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尾矿坝的安全管理


尾矿坝的险情常在汛期发生。今年的雨季即将来临,而重大险情又多在暴雨时发生。汛期尾矿库处于高水位工作状态,遇特大暴雨极易造成洪水漫顶,造成溃坝事故。因此加强尾矿库安全管理,显得尤为重要。

尾矿坝多远离矿区,易受自然的、社会的多种不利因素影响,其管理工作较为复杂,且难度较大应予特别关注。在尾矿坝的维护管理工作中,应严格按设计要求及有关的技术规程、规范的规定进行。根据各种不同类型尾矿坝特点做好维护工作,及时处理好坝体出现的隐患,使尾矿坝在正常状态下运行。

1.尾矿坝裂缝的处理

裂缝是一种尾矿坝较为常见的病患,某些细小的横向裂缝有可能发展成为坝体的集中渗漏通道,有的纵向裂缝也可能是坝体发生滑坡的预兆,应予以足够的重视。

裂缝的处理方法是:发现裂缝后都应采取临时防护措施,以防止雨水或冰冻加剧裂缝的开张。对于滑动性裂缝的处理,应结合坝坡稳定性分析统一考虑。对于非滑动性裂缝可采取以下措施进行处理:采用开挖回填是处理裂缝比较彻底的方法,适用于不太深的表层裂缝及防渗部位的裂缝;对于坝内裂缝、非滑动性很深的表面裂缝,由于开挖回填处理工程量过大,可采取灌浆处理。一般采用重力灌浆或压力灌浆方法,灌浆的浆液,通常为黏土泥浆;在浸润线以下部位,可掺多半部分水泥,制成粘土水泥浆,以促使其硬化;对于中等深度的裂缝,因库水位较高不宜全部采用开挖回填办法处理的部位,或开挖困难的部位,可采用开挖回填与灌浆相结合的方法进行处理。裂缝的上部采用开挖回填法,下部采用灌浆法处理。先沿裂缝开挖至一定深度(一般为2m左右)即进行回填,在回填时按上述布孔原则,预埋灌浆管,然后对下部裂缝进行灌浆处理。

2.尾矿坝渗漏的处理

(1)造成坝体渗漏的原因

①造成坝体渗漏的设计方面原因有:土坝坝体单薄,边坡太陡,渗水从滤水体以上逸出;复式断面土坝的粘土防渗体设计断面不足或与下游坝体缺乏良好的过渡层,使防渗体破坏而漏水;埋设于坝体内的压力管道强度不够或管道埋置于不同性质的地基,地基处理不当,管身断裂;有压水流通过裂缝沿管壁或坝体薄弱部位流出,管身未设截流环;坝后滤水体排水效果不良;对于下游可能出现的洪水倒灌防护不足,在泄洪时滤水体被淤塞失效,迫使坝体下游浸润线升高,渗水从坡面溢出等。

②施工方面的原因有:土坝分层填筑时,土层太厚,碾压不透、致使每层填土上部密实,下部疏松,库内放矿后形成水平渗水带;土料含砂砾太多,渗透系数大;没有严格按要求控制及调整填筑土料的含水量,致使碾压达不到设计要求的密实度;在分段进行填筑时,由于土层厚薄不同,上升速度不―,相邻两段的接合部位可能出现少压或漏压的松土带;料场土料的取土与坝体填筑的部位分布不合理,致使浸润线与设计不符,渗水从坝坡逸出;冬季施工中,对碾压后的冻土层未彻底处理,或把大量冻土块填在坝内;坝后滤水体施工时,砂石料质量不好,级配不合理,或滤层材料铺设混乱,致滤水体失效,坝体浸润线升高等。其他方面,如白蚁、獾、蛇鼠等动物在坝身打洞营巢;地震引起坝体或防渗体发生贯穿性的横向裂缝等也是造成坝体集中渗漏的原因。

(2)造成坝基渗漏的原因

①造成坝基渗漏的设计方面原因有:对坝址的地质勘探工作做得不够;设计时未能采取有效的防渗措施,如坝前水平铺盖的长度或厚度不足,垂直防渗墙深度不够;黏土铺盖与透水砂砾石地基之间,并无有效的滤层,铺盖在渗水压力作用下破坏;对天然铺盖了解不够,薄弱部位未做处理等。

②施工方面的原因有:水平铺盖或垂直防渗设施施工质量差;施工管理不善,在库内任意挖坑取土,天然铺盖被破坏;岩基的强风化层及破碎带未处理或截水墙未按设计要求施工;岩基上部的冲积层未按设计要求清理等。

③管理运用方面的原因有:坝前干滩裸露暴晒而开裂,尾矿库放水等从裂缝渗透;对防渗设施养护维修不善,下游逐渐出现沼泽化,甚至形成管涌;在坝后任意取土,影响地基的渗透稳定等。

(3)造成接触渗漏的原因

造成接触渗漏的主要原因有:基础清理不好,未做接合槽或做得不彻底;土坝两端与山坡接合部分的坡面过陡,而且基础清理不彻底或未做防渗内墙;涵管等构筑物与坝体接触处,因施工条件不好,回填夯实质量差,或未设截流环(墙)及其他止水措施,造成渗流等。

(4)造成绕坝渗漏的原因

造成绕坝渗漏的主要原因有:与土坝两端连接的岸坡属条形山或覆盖层单薄的山坡,而且有透水层;山坡的岩石破碎。节理发育,或有断层通过;因施工取土或库内存水后由于风浪的淘刷,岸坡的天然铺盖被破坏;溶洞以及生物洞穴或植物根茎腐烂后形成的孔洞等。

3.尾矿坝滑坡的处理

尾矿坝滑坡往往导致尾矿库溃决事故,因此,即使是较小的滑坡也不能掉以轻心。有些滑坡是突然发生的,有些是先由裂缝开始的,如不及时发现,任其逐步扩大和蔓延,就可能造成重大的垮坝事故。

防止滑坡的发生应尽可能消除促成滑坡的因素。注意做好经常性的维护工作,防止或减轻外界因素对坝坡稳定性的影响。当发现有滑坡征兆或有滑动趋势,但尚未坍塌时,应及时采取有效措施进行抢护,防止险情恶化;一旦发生滑坡,则应采取可靠的处理措施,恢复并补强坝坡,提高抗滑能力。抢护中应特别注意安全问题。

滑坡抢护的基本原则是:上部减载,下部压重,即在主裂缝部位进行削坡,而在坝脚部位进行压坡,尽可能降低库水位,沿滑动体和附近的坡面上开沟导渗,使渗透水能够很快排出。若滑动裂缝达到坝脚,应该首先采取压重固脚的措施。因土坝渗漏而引起的背水坡滑坡,应同时在迎水坡进行抛土防渗。

因坝身填土碾压不实,浸润线过高而造成的背水坡滑坡,一般应以上游防渗为主,辅以下游压坡、导渗和放缓坝坡,以达到稳定坝坡的目的。在压坡体的底部一般可设双向水平滤层,并与原坝脚滤水体相连接,其厚度一般为80~150m。滤层上部的压坡体一般用砂、石料填筑,在缺少砂石料时,亦可用土料分层回填压实。

对于滑坡体上部已松动的土体,应彻底挖除,然后按坝坡线分层回填夯实,并做好护坡。

坝体有软弱夹层或抗剪强度较低且背水坡较陡而造成的滑坡,首先应降低库水位,如清除夹层有困难时,则以放缓坝坡为主,辅以在坝脚排水压重的方法处理。地基存在淤泥层、湿陷性黄土层或液化等不良地质条件,施工时又没有清除或清除不彻底而引起的滑坡,处理的重点是清除不良的地质条件,并进行固脚防滑。因排水设施堵塞而引起的背水坡滑坡,主要是恢复排水设施效能,筑压重台固脚。

处理滑坡时应注意:开挖与回填应符合上部减载、下部压重的原则。开挖回填工作应分段进行,并保持允许的开挖边坡。开挖中,对于松土与稀泥都必须彻底清除。填土应严格掌握施工质量,土料的含水量和干重度必须符合设计要求,新旧土体的结合面应刨毛,以利结合。对于水中填土坝,在处理滑坡阶段进行填土时,最好不要采用碾压施工,以免因原坝体固结沉陷而开裂。滑坡主裂缝,—般不宜采取灌浆方法处理。

滑坡处理前,应严格防止雨水渗入裂缝内,可用塑性薄膜、沥青油毡或油布等加以覆盖,同时还应在裂缝上方修截水沟,以拦截和引走坝面的积水。

4.尾矿坝管涌的处理

管涌是尾矿坝坝基在较大渗透压力作用下而产生的险情,可采用降低内外水头差,减少渗透压力或用滤料导渗等措施进行处理。

(1)滤水围井。在地基好,管涌影响范围不大的情况下可抢筑滤水围井。在管涌口沙坯的外围,用土袋围一个不太高的围井,然后用滤料分层铺压,其顺序是自下而上分别填0.2~0.3m厚的粗砂、砾石、碎石、块石,一般情况可用三级级配。滤料最好清洗,不含杂质,级配应符合要求,或用土工织物代替砂石滤层,上部直接堆放块石或砾石。围井内的涌水,在上部用管引出。如险处水势太猛,第一层粗砂被喷出,可先以碎石或小块石消杀水势,然后再按级配填筑;或铺设土工织物,如遇填料下沉,可以继续填砂石料,直至稳定。若发现井壁渗水,应在原井壁外侧再围以土袋,中间填土夯实。

(2)蓄水减渗。险情面积较大,地形适合而附近又有土料时,可在其周围填筑土埂或用土工织物包裹,以形成水池,蓄存渗水,利用池内水位升高,减少内外水头差,控制险情发展。

(3)塘内压渗。若坝后渊塘、积水坑、渠道、河床内积水水位较低,且发现水中有不断翻花或间断翻花等管涌现象时,不要任意降低积水位,可用芦苇杆和竹子做成竹帘、竹箔、苇箔(或荆笆)围在险处周围,然后在围圈内填放滤料,以控制险情的发展。如需要处理的管涌范围较大,而砂、石、土料又可解决时,可先向水内抛铺粗砂或砾石一层,厚15~30cm,然后再铺压卵石或块石,做成透水压渗台;或用柳枝秸杆料等做成15~30cm厚的柴排(尺寸可根据材料的情况而定),柴排上铺草垫厚5~10cm,然后再在上面压沙袋或块石,使柴排浅埋在水内(或用土工布直接铺放)亦可控制险情的发展。

如堤坝后严重渗水,采用一些临时防护措施尚不能改善险情时,宜降低库内的水位,以减少渗透压力,使险情不致迅速恶化,但应控制水位下降速度。

5.汛期的险情处理

首先,应根据气象预报和库情,制订出各种抢险措施及下游群众安全转移措施等计划预案,从思想、组织、物质、交通、联络、报警信号等各个方面做好抢险准备工作。其次,加强汛期巡检,及早发现险情,及时采取抢护措施。

(1)防漫顶措施。尾矿坝多为散粒结构,如果洪水漫顶就会迅速冲出决口,造成溃坝事故。当排水设施已全部使用但水位仍继续上升,根据水情预报可能出现险情时,应抢筑子堤,增加挡水高度。

在堤顶不宽、土质较差的情况下,可用土袋抢筑子堤。当出现超过设计标准的特大洪水时,应在抢筑子堤的同时,报请上级批准,采取非常措施加强排洪,降低库水位,如选定单薄山脊或基岩较好的副坝炸出缺口排洪,开放上游河道预先选定的分洪口分洪或打开排水井正常水位以下的多层窗口加大排水能力(这样做可能会排出库内部分悬浮矿泥),以确保主坝全体的安全。严禁任意在主坝坝顶上开沟泄洪。

(2)防风浪冲击。对尾矿坝坝顶受风浪冲击而决口的抢护,除参照前面有关办法进行处理外,还可采取防浪措施处理。用草袋或麻袋装土(或砂)约70%,放置在波浪上下波动的部位,袋口用绳缝合,并互相叠压成鱼鳞状。当风浪较小时,还可采用柴排防浪,用柳枝、芦苇或其他秸杆扎成直径为0.5~0.8m长10~30m的柴枕,枕的中心卷入2根5~7m的竹缆做芯子,枕的纵向每0.6~1.0m用铅丝捆扎。在堤顶或背水坡签钉木桩,用麻绳或竹缆把柴枕连在桩上,然后推放到迎水坡波浪拍击的地段。可根据水位的涨落,松紧绳缆,使柴排浮在水面上。

挂树防浪是砍下枝叶繁茂的灌木,使树梢向下放入水中,并用块石或砂袋压住;其树干用铅丝、麻绳或竹缆连接于堤坝顶的桩上。木桩直径0.1~0.15m,长1.0~1.5m,布置形式可为单桩、双桩或梅花桩等。











发布时间:2015-03-25        访问量:2,867次