CN112411708B - 一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，1)排水斜槽的封堵：自上游排水斜槽进水口处向排水斜槽内自下而上分别回填块石(3)、碎石(4)、瓜米石(5)进行封堵，在排水斜槽进水口设置一体式预制顶盖板(6)；)排水涵洞的封堵：在排水涵洞出口至上游设置不小于5m长的分别由块石、碎石、瓜米石构成的反滤体，在排水涵洞封堵前在排水涵洞内预埋一定数量的用来引排排水斜槽及排水涵洞内渗水的PE排渗管，在排水涵洞出口处布置一道封闭混凝土拦挡墙。本发明基于“堵”、疏”原理封堵排水斜槽和排水涵洞，方法简单，可操作性强，工程量少，工程费用低，可有效杜绝或降低由于排洪***封堵失效带来的安全隐患及风险。

Description

一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法

技术领域

本发明属于尾矿库排洪***治理技术领域，具体涉及一种基于堵、疏原理的封堵尾矿库排洪***的方法，可广泛适用于尾矿库老排洪***、即将关闭尾矿库排洪***的安全、有效封堵。

背景技术

排洪***是尾矿库关键构筑物之一，对尾矿库的安全稳定性起着十分重要的作用。因排洪***失效(无论是使用的还是封堵的)引起的尾矿库安全事故几乎占总事故的50％。有的尾矿堆积坝设计堆高超过100m，排洪任务由几期排洪***依次承担，新的一期排洪***正式启用前，必须对老的排洪***进行安全有效的封堵。除此之外，尾矿库运行至设计服务年限后，需要进行闭库处理，对于即将关闭的尾矿库，由于原排洪***受多年冲蚀、重压、剪切及地表沉降等作用，可靠性无法保证。为了有效地杜绝和降低由原埋设的排水构筑物质量的不确定性带来的隐患和风险，这种隐患和风险主要表现为排洪***的坍塌、损坏和漏沙等方面，也需要对老排洪***进行安全有效的封堵，确保闭库后的尾矿库稳定及下游安全。由此可见，尾矿库排洪***能否安全有效的封堵，直接影响着尾矿库的安危。

目前，尾矿库排洪***的封堵有两种方法，一种是柔性封堵，即采用具有反滤功效的土工合成材料，如无纺土工布、砂砾石、碎石等人工合成或天然物料作为封堵体进行封堵，封堵后的排洪***能拦截尾砂颗粒，使之在封堵体前或封堵体中沉积下来，而水能渗过封堵材料。但随着尾砂沉积厚度日益增加，封堵体透水性越来越差，渗水量逐渐减少，最终达到封堵的目的。第二种是刚性封堵，采用素混凝土、毛石混凝土或浆砌块石等刚性材料封堵，务求封堵严实，滴水不漏。

刚性封堵和柔性封堵这两种封堵方式，其最终目的都是将排洪***成功封堵。根据这两种封堵的原理，刚性封堵是自封堵结束后，尾砂和渗水就被挡在封堵体前，排洪***出口务求滴水不漏；柔性封堵则是封堵结束后随着时间的推移，碎石、砾石、无纺土工布等反滤体就被细颗粒尾砂逐渐淤积，导致封堵体透水性越来越差，最终尾砂和渗水均被挡在封堵体前面。无论采用哪种封堵方式，排洪***被封堵后，由于尾矿库内存在高水位，导致在封堵体处形成了巨大的水头，在这种高水头作用下，封堵体承受着巨大的水压，随着时间的推移，这股水压可能会自行冲破封堵体，导致封堵失效，存在着极大的安全隐患，甚至可能带来严重后果。

发明内容

本发明的目的就就是为了解决现有刚性封堵和柔性封堵分别存在的上述问题，而提供一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，以杜绝或降低封堵后因封堵体承受着巨大的水压导致封堵失效可能带来的安全隐患及环境风险。

为实现本发明的上述目的，本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，结合刚性封堵和柔性封堵方式，基于“堵”“疏”原理，采用以下技术方案：

本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，在排水斜槽与排水涵洞之间设有连接井，并采用以下技术方案实施：

1)排水斜槽的封堵

第一步：首先将排水斜槽的斜槽盖板全部盖上，并采用无纺土工布将斜槽盖板之间的空隙、斜槽盖板与排水斜槽之间的空隙填塞密实，防止尾砂通过空隙进入排水斜槽中，实现“漏水不漏砂”；

第二步：自上游排水斜槽进水口处向排水斜槽内自下而上分别回填块石、碎石、瓜米石进行封堵，顺序构成块石封堵段、碎石封堵段、瓜米石封堵段，排水斜槽内封堵段长不小于排水斜槽总段长的1/3；每次倒入排水斜槽内的骨料要少而均匀，防止出现堆积现象；施工中为防止封堵体在排水斜槽内沉积下来，利用长竹片捅、捣，以便将封堵体送入连接井内；

第三步：在排水斜槽进水口设置一体式预制顶盖板，所述顶盖板断面尺寸务求将排水斜槽进水口全部包裹，并用无纺土工布将排水斜槽进水口与顶盖板之间的空隙填塞密实；

2)排水涵洞的封堵

第一步：在排水涵洞出口至上游设置不小于5m长的分别由块石、碎石、瓜米石构成的反滤体；在排水涵洞封堵前在排水涵洞内预埋一定数量的用来引排排水斜槽及排水涵洞内渗水的PE排渗管(具体数量根据排水涵洞内径、需要引排的水量综合确定)，所述的PE排渗管为花管，***包裹两层无纺土工布，并采用镀锌铁丝扎牢；PE排渗管的端部也包裹两层无纺土工布，并采用镀锌铁丝扎牢。PE排渗管用来引排排水斜槽及排水涵洞内的渗水。

第二步：在排水涵洞出口处布置一道封闭混凝土拦挡墙用于封堵排水涵洞出口，拦挡墙的混凝土标号不小于C30，基础应坐落在老土层上，并深入地面以下深度不小于1.5m，拦挡墙的断面尺寸务求将排水涵管出口全部包裹。采用拦挡墙封堵，并辅以PE排渗管，防止随着时间的推移，逐渐增大的水压将反滤体冲出排水涵洞。

所述的块石粒径范围为5～25cm，所述的碎石粒径范围为0.5～2cm，所述的瓜米石粒径小于0.5cm。

为了保证封堵的有效性，排水斜槽内封堵段长为排水斜槽总段长的1/3～3/7为佳。

在步骤1)中，设排水斜槽内封堵段长为L，则：

块石段长0.40～0.55L；

碎石段长0.25～0.40L；

瓜米石段长0.15～0.25L。

在步骤2)中，设块石、碎石、瓜米石构成的反滤体的总长度为l，则：

块石段长0.40～0.50l；

碎石段长0.25～0.40l；

瓜米石段长0.15～0.25l。

在实际应用中，所述的无纺土工布的规格为400g/m²，所述的PE排渗管的规格为φ75mm。

本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

(1)对排水斜槽、排水涵洞采用块石、碎石、瓜米石进行封堵，封堵工程量少，工程费用低；

(2)封堵方法简单，可操作性强；

(3)封堵方式分别吸取柔性及刚性封堵优点，安全性好；

(4)封堵原理基于“堵”“疏”原理，实用性强；

(5)避免封堵失效带来的不确定性安全隐患，社会效益及经济效益显著。

附图说明

图1为本发明方法对尾矿库排洪***之排水斜槽封堵的结构剖面图；

图2为本发明方法之斜槽盖板与排水斜槽的密封截面图；

图3为本发明方法对尾矿库排洪***之排水涵洞封堵的结构剖面图；

附图标记为：1－斜槽盖板；2－无纺土工布；3－块石；4－碎石；5－瓜米石；6－顶盖板；7－PE排渗管；8－连接井；9－拦挡墙。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法做进一步详细描述。

由图1所示的本发明方法对尾矿库排洪***之排水斜槽封堵的结构剖面图并结合图2、图3看出，本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，在排水斜槽与排水涵洞之间设有连接井8，并采用以下步骤实施：

1)排水斜槽的封堵

第一步：首先将排水斜槽的斜槽盖板1全部盖上，并采用规格为400g/m²的无纺土工布2将斜槽盖板1之间的空隙、斜槽盖板1与排水斜槽之间的空隙填塞密实，防止尾砂通过空隙进入排水斜槽中，实现“漏水不漏砂”；

第二步：自上游排水斜槽进水口处向排水斜槽内自下而上分别回填块石3、碎石4、瓜米石5进行封堵，块石3粒径范围5～25cm，碎石4粒径范围0.5～2cm，瓜米石5粒径小于0.5cm，要有一定的级配；每次倒入排水斜槽内的骨料要少而均匀，防止出现堆积现象；施工中，为防止封堵体在排水斜槽内沉积下来，利用长竹片捅、捣，将封堵体送入连接井8内；务求排水斜槽内封堵段长不小于排水斜槽段长的1/3；在实际应用中，设排水斜槽内封堵段长为L，则：块石3总段长0.45L，碎石4段长0.35L，瓜米石5段长0.20L。

第三步：在排水斜槽进水口设置一体式预制顶盖板6，一体式预制顶盖板6断面尺寸务求将排水斜槽进水口全部包裹，并用格为400g/m²无纺土工布2将排水斜槽进水口与顶盖板6之间的空隙填塞密实。

2)排水涵洞的封堵

第一步：首先在排水涵洞出口至上游设置不小于5m长的分别由块石3、碎石4、瓜米石5构成的反滤体，块石3、碎石4、瓜米石5的粒径同上，依次设置；在排水涵洞封堵前在排水涵洞内预埋一定数量的用来引排排水斜槽及排水涵洞内渗水的PE排渗管7，所述的PE排渗管7为φ75mm的花管，***包裹2层规格400g/m²的无纺土工布2，并采用镀锌铁丝扎牢；PE排渗管7的端部也包裹两层规格400g/m²的无纺土工布2，并采用镀锌铁丝扎牢。PE排渗管7用来引排排水斜槽及排水涵洞内的渗水。在实际应用中，设块石3、碎石4、瓜米石5构成的反滤体的总长度为l，则：块石3段长0.46l，碎石4段长0.35l，瓜米石5段长0.19l。

第二步：在排水涵洞出口处布置一道封闭混凝土拦挡墙9用于封堵排水涵洞出口，拦挡墙9的混凝土标号不小于C30，基础应坐落在老土层上，并深入地面以下深度不小于1.5m，拦挡墙9的断面尺寸务求将排水涵管出口全部包裹，防止随着时间的推移，逐渐增大的水压将反滤体冲出涵洞外。

本发明一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法已经分别在某铜矿尾矿库老的排洪***及某铁矿尾矿库闭库设计中应用，封堵效果极好，且工程费用低，避免了由于排洪***封堵失效带来的安全隐患及风险，受到了用户的高度评价。

Claims (6)

1.一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，在排水斜槽与排水涵洞之间设有连接井(8)，其特征在于采用以下技术方案：

1)排水斜槽的封堵

第一步：首先将排水斜槽的斜槽盖板(1)全部盖上，并采用无纺土工布(2)将斜槽盖板(1)之间的空隙、斜槽盖板(1)与排水斜槽之间的空隙填塞密实，防止尾砂通过空隙进入排水斜槽中；

第二步：自上游排水斜槽进水口处向排水斜槽内自下而上分别回填块石(3)、碎石(4)、瓜米石(5)进行封堵，并利用长竹片捅、捣，将封堵体送入连接井(8)内；所述的排水斜槽内封堵段长不小于排水斜槽总段长的1/3；

第三步：在排水斜槽进水口设置一体式预制顶盖板(6)，所述顶盖板(6)断面尺寸务求将排水斜槽进水口全部包裹，并用无纺土工布(2)将排水斜槽进水口与顶盖板(6)之间的空隙填塞密实；

2)排水涵洞的封堵

第一步：在排水涵洞出口至上游设置不小于5m长的分别由块石(3)、碎石(4)、瓜米石(5)构成的反滤体；在排水涵洞封堵前在排水涵洞内预埋一定数量的用来引排排水斜槽及排水涵洞内渗水的PE排渗管(7)，所述的PE排渗管(7)为花管，***包裹1～3层无纺土工布(2)，并采用镀锌铁丝扎牢；

第二步：在排水涵洞出口处布置一道封闭混凝土拦挡墙(9)用于封堵排水涵洞出口，拦挡墙(9)的混凝土标号不小于C30，基础应坐落在老土层上，并深入地面以下深度不小于1.5m，拦挡墙(9)的断面尺寸务求将排水涵管出口全部包裹。

2.如权利要求1所述的一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，其特征在于：所述的块石(3)粒径范围为5～25cm，所述的碎石(4)粒径范围为0.5～2cm，所述的瓜米石(5)粒径小于0.5cm。

3.如权利要求2所述的一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，其特征在于：排水斜槽内封堵段长为排水斜槽总段长的1/3～3/7。

4.如权利要求1、2或3所述的一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，其特征在于：在步骤1)中，设排水斜槽内封堵段长为L，则：

块石(3)段长0.40～0.55L；

碎石(4)段长0.25～0.40L；

瓜米石(5)段长0.15～0.25L。

5.如权利要求4所述的一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，其特征在于：在步骤2)中，设块石(3)、碎石(4)、瓜米石(5)构成的反滤体的总长度为l，则：

块石(3)段长0.40～0.50l；

碎石(4)段长0.25～0.40l；

瓜米石(5)段长0.15～0.25l。

6.如权利要求5所述的一种尾矿库排水斜槽和排水涵洞的联合封堵、疏排方法，其特征在于：所述的无纺土工布(2)的规格为400g/m²，所述的PE排渗管(7)的规格为φ75mm。

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