金堆城栗西尾矿库坝体渗流的原因及其治理

工布化学淤堵。改进方案是： 去掉滤管外包土工布， 只在其进水端包扎土工布。为了加大排渗量， 在洞 室东侧加设 * 根 !$$& "" 的钢管和 )! 根 !))& "" 的钢管。在进洞深 * " 位置， 先砌块石 ) " 高， 在其 上部进行砌石封堵， 表面作抹灰处理， 隔离空气进入 洞内。底部铺 !&& ; 8 "$ 土工布。土工布沙袋与封 堵墙之间依次回填卵石、 粗砂、 卵石分级滤料 $ " 高， 处理后导水管出水充足， 无尾砂泄漏。 % ’ $! 降低坝体浸润线 降低坝体浸润线， 一方面可以减少下游水力压 力， 减少地下水的挟砂、 潜蚀能力， 降低初期坝段坡 降， 从而减少漏砂量； 另一方面消除由于坝体浸润线 升高而导致坝体的局部泛碱沼泽化、 渗漏、 管涌等隐 患。根据尾矿坝升高情况， 共计打了 - 口辐射井。 （ ) ）辐射井技术参数。排降深度根据规范和坝 体稳定计算和现场实际情况确定为 -’ & % *’ ( "， 上 下两排水平孔间距 $’ ( % $’ & "， 开孔率为 )(< ， 坡 度 +< ， 贯入长度 5& "。 （ $ ）采用材料。马来西亚第三代软式透水管。 这种透水管具有侧向透水反滤和纵向排水双重功 效， 而且， 可满足滤层保砂性要求， 不易发生严重淤 堵， 管壁滤布反滤特性较好， 可满足反滤排水要求。 （ + ）垂直塑料排水板立体降渗。垂直塑料排水板 可穿透相对隔水层， 沟通上下含水层， 提高垂直渗透能 力， 排水板埋设位置在滤管中段的两侧和平行坝轴方 向， 埋设深度自坝面至水平滤管的埋深减去 &’ ( "。 % ’ %! 局部水平孔排渗 由于地形影响， 有辐射井涉及不到的范围， 有可 能导致局部地段出现管涌及沼泽化现象。为此， 采 用了局部水平孔排渗， 解决了坝体局部地段渗漏。 % ’ &! 化学淤堵治理 +’ !’ )2 交通洞化学淤堵治理措施 （ ) ）在坝面上对高渗透性、 疏松的粗砂颗粒加 以压实， 减少硫的氧化物的产生。 （ $ ）对上面两排排渗管道进行清理。 （ + ）取出的滤水管出口埋到水里， 不与空气接 触， 减少 ./ （ 01） + 生成及脱水生成凝胶。 （ ! ）在一定位置上埋设管网， 用阀门控制压力 和流量， 管网的埋设深度视淤堵开挖深度而定， 但必 须保证滤水管埋到水下。定期冲刷土工布及滤水管 上的化学淤积物， 保证反滤层不受到破坏。 通过以上措施解决了滤水管淤堵问题， 目前运 行效果良好。
参考文献：
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存有上层滞水， 枯水期消失。 #))O 年栗西尾矿坝 & P #& 道子坝坝脚出现渗 水， 其中 / P O 道子坝左岸渗漏及沼泽化现象严重， 坝下交通洞漏砂。&%%% 年 #" P #) 道子坝分别在坝 - P ) 道子坝坝坡脚西 坡脚东端 /% > 范围有渗水， 端约 -% > 范围有渗水， 排水沟沟壁小股射流， 局部 泛碱呈沼泽化。坝面排水沟均不同程度出现沉陷情 况， 在 / P - 道子坝出现大面积陷坑， 局部陷坑直径 & > 多， 深度近 & >。&%%/ 年交通洞整个排渗管道 已被黄色絮状沉积物覆盖， 反滤层受到破坏。洞左 边排渗管道已被淤堵， 管内渗水量很少； 交通洞中部 靠右， 絮状物厚度 &%% P $% >>， 下部小管径管道不 出水， 渗水漫过滤体顶部溢出。&%%- 年， 由于排渗 & P #& 体淤堵， 排渗能力下降， 致使坝体浸润线升高， 子坝西侧出现沼泽化， 局部出现管涌现象。 上述问 题 已 严 重 影 响 到 尾 矿 坝 安 全， 需进行 治理。
&%%* . %" . %$ ! 收稿日期： 万方数据 作者简介： 贺金刚 （ #)"& . ） ， 男， 陕西人， 学士， 工程师， 从事岩土工程工作， Y>F1;： ><@::>/%OZ #&*+ 5:>。
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矿 业 研 究 与 开 发2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 $&&, ， $, （!） 2
万方数据 水实验， 结果证明该方案效果不佳， 其主要原因是土
% 贺金刚， 等： % 金堆城栗西尾矿库坝体渗流的原因及其治理
0) 控制不当， 或侵蚀、 管涌， 或地震液化作用。研究目 前及扩容加高后的地下水对尾矿坝渗流稳定的影响 是当前面临的主要问题。 （ $ ）化学淤堵的机理仍需进一步探讨。由于化 学淤堵导致排渗体局部失效， 排水能力下降， 致使坝 体浸润线上升， 坝体局部出现沼泽化、 管涌等现象。 （ ! ）栗西尾矿坝渗流控制研究与实践取得了进 展， 但从可持续发展和环境保护方面考虑， 面临坝体 稳定、 排渗体降效、 坝体渗流主动控制等诸多技术问 题亟待解决。
+2 尾矿坝渗流控制及渗漏治理实践
结合国内尾矿坝治理的成功经验， 根据栗西尾 矿坝漏砂及渗透变形破坏现状提出并采用了下游坝 脚压坡与上游辐射井降水的治理方案。 % ’ "! 交通洞漏砂治理 （) ） 贴坡反滤。在初级坝下挖一 +,’ $ " 3 + " 3 $ " 槽体到基岩， 底铺 $& % +& 4" 黄砂找平， 并铺一 层土工布， 在坝脚出水点部位埋设 + 条 !$&& "" 软 式透水管， 槽体内填 $& % 5& 4" 卵石滤料。但由于 交通洞部分反滤层不连续， 产生集中渗流， 渗漏问题 未得到彻底解决。 （ $ ）压坡反滤。起初采用在洞口压土工布、 砂 袋， 并配合 .67 8 7#9 复合管， 洞内回填粗砂、 卵石 等分级滤料的方案。当日滤砂排渗效果十分明显， )( : 后渗水漫过滤体顶部溢出， 大部分滤管出水量 不足原来的 ) 8 + 。后用 !$$& "" 钢管外缠 *& 目铜 丝网代替复合管。将两种材料滤管埋于沙中进行渗
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尾矿坝渗流原因分析
从坝脚外坡 / 个泄水孔处选取 / 件试料进行室
> + ?@ 初期坝反滤层部分失效 内颗粒分析的结果 （ 见表 # ） 声明， O$R 被水带出的 与堆积坝 尾砂为 %+ - P %+ # >> 的尾中砂和尾细砂， 体颗粒相当。因原设计坝上游坡细粒级反滤层就是 %+ &- P & >> 砂砾， 粗料级反滤层为 &% P *% >> 碎 石层， %+ - P # >> 尾砂随反滤层细粒一块流失。这 主要与初期放砂时大量水体的冲刷及反滤层中缺中 粒级层有关； 加之施工中滤料控制不严， 反滤层上面 覆盖的保护层空隙太大， 大量的反滤层细粒都被水 流带走， 可见反滤层已部分失效。 > + >@ 坝中部原交通洞封堵不严 尾矿坝投产至今尾砂一直渗漏， 与初期坝中部
$ ’ %! 排渗体淤堵 各类尾矿库工程排渗系统随着时间延长普遍存 在着排渗体淤堵现象。由于排渗体局部发生淤堵， 使得排渗系统的排渗能力下降， 致使坝体内水不能 及时排出， 坝体内浸润线升高。这是导致坝面沼泽 化、 管涌、 渗漏等渗透变形破坏的另一个原因。 氧化亚铁杆菌使砂中的黄铁矿与水及氧发生一 系列的化学反应， 在饱和流条件下生成的 ./ （ 01 ） + 以溶胶的形式通过土工织物， 不产生淤堵， 但在非饱 （ 01 ） 和流条件下， 氧化反应加快了 ./ + 的生成速 度， 而且 ./ （ 01 ） 并粘附 + 脱水由溶胶转化成凝胶， ./ （ 01 ） 在土工织物的纤维上， + 的凝胶不断积累， 造成化学淤堵。从而造成尾矿坝排渗系统排水能力 下降， 坝体浸润线升高。
!" #" $% 辐射井导水管化学淤堵治理 由于辐射井导水管淤堵， 排水能力下降， 致使辐 射井水位上升， $ & ’$ 级到子坝局部地段出现沼泽 化、 管涌现象。$(() 采用机械除垢的方法， 对井中 导水管进行疏通。根据坝体浸润线变化情况和辐射 井的水流量及其多年的运行情况， 对 ’， $， !， #， )， * 号辐射井分别增设一根导水管， 以增强其排渗能力。 从目前运行情况来看， 效果明显， 坝体浸润线普遍下 降 $ + 以上。 ! " "# 治理效果 监测显示排渗工程覆盖范围内的各观测孔水位 普遍降低 $ + 以上。原来坡面严重渗水、 涌砂现象 得到治理； 疏通后的 , 口辐射井的排渗量每天近万 立方米， 水质清澈， 含沙量为零。交通洞漏砂、 坝面、 坝脚渗水及沼泽化现象基本消除， 排渗效果显著， 坝 体稳定性得到明显改善。