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尾矿库的另一种种美——尾矿库的设计、施工及验收

作者:admin 发布日期: 2020-04-20 二维码分享

一、尾矿库的设计


(1)选址原则

尾矿库选址的主要原则有:①不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游;②不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游;③应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域;④不占或少占农田,不迁或少迁村庄;⑤不宜位于有开采价值的矿床上面;⑥汇水面积小,有足够的库容和初、终期库长;⑦筑坝工程量小,生产管理方便;⑧尾矿运输距离短,能自流或扬程小。

(2)根据《尾矿坝设计手册》相关内容,在岩基上筑坝,按筑坝材料可选择的坝型有均质土坝、碾压式土石坝、堆石坝、混凝土坝、浆砌石坝等。由于混凝土坝及浆砌石坝工程造价高,施工条件复杂,透水性差,故设计决定尾矿库初期坝不采用混凝土坝及浆砌石坝。现对均质土坝、堆石坝及碾压式土石坝3种坝型比较如下:

1)均质土坝坝体主要由一种土料筑成,但对土料的质量及土方量要求高。根据现场勘查及工程勘察报告,土料的质量和土方量均满足不了要求,需另外选取料场,额外增加了运输费用,从而提高了工程造价,同时不利于增大尾矿库库容及尾矿坝的排渗要求。

2)堆石坝坝体由级配良好的石料和防渗体筑成,具有良好的透水性及稳定性。但是,该尾矿库距离采石场较远,石料需外购,提高了工程造价,经济性差;同时,堆石坝的施工难度大,筑坝材料要求高。考虑尾矿库施工建设的实际情况,暂不采用该坝体类型。

3)碾压式土石坝是由土石混合料碾压筑坝而成,具有良好的稳定性及安全性,同时筑坝材料可就地取材,减少了工地的外线运输量,节省了大量水泥、木材和钢材;坝体防渗体可利用土工织物,易于解决,降低了工程造价。根据现场勘察,库区可以开采土石料,运输距离近,成本低,可有效地增加尾矿库库容,而且坝体的排渗要求可通过排渗盲沟实现,达到了降低尾矿库坝体浸润线的基本要求。通过对各种坝型可行性的技术经济比较分析,充分考虑安全、合理、经济的原则,阳山尾矿库初期坝采用碾压式土石坝。

二、尾矿库的建设施工

1.土方开挖主要有坝基开挖、岸坡坝肩开挖、黏土斜墙齿槽开挖等。

1)坝基开挖。根据设计要求,该工程坝基开挖仅需将表层腐殖土清除,开挖深度80cm左右。因此,开挖作业主要使用挖掘机直接开挖至设计要求土层。

2)岸坡坝肩开挖。岸坡坝肩开挖前先在坡顶周边挖一条50cm×50cm的截水沟,避免雨水进入工作面影响边坡稳定。岸坡开挖首先是人工自上而下将灌木、杂草清除,之后挖掘机沿各层上坝公路逐层自上而下开挖至设计要求,局部人工修整,使坝面平顺。岸坡开挖土石方均用自卸车运至库区内指定的弃料场。

3)黏土斜墙齿槽开挖。黏土斜墙齿槽开挖在斜墙施工前进行,先使用挖掘机开挖,然后人工修整,齿槽开挖完成后立即根据设计要求进行变更,铺设复合土工膜,同时进行斜墙的黏土填筑施工。


2.钢筋混凝土浇筑

钢筋混凝土浇筑主要涉及双格排水斜槽、排水管及连接井等。

1)按浇筑流程施工:①双格排水斜槽主要为基槽开挖—垫层浇筑—斜槽底板浇筑—斜槽槽身浇筑;②排水管主要为基槽开挖—垫层浇筑—排水管基座浇筑—管身浇筑;③连接井主要为基槽开挖—垫层浇筑—连接井底板浇筑—连接井井身浇筑。

2)按工序施工:结合面处理;模板制作与安装;钢筋预制与安装;沉降缝施工,包括止水预制、沥青木板制作与安装;混凝土搅拌、入仓及浇筑过程中混凝土振捣;模板拆除及混凝土养护等。


3.土石方填筑

土石方填筑主要用于坝体填筑。主坝体填筑为风化料,黏土斜墙填筑料为黏土,排水棱体为石料填筑。

1)土料填筑。坝体土石方填筑施工前,首先进行生产性试验(包括风化料试验与黏土试验),确定了开挖碾压机具、行车速度、铺料方式、铺层厚度、碾压次数、含水量、压实前后的级配、孔隙率、干容重、渗透系数等。主要进行开挖和填筑施工参数试验:①开挖试验包括开采方式、开采机械、开采效果等;②填筑试验包括铺料方式、铺层厚度、碾压方式及质量、碾压次数、含水量调整等。通过试验确定合理的碾压施工参数,如颗粒级配、干密度、渗透系数、压缩系数和抗剪强度以及压实层的孔隙率、干密度和压实系数等。

填筑程序为坝料挖装、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压和质量检验等。

2)排水棱体施工。坝基开挖完成后,在填筑风化料的同时,进行排水棱体施工。棱体堆石料购买于指定的采石场。其施工流程为:基础处理—无纺布铺设—碎石垫层铺设—棱体块石铺设—人工理坡。具体施工:①基础处理。基础开挖完成后,由于挖掘深度超过了图纸预定的高程,选择用砂石混合料回填至标高84.00m,再进行排水棱体石料填筑。②无纺布铺设。基础处理完成并验收合格后,铺设无纺布,采取缝接,棱体内坡无纺布铺设在坝体填筑期间进行。③垫层。垫层料用外购的瓜米石,自卸车运输,后退法卸料,挖掘机摊铺,人工铺筑平整。④棱体块石铺设。棱体石料堆砌分层进行,挖掘机平整,理坡;棱体施工保证石料有良好的级配,开挖时,选择合适的爆破参数,减少细料。⑤人工理坡。挖掘机理坡至设计要求后,人工在表面用块石干砌。


4.土工合成材料铺设

土工合成材料铺设主要包括复合土工膜、无纺土工布的铺设施工。坝面黏土斜墙之间铺设复合土工膜12000m2,其规格为两布一膜(200g/m2/0.5mm/200g/m2)。在排水棱体与坝面间铺设土工布1400m2,规格为400g/m2。施工前完成材质检验及焊接试验。按技术要求对每批土工合成材料的断裂强度、断裂伸长率、顶破强度、撕破强度、剥离强度、渗透系数、耐静水压、厚度、单位面积质量等指标进行抽样检验,检测合格的产品方可用于施工。土工膜铺设力求平整,张拉不宜过紧,要略有松弛,保证其与土体的密贴、平服,并清除气泡,以适应变形,铺设时按设计要求焊接或搭接。同时,及时进行下一道工序,缩短土工膜暴露时间。


5.浆砌石施工

浆砌石施工主要涉及副坝、坝面排水沟等。砌筑采用坐浆法,在铺设灰浆前,将石料洒水湿润,不得残留积水,块石砌体灰缝厚度一般为20~30mm,砂浆饱满,较大空隙先用砂浆填塞后用碎石嵌实,不得采用先摆碎石块后塞砂浆或干填碎石块的方法。

砌筑时砌体上下错缝并保持砌面平整,必须设置拉结石。拉结石应均匀分布、相互错开,一般每隔9.7m墙面至少设置一块。砌体采用水泥砂浆勾缝,保持块石砌合的自然接缝,力求美观、匀称、块石形状突出,表面平整。勾缝前先将槽缝冲洗干净,不得残留灰渣和积水,并保持缝面湿润。当勾缝完成、砂浆初凝后,砌体表面刷洗干净,并洒水养护。砌体外露面需在砌筑后12~28h及时养护,保持外露面湿润,养护时间不少于14d。

三、尾矿库验收

尾矿库工程建设完成之后,需要有一个较长的试运行时间,达到安全无问题之后,才能组织验收。因此,尾矿库建设按期完工之后,不可能在短时间内进行验收。国家规定尾矿库试运行时间是3个月,而地方规定是3~6个月,以增加安全系数。试运行期间要观察是否有坝体渗漏、沉降、位移,观测数据是否达到高标准,能否做到安全使用等问题。工程验收前,需准备好峻工图纸,有关设计变更的说明和记录,试验、质量检验及测量成果,隐蔽工程的检查记录,竣工工程施工说明、清单,施工大事日志等。工程结束,投入使用。

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