眭素剛，許漢華

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院有限公司，云南昆明 650051）

1 概述

尾礦庫為一種較為特殊的建筑物，用于儲存尾礦的廢渣、廢水等，服務壽命期從開始的勘察、設計、施工階段直到堆積尾礦完成并最終保持穩(wěn)定[1]。伴隨我國經濟發(fā)展，越來越多礦產資源消耗，保障礦產資源開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展的主要內容其中包含尾礦庫的安全運行[2]。尾礦一般均含重金屬[3]，且尾礦庫作為具有高勢能、潛在人工泥石流災害固體源，各自然、人為的不利因素均會使尾礦庫產生不同程度的安全隱患，若不及時采取相關措施治理發(fā)生潰壩，將會危及尾礦庫下游居民人身安全威脅和財產損失[4]，同時造成環(huán)境污染、人員傷亡等不可估量的嚴重影響。尾礦壩安全隱患嚴重威脅到人民生命財產安全，其治理措施主要有加固初期壩、排水措施、閉庫銷庫、尾礦庫綜合利用、搬遷避讓等措施，大部分時候通常是幾種治理措施的結合運用。

2 尾礦壩地形地貌

云南某尾礦庫原始地形屬于巖溶洼地、洼塘地形，初期壩于1965 年建成，建成時壩頂標高為1721.5m（青云橋系統(tǒng)）。經多年尾礦堆填，庫區(qū)共筑有8 座壩體，編號從東南方沿順時針方向依次為1、2、3、4、5、6、7、8 號壩，8 座壩體形成環(huán)狀連續(xù)的壩體。2017 年12 月壩頂標高已達到1744.05～1745.00m。1 號尾礦堆積堆積壩壩坡形成六個平臺7級邊坡，邊坡總高度16.1-19.5m，各級坡度坡度為19.0°～39.8°。2 號尾礦堆積壩形成8 個平臺9 級邊坡，邊坡總高度約15.7m，各級坡度坡度為24.0°～42.8°。3 號尾礦堆積壩形成6 個平臺7 級邊坡，邊坡總高度約14.8m，各級坡度坡度為11.28°～31.34°。4號壩形成一個平臺二級邊坡，邊坡總高度約8m。5號壩形成一個平臺二級邊坡，總坡高約8m，壩坡外地形標高高于壩頂標高。6 號尾礦堆積壩形成二個平臺3 級邊坡，邊坡總高度約12.7m 各級坡度坡度約為32°。7 號尾礦堆積壩形成五個平臺6 級邊坡，邊坡總高度約14.6m，各級坡度坡度為20.35°～24.5°。8 號尾礦堆積壩形成四個平臺5 級邊坡，邊坡總高度約16.9m，各級坡度坡度為20.8°～36°。該尾礦庫地形地貌如圖1 所示。

圖1 研究區(qū)尾礦庫地形地貌

3 尾礦壩現狀穩(wěn)定性分析

云南某尾礦庫始建于1959 年，它由原犀牛塘尾礦庫、楊梅山腳尾礦庫和月牙塘尾礦庫三庫合并而成，該庫設計壩頂使用標高為1745m，有效庫容1853 萬m3。2014 年2 月，尾礦庫堆積壩頂標高1741.1～1743.92m，總壩高37.5m，已使用庫容1796萬m3，屬三等庫。庫區(qū)共筑有8 座壩體，編號從東南方沿順時針方向依次為1、2、3、4、5、6、7、8 號壩，8座壩體形成了環(huán)狀連續(xù)的壩體，尾礦庫為頭頂庫，存在安全隱患。

對尾礦庫各壩選擇有代表性剖面進行穩(wěn)定性計算，計算方法采用圓弧滑動法(見表1)，尾礦堆積壩級別為3 級，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數在正常、洪水、特殊運行條件下分別取1.20、1.10、1.05。根據相關規(guī)范要求，1、2、3、6、7、8 號壩在正常、洪水運行、特殊運行條件下的穩(wěn)定性安全儲備不足，不滿足規(guī)范要求，存在安全隱患，需要對其治理。

表1 治理前尾礦堆積壩穩(wěn)定性驗算結果表（總應力法）

4 治理措施建議

4.1 壩腳壓坡加固

1、2、3、6、7、8 號壩在正常運行、洪水運行、特殊運行工況下的穩(wěn)定性安全儲備不足，因此，需對這幾個尾礦壩進行加固處理，根據現場及建設單位實際情況，采用采場塊石在尾礦壩壩腳壓坡加固，將壓坡段原壩體表面的耕植土、雜草、樹根等清除干凈后，鋪設一層500g/m2加筋土工布作為反濾層，土工布上用300mm 粗砂、300mm 碎石作為保護層，再用塊石壓坡，塊石臺階坡比1:2.0。

4.2 壩頂灘面碎石碾壓加固

對某尾礦庫壩頂干灘區(qū)域利用礦山剝離廢碎石碾壓，壩頂碾壓碎石成分主要為礦山剝離的灰?guī)r、矽卡巖等，粒徑一般為2～10cm，最大約30cm。鋪碎石前，先采用挖掘機將表層尾礦往下壓實，尾礦厚度一般沉降0.10-0.5m，在碾壓壓實過程中，尾粉砂和尾粉土中的漿液冒上來，覆蓋在表層一層。在此基礎上，然后采用分層碾壓的堆積方式堆積礦山碎石，堆積碎石厚度約0.25～3.40m，一般厚1m，碎石碾壓面積為22.5m2。

4.3 尾礦庫排滲、排洪、排水

浸潤線過高是尾礦壩穩(wěn)定性影響的一個重要因素，降低壩體浸潤線是提高尾礦壩穩(wěn)定性的一個重要處理措施，結合某尾礦庫原有排滲設施設置情況，在堆積壩增設排滲管。在加高的堆積壩體1745.0m 標高上設置排滲管，在平行于壩軸線方向設置3 條φ100 排滲軟管，平面間距25.0m，同時在垂直壩軸線方向設置DN160PE 導水管，間距60.0m，導水管與排滲軟管相連，從庫內向庫外傾斜坡度1.0%。

灘面碎石加固過程中在庫內中央形成擋水棱體壩，擋水棱體壩長約1400m，擋水棱體最終壩筑壩規(guī)格為上底2m，下底6m，高2m，底部墊層寬度9m，深度2-3m。蓄水面積約33.5 萬m2，頂面標高1746.5m，勘察時水面標高約1743.58m，平均水深2.00m。

由于現狀庫內排洪系統(tǒng)為4 條DN630×24.1mmPE管排至3# 壩外，該排洪系統(tǒng)不具安全可靠性，因此本次設計在繼續(xù)使用原排洪系統(tǒng)的基礎上，新建一套排洪系統(tǒng)。新建尾礦庫排洪系統(tǒng)設置為溢水井-涵管型式，結合該尾礦庫近四周筑壩的實際情況，將排洪系統(tǒng)布置在4# 副壩靠近西側山坡附近，溢水井深入庫內120.0m。

在尾礦堆積壩1745.0m 馬道上設置壩面排水溝，并根據地形條件設置垂直壩體的排水溝，壩面排水溝為矩形斷面，凈寬0.4m，凈高0.4m，采用紅磚砌筑，并采用水泥砂漿抹面。

5 結論

尾礦庫作為具有高勢能、潛在人工泥石流災害固體源，各自然、人為的不利因素均會使尾礦庫產生不同程度的安全隱患?；谖驳V庫的安全運行重要性，云南某尾礦壩采用壩頂廢石渣碾壓和降低浸潤線相結合治理措施，其穩(wěn)定性得到明顯提高，安全隱患得以排除，這種治理措施因地制宜，容易實施，又可以充分利用礦山廢石，社會經濟效益明顯，這為尾礦壩隱患治理提供一種新思路。