；（15）金屬非金屬礦山安全規(guī)程(GB 16423-2006)。1.2.2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 （1） XXXX尾礦庫治理巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告書(中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院 2007.4)（2） 會(huì)澤七O廠鉛鋅硫化礦尾礦設(shè)施施工圖階段工程地質(zhì)勘察報(bào)告（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院 1985.3）（3） 會(huì)澤七O廠鉛鋅硫化礦尾礦設(shè)施尾礦庫部分設(shè)計(jì)資料 （昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院 1985.6）（4）會(huì)澤鉛鋅礦七O廠選礦廠場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察說明書（西南有色地質(zhì)勘察公司313隊(duì) 1985.4）（5）云南省徑流查算實(shí)用手冊(cè)（92年版）（6）XXXX尾礦庫整改設(shè)計(jì)委托書及合同（7） 馬鞍山礦山研究院其它

6、有關(guān)尾礦庫方面的設(shè)計(jì)成果；（8） 尾礦歷史上加高的部分資料及其他相關(guān)資料。1.2.3 設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則按國家尾礦庫相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程和管理文件，尾礦庫在使用到設(shè)計(jì)的1/31/2時(shí)應(yīng)進(jìn)行中期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，閉庫時(shí)應(yīng)進(jìn)行閉庫設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)，因此本次會(huì)澤采選廠尾礦庫治理設(shè)計(jì)是在YY設(shè)計(jì)和本次勘察的基礎(chǔ)上，結(jié)合尾礦庫現(xiàn)狀進(jìn)行的補(bǔ)充治理設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則是認(rèn)真貫徹執(zhí)行選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范、尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定、尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程等法律法規(guī)，遵照國家和行業(yè)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行GB/T1900-ISO9001：2000質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真貫徹馬鞍山礦山研究院的質(zhì)量體系文件的基礎(chǔ)上精心設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)中堅(jiān)持質(zhì)

7、量第一，盡量利用現(xiàn)有的工程，使設(shè)計(jì)方案達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、建設(shè)周期短、成本低、經(jīng)濟(jì)效益好的目的。本次設(shè)計(jì)原則是： （1）安全可靠原則：針對(duì)會(huì)澤采選廠尾礦庫已經(jīng)形成，設(shè)計(jì)時(shí)在現(xiàn)存尾礦庫的基礎(chǔ)上，通過對(duì)尾礦庫調(diào)洪庫容和排洪設(shè)施的驗(yàn)證，對(duì)不符合規(guī)范要求的地方，采取工程措施，使尾礦庫在運(yùn)營過程中安全可靠，保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展；（2）經(jīng)濟(jì)合理原則：設(shè)計(jì)中盡量利用已有的尾礦庫工程，在安全的前提下，盡量減少新增工程； （3）多方兼顧原則：目前礦山開采已經(jīng)采用了尾砂高水充填技術(shù)，同時(shí)尾砂中還含有可回收利用的有價(jià)礦物，因此在治理措施設(shè)計(jì)中，分析了開采尾砂（另外單項(xiàng)設(shè)計(jì)），降低尾礦壩的治理措施的可行性； （4）

8、建設(shè)周期最短原則：會(huì)澤采選廠尾礦庫接近閉庫，為了企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，本設(shè)計(jì)治理設(shè)計(jì)盡量選用工藝成熟、便于施工、操作方便、工藝簡(jiǎn)單，建設(shè)周期最短的措施；（5）后期管理方便、維護(hù)費(fèi)用低的原則。綜上，本次會(huì)澤采選廠尾礦庫治理工程設(shè)計(jì)以安全、經(jīng)濟(jì)、合理為原則，采用國內(nèi)外已有成熟的技術(shù)、工藝，充分利用現(xiàn)在的工程條件，使尾礦庫在滿足國家及行業(yè)相應(yīng)規(guī)范及規(guī)程的尾礦庫的條件下，安全運(yùn)行。2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件2.1 庫區(qū)地質(zhì)條件地形地貌條件云南馳宏鋅鍺股份有限公司會(huì)澤礦庫區(qū)選廠尾礦庫位于云南省會(huì)澤縣礦山鎮(zhèn)，距會(huì)澤縣者海鎮(zhèn)約13公里，XX采選廠的東北面。尾礦庫地處云貴高原烏蒙山脈中段，牛欄江西岸山坡坡地，

9、地形起伏復(fù)雜，屬中高山坡地形，山脈呈北東走向，地貌上屬中高山構(gòu)造剝蝕溶蝕類型。庫區(qū)地形其東、西部為山坡，山頂高程為2537.602541.60m，南部為緩坡，地面高程為2501.982504.49m，北壩的北部為呈北西向的沖溝，谷底高程為2495.50m；現(xiàn)尾礦庫尾砂已基本填滿，地面高程為2517.192521.59m。氣象與水文庫區(qū)屬亞熱帶高原型季風(fēng)氣候，雨量充沛，氣候良好。歷年平均氣溫12.7，最高氣溫33.80，最低氣溫9.0。礦區(qū)年平均降雨量858.40mm，年最大降雨量1156.80mm，最小降雨量562.90mm。每年11月至次年4月為干季，5月至10月為雨季，雨季降水量占全年的8

10、7.70，是地表水和地下水補(bǔ)給旺盛時(shí)間。年平均有霜日36天，最大積雪深度24cm。年平均相對(duì)濕度71，最熱月平均濕度81.0。庫區(qū)主要水系為牛欄江水系，位于礦區(qū)東側(cè)，由南向北至小牛欄江匯入金沙江，全長(zhǎng)350Km，河床寬200300m，江面寬30150m。據(jù)黃梨樹水文站資料，礦區(qū)附近最大流量為829.00m3s，最小流量11.50m3/s，洪、枯水位差5.29m，多年平均流量112.03m3/s，庫區(qū)東距牛欄江水平距離約2.75Km。該地區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面為牛欄江，標(biāo)高為1561.00m，場(chǎng)地距侵蝕基準(zhǔn)面高差9231031m；庫區(qū)匯水面積約為0.13m2。庫區(qū)基底地質(zhì)條件2.1.3.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造庫區(qū)

11、位于滇東北褶斷束南東部的東川鎮(zhèn)雄構(gòu)造帶中北東向金牛廠礦山廠背斜北東端的南東翼。庫區(qū)主要構(gòu)造為麒麟廠逆斷層和東頭逆斷層，麒麟廠逆斷層縱貫全區(qū)，全長(zhǎng)32KM，是礦區(qū)的主干斷裂，走向N2030E，傾向SE，傾角4673，呈舒緩波狀，屬區(qū)內(nèi)導(dǎo)礦構(gòu)造。東頭逆斷層也是礦區(qū)的主干斷裂，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約15KM，走向N510E，斷層面傾向E，傾角大于75。次級(jí)的NW向斷裂組走向1070W，傾向SW，傾角5080，為礦區(qū)配礦構(gòu)造，礦山廠、麒麟廠、銀廠坡三個(gè)斷層組成三重疊瓦狀構(gòu)造，分別控制礦山廠、麒麟廠和銀廠坡三個(gè)礦床。2.1.3.2地層庫區(qū)地層主要有第四系土層、泥盆系泥質(zhì)粉砂巖、二疊系下統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r?，F(xiàn)根據(jù)勘察結(jié)果及所

12、搜集的XX選廠的地質(zhì)資料將區(qū)內(nèi)巖性構(gòu)成由新至老敘述如下： 第四系人工堆積（Qml）人工填土：主要由褐、褐黃、褐色粘性土混2045塊石、碎石、角礫及尾砂等組成，結(jié)構(gòu)松散中密，濕，層厚1.3017.80m，為壩體土。 第四系坡、殘積（Qdl+el）粉質(zhì)粘土：褐、黑褐、褐黃、褐紅色，軟塑可塑狀態(tài)，局部呈硬塑狀態(tài)，很濕濕，含1020碎石及角礫。無搖振反應(yīng)，光澤弱，干強(qiáng)度及韌性中等。在部分鉆孔中該層頂部見植物根莖。揭露層厚1.0015.70m，整個(gè)庫區(qū)內(nèi)均有分布。 泥盆系（D）泥質(zhì)粉砂巖：褐黃、褐紅色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化，巖芯呈砂狀。揭露層厚0.705.00m，主要分布于北部

13、小壩一帶。巖層產(chǎn)狀16033。 二迭系下統(tǒng)棲霞茅口組（P1）白云質(zhì)灰?guī)r1：灰白色，致密結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化，巖芯呈砂土狀及碎塊狀。層厚0.70m，僅見于鉆孔WZK32中。白云質(zhì)灰?guī)r：灰白，深灰色，致密結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，中等風(fēng)化，巖芯呈碎塊狀、短柱狀及柱狀，巖質(zhì)堅(jiān)硬。揭露層厚1.006.00m，見于南壩區(qū)域?？偟目磥?，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。2.2 堆積尾礦的沉積規(guī)律尾礦庫于1988年投產(chǎn)使用，采用管道運(yùn)輸法進(jìn)行放礦，主管設(shè)在主壩頂上，設(shè)置幾條分散放礦管，分散管為柔性膠管，可在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)，尾礦液由南向北輸送，再由人工控制開

14、啟分管進(jìn)行放尾礦，總體上尾礦排放一般先放南側(cè)，后逐漸移向北側(cè)。堆積尾礦沉積規(guī)律受尾礦性質(zhì)、粒度、礦漿濃度和排放形式控制?？辈熘邪l(fā)現(xiàn)沉積尾礦宏觀上具有上粗下細(xì)、壩前粗庫尾細(xì)的特征，在微觀上沉積尾礦中普遍分布粗細(xì)相間的夾層、互層、交錯(cuò)層等現(xiàn)象，總體上尾礦在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為不均一性和各向異性。根據(jù)勘察資料，在尾礦壩中界面，從南到北，d50由0.116mm漸變到0.026mm。由勘察資料可以看出：從放礦口至庫內(nèi)，d50粒徑由大變小，局部粒徑有所變化，但總體上具有由大變小的規(guī)律。隨距離的增加由尾粉砂向尾粉土過渡。從曲線上看粒徑的突變與礦液流速的快慢有一定的關(guān)系。由于排放尾礦在排放口至庫內(nèi)一定范圍內(nèi)存在迭瓦狀

15、沉積形式，局部出現(xiàn)粉砂、粉土互層現(xiàn)象；另從曲線圖上看出粗粒土與細(xì)粒土分選相對(duì)明顯。根據(jù)勘察結(jié)果，按照巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）標(biāo)準(zhǔn)，尾礦組成主要分為尾粉砂、尾粉土兩類：a. 尾粉砂：灰黃、灰褐色，稍密中密，濕稍濕，間夾薄層尾中細(xì)砂、尾粉土；該層隨深度增加，密實(shí)度逐漸增大，向庫內(nèi)延伸則密實(shí)度逐漸減??；在地下水位線上下呈松散狀態(tài)。b. 尾粉土：灰褐，稍密中密，濕飽和，夾薄層尾粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，一般分布于庫底，往庫內(nèi)延伸，厚度逐漸增大。2.3 堆積尾礦的水文地質(zhì)條件2.3.1含水層及地下水位特征由于尾礦的排放采用多管不定點(diǎn)排放，造成壩體堆積物各層之間呈交錯(cuò)層理，各向連續(xù)性差，

16、從而造成地下水水力聯(lián)系差，而且由于薄夾層，互層的影響，含水層與隔水層界線不明顯。根據(jù)勘察期間觀測(cè)結(jié)果，壩頂位置浸潤線埋深2.7015.70m，壩外坡距壩頂3040m處埋深5.205.60，壩頂距庫水邊緣約240m；位于沉積灘上的鉆孔，由于放礦影響，浸潤線位置變化較大，地下詳細(xì)水位見地質(zhì)報(bào)告或穩(wěn)定性分析剖面圖。根據(jù)鉆孔觀測(cè)及室內(nèi)滲透試驗(yàn)綜合判定，堆積尾礦主要含水層為尾粉砂和尾粉土，尾粉砂滲透性偏大，而尾粉土滲透性較小，且隨著埋深的增加孔隙比減小而減小。根據(jù)鉆孔揭露地下水位（浸潤線）在初期壩埋藏較深，隨著向庫區(qū)延伸，地下水位（浸潤線）埋藏又逐漸變淺。隨著堆積壩的逐漸增高，堆積壩內(nèi)浸潤線將會(huì)有所抬升

17、，但從壩體顆粒組成及滲透條件分析，抬升幅度不會(huì)很大。根據(jù)調(diào)查，堆積體壩外坡無滲漏點(diǎn)，表明壩基的排泄條件良好。 尾礦庫水化學(xué)性質(zhì)尾礦漿從壩頂向庫尾流動(dòng)的過程中，絕大部分尾礦水流入庫尾形成庫水，由排水管排出庫區(qū)，部分浸入灘面尾礦體中或經(jīng)灘面蒸發(fā)掉。根據(jù)鉆孔中所取水樣進(jìn)行尾礦水化學(xué)分析，PH值為12.04，尾礦庫尾礦水屬堿性水。2.4 巖土的物理力學(xué)性質(zhì) 庫基礎(chǔ)巖土物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，尾礦庫的庫基礎(chǔ)巖土層主要有粉質(zhì)粘土、泥質(zhì)粉砂巖和白云質(zhì)灰?guī)r，依據(jù)本次勘察報(bào)告建議值和相同地區(qū)經(jīng)驗(yàn)類比，地基巖土物理力學(xué)指標(biāo)建議值見表2-1。表2-1 地基土的主要物理力學(xué)指標(biāo)巖土名稱天然重度（KN/m3）承載

18、力特征值fak（KPa）壓縮模量Es（MPa）粘聚力c（KPa）內(nèi)摩擦角（）滲透系數(shù)k10-7cm/s備 注粉質(zhì)粘土19.0180525（30）8（12）9.76*為飽和快剪指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)為固結(jié)塊剪指標(biāo)，*參考值泥質(zhì)粉砂巖20.0220/70*16.2*為經(jīng)驗(yàn)推薦值白云質(zhì)灰?guī)r120.0220/45*22.8*為經(jīng)驗(yàn)推薦值白云質(zhì)灰?guī)r22.01200/100*39*為經(jīng)驗(yàn)推薦值 尾砂及粘土壩的物理力學(xué)性質(zhì)（1） 粒級(jí)組成 根據(jù)顆分試驗(yàn)結(jié)果，將各類尾礦的顆粒組成統(tǒng)計(jì)見表2-2。 （2）尾砂的物理力學(xué)性質(zhì)總體上來說，尾礦的容重較大，密度隨粒度變細(xì)而減小，濕密度與含水量有關(guān)，水位以上較小；尾粉砂孔隙比較小

19、，尾粉土的孔隙比隨尾礦顆粒的表2-2 顆粒分析成果統(tǒng)計(jì)表土類名稱統(tǒng)計(jì)參數(shù)粒級(jí)（mm）（）d10（mm）d30（mm）d50（mm）CuCc備 注20.050.050.0050.005尾粉砂1組 數(shù)3333333132322323最大值137.837.2140.0670.1320.2197.42.4不勻土，級(jí)配良好最小值36.62.710.0100.0230.0012.60.6勻土，級(jí)配不良平均值83.412.840.0380.0750.1244.71.0勻土，級(jí)配不良尾粉土2組 數(shù)2424241422241111最大值110.498.1420.0500.0620.0941384.8不勻土，級(jí)配

20、良好最小值4.39.30.50.0050.0030.0073.11.0勻土，級(jí)配不良平均值53.437.4120.0180.0350.0517.82.6不勻土，級(jí)配良好變細(xì)而逐漸增大；尾粉砂垂直滲透系數(shù)kv與水平滲透系數(shù)kh相近，但存在差異，表現(xiàn)為：在純尾粉砂中，kVkh；而在具有薄夾層的尾粉砂中，kVkh。這反應(yīng)了尾礦滲透性呈各向異性的特點(diǎn)；尾粉砂的粘聚力值較尾粉土的值小，尾粉砂的內(nèi)摩擦角值較尾粉土值大；根據(jù)固結(jié)試驗(yàn)，尾粉砂及尾粉土均屬中等壓縮性土。根據(jù)勘察報(bào)告建議值尾砂的主要物理力學(xué)性質(zhì)見表2-3。表2-3 尾礦及壩體土的主要物理力學(xué)指標(biāo)土的名稱重度（KN/m3）孔隙比e抗剪強(qiáng)度K（10-

21、4cm/s）備注總應(yīng)力有效應(yīng)力垂直水平天然干重c(KPa)（）c(KPa)（）KvKh人工填土18.0/3082013（0.00843）（0.00843）括號(hào)值為參考值尾粉砂119.217.10.6252415304.21.7尾粉土219.017.00.7402115241.00.62.5 尾砂的地震液化特性場(chǎng)地地震烈度按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）附錄A和中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB183062001）場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20 g，場(chǎng)地的卓越振動(dòng)周期為0.3471s。 尾砂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果為測(cè)試尾砂動(dòng)力特性，勘察時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)靜力觸探試驗(yàn)、鉆孔波速測(cè)試試

22、驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見表2-4、表2-5和表2-6。表2-4 靜力觸探試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表土類各稱錐尖阻力厚度加權(quán)平均值qc(MPa)側(cè)摩阻力厚度加權(quán)平均值fs(KPa)尾粉砂15.69134.8尾粉土22.99532.2表2-5 鉆孔波速測(cè)試成果表土類各稱動(dòng)剪切模量 Gd(MPa)動(dòng)彈性模量Ed(KPa)動(dòng)泊松比Ud尾粉砂1232.482.10.415尾粉土2226.080.10.41表2-6 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表土的名稱范圍值平均值頻 數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)rs尾粉砂151911.4432.8870.2540.93尾粉土22135.8343.1500.5390.84 場(chǎng)地地震

23、液化評(píng)價(jià)根據(jù)尾砂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、尾礦庫內(nèi)尾礦分布、地下水埋深及所測(cè)指標(biāo)，地質(zhì)報(bào)告對(duì)勘察期間尾礦砂的液化進(jìn)行了初步判別，結(jié)果表明：雖然靜力觸探、剪切波速、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)三種原位測(cè)試成果對(duì)飽和土的液化判別結(jié)果有差異，但總體上，15m深度范圍內(nèi)飽和土在8度地震條件下液化，1520m深度范圍內(nèi)不液化。另外，南壩壩前部位尾礦的液化指數(shù)為0.01.96，屬不液化輕微液化等級(jí)；庫內(nèi)尾礦的液化指數(shù)為19.59108.35，屬嚴(yán)重液化等級(jí)。這是由于堆積壩部位的地下水位（浸潤線）埋藏較深，尾砂較為密實(shí)，且處于非飽和狀態(tài)，所以在堆積壩部位尾礦處于不液化至輕微液化狀態(tài)。庫內(nèi)尾礦由于地下水位（浸潤線）埋藏較淺，密實(shí)度較低，且處

24、于飽和狀態(tài)，所以在庫內(nèi)尾礦處于嚴(yán)重液化狀態(tài)，因此在壩前水位較低時(shí)，地震不會(huì)對(duì)南壩造成液化破壞。在中隔壩和北壩，由于尾礦壩幾乎由粘土組成，且滲透系數(shù)很小，因此尾礦壩不會(huì)存在地震液化破壞問題。3 排洪系統(tǒng)3.1 尾礦庫庫容本次設(shè)計(jì)時(shí)沒收集到原始設(shè)計(jì)說明書，尾礦庫庫容按原始地形和尾礦庫現(xiàn)狀圖進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算結(jié)果見表3-1和表3-2。表3-1 尾礦庫庫容計(jì)算表標(biāo)高(m)面積(m2)平均面積(m2)庫容(m3)總庫容(m3)有效庫容(m3)備注0.0 0.0 0.0 0.0 522.8 379.5 747.4 948.1 1720.0 2028.4 4201.4 4611.3 8032.6 10024.3

25、 10147.4 18186.8 11489.9 27917.3 18130.5 93997.8 24122.3 188746.3 27770.4 305408.6 31262.7 480634.4 表3-2 精礦庫庫容計(jì)算表標(biāo)高(m)面積(m2)平均面積(m2)庫容(m3)總庫容(m3)有效庫容(m3)備注0.0 0.0 0.0 0.0 8321.2 6660.8 9301.1 14586.8 10601.9 23536.7 17482.6 86084.9 23313.7 177562.5 29380.9 236712.5 3.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)狀，到目前為止，尾礦庫堆到2521.6m

26、標(biāo)高，主壩高23.8m，整個(gè)庫總?cè)轂?7.5萬m3，為級(jí)尾礦庫，按選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（ZBJI-90）的尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)（見表3-3），該尾礦庫的洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)為初期20-30年一遇，中、后期50-100年一遇，由于該尾礦庫已經(jīng)停止排放，本次調(diào)洪驗(yàn)算時(shí)按100年一遇洪水計(jì)算。表3-3 尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn) 3.3 暴雨計(jì)算根據(jù)云南省暴雨徑流查算實(shí)用手冊(cè)云南省水利水電廳，1992年12月適當(dāng)調(diào)整可得：年最大點(diǎn)雨量均值24=65mm；年最大24小時(shí)點(diǎn)雨量變異系數(shù) CV24=0.40；年最大1小時(shí)點(diǎn)雨量均值1=32mm；年最大1小時(shí)點(diǎn)雨量變異系數(shù) CV1=0.30；偏差系數(shù)CS=3.5CV。按此計(jì)算不同

27、頻率的降雨量如下：表3-4 暴雨計(jì)算表暴雨值H24=P24，H1P1，匯水面積按實(shí)測(cè)地形圖估計(jì)取0.13km2。3.4 調(diào)洪演算 計(jì)算方法目前常用的調(diào)洪演算方法有推理公式法和瞬時(shí)單位線法，推理公式最早由北京水利科學(xué)研究院1958年提出。瞬時(shí)單位線法為當(dāng)前國際通用，且在國內(nèi)水利部門已逐漸替代推理公式。本設(shè)計(jì)以瞬時(shí)單位線法進(jìn)行調(diào)洪演算。采用的是基于函數(shù)的洪水過程線。瞬時(shí)單位線法求得的一次洪水過程線的峰值即為洪峰流量，對(duì)洪水過程線的積分得到一次洪水的洪水總量。以瞬時(shí)單位線法計(jì)算洪水過程線，以來水過程線和排水構(gòu)筑物的與尾礦庫的蓄水量關(guān)系曲線，利用水量平衡方程式：Vz+qzt=t+(Vs-qst) 與V

28、+qt和V-qt方程式進(jìn)行水量平衡計(jì)算。式中：=（Qs+Qz）； Qs、Qz時(shí)段始、終尾礦庫的來洪流量，m3/s；qs、qz時(shí)段始、終尾礦庫的泄洪流量，m3/s； Vs、Vz時(shí)段始、終尾礦庫的蓄洪量，m3/s。通過水量平衡計(jì)算出泄洪過程線，從而定出泄流量、洪峰流量、洪水總量與調(diào)洪庫容以及設(shè)計(jì)頻率下的洪水上升高度。計(jì)算中瞬時(shí)單位線參數(shù)K取最小值0.1，暴雨衰減指數(shù)n由計(jì)算取得, 計(jì)算洪水過程線時(shí)，水面和陸面匯流分別計(jì)算，然后相加成為入庫洪水。即在匯水區(qū)內(nèi)，水面面積乘以面雨量，其余面積乘以凈雨量計(jì)算。計(jì)算時(shí)，取調(diào)洪高度1.0m。 調(diào)洪演算計(jì)算時(shí)首先要初步假定排水構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出排水量與水頭

29、高度的關(guān)系，然后以洪水過程和調(diào)洪庫容曲線進(jìn)行水量平衡，同時(shí)不斷調(diào)整排水構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)尺寸，得到最合適的結(jié)果。本庫按五等庫后期取洪水重現(xiàn)期100年一遇，即設(shè)計(jì)頻率1%。由于尾礦庫區(qū)不儲(chǔ)水，壩頂標(biāo)高按流精礦庫壩頂標(biāo)高計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見以下各表： 表3-5 洪水與排水過程線表(壩頂標(biāo)高+2517.5m)歷時(shí)（h）0 1 2 3 4 5 6 7 8 洪水入庫Qm（m3/s）0.000 0.016 0.095 0.109 0.109 0.143 0.148 0.148 0.245 排水量q（m3/s）0.000 0.0210.0340.066 0.098 0.119 0.139 0.146 0.184 水頭

30、高h(yuǎn)v（m）0.000 0.034 0.093 0.114 0.120 0.124 0.127 0.129 0.136 歷時(shí)（h）9 10 11 12 13 14 15 16 17 洪水入庫Qm（m3/s）0.257 0.257 0.604 3.026 0.403 0.160 0.178 0.178 0.125 排水量q（m3/s）0.235 0.251 0.387 1.467 1.654 0.616 0.278 0.202 0.164 水頭高h(yuǎn)v（m）0.145 0.148 0.174 0.375 0.410 0.216 0.153 0.139 0.132 歷時(shí)（h）181920212223

31、242526洪水入庫Qm（m3/s）0.118 0.118 0.093 0.088 0.088 0.088 0.088 0.088 0.009 排水量q（m3/s）0.132 0.121 0.109 0.095 0.090 0.088 0.088 0.088 0.058 水頭高h(yuǎn)v（m）0.126 0.124 0.122 0.119 0.118 0.118 0.118 0.118 0.112 表3-6 不同流態(tài)的流量標(biāo)高關(guān)系表(壩頂標(biāo)高+2517.5m)水位標(biāo)高（m）2515.50 2515.55 2515.60 2515.65 2515.70 2515.75 2515.80 2515.85

32、2515.90 自由流流量（m3/s）0.00 0.05 0.16 0.31 0.50 0.72 0.92 1.15 1.39 半壓力流流量（m3/s）0.00 0.75 1.25 1.54 1.70 1.81 1.89 1.95 1.99 壓力流流量（m3/s）0.00 0.91 1.24 1.35 1.41 1.44 1.47 1.49 1.50 水位標(biāo)高（m）2515.95 2516.00 2516.05 2516.10 2516.15 2516.20 2516.25 2516.30 2516.35 自由流流量（m3/s）1.65 1.92 2.20 2.49 2.79 3.10 3.4

33、1 3.74 4.07 半壓力流流量（m3/s）2.04 2.08 2.11 2.14 2.17 2.20 2.23 2.26 2.29 壓力流流量（m3/s）1.52 1.53 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59 1.60 1.62 水位標(biāo)高（m）2516.40 2516.45 2516.50 2516.55 2516.60 2516.65 2516.70 2516.75 2516.80 自由流流量（m3/s）4.40 4.75 5.10 5.45 5.81 6.17 6.54 6.91 7.29 半壓力流流量（m3/s）2.31 2.34 2.36 2.39 2.41 2.4

34、4 2.46 2.49 2.51 壓力流流量（m3/s）1.63 1.64 1.65 1.66 1.67 1.68 1.69 1.70 1.71 表3-7 調(diào)洪演算匯總壩頂標(biāo)高（m）庫等別洪水重現(xiàn)期（年）匯水面積（km2）水位（m）調(diào)洪庫容（m3）洪水總量（m3）洪峰流量（m3/s）最大泄流量（m3/s）排水水頭（m）生產(chǎn)洪水2517.5 五1000.13 2515.5 2516.5 15831 25102 3.03 1.654 0.410 3.5 排洪構(gòu)筑物原設(shè)計(jì)的排洪系統(tǒng)由攔洪壩、截洪溝和排洪管組成。截洪溝設(shè)在尾礦庫四周，截洪溝最小斷面為梯形，下底寬1.0m，高0.8m，兩側(cè)坡比1:1；排

35、洪管為一根D2197電焊鋼管，長(zhǎng)265.2m。攔洪壩、截洪溝經(jīng)修復(fù)可以使用，而排洪管多年沒有使用，現(xiàn)已經(jīng)失效，因此需重新布設(shè)排洪構(gòu)筑物。經(jīng)以上調(diào)洪演算計(jì)算所選定的排洪構(gòu)筑物是排水管排水溝式排洪系統(tǒng)服務(wù)于全庫。由于目前尾礦庫區(qū)已停止使用，調(diào)洪區(qū)設(shè)置在精礦區(qū)，為此在隔壩中設(shè)置排水管，暴雨期間，尾礦庫區(qū)洪水經(jīng)中隔壩流往精礦庫區(qū)，將兩庫的洪水匯集到精礦區(qū)，由排洪管排出。3.5.1 排水涵管經(jīng)調(diào)洪演算反復(fù)校核，排水管用C30鋼筋混凝土預(yù)制，內(nèi)徑0.9m，壁厚100mm，內(nèi)配雙層冷拔鋼絲b5環(huán)向及縱向鋼筋（見結(jié)構(gòu)圖），排水管分兩部分，一部分是庫內(nèi)排往庫外部分，該部分排水管入口位于庫內(nèi)，中心標(biāo)高2515.5

36、m，出口穿出庫外，中心標(biāo)高2514.5m，出口接排水溝；另一部分排水管穿過上壩公路，入口中心標(biāo)高為2502.6，出口標(biāo)高在公路下邊坡坡腳處，出口標(biāo)高由實(shí)際地形確定，兩段總長(zhǎng)約128m，中間部分為排洪溝。 3.5.2 排洪溝排洪溝分為兩部分，一部分接排往庫外排洪管出口和過路排洪管入口段，另一部分連接過路排洪管出口和天然排水溝。排洪溝是凈斷面800mm800mm的漿砌塊石水溝，全長(zhǎng)約295m，具體位置和結(jié)構(gòu)見工程施工圖。4 尾礦壩安全性驗(yàn)證4.1 滲流分析4.1.1 概述 水文地質(zhì)條件是影響尾礦庫壩體邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，在穩(wěn)定性分析中都必須考慮地下水滲流的作用問題。地下水滲流對(duì)尾礦壩土體的影

37、響主要有兩種形式：靜水作用和動(dòng)水作用。靜水作用軟化第四系表土、人工填土和基巖強(qiáng)風(fēng)化層，增加物料顆粒間的潤滑，降低土體的物理力學(xué)強(qiáng)度，另外，產(chǎn)生的浮托力使土（巖）的有效重量減輕，削弱了邊坡的穩(wěn)定性。動(dòng)水作用不僅沖刷尾礦壩邊坡臺(tái)階，還使邊坡土體產(chǎn)生滲透壓力，引起滲透變形，破壞邊坡。 本次對(duì)XX選廠尾礦庫南壩、中隔壩和北小壩地下水滲流場(chǎng)分析是建立在前期勘察的基礎(chǔ)上，總結(jié)其他相關(guān)的地質(zhì)資料和試驗(yàn)資料，根據(jù)尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）和選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（ZBJ 1-90），運(yùn)用簡(jiǎn)化法進(jìn)行分析計(jì)算，為尾礦壩的穩(wěn)定性研究提供基礎(chǔ)資料。 4.1.2尾礦壩滲透地層及特性XX選廠尾礦庫南壩、

38、中隔壩和北壩的堆積壩其基本沉積特性相差不大，根據(jù)勘探結(jié)果和規(guī)范堆積壩土層可以分為以下幾類：尾粉砂、尾粉土、人工填土。地基為粉質(zhì)粘土、白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)粉砂巖，其滲透特性見第二章。4.1.3 滲流分析結(jié)果按照尾礦壩的有關(guān)規(guī)范和地質(zhì)報(bào)告，對(duì)南壩、北壩和中隔壩的典型剖面的滲透特性加以概化，概化結(jié)果見各滲流分析結(jié)果圖，典型剖面位置見勘察報(bào)告的2-2和6-6剖面。通過有限元滲流分析，南壩、北壩和中隔壩的分析結(jié)果分別見圖4.14.3。從圖中可以看出： 在南壩，從滲透系數(shù)來看，滲透途徑主要是尾粉砂和尾粉土，而粘土壩的人工填土和粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)很低，幾乎是隔水層，而尾礦壩上有很厚的人工填土，因此尾礦壩的滲透性

39、主要由人工填土控制。通過南壩主剖面2剖面的分析來看，正常狀態(tài)下，由于尾礦庫區(qū)沒有儲(chǔ)水，而精礦區(qū)的水又被中隔壩隔斷，因此壩內(nèi)水位較低。分析1、3剖面發(fā)現(xiàn)同樣的規(guī)律，但較2剖面高出1.5m左右，形成中間凹，兩邊稍高的狀態(tài)，這是由于1、3剖面處于山坡，離山體較近，而2剖面處在山谷，便于排水，符合水往低處流的規(guī)律，勘探水位觀測(cè)也證實(shí)了這一結(jié)果。在洪水狀態(tài)，如庫內(nèi)儲(chǔ)水，水源源不斷補(bǔ)給，而粘土壩滲透又慢，導(dǎo)致浸潤線急劇提高，地下水為從公路下邊邊坡溢出，但由于粘土滲透系數(shù)小，溢出量不大。因此為了尾礦壩的安全，庫內(nèi)不宜高位儲(chǔ)水。圖4.1 南壩現(xiàn)狀條件下滲流分析結(jié)果 在北壩，滲透途徑主要是尾粉砂，而組成粘土壩的

40、人工填土和粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)很低，很難滲出。從典型剖面分析結(jié)果來看，北壩的主要滲透界質(zhì)是粘土壩中的人工填土，因此尾礦壩的滲透性主要由人工填土控制。正常狀態(tài)下，由于精礦庫區(qū)水位較高，水源源不斷補(bǔ)給，因此壩內(nèi)水位很高，尤其壩下段坡較陡，有從壩下段溢出的可能；在洪水狀態(tài)，庫內(nèi)水位更高，但粘土壩滲透系數(shù)小，中段浸潤線有所提高，地下水溢出口與正常狀態(tài)下相近，由于粘土滲透系數(shù)小，溢出量不大。 在中隔壩，對(duì)硫精庫側(cè)來說是擋水壩，由于中隔壩中的粘土和尾礦庫側(cè)的尾粉砂滲透系數(shù)都低，在洪水工況和正常工況地下水位線相差不大。圖4.2 北壩現(xiàn)狀條件下滲流分析結(jié)果圖4.3 中隔壩現(xiàn)狀條件下滲流分析結(jié)果4.2 壩體抗滑穩(wěn)

41、定性計(jì)算4.2.1尾礦壩剖面概化模型及計(jì)算指標(biāo) 為了進(jìn)行尾礦壩體的穩(wěn)定性定量分析，首先要對(duì)勘探剖面進(jìn)行模型概化，根據(jù)勘察結(jié)果，尾礦沉積規(guī)律：尾礦顆粒離放礦管近的粗，遠(yuǎn)的較細(xì)，壩上部的粗，底部的較細(xì)，干面坡部分粗，水下的較細(xì)，放礦流量大時(shí)，細(xì)粒距放礦點(diǎn)遠(yuǎn)，流量小時(shí)，細(xì)粒距放礦點(diǎn)遠(yuǎn)等特點(diǎn)將尾砂概化成尾粉砂和尾粉土，具體概化見各穩(wěn)定性計(jì)算剖面圖。根據(jù)需要，本次穩(wěn)定性分析了南壩的典型剖面（地質(zhì)勘察的2剖面）、北壩的主剖面和中隔壩主剖面。計(jì)算所取的物理力學(xué)指標(biāo)見表2-1和表2-3，由于勘察報(bào)告沒有推薦泥質(zhì)粉砂巖和白云質(zhì)灰?guī)r，計(jì)算時(shí)取按地基承載力，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)取值。4.2.2 壩體抗滑穩(wěn)定性計(jì)算尾礦壩穩(wěn)定性分

42、析是尾礦庫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中定量分析的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是確定會(huì)澤尾礦庫是否治理，治理時(shí)采用何種工程措施的基礎(chǔ)。通過對(duì)現(xiàn)有壩體的整個(gè)壩體進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，以便從總體上定量評(píng)價(jià)的穩(wěn)定性。.1 穩(wěn)定性計(jì)算方法及荷載組合尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）和選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（ZBJ 1-90）規(guī)定：尾礦初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定性應(yīng)根據(jù)壩體材料及壩基土的物理力學(xué)性質(zhì)，考慮各種荷載組合，經(jīng)計(jì)算確定。計(jì)算方法宜采用瑞典圓弧法。作用在壩體上的荷載主要有： 1) 壩體自重。在計(jì)算壩體自重荷載、考慮使用有效應(yīng)力法時(shí)，其土料的容重要求不一樣，在靜水面以下的土體部分，要按浮容重計(jì)算；在浸潤線以下，靜水面以

43、上的土體按飽和容重計(jì)算；在浸潤線以上部分土體按濕容重計(jì)算。本次計(jì)算采用總應(yīng)力法。2) 筑壩期正常高水位的滲透壓力。在穩(wěn)定性分析中，一般不考慮尾礦庫上游水位的下降，只考慮穩(wěn)定滲流，其浸潤線即為邊界流線，根據(jù)此流線畫流網(wǎng)，根據(jù)流網(wǎng)計(jì)算滲透壓力。3) 壩體及壩基中的孔隙水壓力（超靜孔隙水壓力）。尾砂粘粒含量高，滲透系數(shù)小，壓縮性大，其孔隙水壓力大，當(dāng)滲透系數(shù)k10-4cm/s，尾砂的固結(jié)迅速，孔隙水壓力消散很快；當(dāng)滲透系數(shù)k10-6cm/s時(shí)，壩體易產(chǎn)生較大的孔隙水壓力，而且消散十分緩慢，因此宜采用有效應(yīng)力法進(jìn)行次穩(wěn)定性分析。4) 最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力。5) 地震荷載。XX所在地，地震

44、烈度為8度，按規(guī)范要求，地震慣性力在特殊運(yùn)行時(shí)納入考慮。根據(jù)尾礦庫運(yùn)行的工況，其荷載組合見表4-1。.2 計(jì)算結(jié)果壩體現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析見圖4.4圖4.12，結(jié)果匯總見表4-2。表4-1 計(jì) 算 時(shí) 荷 載 組 合 表 荷 載 組 合 1 2 3 4 5正常運(yùn)行總應(yīng)力法 有效應(yīng)力法 洪水運(yùn)行總應(yīng)力法 有效應(yīng)力法 特殊運(yùn)行總應(yīng)力法 有效應(yīng)力法 圖4.4 南壩正常條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.5 南壩洪水條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.6 南壩特殊條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.7 北壩正常條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.8 北壩洪水條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.9 北壩特殊條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.10 中隔壩正常條件下穩(wěn)定

45、性計(jì)算結(jié)果圖4.11 中隔壩洪水條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果圖4.12 南壩特殊條件下穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果 表4-2 壩 體 穩(wěn) 定 性 分 析 計(jì) 算 結(jié) 果 匯 總 壩體工 況安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果評(píng)定備 注南壩正 常1.027不合規(guī)范洪 水1.003不合規(guī)范特 殊0.916不合規(guī)范中隔壩考慮坡外靜水壓力正 常1.448符合規(guī)范由于中隔壩尾礦庫區(qū)側(cè)堆滿尾砂，因此只計(jì)算靠水邊壩體穩(wěn)定性洪 水1.506符合規(guī)范特 殊1.372符合規(guī)范不考慮坡外靜水壓力正 常0.832不合規(guī)范洪 水0.831不合規(guī)范特 殊0.776不合規(guī)范北壩正 常1.038不合規(guī)范洪 水1.028不合規(guī)范特 殊0.932不合規(guī)范4.3 穩(wěn)定性分

46、析4.3.1允許安全系數(shù)根據(jù)尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005）和選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（ZBJ 1-90）壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)不應(yīng)小于表4-3。 表4-3 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)工 況 壩 的 級(jí) 別 一 二 三 四 正常運(yùn)行 1.30 1.25 1.20 1.15 洪水運(yùn)行 1.20 1.15 1.10 1.05 特殊運(yùn)行 1.10 1.05 1.05 1.00壩體安全性分析根據(jù)前面堆壩體滲透破壞和抗滑穩(wěn)定性分析可知：南壩和北壩在任何工況下都不滿足規(guī)范要求，中隔壩在不考慮硫精庫區(qū)的靜水壓力時(shí)是不穩(wěn)定的，這主要是由于粘土壩和地基粉質(zhì)粘土的強(qiáng)度較低造成的，但中隔壩壩體處在尾砂和水之

47、間，只要兩邊的高差不大，就不存在失穩(wěn)現(xiàn)象，因此本次治理時(shí)可以不考慮中隔壩的加固。另外從分析驗(yàn)算中還可以看出：南壩和北壩正常狀態(tài)和洪水狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)相差不大，對(duì)南壩來說由于失穩(wěn)部位主要在公路以下，而無論是洪水狀態(tài)還是正常狀態(tài)，該部分的滑弧都在水位以下，因此穩(wěn)定性系數(shù)相差無幾；對(duì)北壩來說，因?yàn)檎惩翂螡B透性較差，庫內(nèi)水位在調(diào)洪高度范圍內(nèi)，兩者的地下水位線變化不大，因此穩(wěn)定系數(shù)較為接近。從上面的分析可以看出：為保證尾礦庫的正常運(yùn)行，必需對(duì)尾礦庫的南壩、北壩及與南壩相鄰的東、西和西南壩進(jìn)行治理。5 綜合治理設(shè)計(jì)5.1 排洪設(shè)施治理設(shè)計(jì)由于原設(shè)計(jì)的排洪管已經(jīng)廢棄，根據(jù)前面的調(diào)洪驗(yàn)算和現(xiàn)狀，排洪系統(tǒng)設(shè)計(jì)成

48、排洪管排洪溝結(jié)構(gòu)，出庫排洪管設(shè)置在精礦庫區(qū)的西南角，排洪管為900的鋼筋混凝土管，排洪溝為800800的漿砌塊石溝槽，具體位置和結(jié)構(gòu)見施工圖MYWK-072053-1、MYWK-072053-5和MYWK-072053-7。為保證壩體調(diào)洪安全，原來的截洪溝還應(yīng)該修復(fù)，為節(jié)約投資，截洪溝可與壩肩截水溝相連。5.2 尾礦壩治理設(shè)計(jì)5.2.1 尾礦壩治理方法根據(jù)第四章尾礦壩現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析，尾礦庫的壩體除中隔壩以外，都需要治理。壩體治理方案有多種選擇，總的說來有加固壩體和地基、放緩壩坡、降低地下水位等手段。經(jīng)分析XX尾礦壩壩體不符合規(guī)范要求的原因主要是壩體筑壩粘土和壩基粉質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度偏低、壩坡過陡造

49、成的，因此治理方法增強(qiáng)地基強(qiáng)度和放緩壩體坡度。（1）增強(qiáng)地基抗剪強(qiáng)度的方法 增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度的方法主要有抗滑樁、壩體注漿、增設(shè)擋土墻、振沖碎石樁、換土填層、深層攪拌、高壓旋噴等方法。a. 由于XX尾礦庫土層較深、粉質(zhì)粘土強(qiáng)度低，如采用抗滑樁，不但樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，而且密度很大，因此工程量大，工程費(fèi)用高，因此不宜采用；b. 注漿是土體加固常用的方法，但注漿對(duì)于粘土來說加固土層主要是擠密作用，對(duì)于提高土體的抗剪作用不大，而且施工質(zhì)量難以控制，在漿體達(dá)到強(qiáng)度之前，可能導(dǎo)致壩體的破壞，因此注漿方法也不適用會(huì)澤壩體治理。c. 增設(shè)擋土墻和換土填層都需要在壩下挖坑，且深度較大，在施工沒有完成以前就可能導(dǎo)致壩體的垮

50、塌，因此不應(yīng)使用。d. 深層攪拌主要是用于淤泥質(zhì)粘土或純粘土，對(duì)于XX粘土壩和地基土都含有較大的碎石，施工困難。e. 高壓旋噴用高壓漿體切割土體，適用于XX，但由于該礦區(qū)地基和尾礦壩加固面積大，需要加固工作量大，費(fèi)用高，且施工場(chǎng)地受限，因此也不宜采用。（2）壩體排滲壩體排滲，降低壩體浸潤線是提高壩體穩(wěn)定性的有效方式，但XX尾礦壩都是粘土組成，滲透系數(shù)較低，排滲效果較差，且計(jì)算分析表明，導(dǎo)致壩體穩(wěn)定性不符合規(guī)范要求的主要原因是壩體和壩基粘土抗剪強(qiáng)度較低造成的，因此單純的排滲措施對(duì)提高壩體穩(wěn)定性有限。（3）放緩壩坡目前XX尾礦壩外壩坡比例在1:1.481:1.88之間，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算不符合規(guī)范要求。

51、由于尾礦壩的南、北壩均與天然溝谷斜交，放緩壩坡，使壩腳與對(duì)岸山體接觸，可以增強(qiáng)壩體的尾定性。XXXX尾礦庫1988年投產(chǎn)使用。目前尾礦庫分為尾礦區(qū)和精礦區(qū)，精礦區(qū)主要用于堆存精礦和少量的尾礦，尾礦區(qū)已存放了約63.24萬m3尾礦，尾礦區(qū)已停止使用，庫區(qū)無水，結(jié)合井下采礦膏體充填，可以將現(xiàn)有的尾礦庫進(jìn)行開采，降低壩高，以增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。但通過現(xiàn)狀穩(wěn)定性的計(jì)算可知：壩體主要不穩(wěn)部位在公路以下部分，如結(jié)合膏體充填，開采尾砂降低壩高的方式，需要將壩高降低6m以上；而尾礦開采又不同于一般的土坡開采，涉及到開采過程中尾礦壩穩(wěn)定、開采儲(chǔ)存和排洪等問題，且開采量很大，需要時(shí)間長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大，因此XX尾礦壩不宜采用降低壩高的形式增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。通過以上方法的比較，本次治理設(shè)計(jì)選擇壓坡、放緩坡角的治理方式，該方式可以就地取材，并能充分利用礦山設(shè)備，降低治理費(fèi)用。5.2.2 尾礦壩治理設(shè)計(jì)1) 尾礦庫區(qū)壩體治理設(shè)計(jì)尾礦