【文章內(nèi)容簡介】 尾礦庫設計，考慮壩高與庫容量二方面條件，尾礦庫總壩高H 總 =H 初 +H堆 =18+18=36m（▽ 1877m～▽ 1913m）， 相應總庫容量 V=14. 988 104m3。 尾礦庫等別表 等別 全庫容 10V 10179。（ m179。） 壩高 H（ m） 一 二等庫具備提高等別條件者 二 V≥ 10000 H≥ 100 三 1000≤ V10000 60≤ H100 四 100≤ V1000 30≤ H60 五 V100 H30 根據(jù)以上判別標準，本選礦廠尾礦庫為Ⅳ級。 防洪標準 本選礦廠尾礦庫為Ⅳ級，根據(jù)《選礦廠尾礦設施設計規(guī)范》（ ZBJ190），本設計尾礦庫相應防洪標準（洪水重現(xiàn)期）為 :初期 30～50 年一遇洪水，中、后期為 100～ 200 年一遇洪水。 尾礦庫防洪標準 尾礦庫等別 一 二 三 四 五 洪水重現(xiàn)期 （年） 初期 100～ 200 50～ 100 30～ 50 20～ 30 中、后期 1000～ 2021 500～ 1000 200～ 500 100～ 200 50～ 100 根據(jù)以上標準，結(jié)合尾礦庫工程實際，本選廠尾礦庫防洪標準取四等級庫上限標準。即： 10 初期 P=2%（ 50 年一遇洪水） 中期 P=1%（ 100 年一遇洪水） 后期 P=%（ 200 年一遇洪水） 根據(jù)礦山提供地圖和現(xiàn)場踏勘測算 ， 該尾礦庫 庫區(qū)匯水面積為：F= k ㎡（其中庫內(nèi)面積為 ㎡，坡面匯水面積 ㎡）；尾礦庫上游擋水壩弱布溝溝谷洪水匯水面積約 ㎡。 尾礦庫水文計算 本項目水文計算以四 川省水文計算手冊和降雨量圖為基礎，采用推理公式法進行洪水計算，推理公式法是基于暴雨形成洪水的基本原理推求設計洪水的一種方法。推理公式法計算設計洪峰流量是通過聯(lián)解如下一組方程得以實現(xiàn)。 11 / 3 1 / 4 , ( 1 ) , ( 2)( 3 )pm np c ccmSFtQS t tFtLm J Q????????? ? ????? ? ????? ?? ???? ?? ??? ???? ????? ??? 計算中涉及三類共 7 個參數(shù)，即流域特征參數(shù) F、 L、 J；暴雨特征參數(shù) S、 n；產(chǎn)匯流參數(shù)μ、 m。為了推求設計洪峰值，首先需要根據(jù)資料情況分別確定有關參數(shù)。對于沒有任何觀測資料的流域，需查有關圖集。從公式可知，洪峰流量 Qm 和匯流時間τ互為隱函數(shù)，而徑流系數(shù)ψ對于全面匯流和部分匯流公式又不 同，因而有試算法或圖解法等不同求解方法，本項目設計根據(jù)下圖所示試算法工作原理流程， 11 采用數(shù)值計算軟件 Matlab 編程完成計算。 圖 推理公式法計算設計洪峰流量流程圖 通過對設計流域調(diào)查，結(jié)合水文手冊及流域地形圖，確定尾礦庫庫區(qū)： F=， L=， J=%。尾礦 庫上游擋水壩洪水匯水區(qū) F=16k㎡ ， L=10km， J=%。 暴雨衰減指數(shù) n 查四川省水文手冊可獲得，一般 n 的數(shù)值以定點雨量資料代替面雨量資料，不作修正，本設計取值 n=n2=。同時查水文手冊得產(chǎn)匯流參數(shù)μ、 m 為μ =、 m=。進而由損失參數(shù)μ 計算設計凈雨的 TB、 RB。 將 F、 L、 J、 RB、 TB、 m 代入式（ 1）（ 2）和（ 3），其中僅剩下 Qm、 τ 、 Rs,τ 未知，但 Rs,τ 與τ有關，故可求解。用試算法求解，先設一個 Qm，代入式（ 3）得到一個相應的τ，將它與 12 tc比較，判斷屬于何種匯流情 況，再將該τ值代入式（ 1）或式（ 2），又求得一個 Qm，若與假設的一致（誤差不超過 1%），則該 Qm及τ即為所求；否則，另設 Qm仿以上步驟試算，直到兩式都能共同滿足為止。 洪水總量計算則采用下式所示經(jīng)驗公式進行計算 Wtp=1000 α 24 H24P F 式中： Wtp為頻率 p 時洪水總量；α 24為徑流系數(shù)，根據(jù)水文手冊，取值為 ； H24P為頻率 p 時 24 小時降雨量， mm。 根據(jù)以上參數(shù)，得水文計算結(jié)果如下： 洪峰流量計算結(jié)果表 單位： m3/s 項目 設計頻率 P 尾礦 庫內(nèi) 擋水壩以上 1 P=2% 2 P=1% 3 P=% 洪水總量計算結(jié)果表 單位： m3 項目 設計頻率 P 尾礦庫內(nèi) 擋水壩以上 1 P=2% 65340 2613600 2 P=1% 73980 2959200 3 P=% 82620 3304800 本次 尾礦庫設計不做調(diào)洪，洪水全部由排水設施排出庫外或返回選廠。且由于尾礦庫上游擋水壩和導流渠需要保證整個弱布溝的行洪能力 ，故具體設計上游弱布溝來水導流渠時將以整個 16km2面積來水 13 作為設計行洪能力驗算依據(jù)。 尾礦壩 初期壩壩體設計 (1)初期壩 前期設計在保證初期庫容量的基礎上，參照已建成重力壩工程，初擬尾礦庫初期壩 壩高為 18m（清基清至基巖，根據(jù)工程勘察報告資料，取為 3m），相應的壩頂標高為 1890m。 壩體斷面尺寸，通過穩(wěn)定和應力計算，再進行修正，最后確定的斷面尺寸如下：壩頂寬度 B=3m,最大壩長 L= 1:,外坡 1:,內(nèi)坡用 厚 C25 鋼筋混凝土護坡。 由于后期實際修筑過程中 已經(jīng)以原設計為基礎成型 18m 漿砌石壩體，但壩體排滲系統(tǒng)和壩體穩(wěn)定性（尤其是滲流穩(wěn)定性）有待提高，故此次設計將以前期實際成型 18m 高漿徹石初期壩為基礎，結(jié)合地形特征，在其初期壩下游約 20 米處補充修筑一透水堆石壩，并對兩壩之間的地基進行清淤、鋪設透水墊層等作滲流處理，該透水堆石壩 （清基清至基巖） 與初期壩之間將利用礦山廢石和旋流器分選粗尾礦進行分級碾壓堆筑，其總體坡度控制在 23 度以下；同時，通過打排滲孔等對原漿砌石重力壩實施補充排滲，并作好相應的防滲漏處理；此外，結(jié)合原壩堆積過程中由于弱布溝排水和壩內(nèi)排水需要，在 整個壩體右側(cè)留有一排水通道的實際情況，本設計中將利用該通道設計一排滲通 14 道，使之與原漿砌石初期壩補充排滲設施配合，解決原初始 18m 初期壩內(nèi)的排滲問題。下游補充的透水壩壩高設計為 5m（含清基 3 米），壩頂標高 1882， 斷面尺寸：壩頂寬度 B=2m,最大壩長 L= 1:,外坡 1:,內(nèi)坡邊坡可選用 500g/m2的土工布或鋪設反濾層作防滲漏處理。堆壩材料可從庫內(nèi)采石或利用礦山廢石堆筑。 (2)地基處理 由勘查報告可知，本礦山尾礦庫壩基處表層碎石層和風化層分布廣泛，如果處理不當，對后期壩體安 全穩(wěn)定性影響較大，故在壩基開挖與清理方面提出如下要求：初期壩和擋水壩壩基表層必須清基到基巖層；基礎中存在的局部工程地質(zhì)缺陷，例如表層夾泥裂隙、強風化區(qū)、碎石層等均結(jié)合基礎開挖予以挖除。該地基經(jīng)過處理后應該保證滿足下列要求： ①具有足夠的強度，以承受壩體的壓力； ②具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉降； ③具有足夠的抗?jié)B漏性，以滿足滲透穩(wěn)定，防止?jié)B流破壞； 尾礦堆積壩設計 尾礦庫后期尾礦堆積壩 ,壩高 H 堆 =18m(▽ 1895～▽ 1913),堆積壩筑壩方式參照工程規(guī)范及已建類似工 程，擬采用水力沖積法 — 壩頂分散放礦方式。 堆筑子壩 每次堆積高度 2 m，每級子壩由人工或機械利 15 用固結(jié)尾砂分層碾壓堆筑而成，尾礦漿由輸送管道送至壩頂，通過分散管在壩膠均勻、分散、輪換放礦，保持壩體協(xié)調(diào)上升，以利于尾礦砂的脫水、固結(jié)，增強壩體的穩(wěn)定性。 后期堆積壩以 1： 的總坡度堆筑，每一級子壩的上升高度為 ，子壩坡度為 1： ，每級子壩壩頂設置寬度為 的馬道，后期壩設計最終壩頂標高 1913m。 施工過程中必須確保沖填外坡不陡于設計坡比，在初期壩壩頂及馬道內(nèi)側(cè)設排水溝，以防壩面受雨水沖刷。每年汛季之 前必須提前筑好子壩，確保所需的調(diào)洪庫容。 同時， 為滿足壩體安全及調(diào)洪要求，根據(jù)《尾礦庫安全技術規(guī)程》等相關規(guī)程，上游式尾礦壩沉積灘頂至最高洪水位的高差不得小于下表的最小安全超高值，灘頂至最高洪水位邊線距離不得小于下表的最小灘長值。故結(jié)合該礦山尾礦庫等級，尾礦庫應保證汛期最小干灘長度不小于 50m；最小安全超高不小于 。 上游式尾礦壩的最小安全超高與最小灘長 壩的級別 1 2 3 4 5 最小安全超高（ m） 最小灘長（ m） 150 100 70 50 40 根據(jù)《尾礦安全技術規(guī)程》及有關規(guī)程規(guī)定，上游式尾礦堆積壩可采取下列措施控制滲流： a)尾礦筑壩地基設置排滲褥墊、水平排滲管（溝）及排滲井等； b)尾礦堆積體內(nèi)設置水平排滲管（溝）或垂直排滲井等； c)與山坡接觸的尾礦堆積坡腳處設置貼坡排滲或排滲管 16 （溝）等； d)適當降低庫內(nèi)水位，增大沉積灘長； e)壩前均勻放礦。 根據(jù)以上原則，為了使后期堆積壩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)設堆石排滲溝、塑料排滲管 (圓形塑料盲溝，規(guī)格 MY100mm)。 排滲溝設于每級子壩馬道內(nèi)側(cè)， 斷面尺寸為底寬頂寬深： ，共 9 條，平行于壩軸線布置。塑料排滲管垂直于壩軸線方向，間距 8m，下端與馬道排滲溝連通 ,馬道排水溝收集的壩體滲水和壩坡面積水集中于壩體兩側(cè)的坡面壩肩排水溝集中排出。 塑料盲溝抗壓強度高，且 恢 復性好， 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、排滲溝及壩肩排水溝渠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)埋設測壓鋼管，以觀測壩體浸潤線。 后期壩護坡：為防止雨水沖刷、滲流沖蝕， 粉塵飛揚，后期壩外坡采用塊石護坡，護坡厚度 ；也可及鋪設覆土層，進行綠化種植草皮護坡。 尾礦排放與筑壩： ① 尾礦排放與筑壩，包括岸坡清理、尾礦排放、壩體堆筑、壩面維護和質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)，必須嚴格按規(guī)范、設計要求和作業(yè)計劃及本規(guī)程精心施工。 ② 尾礦壩灘頂高程必須滿足生產(chǎn)、防汛、冬季放礦和回水要求。 17 尾礦壩堆積坡比不得陡于設計規(guī)定。 ③ 每一期堆積壩充填作業(yè)之前必須進行岸坡處理，將樹木、樹根、草皮、廢石、墳墓及其他有害構(gòu)筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，應作妥善處理。清除雜物不得就地堆積，應運 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。岸坡清理應作隱蔽工程記錄，經(jīng)主管技術人員檢查合格后方可充填筑壩。 ④ 上游式筑壩法，應于壩前均勻放礦，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）。同時應做到： a）粗粒尾礦沉積于壩前，細粒尾礦排至庫內(nèi)，在沉積灘范圍內(nèi)不允許有大面積礦泥沉積 。 b)壩頂及沉積灘面應均勻平整，沉積灘長度及灘頂最低高程必須滿足防洪設計要求； c) 礦漿排放不得沖刷初期壩和子壩，嚴禁礦漿沿子壩內(nèi)坡趾流動沖刷壩體； d)放礦時應有專人管理，不得離崗 。 ⑤ 壩體較長時應采用分段交替作業(yè)，使壩體均勻上升，應避免灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細粒尾礦大量集中沉積于某端或某側(cè)。 ⑥ 放礦口的間距、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，應按設計要求和作業(yè)計劃進行操作。 ⑦ 為保護初期壩上游坡及反濾層免受尾礦漿沖刷，應采用多管 18 小流量的放礦方式，以利盡快形成灘面，并采用導流槽或軟管將礦漿引至遠離壩頂處排放。 ⑧ 冰凍期、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。 ⑨ 若同一座尾礦庫內(nèi)，建有兩座以上尾礦堆積 壩時，不得將細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。 ⑩ 巖溶發(fā)育地區(qū)的尾礦庫，可采用周邊放礦，形成防滲墊層，減少滲漏和落水洞事故。 ○11尾礦灘面及下游坡面上不得有積水坑。 ○12壩外坡面維護工作應按設計要求進行，或視具體情況選用以下維護措施： a)坡面修筑人字溝或網(wǎng)狀排水溝； b)坡面植草綠化； c)采用碎石、廢石或山坡土覆蓋壩坡。 ○13每期子壩堆筑完畢，應進行質(zhì)量檢查，檢查記錄需經(jīng)主管技術人員簽字后存檔 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。 ○14當壩坡出現(xiàn)沖溝時，應以土石及時分層夯實填平，并增設排水溝。 ○15壩體出現(xiàn)裂縫，應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 19 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。開挖深度應比裂縫盡頭深 ～ ，開挖長度應比縫端擴展約 2m。回填土 料宜與原土料相同，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﹪。 ○16壩體出現(xiàn)滑坡，可采取以下處理措施： a)下游坡