凡口铅锌矿3#尾矿库加高扩容施工方法及质量控制

发表时间:2019/5/8   来源:《防护工程》2019年第2期   作者:顾敏
[导读] 尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,尾矿坝的安全稳定性关系到下游人民的生命和财产安全,易造成重特大事故。

中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿
  摘要:尾矿库是用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出的尾矿及废渣的场所,是矿山生产设施的重要组成部分。本文根据深圳中金岭南凡口铅锌矿3#尾矿库扩容加高工程的实际情况及粉质粘土坝的工程特点,简要介绍了该项目的施工方法及施工中的质量控制。结果表明,通过有效的组织施工,在合理的工期内保证了工程质量,节约了成本。
  关键词:凡口铅锌矿;尾矿库;坝体加高;3#尾矿库1#坝;3#尾矿库2#坝;均质粘土下游法碾压加高;粉质粘土坝;土层厚度;碾压
  
  
  1.项目背景
  1.1尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,尾矿坝的安全稳定性关系到下游人民的生命和财产安全,易造成重特大事故。我矿选矿厂先后使用三个尾矿库,目前1#、2#尾矿库已终止使用,库内尾砂已固结,没有崩塌的势能,库内无积水。经过生态复绿,现已植被率达90%,退库后达到环保要求。1#、2#尾矿库邻近3#尾矿库,属3#尾矿库汇流面积的一部分。3#尾矿库设计有效库容630万立方米,设计服务年限20年,于1999年投入使用,至2009年3月已使用十年,库容达366.06万立方,剩余库容约263.9万立方。(当时设计考虑年产15万吨,而凡口矿现已达产18万吨)为适应矿18万吨技改工程的需要,为维持矿山的连续正常生产,矿属各有关部门的研究人员会同长沙有色冶金设计研究院寻求到了尾矿后期储存的最佳方案。采取了对3#尾矿库1#坝,2#坝加高扩容并库,以增加尾矿库的有效库容和使用年限,确保外排废水达标排放。
  1.2尾矿库扩容加高采用新型的设计方案,是在原有“上游式”尾矿筑坝的基础上加高扩容坝,在加固尾矿坝、扩大尾矿容量的同时,实现了尾矿存量堆放。采用本加高扩容老尾矿库技术方案后,在丝毫不影响尾矿处理的前提下,很快便实施完成,解决了尾矿处理的急需。
  1.3项目情况介绍(项目2010年3月进场地质勘探,为避开春雨季土方施工,2010年5月大型土方工程进场,2011年9月主体、附属工程及绿化、安全环保在线监测全部完工)
  1#坝原I期坝型为碾压均质土坝,坝底标高为104.0M,坝顶标高为118.0M,坝高14.0M,上下游边坡1:2.25,坝顶宽3.0M,下游外坡标高106M以下设梯形衬垫式排水棱体。1#坝本次二期采用均质粘土下游法碾压加高,加高至127.0M,加高9米,坝顶宽3.5米,上下游边坡1:2.25,坝顶铺设由400G/M2土工布和0.5厚矿石层组成的水平排渗层,碎石层中间埋设两根D100软式透水管,1#坝与原DN100排渗钢管相接,接口处用铁丝扎紧,土工布缝合搭接>30CM.
  下游115.0M标高设2米宽马道,下游坝坡115.0米标高以上采用草皮护坡,115.0米标高以下考虑到排涝需要采用0.5M厚干砌块石护坡。坝脚设堆石排水棱体,棱体顶标高106.0M,宽1.5米,上游边坡1:1,下游连起以1:1.5。两侧坝肩设浆砌块石排水沟,断面为梯形。
  
  图1:1#坝加高施工图
  2#坝原I期坝型为碾压均质土坝,坝底标高为94.0M,坝顶标高为118.0M,坝高24.0M,上下游边坡1:2.5,坝顶宽3.5M,下游外坡标高98M以下设梯形衬垫式排水棱体。2#坝本次二期采用均质粘土下游法碾压加高,加高至127.0M坝顶宽3.5米,上下游边坡1:2.5,根据坝址地形,坝轴线靠近右岸转45度角,右岸下游山洼填筑碾压粘土平台至106.0M标高。坝体下游右岸坝坡与山体交汇处沿线设由400G/M2土工布和0.5厚矿石层组成的排渗沟,坝底及坝中由400G/M2土工布和0.5厚矿石层组成的水平排渗层,上下游坝坡采用0.5M厚干砌块石护坡,下游坝坡采用0.3M草皮护坡,下游106.0M标高设2米宽马道,坝坡脚设堆石排水棱体,棱体顶标高98.0M,宽1.9米,上游边坡1:1,下游1:1.5.下游坝坡脚及两侧坝肩设浆砌块石排水沟,断面为梯形。
  2.项目实施方法
  2.1根据设计要求选用粘土坝加高扩容的方案。
  基于粉质粘土坝的施工特点选择如下施工方法:
  ①土源的选择:根据设计要求,坝体土料采用粉质粘土,前期已协调好工农关系,为便于运输,运距合理,取土点距1#坝运距3KM,距2#坝运距1KM;
  ②坝体清基施工:坝体清基需要清理坝基范围内山坡及坝底耕表土、植被层,清理至新鲜老土。因该项目是在原有坝体上加高,1#坝原有的0.5M厚干砌块石需要全部剥离,清基完毕后及时用25T重型压路机震动碾压坝基6遍;
  ③在平整后的坝基及原堆石棱体上依次铺设400G/M2土工布一层,50CM碎石层和400G/M2土工布一层;
  ④筑坝材料:坝体土料采用粉质粘土,碾压后干容重不小于1.65T/M3,现场碾压试验确定最优含水率和铺土厚度,压实后压实度0.95,含碎石量不超过25%;
  ⑤筑坝:用自卸汽车将粘土运至作业面,筑坝从基础开始,分层施工,每层碾压铺土厚度不超过30CM(切忌超厚铺装).用羊角碾及25T压路机静压一遍,振压三遍,逐渐震动碾压。
  ⑥堆石排水棱体和坝坡所用石块均需清洗,严格控制含泥量.
  3.施工过程中的质量控制及注意事项
  3.1施工工序及质量标准严格按照国家强制性行业标准《尾矿库设施施工及验收规程》执行;
  3.2坝体填筑必须根据施工现场条件和施工设备条件,通过试验来确定施工方法和碾压遍数。
  3.3严格控制铺筑土层厚度以确保压实质量;
  3.4坝体填筑前应在坝基处理及隐蔽工程验收合格后方可进行,开挖及清理 工作应在填筑前全部完成。切记不得边填筑边开挖,清除的腐殖土及杂草全部运出坝外;
  3.5坝体碾压需沿平行于坝轴方向进行,禁止垂直于坝轴方向碾压,为确保坝体的整体质量,分段碾压时,相邻两段交接带的碾迹应该顺碾压的方向彼此搭接1500mm,以防止出现漏压、欠压及过压现象,确定压实度满足要求后才能进行下一层堆筑;
  3.6在距1#坝南侧500m处的永久值班房设置沉降观测点,以观测坝体沉降量;
  3.7坝体的平面和高程控制,执行国家现行的《碾压土石坝技术规范》。
  目前该项目在坝体加高后,坝体的安全、环保在线监测同时投入使用,已使用近八年。通过坝体变形在线监测掌握了坝体变形规律特点,通过数据分析无失稳趋势,确保了尾矿坝的稳定安全可靠。库水位在线监测、坝体浸润线在线监测等各项指标的统计,都达到了设计要求。视频监测实时将库区运行状况传输至库区值班室及10KM以外的选矿厂调度室,保证了相关人员准确清晰掌握尾矿库的运行状况。

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