一种不追求精准对接的垂直水平联合排渗系统住尾矿库排渗中的应用.docx

一种不追求精准对接的垂直水平联合排渗系统住尾矿库排渗中的应用摘要在以往尾矿库排渗工程中采用垂直-水平联合排渗时垂直排渗均采用大口径排渗井并要求水平排渗管于垂直排渗井严格对接以保证排渗疏干效果。由于要求水平排渗管与排渗井严格对接施工难度很大使其应用受到限制。本文通过工程实例介绍了一种不追求精准对接的垂直-水平联合排渗方法该方法具有施工简便、工程造价低、排渗效果明显等优点对于类似尾矿库排渗工程具有一定的参考价值。关键词尾矿坝垂直-水平联合排渗浸润线精准对接0前言尾矿坝的正常运行一直以来是每个冶金矿山企业的能否正常生产的关键因素之一。众所周知如果出现尾矿坝溃坝、泄露事故不但给所在地人民生产财产造成巨大损失同时会造成巨大的环境污染。因此尾矿坝的安全历来受到政府各级安监部门、环保部门的密切关注。尾矿坝内浸润线高低往往是尾矿坝安全稳定的决定因素。根据以往经验几乎所有溃坝事件都与尾矿坝排水不畅坝体内浸润线过高有关。例如2006年4月40日陕西镇安尾矿库溃坝事件、2008年9月8日山西襄汾尾矿库溃坝事件等都是由于尾矿坝没有排水设施坝体被浸润线过高导致尾矿坝溃坝。由此可见疏干坝体内地下水降低其浸润线对尾矿坝安全稳定地运行至关重要尾矿坝排渗设施也就成为不可或缺的重要设施。常见尾矿坝的排渗设施有水平排渗、垂直排渗及垂直水平联合排渗三种类型。水平排渗是在坝体不同高度设置水平排渗管将坝体内地下水直接排出的一种型式。在该型式中水平排渗管可以在坝体堆积过程中预先埋设也可在后期通过水平钻孔埋设该方法的特点是造价低廉施工方便。但对大多数情况下尤其对于上游法堆积的尾矿坝其堆积过程中会形成粗细颗粒以薄层互层状组合的结构（俗称“千层饼”）其中的细颗粒往往是粘粒级的隔水层（也称“夹泥层”）因此造成尾矿坝体水平渗透系数远小于垂直渗透系数这也使得单一的水平排渗设施的排渗效果大打折扣。垂直排渗是在尾矿坝坝基或沉积滩部位设置竖向渗水井。竖向渗水井可采用外裹滤层的钢管井、钢筋混凝土管井、无砂混凝土管井碎石盲井及袋装砂井等。渗入井内的水采用水泵抽走。竖向排渗型式的优点是可以将“夹泥层”贯穿沟通上下各土层的渗水。缺点是长期需要电力并需要人工维护。垂直-水平联合排渗是在竖向渗水井底部设置水平排渗管将井内渗水以自流的方式排出坝体。这种型式集中了单纯的水平排渗和垂直排渗的优点排渗效果明显但这种型式的排渗系统施工难度较大特别是要求水平排渗管和垂直排渗井精准对接对施工精度要求极高。本文介绍的是一种不追求精准对接的垂直-水平联合排渗系统。1工程概况窄巷沟尾矿库位于中村镇东。设计有效库容157万m3设计最终堆积高程700m坝体总高度87m；尾矿库设计等级为三等。初期坝为透水堆石坝坝高15m坝体坡比1∶2.1坝顶长度50m宽度4m。尾矿堆积子坝坡比为1∶3.0干面滩长度约为60m。尾矿库地层主要由尾中砂、尾细砂及尾粉质粘土组成库底地层为天然碎石。详见图1。堆积坝堆存至高程654m时坝体中部以下出现大面积渗水高程634m以下有多处溢出点中下部坝面严重沼泽化。为降低尾矿库内浸润线增强尾矿坝的稳定性业主决定对尾矿坝进行排渗处理。2.尾矿库排渗设计方案设计采用垂直-水平联合排渗方案。先施工垂直排渗孔后施工水平排渗孔水平排渗孔施工时可能碰到垂直排渗孔也可能从两个垂直排渗孔之间穿过。总之该方案只要求垂直水与平排渗孔在立面方向能够搭接而不追求其精准对接。具体方案如下：在初期坝顶共布置水平排水孔6个间距约10m长度42～50m。水平排渗孔向下游缓倾坡度为5%。水平排渗管采用壁厚δ≥5mm、外直径Φ=90mm的PVC过滤管。在尾矿堆积坝645.40m高程的马道设置垂直排渗孔1排共155个垂直排渗孔间距0.5m孔深17m平行坝面呈直线布置。垂直排渗管采用δ≥3mm、外直径Φ=90mm的PVC过滤管。详见图2及图3。3.排渗施工主要工艺及施工顺序（1）垂直排渗孔施工①排渗管制作分管壁打孔和缠裹纱网两个步骤进行。管壁打孔采用手持式电钻钻孔或用直径Φ=10mm的钢筋烧至高温在管壁穿孔。孔间距40mm呈梅花形布置孔隙率约5%。打孔完成后在管壁外用70目尼龙纱网紧密缠裹2层并沿纵向每间隔50cm用直径大于2mm的铁丝缠扎牢固。②成孔采用XY-1型钻机或150型钻机成孔。钻进过程采用套管进行护壁。施工应间隔一个孔位进行共分2批完成。③插入排渗管成孔完成后立即将排渗管分段插入并确保到达孔底每段之间要牢固连接可用铁丝通过管壁小孔缠扎。④填滤料