【文章內(nèi)容簡介】 頻率 P 時洪峰流量， m3/s； —— 單位換算系數(shù)； Sp—— 頻率 P 時暴雨雨力， mm/h； μ —— 穩(wěn)定入滲， mm/h（取穩(wěn)定入滲為 ）； F—— 庫區(qū)受水面積， F= ㎡ ； H24P=KP179。 H 24, 212424 npp HS ?? H24P—— 設(shè)計頻率 P 時 24 小時降雨量； KP—— 模比系數(shù)。重現(xiàn)期為 P 的經(jīng)驗式參數(shù)指數(shù)，取 P=2%、 10 P=1%、 P=%時，由《尾礦設(shè)施設(shè)計參考資料》附表Ⅲ — 4 查得 KP=、 KP=、 KP=。 H 24—— 年最大 24 小時降雨量均值， mm； H 24取 90mm。 n—— 暴雨遞減指數(shù)，取值（ n=n2=）。 洪水總量： Wtp=1000179。α 24179。 H24P179。 F 式中： Wtp—— 頻率 p 時洪水總量； H24P—— 頻率 p 時 24 小時降雨量， mm。 計算結(jié)果： 洪峰流量 ： %=； %=； %=。 洪水總量： %=； %=； %=。 本次尾礦庫設(shè)計不做調(diào)洪，洪水全部由排水設(shè)施排出庫外或返回選廠。 尾礦壩 11 初期壩壩體設(shè)計 在保證初期庫容量的基礎(chǔ)上，考慮一定的安全超高，壩高初步定為 13m（清基清至基巖，由于缺少勘察資料，暫定 3m），相應(yīng)的壩頂標(biāo)高為 1890m。 參照已建成重力壩工程，初擬壩體斷面尺寸，通過穩(wěn)定和 應(yīng)力計算，再進(jìn)行修正。最后確定的斷面尺寸如下： 下游壩壩頂寬度 B=3m,最大壩長 L= 1:,外坡 1:,內(nèi)坡用 厚 C25 鋼筋混凝土護(hù)坡。 （一）構(gòu)造設(shè)計 根據(jù)規(guī)范要求取壩頂寬度為 3m,兩邊設(shè)防護(hù)欄桿進(jìn)行防護(hù)，欄桿高 1m。壩頂面設(shè)傾向下游的橫坡，坡率 ? 。并設(shè)有排水管通向上游，并設(shè)止水。 壩體在施工運行期間，為了防止季節(jié)性溫度變化發(fā)生伸縮變形和地基可能產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的裂縫， 可沿壩軸線方向每隔一定距離設(shè)永久性橫縫，永久性橫縫做成豎直平面，不設(shè)鍵槽，縫內(nèi)不灌漿，從而將壩體分成彼此獨立的壩段。 混凝土重力壩的水泥用量較多，影響橫縫間距的主要因素是氣溫條件，由這一觀點出發(fā)，其橫縫一般為 1520 米，本壩取 16 米，混凝土重力壩的橫縫為平面縫，縫寬取 1cm，縫內(nèi)用數(shù)層瀝青瑪締的脂毛氈填充。 12 橫縫內(nèi)設(shè)置止水，采用兩道止水，每側(cè)埋入混凝土的長度為 20cm，中間設(shè)瀝青井，瀝青井呈方形，其一側(cè)用混凝土預(yù)制塊，預(yù)制塊厚5cm。瀝青井的尺寸為 15cm179。 15cm。井內(nèi)灌注的填料由Ⅱ號石油瀝青、水泥和石棉粉組成。井內(nèi)采用電加 熱的方法。第一道止水至上游壩面的距離應(yīng)有利于改善該部位的應(yīng)力，距壩上游為 碼 ，縫間貼瀝青油氈，第一道止水為金屬止水片用 厚的紫銅片。第二道止水用橡膠。其橫縫止水布置形式如圖 3－ 3。 圖 3－ 1 橫縫止水布置圖 (二 )地基處理 該地基經(jīng)過處理后首先應(yīng)該保證滿足下列要求： ，以承受壩體的壓力； ，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉降； ，以滿足滲透穩(wěn)定，控制滲流量； ，以防止巖體性質(zhì)在水的長期作用 下發(fā)生惡橫縫止水片混凝土預(yù)制塊1 5179。1 5瀝青井φ 6電極鋼筋2上游面瀝青油毛氈填縫 13 化。 根據(jù)以上要求通過定性的分析可知，本工程的壩高為 36 米，所以該壩可以建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中上部基巖上。 基礎(chǔ)中存在的局部工程地質(zhì)缺陷，例如表層夾泥裂隙、強風(fēng)化區(qū)、碎石層等均結(jié)合基礎(chǔ)開挖予以挖除。 壩基的開挖設(shè)計中可采用階梯爆破、預(yù)裂爆破等方式，保證壩基巖體不致受到破壞或產(chǎn)生不良后果。對易風(fēng)化、泥化的巖體，也采用相應(yīng)的保護(hù)措施，及時地覆蓋開挖面。 (1)帷幕灌漿 帷幕的作用是在巖體中構(gòu)成比基巖相對透水性更小的地段，以防止?jié)B漏和降低揚壓力。防滲帷幕應(yīng)符合下列要求： 和繞壩滲漏，防止其對壩基及兩岸邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響； 、斷層破碎帶、巖體裂隙充填物以及抗?jié)B性能差的巖層中產(chǎn)生滲透破壞； ，使壩基面滲透壓力和壩基滲漏量降至日、允許值以內(nèi)； 。 在以上要求的指導(dǎo)下，壩基及兩岸的防滲措施可采用水泥帷幕灌 14 漿。本工程壩基防滲帷幕設(shè)一排，帷幕孔距為 2m。鉆孔穿過巖體的主要裂隙和層理，傾向上游 5176?？紤]到工程地質(zhì)條件，地層的透水性，壩基揚壓力，排水等因素，結(jié)合工程經(jīng)驗研究確定，該帷幕的灌漿深度為 倍的壩高 ，即防滲帷幕的深度為 18m. (2)固結(jié)灌漿 固結(jié)灌漿的主要目的是：提高基巖的整體性和強度，降低地基的透水性。 本工程固結(jié)灌漿孔的布置采用梅花形淺孔，孔距、排距均為 4m，孔深 6m。灌漿壓力為 。 由于缺少壩址處的工程地質(zhì)情況和準(zhǔn)確地地形圖，筑壩方式有待最終調(diào)整。 尾礦堆積壩設(shè)計 后期尾礦堆積壩 ,壩高 H 堆 =23m(▽ 1890～▽ 1913),采用山坡土及坑口廢石堆筑子壩，每次堆積高度 2m，分層碾壓，尾礦在壩前均勻堆放，保持壩體協(xié)調(diào)上升，以便增強壩體的穩(wěn)定性。每年汛季之前必須提前筑好子壩，確保 所需的調(diào)洪庫容。 沿初期壩（擋水壩）壩頂向庫內(nèi)平移 4m 后再堆筑后期壩，以增強壩體的穩(wěn)定性 。后期壩以 1： 的總坡度堆筑，每一級子壩的上升高度為 ，子壩坡度為 1： ，壩頂寬度為 。 后期壩設(shè)計最終壩頂標(biāo)高 1913m。 15 后期壩壩外坡亦設(shè)縱、橫排水溝，縱向排水溝設(shè)在每個子壩壩頂內(nèi)側(cè)；橫向排水溝從壩頂?shù)綁文_，每隔 20m 設(shè)一條，縱、橫排水溝互相連通，以保護(hù)壩面不受雨水 充蝕 。縱、橫向排水溝的斷面尺寸均為（寬179。深） 40179。 40cm，壁厚 30cm，采用漿砌石砌筑。 為滿足壩體安全及調(diào)洪要求，正常運行干灘 L≥ 160m，安全超高△ h≥ 應(yīng)保證汛期最小干灘長度不小于 70m；最小安全超高不小于 。 后期壩排滲 :為了使壩前尾礦盡快排水固結(jié)，降低后期壩的浸潤線，提高壩體強度，增強后期壩的穩(wěn)定性，后期壩內(nèi)設(shè)堆石排滲盲溝、塑料排滲管井 (圓形塑料盲溝，規(guī)格 MY100mm)。 盲溝斷面尺寸為底寬179。頂寬179。深： 179。 179。 ，堆石盲溝共 10 條，平行于壩軸線布置。 塑料排滲管井垂直于壩軸線方向，間距 10m，下端與堆石排滲盲溝連通 ,滲水通過 DN100 的硬塑料集水管排出。 塑料盲溝抗壓強度高，且 恢 復(fù)性好， 并且 具有良好的耐腐蝕性能．耐酸 、 耐堿 ， 耐紫外線 、 耐磨性良好，抗微生物、耐蛀、耐霉性特好 。 排滲管井與排滲盲溝共同組成后期壩的立體排滲系統(tǒng)。 以期降低壩內(nèi)浸潤線。 在尾礦 堆積壩馬道內(nèi)側(cè)埋設(shè)測壓鋼管 ，以觀測壩體浸潤線。 后期壩護(hù)坡：為防止雨水沖刷、滲流沖蝕，粉塵飛揚，后期壩外 16 坡采用塊石護(hù)坡，護(hù)坡厚度 ；也可種植草皮護(hù)坡。后期壩堆積到壩頂 1913m 標(biāo)高時，壩頂用漿砌石砌 4m 寬，內(nèi)坡從壩頂向下 1m 范圍內(nèi)亦用漿砌石砌筑，坡度 1： ，以利于壩體的穩(wěn)定。 尾礦排放與筑壩： ，包括岸坡清理、尾礦排放、 壩體堆筑、壩面維護(hù)和質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按設(shè)計要求和作業(yè)計劃及本規(guī)程精心施工。 、防汛、冬季冰下方礦和回水要求。尾礦壩堆積坡比不得陡于設(shè)計規(guī)定。 ，將樹木、樹根、草皮、廢石、墳?zāi)辜捌渌泻?gòu)筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，應(yīng)作妥善處理。清除雜物不得就地堆積，應(yīng)運到庫外。在沉積灘內(nèi)不得埋有塊石、廢管件、支架及混凝土管墩等雜物。 岸坡清理應(yīng)作隱蔽工程記錄，經(jīng)主管技術(shù)人員檢查合格后方可充填筑壩。 ，應(yīng)于壩前 均勻放礦，維持壩體均勻上升，不得任意在庫后或一側(cè)岸坡放礦（修子壩后移放礦管時除外）。應(yīng)做到： a）粗粒尾礦沉積于壩前，細(xì)粒尾礦排至庫內(nèi)，在沉積灘范圍內(nèi)不允許有大面積礦泥沉積 。 b)壩頂及沉積灘面應(yīng)均勻平整，沉積灘長度及灘頂最低高程必 17 須滿足防洪設(shè)計要求； c) 礦漿排放不得沖刷初期壩和子壩，嚴(yán)禁礦漿沿子壩內(nèi)坡趾流動沖刷壩體； d)放礦時應(yīng)有專人管理，不得離崗。 ，使壩體均勻上升，應(yīng)避免灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細(xì)粒尾礦大量集中沉積于某端或某側(cè)。 、位置、同時開放的 數(shù)量、放礦時間以及水力旋流器使用臺數(shù)、移動周期與距離，應(yīng)按設(shè)計要求和作業(yè)計劃進(jìn)行操作。 ，應(yīng)采用 多管小流量的放礦方式 ，以利盡快形成灘面，并采用導(dǎo)流槽或軟管將礦漿引至遠(yuǎn)離壩頂處排放。 、事故期或由某種原因確需長期集中放礦時，不得出現(xiàn)影響后續(xù)堆積壩體穩(wěn)定的不利因素。 ，建有兩座以上尾礦堆積壩時，不得將細(xì)粒尾礦排至尾礦堆積壩前，以免影響尾礦堆積壩的穩(wěn)定性。 ，可采用周邊放礦，形成防滲墊層，減少滲漏和落水洞事故。 。 ，或視具體情況選用以下維護(hù)措施： 18 a)坡面修筑人字溝或網(wǎng)狀排水溝； b)坡面植草或灌木類植物； c)采用碎石、廢石或山坡土覆蓋壩坡。 ，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查記錄需經(jīng)主管技術(shù)人員簽字后存檔備查。主要檢查內(nèi)容： a)子壩剖面尺寸，長度、軸線位置及邊坡坡比； b)新筑子壩的壩頂及內(nèi)坡趾灘面高程、庫內(nèi)水位； c)尾礦筑壩質(zhì)量。 ，應(yīng)以土石及時分層夯實填平，并增設(shè)排水溝。 ，應(yīng)通 過表面觀測和挖深坑、槽探，查明裂縫的部位、寬度、長度、深度、錯距、走向等，分析裂縫的深度，可選用以下處理措施： a)對于縫深小于 5m 的裂縫可采用開挖回填法處理。開挖深度應(yīng)比裂縫盡頭深 ～ ，開挖長度應(yīng)比縫端擴(kuò)展約 2m?；靥钔亮弦伺c原土料相同，回填時要求分層夯實。 b)對于較深的裂縫可采用灌漿法處理或上部開挖回填、下部灌漿的方法處理。灌漿的漿液可采用純粘土漿或粘土水泥漿，漿液濃度為30～ 50﹪。 ，可采取以下處理措施： 19 a)下游坡壓后戧加固壩體，后戧宜采用堆石料堆筑； b)放緩壩坡 ； c)降低壩體浸潤線。 ，應(yīng)及時查明其成因，進(jìn)行處理。對于沉陷塌坑，應(yīng)進(jìn)行回填夯實處理；對于管涌塌坑，應(yīng)首先處理管涌后再進(jìn)行回填。 上游尾礦壩 壩高初步定為 13m（清基清至基巖，由于缺少勘察資料，暫定 3m），相應(yīng)的壩頂標(biāo)高為 1890m。 上游壩壩頂寬度 B=3m,最大壩長 L= 1:,外坡 1:,內(nèi)外坡鋪設(shè) 厚的 C20 混凝土保護(hù)層防沖刷 .. 后期尾礦堆積壩的堆筑、放礦方法與下游尾礦壩相同 ,在此不贅述 . 尾礦壩體穩(wěn)定分析 一般重力壩結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容 包括強度和穩(wěn)定的計算，重力壩抗滑穩(wěn)定及壩體應(yīng)力計算的荷載組合分為基本組合和特殊組合兩種，宜以正常放礦高度時的荷載組合作為基本組合。 本設(shè)計選取壩基面作為計算截面，其基本資料如下： 壩頂高程： 1890 m 河床基巖面高程： 1882m 漿砌石容重： 22kN/ 3m 20 漿砌石與基巖的摩擦系數(shù)： ?f 抗剪斷系數(shù)： ~39。?f 取 39。?f 地震設(shè)計烈度： Ⅶ度 實測最大風(fēng)速為： 15m/s 18 881:1:A B OP1P2G1G2G3U1U2 U3W1W2正常存礦高度1 2 313400 圖 32 壩體橫斷面荷載組合示意圖 （一）壩基面的作用荷載如圖 32，計算過程如下： 壩體自重：按照擬定的斷面將壩體分為三部分計算。 KNG 7 ????? KNG 3 1 6 818412 ???? KNG 3 0 ????? 水平壓力 : KNHP 221d1 ????? ? ； 02?P 垂直壓力 21 kNw )( ??????? ； 02?w 揚壓力： （揚壓力系數(shù)取 ＝? ） 01?U ； ? ? KNU )(2 ??????????? ；? ? ? ? KNU *013***213 ???? 。 地震慣性力： 水平向總地震慣性力： NFWCKQ ZH ＝＝ ???? 各部分分力： 0iii iiWPQW??????? 地震慣性力計算剖面如圖 32 計算過程見表 61。 321 圖 3－ 3 地震荷載計算圖 表 61 壩基面地震慣性力計算表 塊體 自重Wi(KN) 慣性力系數(shù)△ i Wi*△ i 總慣性力Q0(KN) 塊體慣性力Pi(KN) 對基礎(chǔ)中心力臂 (m) 對基礎(chǔ)中心力矩(KN*m) 1 2 3168 4752 3 ∑ 22 地震動水壓力： 2210 ＝?????? HCKP ZH ?kN ； 01＝P 對壩基面力矩： ?? NM ＝＝ 。 01?M NPPP ?????? ??????? NMMM （二）壩基面穩(wěn)定計算 由規(guī)范 滑穩(wěn)定和壩基巖體進(jìn)行強度和抗滑穩(wěn)定計算屬于 1）承載能力極限狀態(tài)，在計算時，其作用和材料性能均應(yīng)以設(shè)計值代入。而壩體上、下游面混凝土拉應(yīng)力驗算屬于 2）正常使用極限狀態(tài)，其各設(shè)計狀態(tài)及各分項系數(shù) = ，即采用標(biāo)準(zhǔn)值輸入計算。此時結(jié)構(gòu)功能限值 C = 0。 荷載組合計算結(jié)果見下表。