山区尾矿库阶段性高台阶平台修筑防渗施工技术的研究

山区尾矿库阶段性高台阶平台修筑防渗施工技术的研究

奎 敏 王运枝

洛阳栾川钼业集团股份有限公司  471500

摘要：防渗工程是保障地质结构复杂区域尾矿库周边生态环境及地下水安全的配套基础设施，但山区尾矿库防渗工程尤其是地质条件复杂区域的尾矿库防渗工程往往施工难度很大、投资金额高。分阶段、高台阶平台修筑防渗施工技术很好的解决了防渗工程一次性投资大，现场施工安全风险高等问题，在实际项目建设中取得了非常好的效果。

一、项目情况概述

为确保项目工期、节省投资，洛钼选矿公司尾矿库首期防渗工程在尾矿库建设初期实施完成，根据其实际生产情况，其二期防渗工程施工范围为 1145m 水平至 1190m 水平。

主要实施内容包括：膜下排渗层、库底排渗层、库底及岸坡防渗层、岸坡修整及嵌固平台、岸坡混凝土素喷、不稳定岸坡挂网、锚杆喷砼等施工内容，岸坡面积共约 33.1 万㎡，库底排渗区域总面积约 2.1 万㎡，库底膜下排渗层总长度约 645m，不稳定岸坡挂网、锚杆喷砼总面积约 4.8 万㎡。

图1 洛钼集团选矿公司尾矿库现状图

二、岸坡平台修筑

一般岸坡采用机械加人工清基的处理方式清表、清理平整，岩石较硬的开挖区域采用风镐和破 碎锤进行开挖施工，坚硬岩石及凸出部分孤石、危岩岸坡采用光面爆破或松动爆 破方法进行破碎平整，较为陡峭的库区边坡清表施工采用长臂挖机进行清理平整。

岩石破碎、岩石走向复杂段岸坡，使用黄土将坡面破碎岩石间隙充填初平，并采用边坡压实机(采用长臂挖掘机配合挖掘机液压夯头)压实，喷射混凝土和挂网及锚杆喷砼。

喷砼工作需使用喷浆台车完成。

岸坡平台高度根据现场实际情况确定，包括但不限于 15m，1160m 嵌固平台宽5米，1175m 嵌固平台宽5米，1190m 嵌固平台宽5米。

三、岸坡防渗层

1、库区防渗岸坡区域：断层区域（I 型）和一般区域（II 型）。

2、岸坡防渗层共分为两型，其中岸坡Ⅰ型防渗层用于岸坡断层等不良地质处，岸坡Ⅱ型防渗层用于库区岸坡其他处。

3、嵌固齿槽均要求清基至中风化基岩，齿槽采用碎石土回填，同时各层土工材料（土工布、土工膜、膨润土毯等）嵌固在齿槽内的长度不小于 1.0m，并在齿槽处预留一定裕度，防止不均匀沉降时撕裂防渗材料。

四、主动防护

（1）对于孔深小于或等于 5 米的炮孔：装药量 Q=e（炸药换算系数）×q（炸药单位消耗量）×a（炮孔间距/m）×b（炮孔排距/m）×h（炮孔深度/m）；

（2）对于孔深大于 5 米的炮孔：装药量 Q=e（炸药换算系数）×q（炸药单位消耗量）×a（炮孔间距/m）×H（所爆阶梯高度/m）×W（最小抵抗线/m）；

选用炸药 e 值取 1；挖方岩石类别以Ⅳ、Ⅴ类岩石为主；q 值取值见下表。具体孔网参数根据实际开挖断面布置。

各种岩石爆破的单位耗药量 K 值和 q 值

注：K 值——标准抛掷爆破时每爆破 1m3 岩石所消耗的炸药量； q 值——松动爆破时每爆破 1m3 岩石所消耗的炸药量；

（3）光面爆破及预裂爆破。用于高边坡开挖,保证边坡坡率准确，坡面平顺，减少边坡岩层的破坏及扰动。光面及预裂爆破单孔装药量：Q（每米炮孔装药量）=9×d2(炮口直径/m）；光爆孔排距根据岩石类别取 100cm～120cm 之间，预裂爆破排距根据岩石类别取80cm～100cm 之间，具体孔距由现场决定。

（4）孤石爆破。用于大块岩石的解小。Q（单孔装药量）=q（单位用药量）×w（最小抵抗线/m）×2L(孔深/m)。注：q 值根据岩石类别（250～280 克/立方米），具体用量由现场决定。

（5）爆破网络联接，爆破网路联接一律采用非电起爆系统,除引爆雷管使用火雷管外，其它部分全部采用各段次毫秒非电雷管，严禁在其他部分使用火雷管，以保证爆破安全。

（6）最大用药量计算（控制振速）为避免爆破震动对其它构筑物的破坏,爆炸中心点范围 200 米内有其他构筑物时,应控制装药量。Q1（最大装药量）=〔Rd/（Kc×a）〕

检验方法与允许偏差

边坡光爆及预裂孔痕迹率应达到 50%；边坡表面凹凸率应小于 150cm。

五、被动防护方案

（1）在部分工程段，为了防止已有防渗系统被落石击破，工程施工采用炮被+砂包覆盖防护，实现进一步防护。

（2）在爆破区域每个孔口压 1 个 25kg 的砂包，并在炮孔口表面覆盖可周转和移动的炮被，炮被要求：由废旧车胎编制而成，需要有较高的强度、弹性和韧性，不易折断，并有一定的重量，不易被爆炸气浪抛起，要求胶皮炮被厚度为 2cm，炮被规格为长1.6mx 宽 1.6m，单块重量为60kg，编织要严实，四面用钢丝扎紧。

（3）在爆破体炮被上再压砂包，砂包按 1m×1m 纵横间距摆放，以固定和压住炮被覆盖，同时防止大部分飞石不飞出，砂包和炮被用绳子捆在岸坡树根底端或打钢筋桩进行拉扯固定。

图2 炮被及沙包覆盖图

（4）为了确保 1145m 以下防渗层不被二期施工时砸破，分别在 1145m 嵌固平台和 1160m 嵌固平台的嵌固齿槽附近设置被动防护网，被动防护网高度为 5m， 拦截能力750kg~5000kg，主要由柔性的菱形钢丝绳、消能装置、支撑柱、侧拉锚绳及拉锚等组成。

（5）支撑柱采用工字钢 20a，工字钢总高度为 7.5m，支撑柱间距按 5m 设置，支撑绳为φ16 拉锚绳，拉锚采用 2 根φ16 的钢绳锚杆，消能装置为 GS-8001 减压环，柔性的菱形钢丝绳为 D0/08/150 型。

（6）在南北两岸的 1145m 嵌固平台各安装 500m 的 RX-075 型被动防护网，共计 1000m，采用可周转安装及拆除使用。

（7）采用可周转使用的方法进行安装，即支撑柱基础采用钻孔插入式安装，钻孔比支撑柱大 2~3cm，钻孔深度为 2.5m，支撑柱插入钻孔内再采用细砂填充以用于增加支撑柱的整体稳定性，拉锚锚入基岩内锚固并灌注 M30 水泥砂浆，拉锚与拉锚绳相连接。

（8）RX-075 型被动防护网底部受到的冲击力是最大的，为了减少被动防护网底部冲击力和减少损耗，因此在 RX-075 型被动防护网底部以上 1m 范围内均设置缓冲带，缓冲带的做法为 50cm 厚的砂袋+圆木和竹跳板（采用铁丝绑扎牢固）。

图3 被动防护网施工图

六、不可避免的修复

   土石方施工过程中不可避免的飞石砸坏已防护区域，飞石掉入要及时的标注、及时修复完成，同时施工过程中要特别重视重叠处的防护。

七、结论

分阶段、高台阶平台修筑防渗施工技术很好的解决了山区尾矿库防渗工程一次性投资大，现场施工安全风险高等问题，在实际项目建设中取得了非常好的效果。

参考文献：

[1] 张蓬. 水利工程堤防防渗施工技术分析[J]. 南方农业,2018

(1208):142-143.

[2] 李响. 水利工程堤防防渗施工技术探究[J]. 智能城市,

2018(407):156-157.

[3] 张荣, 张伟. 浅谈水利工程的堤防防渗施工技术[J]. 河南

水利与南水北调,2015（22）:7-8.