【文章內(nèi)容簡介】 新統(tǒng)碎石土層可作為擬建攔擋壩構(gòu)筑物基礎(chǔ)持力層。在溝谷內(nèi)部的廢石排棄堆積區(qū)域內(nèi)，除溝谷中部低處局部地段分布碎石土層外，大部分地段為基巖裸露區(qū)，地基穩(wěn)定性好，可滿足排土堆置的要求。在廢石堆積之前應(yīng)將溝谷中部低處局部地段分布的碎石土層清除，大部分地段為基巖裸露區(qū)，只需清除灌木、雜草等即可。參照《工勘報告》可知廢石堆場下游邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為： 這里尚未考慮由于溝谷軸線略呈圓弧形而對下滑力的折減。由此可見廢石堆場的整體穩(wěn)定性是滿足要求的。本次設(shè)計廢石堆場下游邊坡穩(wěn)定系數(shù)可按下式計算。式中Ks——邊坡穩(wěn)定系數(shù)；Ri——第i計算條塊滑動面上的抗滑力（kN/m）；Ti——第i計算條塊滑體在滑動面切線上的反力（kN/m）；Ni——第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力（kN/m）；Ci——第i計算條塊滑體在滑動面上巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；i——第i計算條塊滑動面上巖土體的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值（176。）；li——第i計算條塊滑動面長度（m）；θi、αi——第i計算條塊底面傾角和地下水位面傾角（176。）；Gi——第i計算條塊單位寬度巖土體自重（kN/m）；Gbi——第i計算條塊滑體地表建筑物的單位寬度自重（kN/m）；Pwi——第i計算條塊單位寬度的動水壓力（kN/m）。重度：20kN/m3，飽和重度：23kN/m3，浮重度13kN/m3，粘聚力：10kPa，水下粘聚力7kPa，內(nèi)摩擦角：30176。，水下內(nèi)摩擦角：28176。采用總應(yīng)力圓弧法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計算。采用北京理正軟件設(shè)計研究院理正邊坡穩(wěn)定分析軟件對安全系數(shù)進(jìn)行校核：圓弧穩(wěn)定分析方法:瑞典條分法[控制參數(shù)]: 采用規(guī)范: 碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范(SL2742001) 計算工期: 穩(wěn)定滲流期 計算目標(biāo): 安全系數(shù)計算 安全系數(shù)計算目標(biāo): 圓弧滑動法 坡面信息：坡面線段數(shù)5，具體控制參數(shù)見表34表34 坡面信息控制參數(shù)表坡面線號12345678910水平投影（m）豎直投影（m）9999999999 [計算條件]: 圓弧穩(wěn)定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動方向反向時: 當(dāng)下滑力對待 穩(wěn)定計算目標(biāo): 自動搜索最危險滑裂面 條分法的土條寬度: 搜索時的圓心步長: 搜索時的半徑步長: [計算簡圖]:圖33 廢石堆場邊坡穩(wěn)定性計算簡圖[計算結(jié)果]: 總的下滑力 = 總的抗滑力 = 最不利滑動面: 滑動圓心 = (,)m 滑動半徑 = 滑動安全系數(shù)Kmin= 參照《有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范》（GB504212007） 可知：計算出的邊坡穩(wěn)定系數(shù)Ks取值，～，并應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對象的等級而定。當(dāng)被保護(hù)對象為失事后使村鎮(zhèn)或集中居民區(qū)遭受嚴(yán)重災(zāi)害時，；當(dāng)被保護(hù)對象為失事后不致造成人員傷亡或者造成經(jīng)濟(jì)損失不大的次要建筑物時，；當(dāng)被保護(hù)對象為失事后損失輕微時。該廢石堆場的最終堆積高度H=105m，且堆筑方式為由下游至上游分層碾壓堆筑，下游村莊距離廢石堆場的距離約為1km，根據(jù)規(guī)范要求對下游村莊的安全防護(hù)距離為2H=210m。綜上所述邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表明：設(shè)計廢石堆場邊坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)計算為Kmin=＞Ks=，符合廢石堆場安全穩(wěn)定系數(shù)值，滿足規(guī)范要求，廢石堆場邊坡穩(wěn)定。、排水設(shè)計廢石堆場必須有可靠的截流、防洪、排水設(shè)施。防止水土流失，淤塞河道，淹沒農(nóng)田，影響周邊環(huán)境。擬建廢石堆場防洪、排水系統(tǒng)采用排水井——排水支涵洞——排水主涵洞——消力池型式，廢石堆場排出的洪水最終匯流入清漳河。場區(qū)排水系統(tǒng)布置在場區(qū)右側(cè)，排水井采用框架式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為10柱擋板式，，排水井底部設(shè)置深度2m的井底水窩，以緩沖下泄水流的沖力。，內(nèi)壁設(shè)鋼筋直徑為20mm，鋼筋間距為300mm的爬梯。排水井采用C30混凝土現(xiàn)澆。共設(shè)置4座排水井，1（～），；2排水井井架高23m（～），；3排水井井架高27m（～），；4排水井井架高23m（～）。排水支涵管及排水主涵管采用C30的鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成，墊層混凝土、基礎(chǔ)超挖部分回填混凝土采用C15的混凝土，。為防止排水管基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，設(shè)置沉降縫及伸縮縫，每隔30m設(shè)置一道，伸縮縫及沉降縫采用橡膠止水帶連接，橡膠止水帶沿管壁中心設(shè)置一圈，接縫搭接長度為300mm。廢石堆場右支溝排水設(shè)施：右支溝排水設(shè)施采用排水斜槽——排水涵管型式，排水斜槽與庫內(nèi)排水涵管連接處，適當(dāng)擴(kuò)大排水斜槽的斷面尺寸，而后采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆進(jìn)行連接。排水斜槽斷面為矩形，采用平板蓋板，斜槽斷面尺寸BH=，隨著水位的升高，逐步用平板蓋板對排水斜槽進(jìn)行封蓋，擔(dān)任排水排洪任務(wù)；排水涵管采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，雙層配筋，采用C25混凝土現(xiàn)澆。該廢石堆場采用多臺階堆筑，平臺設(shè)置2～3%的逆坡，每級臺階平臺內(nèi)邊緣設(shè)置橫向排水溝，素混凝土結(jié)構(gòu)，矩形斷面，斷面尺寸BH=，在底板底部設(shè)置厚為100mm的素混凝土墊層，橫向排水溝中間高，兩邊低，坡度為1%～2%，在廢石堆積體與左右兩側(cè)山體結(jié)合處設(shè)置壩肩排水溝，漿砌石結(jié)構(gòu)，倒梯形斷面，斷面尺寸BH=（～），側(cè)壁內(nèi)坡比1:，側(cè)壁及底板厚均為400mm，在底板底部設(shè)置厚為100mm的素混凝土墊層，排水內(nèi)壁采用M10的水泥砂漿抹面。初期壩下游坡腳處設(shè)置初期壩壩前橫向排水溝，漿砌石結(jié)構(gòu)，矩形斷面，斷面尺寸為BH=，側(cè)墻及底板厚均為400mm，在底板底部設(shè)置厚為100mm的素混凝土墊層。各排水溝的底板及側(cè)墻厚度400mm可根據(jù)現(xiàn)場的施工情況作適當(dāng)調(diào)整。壩肩排水溝的坡度根據(jù)壩體與左右山體結(jié)合處的實際地形進(jìn)行，各馬道壩前橫向排水溝中間高兩邊低，坡度為1%～2%。橫向排水溝與左右壩肩排水溝相連，左右壩肩排水溝最終與初期壩壩前橫向排水溝相連，最終形成網(wǎng)狀排水系統(tǒng)。在廢石堆場的最終堆積標(biāo)高1059m以上設(shè)置周邊截洪溝，漿砌石結(jié)構(gòu)，倒梯形斷面，斷面尺寸BH=（～），側(cè)壁內(nèi)坡比1:，側(cè)壁及底板均采用厚均為400mm的塊石漿砌砌筑，砌筑完成后用M10水泥砂漿抹面，并在底板底部采用厚100mm的C10混凝土作墊層。截洪溝溝底坡向下游，坡比不小于1%。消力池設(shè)于攔擋壩外，距壩外坡腳約15m處，消力池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其規(guī)格為BLH=10，同時起儲水、消能作用。、排水系統(tǒng)校核計算參照《有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范》（GB504212007）：排土場排洪設(shè)施的設(shè)計頻率對于大、中型礦山宜為1/25，對于小型礦山宜為1/15。該礦山為中型礦，參照《有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范》（GB504212007），該廢石堆場排洪設(shè)施的設(shè)計頻率為1/25，防洪標(biāo)準(zhǔn)為25年一遇。場區(qū)洪水來源主要為自然降水，根據(jù)***縣歷年降水資料計算、分析，按照水科院水文所計算洪峰流量，簡化推理公式（見下式）。其中：，τc小于24小時τc大于24小時式中：Qp——設(shè)計頻率p%的洪峰流量 m3/s；Sp——頻率為p%時的暴雨雨力 mm/h；F——庫區(qū)匯水面積 km2；m——匯流參數(shù)；L——庫區(qū)主溝長 km；J——溝內(nèi)平均坡降；μ——產(chǎn)流歷時的平均入滲率 mm/h；A、B、C、D——最大洪峰流量計算指數(shù)；n——暴雨遞減指數(shù)（τ≤1時，n=n1；n﹥1時，n=n2）；τ——流域匯流歷時 h。查《山西省洪水計算實用手冊》知，***地區(qū)年最大24小時點雨量均值即=60mm。洪水總量計算：（一）水文計算參數(shù)如下：表35 洪水計算參數(shù)表F（km2）PL（km）JmCvCsn1n2α24604%%計算結(jié)果見表36表36 洪水計算結(jié)果KP（mm）H24P（mm）SP（mm）hR（mm）μ（mm/h）匯水時間（h）洪峰流量（m3/s）洪水總量（萬m3）141注：A=，B=，C=，D=。τc=24h。經(jīng)計算流域泄流歷時τ=，洪峰流量Qp=，流域24小時洪水總流量W24=104m3。雨峰歷時取3τ=。采用概化多峰三角形繪制洪水過程線如下：圖34 洪水過程線簡圖（二）水文計算參數(shù)如下：表37 洪水計算參數(shù)表F（km2）PL（km）JmCvCsn1n2α24604%%計算結(jié)果見表38表38 洪水計算結(jié)果KP（mm）H24P（mm）SP（mm）hR（mm）μ（mm/h）匯水時間（h）洪峰流量（m3/s）洪水總量（萬m3）141注：A=，B=，C=，D=。τc=24h。經(jīng)計算流域泄流歷時τ=，洪峰流量Qp=，流域24小時洪水總流量W24=104m3。雨峰歷時取3τ=。采用概化多峰三角形繪制洪水過程線如下：圖35 洪水過程線簡圖本廢石堆場為排水井——排水涵管式排水系統(tǒng)（排水井為框架式排水井），采用以下公式計算泄流量：a、自由泄流水位未淹沒井架圈梁時水位淹沒井架圈梁時Qd=Qb=Q1+Q2水位淹沒井口時 b、半壓力流 c、壓力流 Hj——井口泄流水頭，m；Hy——溢流堰泄流水頭，m；H——計算水頭，為庫水位與排水涵洞入口斷面中心標(biāo)高之差；Hz——計算水頭，為庫水位與排水下游出口斷面中心標(biāo)高之差，m，當(dāng)下游有水時，為庫水位與下游水位的高差；ωs——井口水流收縮斷面面積，m2；Fs——排水涵洞入口水流收縮斷面面積，m2；Fx——排水口下游出口斷面面積，m2；ζ2——排水涵洞入口局部水頭損失系數(shù)；ζ3——排水井中水流轉(zhuǎn)向局部水頭損失系數(shù)；ζ4——排水井進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)；ζ5——框架局部水頭損失系數(shù)，為立柱、橫梁的局部水頭損失系數(shù)之和；ξ——側(cè)向收縮系數(shù)；bc——一個排水口的寬度，m；nc——同一個橫斷面上排水口的個數(shù)；λj——排水井沿程水頭損失系數(shù)；λg——排水涵洞沿程水頭損失系數(shù)。排水過程中可形成無壓流、半壓力流、壓力流三種流態(tài)。自由泄流狀態(tài)：水位未淹沒圈梁時：nc取10，，，代入數(shù)據(jù)得Qc=；半壓力流狀態(tài)：，，代入數(shù)據(jù)得Qe=。壓力流狀態(tài)：，，代入數(shù)據(jù)得Qe=。 m3/s，﹥ m3/s，排水構(gòu)筑物的過水能力滿足防洪、排水要求。（三）截洪溝過水能力計算公式如下：A=（b+B）hX=b+2h’R=A/X Q——過水流量，m3/s；A——過水?dāng)嗝婷娣e，m2；X——濕周；C——謝才系數(shù)；R——水力半徑；n——泄洪溝的粗糙系數(shù)，；b——倒梯形斷面底寬，m；B——倒梯形斷面頂寬，m；h——倒梯形斷面高度，m；h’——倒梯形斷面斜邊長度，m。經(jīng)過計算，i=1%時，斷面尺寸為BH=（～）=， m3/s，，截洪溝的過水能力滿足防洪、排水要求。廢石堆場安全防護(hù)距離包含兩方面內(nèi)容：“一是為滿足不發(fā)生危及人民生命財產(chǎn)安全對被保護(hù)對象所采取的防護(hù)距離；二是避開意外的質(zhì)量隱患而采取的防護(hù)距離。廢石堆場最終坡底線與其相鄰的鐵路、道路、場地、村鎮(zhèn)等之間的安全防護(hù)距離與排棄物的性質(zhì)、堆置高度、氣候和地理因素等都有關(guān)系，理論上防護(hù)距離大小應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對象的保護(hù)級別分別確定，實際上由于地形、地質(zhì)、氣象條件千變?nèi)f化，很難提出一個萬無一失的標(biāo)準(zhǔn)，《有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范》（GB504212007）就安全防護(hù)距離確定因素列出了5條規(guī)定如下：（1）剝離物的顆粒組成及其性質(zhì)，運輸排棄方式，堆置臺階高度及其邊坡坡度。（2）排土場的地基穩(wěn)定性和相鄰建筑物及設(shè)施的性質(zhì)。（3）安全防護(hù)地帶的原地面坡度，植被情況及工程地質(zhì)。（4）安全防護(hù)對象的地面與排土場最終堆置高度的相對高差。（5）氣象條件。剝離物堆置整體穩(wěn)定、排水良好、原地面坡度不大于24176。的排土場，其設(shè)計最終破底線與主要建、構(gòu)筑物的安全防護(hù)距離按照下列要求確定?！北?9 排土場最終坡底線與保護(hù)對象間的安全距離序號保護(hù)對象名稱安全距離1國家鐵（公）路干線、航道、高壓輸電線路鐵塔等重要設(shè)施～2礦山鐵（道）路干線（不包括露天采礦場內(nèi)部生產(chǎn)線路）3露天采礦場開采終了境界線根據(jù)邊坡穩(wěn)定狀況及坡底線外地面坡度確定，但應(yīng)大于或等于30m4礦山居住區(qū)、村鎮(zhèn)、工業(yè)場地等≧該廢石堆場的最終堆積高度H=105m，且堆筑方式為由下游至上游分層碾壓堆筑，參照規(guī)范要求對下游村莊的安全防護(hù)距離為2H=210m（下游村莊距離廢石堆積場的實際距離約為1km）。方案一：干選后的廢渣和尾礦脫水后的干尾砂采用汽車運輸方案，廢渣和干尾砂從選礦廠廢渣卸料堆和尾礦轉(zhuǎn)運站經(jīng)汽車運至礦區(qū)北部的狼窩掌的荒溝內(nèi)，沿廢石場內(nèi)道路按設(shè)計的廢石堆場的廢石排放方式進(jìn)行排放。方案二：在廢石堆場旁邊適當(dāng)位置新建壓濾車間，采用砂漿泵將尾礦漿通過管道泵送至新建壓濾車間，尾礦漿經(jīng)脫水后形成干尾砂，干尾砂通過皮帶運至廢石堆積場。根據(jù)選礦廠的選礦能力，產(chǎn)生的廢渣和干尾砂量，采用汽車進(jìn)行運輸。選礦廠選礦干選廢渣15%約9萬～10萬t/a，則選礦干選廢渣約為6萬～，；干尾砂約50萬t/a，，干尾砂粒度較粗，200目