【正文】 制，閉庫(kù)以后的最大泄洪能力也不超過(guò) m3/s；然而該 尾礦庫(kù)在校核情況下產(chǎn)生的洪水流量可以達(dá)到 。必須具有足夠的滯洪庫(kù)容，方可確保泄洪安全。 200 年一遇洪水總量為 90*104 m3，采用“高切林”調(diào)洪計(jì)算公式進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，尾礦庫(kù)必須具有 *104 m3 的調(diào)洪庫(kù)容。 根據(jù)尾礦庫(kù)竣工的情況，在排洪設(shè)施的進(jìn)口處又設(shè)有“ L” 型的溢流堰，堰頂高程 。且在堰頂高程以下沒(méi)有可靠的可供騰空庫(kù)容的泄洪設(shè) 施 ， 高程以下的庫(kù)容要靠滲漏和蒸發(fā)排到庫(kù)外。如果兩個(gè)洪峰間隔時(shí)間較短即雙峰洪水過(guò)程，第一次洪水的水量來(lái)不及排出去，第二次洪水過(guò)程緊跟著發(fā)生；那么，真正起到調(diào)洪作用的滯洪庫(kù)容就只有 *104 m3（從 高程到 高程間的庫(kù)容），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足調(diào)節(jié)洪水的要求。因此，目前的工程狀態(tài)不能滿足防洪安全的基本要求。 高程到 高程之間雖然尚有一定量的庫(kù)容；但是庫(kù)區(qū)左岸堆存有大量的廢棄礦渣，要實(shí)施穩(wěn)定邊坡工程，需要將部分尾礦渣堆存進(jìn)尾礦庫(kù)內(nèi)，如果不實(shí)施削坡處理，天氣降雨、洪水泄流，均會(huì)將尾礦渣沖刷進(jìn)尾礦庫(kù)內(nèi)。占去大量的庫(kù)容，使得必須的滯洪庫(kù)容難以保證。 新建排洪隧洞方案 鑒于陜南石棉礦尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)洪水流量為 ，而原有的排洪設(shè)施只能通過(guò) m3/s 的洪水流量，來(lái)水與泄水能力差距較大， 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 69 尾礦庫(kù)內(nèi)的滯洪庫(kù)容又不足，因此整改設(shè)計(jì)擬在尾礦庫(kù)的上游即庫(kù)尾另行設(shè)置攔洪壩，在尾礦庫(kù)的右岸單另開(kāi)挖排洪隧洞 的方案。 在庫(kù)尾另建攔洪壩以后，將整個(gè)流域的洪水分為兩大部分；一部分為攔洪壩以上流域形成的洪水，通過(guò)新建的排洪隧洞下泄；另一部分則為攔洪壩以下、尾礦壩以上區(qū)間洪水包括柴區(qū)灣攔渣庫(kù)的洪水在內(nèi)，仍然通過(guò)原排洪系統(tǒng)下泄。 1）、排洪隧洞設(shè)計(jì) 陜南石棉礦尾礦庫(kù)的總匯水面積為 ,相應(yīng)的洪峰流量為。攔洪壩以上的匯水面積為 。按照面積比例法計(jì)算，攔洪壩以上的洪峰流量為 。擬定隧洞尺寸為（寬高） ，隧洞縱比降為 %；按照均勻流計(jì)算公式進(jìn)行過(guò)流能力計(jì)算。依據(jù)《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)明流隧洞的設(shè)計(jì)規(guī)定：水面以上靜高度最少不小于 。隧洞內(nèi)的最大水深按照 計(jì)算。 RiAC?Q 式中： Q— 過(guò)流能力（ m3/s）； A— 過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（ m2）； C— 謝才系數(shù) , 61Rn1C? ； n— 隧洞糙率系數(shù)，取 ； R— 水力半徑（ m）， R=A/x； X— 濕周（ m）； i— 涵洞比降， I = 。 經(jīng)過(guò) 計(jì)算，底寬 、水深 時(shí)的過(guò)流能力為 ；大于 200 年一遇的洪峰流量 。說(shuō)明該斷面完全可以滿足隧 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 610 洞內(nèi)處于明流流態(tài)。 2）、攔洪壩設(shè)計(jì) A、攔洪壩處隧洞進(jìn)流能力計(jì)算 石棉礦尾礦庫(kù)攔洪壩控制上游匯水面積為 。按照面積比例法計(jì)算，攔洪壩上游的洪峰流量為 。新建排洪隧洞進(jìn)口布置在攔洪壩上游的右岸；隧洞的進(jìn)流能力按孔口進(jìn)流進(jìn)行核算。 孔口進(jìn)流計(jì)算公式： h2gQ ??? 式中： Q— 需要宣泄的 流量 ， Q=； μ — 孔口進(jìn)流的 流量系數(shù) ，取為 ； ω — 孔口斷面面積 （ｍ 2）； ｇ — 重力加速度（ m/s2） 經(jīng)過(guò)計(jì)算 h= ，即當(dāng)遇到 200 年一遇洪水時(shí)，不計(jì)流速水頭，不考慮攔洪庫(kù)的調(diào)節(jié)作用，攔洪壩前的最高洪水位將比隧洞洞頂內(nèi)緣高 。 B、攔洪壩頂高程的確定 攔洪壩壩頂高程可以按下式 予 以確定： V 壩頂 = V 洞底 + H + h + A 式中： V 壩 頂 攔洪壩頂高程； V 洞底 隧 洞進(jìn)口底緣高程 H 隧 洞進(jìn)口孔口的凈高， 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 611 A 安全加高，安全加高取 ； h 隧 洞進(jìn)口 底 緣以上的水頭，（ ） 計(jì)算的結(jié)果表明，攔洪壩壩頂 高程 不得低于 隧 洞進(jìn)口底緣以上的 高度。 C、攔洪壩剖面的確定 石棉礦尾礦庫(kù)攔洪壩采用剝離的尾礦堆筑；最大壩高 ，壩頂寬度 ；上游壩坡坡比為 1： ，下游壩坡坡比為 1： ；上游面采用土工膜防滲；并對(duì)上、下游坡面采用干砌塊石護(hù)坡，護(hù)坡厚度 。 3）、原排洪設(shè)施繼續(xù)利用 陜南 石棉礦尾礦庫(kù)在上游另設(shè)攔洪壩，右岸新建排洪隧洞以后，攔洪壩與尾礦庫(kù)主壩之間的區(qū)間匯水面積還有 。按照面積比例法計(jì)算，庫(kù)區(qū)的洪峰流量為 ，洪水總量為 *104m3。 尾礦庫(kù)原有排洪系統(tǒng)進(jìn)口為“ L”型適用堰，堰頂高程為 ，設(shè)計(jì)最高洪水位 高程，兩高程之間的庫(kù)容為 *104 m3 ，可以作為滯洪庫(kù)容考慮。采用高切林公式計(jì)算，需要下泄的洪水流量為 m3/s，小于原排洪設(shè)施可以通過(guò)的洪水流量。 利用原排洪系統(tǒng) 就可以滿足安全下泄設(shè)計(jì)洪水的要求 。 原排洪涵洞進(jìn)口底板高程為 ，進(jìn)口形式為雙口、城門(mén)洞型，每孔凈寬 ，凈高 ；泄洪時(shí)的庫(kù)水位，按照孔口進(jìn)流公式進(jìn)行計(jì)算： 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 612 h2gQ ??? 式中： Q堰沒(méi)式進(jìn)流流量， （ m3/s）； μ 孔流流量系數(shù)；這里取 n=。 ω 進(jìn)口的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（ m2）；ω = m2。 g重力加速度； g = h進(jìn)流所需要的水頭（ m）； 經(jīng)過(guò)計(jì)算，現(xiàn)狀的涵洞進(jìn)口需要 流量的進(jìn)流要求；即庫(kù)內(nèi)最高水位在（ ++=） 高程時(shí)就可以下泄 200 年一遇的洪水流量，不超過(guò)原設(shè)計(jì)的庫(kù)內(nèi)最高洪水位 高程 ，泄洪安全 。 加高原尾礦壩方案 由于石棉礦尾礦庫(kù)的泄流能力不足，而且?guī)靸?nèi)也沒(méi)有足夠的調(diào)洪庫(kù)容，使得尾礦庫(kù)工程不能安全運(yùn)用。 鑒于以上問(wèn)題，在原尾礦壩的基礎(chǔ)上繼續(xù)加高尾礦壩，爭(zhēng)取得到所需要的滯洪庫(kù)容和必須的進(jìn)流水頭 。按照進(jìn)流 m3/s 洪水進(jìn)流的要求，需要的水頭為 ，也就是必須將尾礦壩壩頂高程加高到（ +++=） 。即要把尾礦壩再加高 。 方案比較 （ 1）、新建攔洪壩和排洪隧洞方案 * 新建攔洪壩和排洪隧洞方案可以將整個(gè)尾礦庫(kù)流域的洪水分 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 613 成兩個(gè)部分。解決了原排洪設(shè)施泄洪能力的不足問(wèn)題。 * 新建攔洪壩和排洪隧洞方案減輕了對(duì)尾礦庫(kù)主壩的壓力，有利于尾礦庫(kù)主壩的安全與穩(wěn)定。 * 新建攔洪壩采用剝離的尾礦堆筑，可以與左岸堆積坡的削坡同時(shí)施工，節(jié)約 工程投資。 （２）、加高尾礦庫(kù)主壩方案 陜南石棉礦尾礦壩已經(jīng)經(jīng)過(guò)了加高工程，且下游壩坡的出水點(diǎn)偏高。如果在原尾礦壩的下游加高，溝口的工程量很大且影響部分其它建筑物；如果向上游加壩，所加壩體的基礎(chǔ)將坐落在尾礦庫(kù)內(nèi)的尾礦渣上。庫(kù)內(nèi)的尾礦渣系自然沉積而成，其承載能力有限，不僅影響到所加壩體的穩(wěn)定安全，而且對(duì)原有的 高的尾礦壩也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。 （３）、推薦方案 鑒于以上原因，不推薦加高原尾礦壩方案。推薦另建攔洪壩、新開(kāi)排洪隧洞 、流域洪水分開(kāi)下泄的 方案作為陜南石棉礦隱患處理整改措施方案。 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 71 第 七 章 柴區(qū)灣攔渣庫(kù) 柴區(qū)灣攔渣壩現(xiàn)狀 攔渣壩現(xiàn)狀 柴區(qū)灣攔渣壩采用廢渣堆筑而成。原設(shè)計(jì)為漿砌石重力壩，施工中經(jīng)過(guò)變更改為目前竣工的土石混合攔渣壩。 柴區(qū)灣攔渣庫(kù)位于尾礦庫(kù)下游壩坡的左側(cè)，下泄水流直接沖刷尾礦壩的壩坡，對(duì)尾礦壩的安全極為不利；因此，在柴區(qū)灣修筑攔渣壩，同時(shí)起到攔截柴區(qū)灣洪水的作用；通過(guò)排洪箱涵將柴區(qū)灣的洪水排到尾礦庫(kù)內(nèi)，然后再通過(guò)尾礦庫(kù)的排洪系統(tǒng)將洪水泄入下游河道。 柴區(qū)灣攔渣壩是施工中改為廢渣、土石混合料堆積的土石混合壩的，壩頂高程 ，壩頂寬度 ，最大壩高 。壩下游 高程處設(shè)有 寬的馬道一條；大壩上游壩坡坡比 1： ，下游壩坡坡比 1： 。壩頂及下游壩坡均采用干砌塊石護(hù)坡。大壩上游坡面采用混凝土板砌護(hù)，單塊混凝土板厚 ，高 ，板塊間采用了 厚的瀝青木板條止水。 排洪設(shè)施現(xiàn)狀 柴區(qū)灣攔渣庫(kù)的洪水是通過(guò)位于右岸的排水箱涵將洪水排至石棉礦尾礦庫(kù)內(nèi)，依據(jù)西安有色冶金設(shè)計(jì)研究的設(shè)計(jì)成果，該處匯水面積 ，校核情況下的產(chǎn)流為 ，不考慮調(diào)節(jié)作用，排水設(shè)施必須能夠下泄 m3/s 的 洪水流量。 該處的排水設(shè)施采用的是矩形和圓形的鋼筋混凝土箱涵，設(shè)計(jì)的 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 72 矩形斷面尺寸為 ，圓形涵洞的內(nèi)直徑為 ，進(jìn)口段的斷面尺寸漸漸擴(kuò)大為 m2，即進(jìn)口斷面的凈寬度為 。按照西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院于 2021 年 8 月完成的《設(shè)計(jì)報(bào)告》，進(jìn)口底板標(biāo)高應(yīng)為 ，攔渣壩壩頂高程為 ，相對(duì)高差為。然而，施工單位出具的竣工圖表明，進(jìn)口底板標(biāo)高為 。壩頂高程是 ；竣工的壩頂高程比設(shè)計(jì)降低了 ，進(jìn)水口底板高程卻抬高了（ ＝） 。進(jìn)水口與壩頂之間的高差僅僅為 ，只能滿足安全超高的數(shù)值，根本無(wú)法滿足引進(jìn) m3/s 洪水流量所需要的水頭。 壩坡現(xiàn)狀的穩(wěn)定核算 * 穩(wěn)定計(jì)算參數(shù) 柴區(qū)灣攔渣壩采用礦渣堆積而成，尾礦渣的計(jì)算參數(shù)如表 71 所示： 表 71： 穩(wěn)定計(jì)算參數(shù) * 攔 渣壩壩坡的穩(wěn)定計(jì)算 由于該地區(qū)地震烈度等級(jí)為 7 級(jí)，依據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，需要計(jì)算地震作用工況 ，在洪水位情況下的水壓力有利于上游壩坡的穩(wěn)定性，因此這里僅就正常工況下遇到地震時(shí)的安全穩(wěn)定進(jìn)行核算。 穩(wěn)定計(jì)算的參數(shù) 部位 粘聚力C(kPa/m3) 內(nèi)摩擦角￠（度） 天然重度kN/m3 飽和重度kN/m3 礦渣堆積壩 28 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 73 壩體主要采用尾礦渣堆筑，堆筑料具有一定的粘性；按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，應(yīng)采用瑞典圓?。l分）法進(jìn)行最終堆積壩的穩(wěn)定計(jì)算。 安全系數(shù) ： ?? ??iiiiiiis s i nW )tgc osWlc(K ? ?? 71 表 72： 壩坡穩(wěn)定計(jì) 算成果表 上游邊坡 下游邊坡 滑弧中心角 95176。 62176。 72176。 101176。 33176。 58176。 滑弧半徑 滑弧長(zhǎng)度 條塊寬度 地震力 安全系數(shù) 由表 72 可以看出，在地震情況下上游壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為 ， 小于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)值 []；下游壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為 ， 大于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)[]，由此可判斷出上游壩坡 是不穩(wěn)定的，下游壩坡基本穩(wěn)定； 應(yīng)該對(duì)上游壩坡采取工程措施，保證柴區(qū)灣攔渣壩的穩(wěn)定性，使其對(duì)整體工程不產(chǎn)生影響。 攔渣壩的整改措施 整改措施 根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算，柴區(qū)灣攔渣壩的上游坡坡度偏陡，其穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)不到 《 規(guī)范 》 規(guī)定的安全度。本次整改措施為放緩上游邊坡，采用塊度較大的廢礦 石 對(duì)上游進(jìn) 行堆填，最后控制邊坡為 1： 。表 02986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院 74 面采用塊石干砌護(hù)坡。 由于攔渣庫(kù)位于尾礦壩壩坡的左側(cè)，攔渣壩的滲水 及壩面上的降雨直接沖刷尾礦壩的下游壩坡。因