周振

新疆有色地勘局七〇六隊(duì)

摘要：礦山詳查-勘探水文工作階段須對擬建露采坑的涌水量進(jìn)行預(yù)測，其中大氣降水沿地表流入礦坑的水量可按正常降雨量及設(shè)計(jì)頻率暴雨量分別計(jì)算，二者相比，前者水量很小，一般只有后者的1/10～1/100。利用皮爾遜Ⅲ型曲線離均系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)頻率暴雨涌水量預(yù)測，對比其與正常降雨涌水量的差異，可對露采場疏干排水設(shè)施的設(shè)置起指導(dǎo)意義，排除生產(chǎn)過程中的安全隱患。

關(guān)鍵詞：露采礦坑；設(shè)計(jì)頻率暴雨量；皮爾遜Ⅲ型曲線離均系數(shù)。

一、概述

依據(jù)規(guī)范要求，計(jì)算露采場降雨流入量時，除預(yù)測正常降雨涌水量外，應(yīng)考慮按設(shè)計(jì)頻率暴雨時的降雨量，根據(jù)多年觀測一日或三日最大降雨量來計(jì)算一日暴雨最大流入礦坑的涌水量，本次采用年平均降雨量及設(shè)計(jì)頻率暴雨降雨量分別對新疆阿勒泰地區(qū)某鉛鋅礦擬建露采場進(jìn)行大氣降水流入礦坑涌水量預(yù)測，對比其差異，對露采坑疏干排水設(shè)施的設(shè)置提供依據(jù)。

二、露采礦坑大氣降水涌水量計(jì)算

2.1工作區(qū)概況

測區(qū)位于阿爾泰山中段南麓的低中山區(qū)，海拔高程900～1344米，北東呈現(xiàn)中山地形，而南西呈現(xiàn)溝溪切割低山地形，總的地勢由北東向南西降低。地處歐亞大陸腹地，屬典型的北溫帶寒冷干旱氣候，夏季干燥炎熱，冬季寒冷漫長，春秋兩季短暫而多風(fēng)，晝夜溫差15℃～20℃，氣溫變化大，年平均氣溫2.8℃。最高氣溫38.7℃，最低氣溫-49.8℃，年降水量350.40毫米，蒸發(fā)量1191.90毫米，雨季在7～8月，大多以暴雨形式降落。

2.2露采場相關(guān)參數(shù)

鉛鋅礦區(qū)礦床平均地表出露標(biāo)高為1129米，平均靜位埋深標(biāo)高為1096.59米，露采礦場地表露天開采境界面積擬定為近似矩形，最終露采場截面為倒梯形，最大露采深度為179米，每階段采高為50米，露采場上口長246米，寬224米。

露采邊坡出露主要巖性為變流紋質(zhì)凝灰?guī)r，黑云母變砂巖、磁鐵礦化大理巖等，微-中風(fēng)化，Ⅳ、V級結(jié)構(gòu)面為主，少見II、Ⅱ級結(jié)構(gòu)面，層間有一定的結(jié)合力，結(jié)構(gòu)面一般發(fā)育有2—3組，以兩組高角度剪切節(jié)理為發(fā)育，面裂隙率1.5-3.4%，鉆孔RQD值57.30-86.40%，巖體較完整-中等完整。

2.3露采場大氣降水涌水量預(yù)測

2.3.1年均降雨量法預(yù)測

計(jì)算公式選擇：

式中：

Q年均—大氣降水流入礦坑水量（m3/d）

F—露采場境界面積（m2）

A—年平均大氣降水量（m/y）

α—地表徑流系數(shù)，依據(jù)水文地質(zhì)手冊查表選取0.5

2.3.2設(shè)計(jì)頻率暴雨法預(yù)測

1、計(jì)算公式選定

式中：

Q暴雨—設(shè)計(jì)頻率暴雨流入礦坑水量（m3/d）

F—露采場境界面積（m2）

H—設(shè)計(jì)頻率暴雨一日最大降雨量（mm）

α—地表徑流系數(shù)，依據(jù)水文地質(zhì)手冊查表選取0.7

2、參數(shù)計(jì)算

利用查皮爾遜Ⅲ型曲線離均系數(shù)φ計(jì)算相應(yīng)頻率概念的暴雨降入采坑的水量，φ值取決于設(shè)計(jì)頻率P與偏差系數(shù)Cs、變差系數(shù)Cv。

公式選擇：，，

表1 設(shè)計(jì)頻率P與變差系數(shù)Cv計(jì)算

次序

n年份

mH

（mm）K=H/Hpk-1（k-1）2經(jīng)驗(yàn)頻率

P=m/（n+1）×100%

1200924.31.370.370.144.76

2199421.91.240.240.069.52

3200121.51.210.210.0514.29

4199320.81.170.170.0319.05

5200720.81.170.170.0323.81

6199718.71.060.060.0028.57

7200518.11.020.020.0033.33

81996181.020.020.0038.10

9200617.50.99-0.010.0042.86

10199217.40.98-0.020.0047.62

11200317.30.98-0.020.0052.38

12199817.20.97-0.030.0057.14

132000170.96-0.040.0061.90

14201016.40.93-0.070.0166.67

15200215.80.89-0.110.0171.43

16200815.80.89-0.110.0176.19

17199515.40.87-0.130.0280.95

18200414.30.81-0.190.0485.71

19199113.30.75-0.250.0690.48

20199912.80.72-0.280.0895.24

總和 354.3 0.53

注：根據(jù)阿勒泰市氣象局191～2010年，連續(xù)20年觀測的每年一日最大降水量。

設(shè)計(jì)頻率暴雨一日最大降雨量H計(jì)算公式選?。?/p>

，，

，

，查皮爾遜III型頻率曲線φ值表（參考《供水水文地質(zhì)手冊》第二冊，地質(zhì)出版社1977，第666～671頁），計(jì)算不同頻率的一日最大降水量，并按一日最大降雨量計(jì)算設(shè)計(jì)頻率暴雨流入露采礦坑水量。

表2 不同頻率的一日最大降水礦坑涌水量計(jì)算

頻率

P（%）1510205075909599

100年一遇20年一遇10年一遇5年

一遇2年

一遇5年

一遇10年一遇20年一遇100年一遇

φ2.681.771.320.81-0.08-0.71-1.22-1.35-1.96

φ·Cv0.460.300.220.14-0.01-0.12-0.21-0.23-0.33

Kp=φ·Cv+11.461.301.221.140.990.880.790.770.67

H=Hp×Kp（mm）25.7623.0321.6720.1417.4615.5614.0313.6411.80

露采坑涌水量

（m3/d）993.6888.3835.8776.8673.4600.1541.1526.1455.1

注：頻率為50%的一日最大降水量，相當(dāng)2年一遇的一日最大降水量，也就是多年平均的一日最大降水量；頻率為80%的一日最大降水量，相當(dāng)5年一遇的枯水年的一日最大降水量；頻率為90%的一日最大降水量，相當(dāng)10年一遇的枯水年的一日最大降水量；頻率為95%的一日最大降水量，相當(dāng)20年一遇的枯水年的一日最大降水量；頻率為99%的一日最大降水量，相當(dāng)100年一遇的枯水年的一日最大降水量。

根據(jù)上述計(jì)算的結(jié)果，一日最大降水沿地表流入采坑中的水量：100年一遇的是9.9×102m3/d；20年一遇的是8.9×102m3/d；10年一遇的是8.4×102m3/d；5年一遇的是7.8×102m3/d；多年平均值是8.7×102m3/d。

2.4涌水量預(yù)測精度評價

阿勒泰地區(qū)一日最大降水量的觀測序列（）長達(dá)20年，連續(xù)20年一日最大降雨量觀測數(shù)據(jù)顯示，一日最大降雨量有所升高，略呈年代際階梯型成長趨勢，與一日最大降雨流入礦坑涌水量呈正比關(guān)系。

正常降雨地表徑流系數(shù)選取0.5、暴雨地表徑流系數(shù)值選用0.7仍有較大的誤差，露采坑上口為近似矩形，參照GB15218-94《地下水資源分類分級標(biāo)準(zhǔn)》，計(jì)算的一日最大降水沿地表流入采坑中的水量（Q暴雨），其精度相當(dāng)C級，最大誤差大體在50%以內(nèi)。

三、結(jié)語

1、采用年均降雨量計(jì)算露采礦坑涌水量數(shù)值為26.45m3/d，采用設(shè)計(jì)頻率暴雨一日最大降雨量計(jì)算露采礦坑涌水量為8.7×102m3/d，相差達(dá)33倍。

2、阿勒泰地區(qū)連續(xù)20年一日最大降雨量觀測數(shù)據(jù)顯示，一日最大降雨量有所升高，略呈年代際階梯型成長趨勢，與一日最大降雨流入礦坑涌水量呈正比關(guān)系。

3、設(shè)計(jì)頻率暴雨一日最大降雨量預(yù)測對礦坑疏干排水設(shè)施的設(shè)置有指導(dǎo)性意義，避免了在日后生產(chǎn)過程中可能因暴雨而產(chǎn)生的安全問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]《供水水文地質(zhì)手冊》

[2]《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》GB12719-1991

[3]《新疆阿勒泰地區(qū)近50年來極端氣溫與降水變化》古麗扎提·哈布肯

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七、檢查井的質(zhì)量控制

7.1 常見質(zhì)量問題。帶水澆注檢查井基礎(chǔ)且其尺寸和高程偏差較大；井墻砌磚通縫、砂漿不飽滿、抹面起鼓發(fā)裂；不做流槽或做法不符合要求；踏步、井圈、井蓋安裝不符合要求。

7.2 質(zhì)量控制措施。

7.2.1 嚴(yán)格控制檢查井基礎(chǔ)的質(zhì)量。不能帶水澆注墊層和基礎(chǔ)，要保證基礎(chǔ)的幾何尺寸和高程符合設(shè)計(jì)要求，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度才能砌磚。

7.2.2 嚴(yán)格控制井墻的砌筑質(zhì)量。井壁必須豎直，不得有通縫；灰漿要飽滿，砌縫要平整；抹面要壓光，不得有空鼓、裂縫等現(xiàn)象。

7.2.3 流槽的做法要規(guī)范。雨水流槽高度應(yīng)與主管的半徑相平，流槽的形狀應(yīng)為與主管半徑相同的半圓??；污水流槽的高度應(yīng)與主管內(nèi)頂相平，下半部分是與主管半徑相同的半圓弧，上半部分與兩側(cè)井墻相平行，寬度與主管管徑相同。

7.2.4 嚴(yán)格控制踏步、井圈、井蓋的安裝質(zhì)量。要使用灰口鑄鐵踏步，安裝要牢固，污水井踏步要涂防銹漆：安裝井圈要座漿飽滿，井蓋和井圈要配套。在交通量大的道路上必須安裝重型井蓋。

八、回填土質(zhì)量控制

8.1 常見質(zhì)量問題。帶水同填或回填土土質(zhì)不符合要求；沒有分層回填；對回填土密實(shí)度控制不嚴(yán)。

8.2 質(zhì)量控制措施。

8.2.1 嚴(yán)格控制回填土土質(zhì)。回填土中不得含有碎磚、石塊、混凝土碎塊及大于10cm的硬土塊；填土含水量以接近最佳含水量為宜。還土前，應(yīng)對所還土壤進(jìn)行輕型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，測出其最佳含水量和最大干密度；回填時槽內(nèi)應(yīng)無積水，不得回填淤泥、腐殖土、凍土及有機(jī)物。

8.2.2 嚴(yán)格控制每層回填土厚度。管溝回填應(yīng)分層夯實(shí)，每層厚度不大于 30cm，并對每層填土的密實(shí)度按規(guī)范進(jìn)行檢測，合格才能繼續(xù)回填；要求管道兩側(cè)同時進(jìn)行填土，兩側(cè)高差不大于30cm。

8.2.3 嚴(yán)格控制回填土密實(shí)度。管溝胸腔部位密實(shí)度不小于90%；管頂50cm范圍內(nèi)密實(shí)度應(yīng)在85%～88%之間，以防壓壞管材和蓋板∶管項(xiàng) 50cm以上密實(shí)度要求同路基密實(shí)度一樣。

九、結(jié)束語

綜上所述，市政給排水施工質(zhì)量控制不但關(guān)系到人、物、材，而且關(guān)系到空間和時間的運(yùn)用，如果再施工過程中不能把握好任何一個環(huán)節(jié)，其將會影響到工程的質(zhì)量。所以我認(rèn)為應(yīng)該在施工過程中通過全過程的質(zhì)量控制及時發(fā)現(xiàn)每個環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，有效地控制工程中的那些錯誤，給排水工程的施工質(zhì)量才可以全面提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃國章.淺談市政排水管道工程施工質(zhì)量通病的防治[J].福建建設(shè)科技，2008，（1）.

[2]嚴(yán)家友.淺談市政排水工程施工管理要點(diǎn)及質(zhì)量通病防治[J].江蘇建筑，2004，（3）.

[3]高歌.淺談市政給排水管道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2010（27）.

[4]潘一毅.市政給排水管道的施工質(zhì)量控制及預(yù)防治理措施[J].科技信息，2013（6）.