一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尾礦庫(kù)壩體排滲系統(tǒng)，尤其涉及一種粘性土初期壩的壩體排滲，特別適用于采用上游法堆筑的尾礦庫(kù)，實(shí)現(xiàn)粘性土初期壩的壩體排滲。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦庫(kù)是礦山生產(chǎn)中的重要設(shè)施，它既是一座人為形成的高位泥石流危險(xiǎn)源，又是環(huán)境污染源，是非煤礦山的重大危險(xiǎn)源之一，生產(chǎn)運(yùn)行期間尾礦壩的穩(wěn)定性對(duì)于礦山安全生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。采用上游式尾礦筑壩的尾礦庫(kù)由于成本較低，在我國(guó)大范圍采用；上游法尾礦庫(kù)由初期壩+后期堆積壩組成，初期壩一般由石料或土料構(gòu)筑，在石料匱乏地區(qū)常用土料進(jìn)行堆筑，采用土料堆筑的初期壩雖然造價(jià)低廉但由于透水性差容易造成壩體浸潤(rùn)線過(guò)高，其安全性相對(duì)較低且后期排滲降水困難。近年來(lái)，采用粘性土初期壩的上游式尾礦庫(kù)浸潤(rùn)線溢出、滲漏等安全事故頻頻發(fā)生，直接危及尾礦庫(kù)及周邊構(gòu)筑物安全，更可能對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全與和諧的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。
[0003]尾礦庫(kù)內(nèi)的水沿尾礦顆粒間的孔隙向壩體下游方向不斷滲透形成滲流，穩(wěn)定滲流的自由水面線稱為浸潤(rùn)線。對(duì)于上游式尾礦筑壩的尾礦庫(kù)而言，浸潤(rùn)線的高度直接關(guān)系到壩體穩(wěn)定及其安全性，尾礦壩內(nèi)浸潤(rùn)線位置越高，壩體穩(wěn)定性越差，地震液化的可能性也越大。在設(shè)計(jì)階段就設(shè)置合理的初期壩降排滲系統(tǒng)進(jìn)行壩體排滲，降低其運(yùn)行階段的浸潤(rùn)線高度，對(duì)增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性、確保尾礦庫(kù)安全運(yùn)行具有重要意義。
[0004]目前，對(duì)于采用粘性土初期壩的上游式尾礦庫(kù)，降低初期壩浸潤(rùn)線常用的方法主要有二種:一種是在初期壩外坡布設(shè)若干外包反濾層的水平排滲管進(jìn)行水平排滲；另一種是在初期壩外坡設(shè)置若干垂直排滲井，采用梯度比差異較大的材料進(jìn)行集水排滲，從而達(dá)到降低初期壩壩體浸潤(rùn)線的目的。
[0005]實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有粘性土初期壩降排滲措施存在如下問(wèn)題:
(I)現(xiàn)有排滲設(shè)施大多布置于初期壩外坡，其排滲作用在垂直向和水平向深度有限，在其發(fā)揮作用時(shí)浸潤(rùn)線已經(jīng)處于較高位置，對(duì)壩體安全不利。
[0006](2)現(xiàn)有排滲設(shè)施大多采用人造土工合成材料進(jìn)行排滲，在尾礦庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生淤堵，造成其排滲效果大大降低。
[0007](3)現(xiàn)有排滲設(shè)施未能起到截?cái)酀B流補(bǔ)給來(lái)源的作用，未能實(shí)現(xiàn)本質(zhì)化安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有尾礦庫(kù)粘性土初期壩排滲系統(tǒng)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，該排滲系統(tǒng)應(yīng)用于尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲，具有可靠性高、布設(shè)簡(jiǎn)單、耐久性高、排滲量大的特點(diǎn)，特別適用采用粘性土初期壩的上游式尾礦庫(kù)降排滲需要。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，它是由布設(shè)在粘性土初期壩內(nèi)坡的貼坡排滲層和布設(shè)在粘性土初期壩壩基的滲濾水排出管道組合構(gòu)成；所述的貼坡排滲層由覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯、粗砂層、卵石層、塊石層自粘性土初期壩內(nèi)坡至庫(kù)內(nèi)方向依次鋪設(shè)構(gòu)成，所述的滲濾水排出管道由UPVC排水管、外包在UPVC排水管端部上的滌綸土工布組合構(gòu)成，在UPVC排水管端部上設(shè)有花眼，以增加排水；所述的UPVC排水管端部布設(shè)至貼坡排滲層的內(nèi)下部。所述的滌綸土工布麻絲綁扎牢固，滌綸土工布起反濾排滲作用，防止漏砂。
[0010]所述的UPVC排水管為一排，相鄰UPVC排水管之間的間距為8?12m。
[0011]所述的UPVC排水管端部花眼段的長(zhǎng)度為1.0?2.0m，花眼的孔徑Φ為7?9mm，以8 mm為宜。
[0012]所述的花眼按60°間距沿UPVC排水管端部按梅花型布置，縱向間距40?60mm，以50mm為佳。
[0013]為增加排滲效果，所述的粗砂層中的粗砂為砂土中礫粒含量不大于25%、而粒徑大于0.5毫米的含量超過(guò)總質(zhì)量50%的砂構(gòu)成；所述的卵石層中的卵石為粒徑20?40mm無(wú)棱角的天然粒料；所述的塊石層中的塊石為飽和抗壓強(qiáng)度不小于15MPa、橫截面邊長(zhǎng)不小于15厘米的石塊。
[0014]所述的UPVC排水管(5)的型號(hào)為110X5.0，所述的滌綸土工布的規(guī)格為200g/m\250g/ m\300g/ m2中的一種，根據(jù)尾礦顆粒粗細(xì)視情況選定，一般選用250g/ m2滌綸土工布。
[0015]本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)采用以上技術(shù)方案后，具有以下效果:
(I)該排滲系統(tǒng)具有排滲量大、面狀排滲的特點(diǎn)，能有效截?cái)喑跗趬蔚臐B流補(bǔ)給來(lái)源，確保粘性土初期壩的安全。
[0016](2)在初期壩堆筑期間即可修筑，而且具有操作方便、可靠性高、低成本的特點(diǎn)，能滿足尾礦庫(kù)粘性土初期壩壩體的排滲需要。
[0017](3)主要采用天然反濾材料進(jìn)行組合排滲，在尾礦庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中不容易發(fā)生淤堵，可靠性高、使用周期長(zhǎng)。
[0018](4)在尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)首次采用覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯，遇水可膨脹25倍以上，使其形成均勻的黏性高且濾失量低的膠體系統(tǒng)，持續(xù)的吸水膨脹結(jié)果是覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯自身達(dá)到密實(shí)，從而具有非常好的防水作用。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)UPVC排水管端部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記為:1 一覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水越;2一粗砂層；3—卵石層；4一塊石層；5—UPVC排水管；6—UPVC排水管端部；7—滌綸土工布。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]由圖1所示的本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖并結(jié)合圖2看出，本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)是由布設(shè)在粘性土初期壩內(nèi)坡的貼坡排滲層和布設(shè)在粘性土初期壩壩基的滲濾水排出管道組合構(gòu)成。
[0023]所述的貼坡排滲層由覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯1、粗砂層2、卵石層3、塊石層4自粘性土初期壩內(nèi)坡至庫(kù)內(nèi)方向依次鋪設(shè)構(gòu)成。覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯I可以顯著提高承載面的抗?jié)B、穩(wěn)定作用，截?cái)喑跗趬蔚臐B流補(bǔ)給來(lái)源；粗砂層2中的粗砂為砂土中礫粒含量不大于25%、而粒徑大于0.5毫米的含量超過(guò)總質(zhì)量50%的砂構(gòu)成，砂層2起到反濾排水的作用，確保上部堆積壩土體顆粒穩(wěn)定；卵石層3采用粒徑20?40mm無(wú)棱角的卵石，能在粗砂和塊石間起到過(guò)渡作用，防止漏砂；塊石層4中的石塊采用飽和抗壓強(qiáng)度不小于15MPa、橫截面邊長(zhǎng)不小于15厘米的塊石，塊石層4能夠起到壓坡及護(hù)坡的作用。所述的UPVC排水管端部6布設(shè)至貼坡排滲層的內(nèi)下部。滲濾水排出管道起到將系統(tǒng)內(nèi)滲濾水排出的作用。
[0024]這里的橫截面邊長(zhǎng)是指沿石塊長(zhǎng)度方向的中間位置的切割面外緣周長(zhǎng)的1/4。
[0025]由圖2所示的本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)UPVC排水管端部結(jié)構(gòu)示意圖并結(jié)合圖1看出，所述的滲濾水排出管道是由一排UPVC排水管5、外包在UPVC排水管端部6上的滌綸土工布7組合構(gòu)成，在UPVC排水管端部6上設(shè)有花眼，UPVC排水管端部6花眼段的長(zhǎng)度為1.0?2.0m，花眼的孔徑Φ為7?9mm，一般選擇Φ8πιπι花眼，所述的花眼按60°間距沿UPVC排水管端部6按梅花型布置，縱向間距40?60mm。本發(fā)明采用滲濾水排出管道，可以增強(qiáng)排水能力，使得系統(tǒng)內(nèi)滲濾水能夠有效的進(jìn)入U(xiǎn)PVC排水管5內(nèi)排出。
[0026]所述的UPVC排水管5的型號(hào)為110 X 5.0，所述的滌綸土工布7的規(guī)格為200g/ m2、250g/ m\300g/ m2中的一種，根據(jù)尾礦顆粒粗細(xì)視情況選擇合適規(guī)格的滌綸土工布7，滌綸土工布7起到反濾排滲作用，防止漏砂。
[0027]本發(fā)明一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用表明，這種新的尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)排滲降水功能，能有效截?cái)喑跗趬蔚臐B流補(bǔ)給來(lái)源，確保粘性土初期壩的安全，能實(shí)現(xiàn)在初期壩堆筑期間即可修筑，具有操作方便、可靠性高、低成本的特點(diǎn)，在尾礦庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中不容易發(fā)生淤堵，可靠性高、使用周期長(zhǎng)，能滿足尾礦庫(kù)粘性土初期壩壩體的排滲需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，其特征在于:它是由布設(shè)在粘性土初期壩內(nèi)坡的貼坡排滲層和布設(shè)在粘性土初期壩壩基的滲濾水排出管道組合構(gòu)成；所述的貼坡排滲層由覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯(I )、粗砂層(2)、卵石層(3)、塊石層(4)自粘性土初期壩內(nèi)坡至庫(kù)內(nèi)方向依次鋪設(shè)構(gòu)成，所述的滲濾水排出管道由UPVC排水管(5 )、外包在UPVC排水管端部(6)上的滌綸土工布(7)組合構(gòu)成，在UPVC排水管端部(6)上設(shè)有花眼；所述的UPVC排水管端部(6)布設(shè)至貼坡排滲層的內(nèi)下部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，其特征在于:所述的UPVC排水管端部(6)花眼段的長(zhǎng)度為1.0?2.0m，花眼的孔徑Φ為7?9mm。
3.如權(quán)利要求2所述的一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，其特征在于:所述的花眼按60°間距沿UPVC排水管端部(6)按梅花型布置，縱向間距40?60mm。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，其特征在于:所述的粗砂層(2)中的粗砂為砂土中礫粒含量不大于25%、而粒徑大于0.5毫米的含量超過(guò)總質(zhì)量50%的砂構(gòu)成；所述的卵石層(3)中的卵石為粒徑20?40mm無(wú)棱角的天然粒料；所述的塊石層(4)中的塊石為飽和抗壓強(qiáng)度不小于15MPa、橫截面邊長(zhǎng)不小于15厘米的石塊。
5.如權(quán)利要求4所述的一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，其特征在于:所述的UPVC排水管(5)的型號(hào)為110X5.0，所述的滌綸土工布(7)的規(guī)格為200g/m2、250g/m2、300g/ m2中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尾礦庫(kù)粘性土初期壩的排滲系統(tǒng)，它是由貼坡排滲層和滲濾水排出管道組合構(gòu)成；所述的貼坡排滲層由覆膜鈉基膨潤(rùn)土防水毯（1）、粗砂層（2）、卵石層（3）、塊石層（4）依次鋪設(shè)構(gòu)成，所述的滲濾水排出管道由UPVC排水管（5）、外包在UPVC排水管端部（6）上的滌綸土工布（7）構(gòu)成，在UPVC排水管端部（6）上設(shè)有花眼；所述的UPVC排水管端部（6）布設(shè)至貼坡排滲層的內(nèi)下部。本發(fā)明能夠很好地實(shí)現(xiàn)排滲降水功能，能有效截?cái)喑跗趬蔚臐B流補(bǔ)給來(lái)源，確保粘性土初期壩的安全，能實(shí)現(xiàn)在初期壩堆筑期間即可修筑，具有操作方便、可靠性高、低成本的特點(diǎn)，在尾礦庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中不容易發(fā)生淤堵，可靠性高、使用周期長(zhǎng)，能滿足尾礦庫(kù)粘性土初期壩壩體的排滲需要。
【IPC分類】E02D31-00
【公開號(hào)】CN104652492
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510009816
【發(fā)明人】王運(yùn)敏, 壽震宇, 曾霄祥, 代永新, 周玉新, 劉濤, 曹其光, 徐嘉辰
【申請(qǐng)人】中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日