摘要：當(dāng)前階段，減少尾礦庫安全出現(xiàn)問題的概率，最佳的途徑便是通過尾礦庫排滲設(shè)施降低尾礦壩體中的浸潤線，而做好尾礦庫排滲工程的優(yōu)化設(shè)計工作是很有必要的。在本篇文章中，主要結(jié)合工程案例詳細(xì)闡述了尾礦庫排滲工程優(yōu)化設(shè)計情況，有效探究了相應(yīng)的治理效果。

關(guān)鍵詞：尾礦庫;排滲工程;優(yōu)化設(shè)計;治理效果

中圖分類號：TD926.4 ??文獻標(biāo)識碼：A????文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

0 引言

我國屬于礦產(chǎn)資源較多的國家，采出的礦石在完成選礦作業(yè)之后，排放出來的廢水、廢渣（尾礦）一般是以水力輸送的方式排入尾礦庫中堆存，大量的廢水（尾礦與水的比例：1：4～1：10）隨著尾礦漿的排放，源源不斷地在尾礦庫干灘面上流淌，致使尾礦庫堆積壩及初期壩內(nèi)浸潤線位置較高。從實際情況來看，尾礦庫雖然存在的價值較高，可是受尾礦庫浸潤線較高等因素的影響，面臨安全風(fēng)險的問題也是比較大的，所以，尾礦壩必須設(shè)置排滲設(shè)施工程，并做好優(yōu)化設(shè)計，將治理效果有效的體現(xiàn)在有效地降低壩體浸潤線上，是確保壩體安全性的最佳方式。

1 工程概述

某鉛鋅礦尾礦庫排滲工程優(yōu)化設(shè)計過程中，最基本的堆積標(biāo)高在320m以上，在拓展庫容量的基礎(chǔ)上來看，尾礦庫中壩的高度達到了50m以上，整項庫容量比較多，屬于三等尾礦庫類型。通過相關(guān)分析得出，組成結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鋼筋混凝土框架和排水管等，兩者結(jié)合到一起形成了尾礦庫的排洪系統(tǒng)，而尾礦壩由主壩、副壩等共同形成，一般來講，在尾礦庫的庫東溝谷位置處設(shè)置了主壩，初期壩是均質(zhì)土壩。在堆積壩不斷升高的現(xiàn)狀下，為滿足尾礦堆存的需要，新增了三座堤壩式的副壩，形成了四面圍壩的尾礦庫型式。在全部的副壩中，2#副壩處于尾礦庫的西邊，壩頂高度處于300m之上，壩軸線長達450m，外坡比1：2.0。進行排滲設(shè)計前期階段中，尾礦堆積壩頂標(biāo)高幾乎上升到了300m之上，堆積邊坡的比例合理。3#副壩在尾礦庫北側(cè)，壩體屬于均質(zhì)土壩的一種，壩體不是特別明顯，堆積壩軸線長度為220m，堆積邊坡1：4.5。3#副壩與尾礦堆積壩體接近成為了一個整體。尾礦庫的每個副壩中都設(shè)有直徑150mm的水平排滲管，這些水平排滲管有著明顯的漏砂現(xiàn)象。

2 對于實行排滲措施前期階段的安全性探究情況

當(dāng)前階段，要想從一定程度上認(rèn)識到存在著尾礦壩浸潤線不斷升高的現(xiàn)象，為尾礦壩排滲優(yōu)化工作的開展奠定一定的基礎(chǔ)，就應(yīng)當(dāng)加大對尾礦壩滲流場的探究，這一點是非常關(guān)鍵的。

（1）引進有限單元法，將該種方式落實于滲透計算方面中，結(jié)合具體現(xiàn)狀來設(shè)計邊界，準(zhǔn)確的計算浸潤線具體的上升情況。所謂有限單元法，其實是效果非常高的一種方式，其通常是將以往連續(xù)性的滲流場摒棄，應(yīng)用多項有限單元集合體，單元中的結(jié)合點叫做結(jié)點，這樣能夠確保滲流場節(jié)點位置和相對精度的水頭值相符合。

（2）當(dāng)對尾礦壩滲流設(shè)置進行優(yōu)化設(shè)計之前，需要遵循以下幾方面的原則：1）遵循以分析剖面為主的基本原則。2）加大對邊界條件的分析力度，以運行期間庫內(nèi)水位實際標(biāo)高現(xiàn)象為主，獲取最終的庫內(nèi)水位標(biāo)高。

通過相關(guān)的探究得出，當(dāng)處于普通洪水工況的時候，尾礦砂堆積體浸潤線和壩坡面之間處于一致的狀態(tài)。從表1中來分析排滲優(yōu)化設(shè)計之前的壩體穩(wěn)定性情況。

從上列表格來看，因為正常運行狀態(tài)中和洪水運行情況下的水位相差不大，因此計算所得安全系數(shù)相差也是比較小的，結(jié)合1#、3#副壩抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果來看，除了3#副壩在洪水運行中有著良好的穩(wěn)定性，滿足要求之外，余下的均達不到規(guī)定要求?；诖?，制定了相應(yīng)的排滲治理工作措施，降低尾礦壩中浸潤線高度，達到尾礦壩抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)定要求的目的。

3排滲設(shè)施優(yōu)化情況和治理效果的闡述

當(dāng)前階段，在尾礦庫排滲工程實施期間，還存在著諸多的問題，其中主要表現(xiàn)為壩體浸潤線上升以及壩體局部滲水比較明顯等現(xiàn)象，針對于此種情況，就需要做好1#、3#副壩的排滲綜合治理工作。一旦治理不到位的話，完全無法確保尾礦庫安全穩(wěn)定運行。1#、3#副壩的問題是堆積壩坡腳位置的浸潤線呈現(xiàn)出了浸潤線溢出現(xiàn)象，此種現(xiàn)象長時間會產(chǎn)生嚴(yán)重的沼澤化。鑒于此種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在設(shè)計1#、3#副壩的過程中，為降低壩體浸潤線，減少壩體安全隱患出現(xiàn)的概率，本文通過以下兩種計劃進行探究。

3.1制定相關(guān)的水平排滲管排滲計劃

現(xiàn)階段，需要使用水平排滲管，將其放置于初期壩頂和尾砂堆積壩等施工位置處，對于水平排滲管的設(shè)置情況來講，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況進行布置，比如，以初期壩頂約+300.0m標(biāo)高為主，可以大約設(shè)置38根水平排滲管，加大對每一根之間距離的控制，保持合理性，最佳長度是50m左右。而在尾砂堆積壩標(biāo)高中，設(shè)置的水平排滲管相對來講較少一些，大約比上述少20根，每一個的長度和以上長度一致，預(yù)留出20m的距離，應(yīng)用硬聚氯乙烯供水管，承載壓力不低于1.6MPa。排滲管前端30m位置處梅花形鉆孔，鉆孔孔徑是16mm，每一圈6孔，將相鄰兩排孔之間的間距控制在7cm左右。需要明確注意的一方面是，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用塞木將排滲管前端塞住，使用土工布捆綁起來，這樣一來，就可以降低排滲管出現(xiàn)不良的漏砂問題，確保密實度和穩(wěn)定性。

當(dāng)水平排滲管到尾礦庫中的坡度是1%的情況下，就需要將其和壩體排水溝相互聯(lián)系起來，再者，為避免空氣流入排滲管內(nèi)引起化學(xué)淤堵現(xiàn)象，排滲管出口設(shè)UPVC彎頭于排水溝水中，保持彎頭口朝上。另外，為了降低水平排水管堵塞等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)概率，可以等到落實排滲管安裝工作后，把封口堵塞，增強尾砂固結(jié)的穩(wěn)定性和安全性，最終達到排水的實質(zhì)性目的，以免受到其他不良因素的干擾而引發(fā)諸多問題。

3.2制定完善的輻射井排滲計劃

本文以輻射井為主展開了詳細(xì)的論述，結(jié)合實際情況制定完善的排滲計劃。首先，輻射井的外徑是290cm，壁厚30cm，在具體的施工期間，需要加大對沉井高度的控制力度，落實封底施工工作，避免井內(nèi)尾砂反涌堵塞排水管。輻射井封底施工是分兩次實行的。首先，采用預(yù)制混凝土圓板實施井底封底，在完成這一環(huán)節(jié)確保沒有誤差以后，步入下一流程，把底板和井圈存留的縫隙應(yīng)用土木布密封起來，防止翻沙情況的發(fā)生。當(dāng)上述工作完成后，就說明首次封底工作已經(jīng)結(jié)束，然后，再根據(jù)實際情況來開展第二次的封底工作，在該項工作中，可以引進現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的方法實施，在沉井底板井壁內(nèi)插上插筋，將其制作成鋼筋網(wǎng)的形式。最后，輻射井可以采取現(xiàn)澆混凝土板封底，既可以防止井底尾砂反涌引起的排水管堵塞現(xiàn)象，除此之外，還可以防止輻射井持續(xù)性的下沉，最終影響整體效果的體現(xiàn)。從中看出，該項流程是非常復(fù)雜的，所以務(wù)必要多加注意。

在排滲管施工期間，可以設(shè)置兩層，分別是上層下層排滲管和封底底板，首先是上層排滲管和封底底板控制好兩者之間的間距，保持最佳的距離，然后便是下層的排滲管和封底底板，在輻射角度為150°的情況下，必須錯開布置兩項排滲管，以免出現(xiàn)問題，影響作業(yè)的進一步實施。

3.3兩項方案比較分析

（1）輻射井面臨的施工難度比較高。

（2）一旦沒有落實好輻射井封井措施的話，就會引起輻射井下沉現(xiàn)象，進而使得排滲管斷裂，從而影響了排滲效果的發(fā)揮。

通過詳細(xì)的判斷來看，制定的第一項計劃是最為合理的，其產(chǎn)生的效果比較高一些，無實質(zhì)性的問題，可以有效解決浸潤線上升的情況。

3.4對于治理效果的總結(jié)

本文從實際情況分析了第一種方案水平排水管排滲產(chǎn)生的排水效果。

從表2可以看出產(chǎn)生的治理效果。

（1）1#副壩的排滲量較高一些，其明顯高出了3#副壩，基于此，1#副壩產(chǎn)生的排滲效果良好，而3#副壩產(chǎn)生的排滲效果要差一點。

（2）在上表中可以得出，基于相關(guān)因素的影響之下，3#副壩在壩肩兩側(cè)排滲管的排滲量明顯低出壩軸線中間排滲管的排滲量。

（3）初期水平排滲管自身的排滲數(shù)量呈現(xiàn)出了快速增長的狀態(tài)，在排滲固結(jié)的情況下，當(dāng)達到了一定的排滲效果之后，浸潤線會隨之下降，排滲量也會降低，一直到排滲固結(jié)完全為止。從中看出，應(yīng)用水平排滲管方案有著良好的效果，能夠達到極高的治理效果。

（4）測試浸潤線的埋向，比較排滲之前和排滲之后的浸潤線埋深數(shù)據(jù)，1#副壩初期壩壩頂標(biāo)高位置處的浸潤線埋深降低了3.5m，3#副壩初期壩壩頂標(biāo)高處浸潤線埋深降低了2.1m，比較現(xiàn)場壩體外坡現(xiàn)象，施工排滲設(shè)施之后的壩體外坡沼澤化均呈現(xiàn)出了消失的狀態(tài)，壩體朝著更加安全的方向運行。

4結(jié)語

以上探究，浸潤線從壩體外坡溢出比較明顯，受此種現(xiàn)象的影響，導(dǎo)致數(shù)值模擬計算滲流場浸潤線埋深完全不符合規(guī)范性的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，壩體穩(wěn)定性系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范性的規(guī)定值，基于此，便結(jié)合實際情況制定了有關(guān)的排滲方案，對滲流場、壩體穩(wěn)定性等數(shù)值進行了模擬分析，并且提出了完善的水平封堵治理措施，在此基礎(chǔ)上了解到了初期水平排滲管的排滲量上升速度非?？欤谶_到了排滲效果之后，浸潤線隨之下降，直到排滲完全固結(jié)為止，以此來增強壩體的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]李展.尾礦庫排滲工程優(yōu)化設(shè)計及治理效果研究[J].居業(yè)，2019（02）：35.?[2]朱遠(yuǎn)樂，魯龍飛，楊榮.尾礦庫排滲工程優(yōu)化設(shè)計及治理效果研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2018，38（08）：129-134.

收稿日期：2019-07-29作者簡介：朱景萌（1978—），女，吉林長春人，本科，中級工程師，研究方向：尾礦。