【正文】 似為直線，其調(diào)洪庫(kù)容和泄流量之間的關(guān)系可按下式確定： q=QP（ 1Vt/Wp） q所需排水構(gòu)筑物的泄流量， m3/s； QP— 設(shè)計(jì)頻率 p 的洪峰流量， m3/s； Vt— 某壩高時(shí)的調(diào)洪庫(kù)容， m3； 30 Wp— 頻率為 p 的一次洪水總量， m3。 經(jīng)計(jì)算， 庫(kù)區(qū) 100 年一遇該尾礦庫(kù)經(jīng)調(diào)洪后所需排 洪構(gòu)筑物的泄量 q=179。 ()= 。 截洪溝所需 泄流量即 為其匯 水面積內(nèi) 的洪峰流 量，即q=。 尾礦庫(kù)排洪構(gòu)筑物泄流能力驗(yàn)算 1)該尾礦庫(kù) 庫(kù)區(qū) 匯水面積 ，設(shè)計(jì)采用排水斜槽 排水管形式排除庫(kù)內(nèi)洪水并兼用做尾礦回水。 排水斜槽及排水管斷面尺寸均為： B179。 H=179。 ，斜槽長(zhǎng) 210m，排水管長(zhǎng) 140m。 庫(kù)內(nèi)排水斜槽的泄流能力計(jì)算： 排水斜槽泄流能力計(jì)算 （ 1）初始條件下斜槽上水頭較小，按自由泄流計(jì)算： ①水位未超過蓋板上沿最高點(diǎn)時(shí)用下式計(jì)算 : 2)c o t( t a sna Hgm ??? ??? ②水位超過蓋板上沿最高點(diǎn)時(shí)用下式計(jì)算： 21 Qb ?? 2)c o ( tt HgHbmQ ??? 其中 n? —— 淹沒系數(shù)，經(jīng)試算得 ?n? ； 1m —— 堰流量系數(shù)； ? —— 斜槽傾角； sH —— 自 由泄流水頭， m； b —— 梯形堰的底寬，?sin21 hbb ??， m； tH —— 自由泄流水頭， m。 經(jīng)計(jì)算得： 31 庫(kù)水位 H(m) 泄流水頭 Ht(m) 泄流量 Q(m3/s) 0 0 （ 2）水位繼續(xù)升高，按半壓力流公式計(jì)算： bx gHmQ 22?? 其中 2m —— 孔口流量系數(shù)，拱形蓋板取 ； x? —— 排水斜槽斷面面積， m2； bH —— 半壓力流泄流水頭， m。 經(jīng)計(jì)算得： 庫(kù)水位 H(m) 泄流水頭 Ht(m) 泄流量 Q(m3/s) （ 3）水位繼續(xù)升高形成壓力流后，按壓力流計(jì)算： 壓力流公式： yc gHQ 2??? 式中 ? ???????? 2224322121 )3()(11pRC LgnpC lgggx????? 其中 c? —— 排水管出口斷面面積， m2； yH —— 壓力流泄流水頭，米； 32 1? —— 排水斜槽末端局部水頭損失系數(shù)； l —— 排水斜槽的長(zhǎng)度， m； xC —— 排水斜槽的謝才系數(shù)； xcP ???1 gcP ???2 x? —— 排水斜槽斷面面積， m2； 2? —— 排水管入口局部水頭損失系數(shù)； 3? —— 排水管斷面變化的局部水頭損失系數(shù)； 4? —— 排水管轉(zhuǎn)角局部水頭損失系數(shù)； gR —— 排水管的水力半徑； gC —— 排水管的謝才系數(shù)； L —— 排水管的長(zhǎng)度， m。 經(jīng)計(jì)算得： 庫(kù)水位 H(m) 泄流水頭 Ht(m) 泄流量 Q(m3/s) 繪制庫(kù)內(nèi)斜槽 涵管泄流曲線如圖 51 所示： 33 圖 51 斜槽泄流曲線 即圖 中 abc 為其泄流能力曲線，由圖可知，槽上水深為 時(shí) (此時(shí)庫(kù)水位 )泄流能力為 ，即大于應(yīng)泄流量，滿足調(diào)洪要求。 2)截洪溝泄流能力計(jì)算 截洪溝以上匯水面積為 ， 截洪溝從尾礦庫(kù)東側(cè) 高程處開始，至西側(cè)溝谷處 高程， 總長(zhǎng) 約 400m，凈斷面為底寬、頂寬 、深 的倒梯形漿砌石結(jié)構(gòu) 。 截洪溝泄流能力按照明渠均勻流計(jì)算公式計(jì)算： Q=AC(R178。 i)1/2 式中： A—— 截洪溝過水?dāng)嗝婷娣e， m2； C—— 謝才系數(shù)； R—— 水力半徑， m； i—— 截洪溝敷設(shè)坡度，取 。 計(jì)算得： 截洪溝內(nèi)水深為 時(shí)， Q=，滿足泄洪要求。 34 尾礦壩穩(wěn)定性分析 基本原理和方法 壩體的失穩(wěn)是部分土體沿某滑裂面滑動(dòng)，通?；衙婕俣閳A弧形，本次設(shè)計(jì)的穩(wěn)定分析即采用瑞典圓弧法。該方法的基本假定如下： ⑴ 假定土坡穩(wěn)定性屬平面應(yīng)變問題，即可取其某一橫剖面為代表進(jìn)行分析計(jì)算； ⑵ 假定滑裂面為圓柱面；弧面上的滑動(dòng)土體視為剛體，即計(jì)算中 不考慮滑體的內(nèi)部相互作用力； ⑶ 定義安全系數(shù)為滑裂面上所能提供的抗滑動(dòng)力矩之和與外荷載及滑動(dòng)土體在滑裂面上所產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩之比；所有力矩都以圓心o 為矩心； ⑷ 采用條分法進(jìn)行計(jì)算。 圖 53 瑞典圓弧法中垂直條塊受力情況示意圖 根據(jù)考慮孔隙壓力影響的方法不同，又分為有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法兩種。本次計(jì)算采用有效應(yīng)力法。 安全系數(shù) 安全系數(shù)對(duì)建設(shè)費(fèi)用和工程效益的影響巨大，采用多大的設(shè)計(jì)安全系數(shù)能保證主體工程的安全性，這就是工程設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵性問題。國(guó)家建設(shè)部發(fā)布了尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)方面的國(guó)家行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（ ZBJ190）第 條規(guī)定：壩坡抗滑穩(wěn)定的安全 35 系數(shù)不應(yīng)小于表 53。 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù) 表 53 工況 壩的級(jí)別 一 二 三 四、五 正常運(yùn)行 洪水運(yùn)行 特殊運(yùn)行 穩(wěn)定性分析方法 尾礦壩穩(wěn)定計(jì)算的荷載分下列五類，可根據(jù)不同運(yùn)行情況按表54 進(jìn)行組合： 一 .筑壩 期正常高水位的滲透壓力； 二 .壩體自重； 三 .壩體及壩基中的孔隙壓力； 四 .最高洪水位有可能形成的穩(wěn)定滲透壓力； 五 .地震荷載。 荷載的組合 表 54 荷載類別 荷載組合 1 2 3 4 5 正常運(yùn)行 總應(yīng)力法 有 有 有效應(yīng)力法 有 有 有 洪水運(yùn)行 總應(yīng)力法 有 有 有效應(yīng)力法 有 有 有 特殊運(yùn)行 總應(yīng)力法 有 有 有 有效應(yīng)力法 有 有 有 有 壩體 穩(wěn)定計(jì)算公式： Kc=∑ Wicosα itg248。＋ cl/（∑ Wisinα i＋ Mc/R） 式中： Wi—— 各土條重量； 36 α i—— 過各土條中線的滑弧半徑與過滑弧圓心的法線間的夾角，度； R—— 滑弧長(zhǎng)度； c、 248?！?有效 應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 。 l—— 滑弧長(zhǎng)度， m； Mc—— 作用在滑心中心的地震力矩， Mc=Ea， t178。 m； E—— 作用在滑動(dòng)土體重心的水平地震慣性力； a—— 地震力至滑動(dòng)中心的力臂。 邊界條件如下： 上游最高洪水位： ； 尾砂重度： 。 尾砂凝聚力： 。 尾砂內(nèi)摩擦角： 30176。 。 壩體土石重度： ； 壩體土石凝聚力： 10kPa； 壩體土石內(nèi)摩擦角： 25176。； 抗震設(shè)防烈度為：Ⅶ度。 穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果 滲流采用有限元分析法、邊坡穩(wěn)定分析采用推力傳遞法，計(jì)算軟件采用水工結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng) Auto (河海大學(xué) )計(jì)算結(jié)果 (詳見附錄Ⅰ )如下： 正常運(yùn)行： K=＞ 洪水運(yùn)行： K=＞ 特殊運(yùn)行： K=＞ 計(jì)算結(jié)果表明，按設(shè)計(jì)要求 建設(shè)和施工 的尾礦庫(kù)，在各個(gè)時(shí)期各種工況下壩體均能滿足規(guī)范規(guī)定的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的 要求。 尾礦庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和通訊設(shè)備配置可靠性分析 尾礦庫(kù)觀測(cè)設(shè)施 本 尾礦庫(kù)為五等庫(kù)，依據(jù)《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 ZBJ190,可不設(shè) 37 觀測(cè)設(shè)施，尾礦壩堆積高度較小 ，本設(shè)計(jì)該尾礦庫(kù)不設(shè)壩體浸潤(rùn)線觀測(cè)設(shè)施及位移觀測(cè)設(shè)施。 庫(kù)水位觀測(cè) 按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在庫(kù)內(nèi)排（洪）水設(shè)施附近選擇適當(dāng)位置設(shè)置清晰醒目的水位觀測(cè)標(biāo)尺（鋼筋砼樁 水尺）標(biāo)明正常運(yùn)行水位和洪水水位。 供電及通訊 壩上照明及臨時(shí)供電由選廠統(tǒng)一供電。 為尾礦庫(kù)管理人員 配備無線通訊工具。通信可靠性能滿足要求。 管理房 該尾礦庫(kù)即在 選廠邊上，管理房可設(shè)在選廠內(nèi)， 并配備必須的勞動(dòng)保護(hù)用品，加強(qiáng)個(gè)體保護(hù) ；同時(shí)房?jī)?nèi)設(shè)有搶險(xiǎn)備用物資 ，以便 于應(yīng)急使用，維護(hù)尾礦庫(kù)的安全。 本尾礦庫(kù)隸屬于 XX 市 XX 區(qū) XX 選礦廠 ， 職工定員由礦山統(tǒng)籌安排。 崗位工人： 筑壩工： 1 班， 3 人 巡壩工： 1 班， 1 人 泵工： 3 班， 3 人 監(jiān)測(cè)員： 1 班， 1 人 崗位工人合計(jì) 8 人。 尾礦庫(kù)安全管理 安全管理原則 根據(jù)《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)定》要求 （ 1）業(yè)主負(fù)責(zé)組織建立健全尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定完備的安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程，實(shí)施安全管理。 （ 2）業(yè)主應(yīng)當(dāng)針對(duì)垮壩、漫 頂?shù)劝踩a(chǎn)事故和重大險(xiǎn)情制定應(yīng)急救援預(yù)案，并進(jìn)行預(yù)案演練。 （ 3）業(yè)主應(yīng)當(dāng)建立尾礦庫(kù)工程檔案，特別是隱蔽工程的檔案，并長(zhǎng) 38 期保管。 （ 4）從事尾礦庫(kù)放礦、筑壩、排洪和排滲設(shè)施操作的專職工作人員必須取得特種作業(yè)人員尾礦工操作資格證書，方可上崗作業(yè)。 （ 5）尾礦庫(kù)的勘察、設(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)、施工及施工監(jiān)理等，業(yè)主應(yīng)當(dāng)委托具有相應(yīng)資質(zhì)的單位承擔(dān)。 （ 6）尾礦庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)并經(jīng)審查合格后，方可施工，無安全設(shè)施設(shè)計(jì)或者安全設(shè)施設(shè)計(jì)未通過審查，不得施工。 （ 7）施工中需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行局部修改的，應(yīng)經(jīng)原設(shè)計(jì)單位 認(rèn)可；對(duì)涉及尾礦庫(kù)庫(kù)址、等別、尾礦壩壩型、排洪方式等重大設(shè)計(jì)方案變更時(shí)，應(yīng)當(dāng)由原設(shè)計(jì)單位重新設(shè)計(jì)，并報(bào)尾礦庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施的原審批部門審批。 （ 8）業(yè)主應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定，為其尾礦庫(kù)申請(qǐng)領(lǐng)取安全生產(chǎn)許可證。未依法取得安全生產(chǎn)許可證的尾礦庫(kù)，不得生產(chǎn)運(yùn)行。 （ 9）每三年至少進(jìn)行一次尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)，并采取必要措施，消除安全隱患。尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)工作要委托能夠進(jìn)行尾礦壩穩(wěn)定驗(yàn)算、尾礦庫(kù)水文計(jì)算、構(gòu)筑物計(jì)算的安全評(píng)價(jià)單位。 安全管理要求 尾礦庫(kù)工程作為一項(xiàng)重大危險(xiǎn)源的環(huán)境保護(hù)工程，必須將安全放在首位。 尾礦庫(kù)安全的 內(nèi)容： （ 1）尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)的安全； （ 2）尾礦庫(kù)防洪安全； （ 3）尾礦庫(kù)初期壩和尾礦堆積壩壩坡穩(wěn)定安全； （ 4）尾礦庫(kù)初期壩和尾礦堆積壩滲流穩(wěn)定安全； （ 5）尾礦堆積壩堆積邊坡防止暴雨沖刷安全； （ 6）尾礦庫(kù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和通訊配置的可靠性。 本尾礦庫(kù)工程的 初步 設(shè)計(jì)，在確定尾礦庫(kù)庫(kù)址、等級(jí)、初期壩型及斷面、筑壩方法、防洪標(biāo)準(zhǔn)、防洪安全標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)洪水及調(diào)洪演算、排洪構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)斷面、尾礦庫(kù)各相應(yīng)土層的物理力學(xué)指標(biāo)、 39 壩體浸潤(rùn)線位置、尾礦庫(kù)壩坡穩(wěn)定性計(jì)算的荷載、荷載組合及其計(jì)算方法、初期壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全性標(biāo)準(zhǔn)、壩肩和壩坡 排水溝、壩坡護(hù)坡材料等均嚴(yán)格遵循《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》，符合《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》的要求。 安全管理操作細(xì)則 庫(kù)水位控制和防洪安全 （ 1） 嚴(yán)格控制尾礦庫(kù)沉積灘坡度、防洪高度，當(dāng)尾礦庫(kù)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)部門進(jìn)行論證，采取相應(yīng)措施以滿足防洪安全要求。 （ 2） 應(yīng)設(shè)置防洪高度標(biāo)志：壩頂兩側(cè)應(yīng)設(shè)置清晰牢固的標(biāo)高標(biāo)志，庫(kù)內(nèi)應(yīng)設(shè)置醒目、清晰和牢固的水位觀測(cè)標(biāo)尺，標(biāo)明正常運(yùn)行水位和渡汛警戒水位。 （ 3） 控制尾礦庫(kù)水位的原則： 1）滿足回水水質(zhì)和水量要求的前提下盡量降低庫(kù)水位； 2）在汛期必須滿足設(shè)計(jì)對(duì)防洪高度的要求； 3） 當(dāng)回水與尾礦庫(kù)防洪安全有矛盾時(shí)，必須確保尾礦庫(kù)安全 ； 4）水邊線應(yīng)與壩軸線基本保持平行。 （ 4） 嚴(yán)防尾礦庫(kù)在汛期發(fā)生重大事故，必須切實(shí)做好防汛排洪工作： 1） 明確防汛安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立值班、巡查和下游居民撤離方案等各項(xiàng)制度，組建防洪搶險(xiǎn)隊(duì)伍； 2）汛期前，必須對(duì)尾礦壩和排洪系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查。尾礦壩有無裂縫、滑坡、沼澤化、浸潤(rùn)線抬高等影響壩體穩(wěn)定安全的情況，排洪構(gòu)筑物應(yīng)注意有無異常變形、位移、沖刷、損毀等影響構(gòu)筑物安全的 情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決； 3）準(zhǔn)備好必要的搶險(xiǎn)物資、工具、運(yùn)載機(jī)械、通訊、供電及照明器材或設(shè)備。維護(hù)整修上壩道路，確保交通安全暢通； 4）及時(shí)了解和掌握汛期水情和氣象預(yù)報(bào)情況，確保上壩道路、通訊、供電及照明線路可靠和暢通； 40 5） 排除庫(kù)內(nèi)蓄水或大幅度降低庫(kù)水位時(shí)，應(yīng)注意控制流量，非緊急情況不宜驟降； 6）加強(qiáng)值班和巡邏，設(shè)警報(bào)信號(hào)和組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍。密切注視庫(kù)內(nèi)水情變化和壩體兩側(cè)溝谷地表徑流和山體穩(wěn)定、泥石流動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)報(bào)告，采取緊急措施，嚴(yán)防事態(tài)惡化，排洪井和排水管在任何時(shí)間和任何情 況下均不允許樹枝、泥沙等淤堵或堵塞，