都昌虎山尾礦庫的巖土設(shè)計特點分析

謝德芳

【摘要】虎山尾礦庫的位置是在江西省的都昌縣土塘鎮(zhèn)的官洞村官洞水庫上游的外側(cè)。尾礦庫建于2012年，由主壩和庫區(qū)兩部分組成。尾礦庫采用的是上游式筑壩型式。初期尾礦庫的壩采用的是碾壓堆石壩，尾礦庫總壩高達(dá)135m，總庫容為1742.11×104m3，尾礦庫目前為三等庫。

【關(guān)鍵詞】礦庫；巖土設(shè)計；特點

1、關(guān)于場地工程地質(zhì)條件說明

關(guān)于場地的工程地質(zhì)條件來說，一般可分為幾個方面，主要是地理條件，地形與地貌，地質(zhì)構(gòu)造方面，地層結(jié)構(gòu)，巖性特征，還有關(guān)于不良的地質(zhì)作用。

1.1地理位置

都昌虎山尾礦庫位于江西省的都昌縣的土塘鎮(zhèn)官洞村，在都昌虎山尾礦庫的周圍，交通比較便利，對于尾礦庫的建設(shè)，運輸材料等有便利及優(yōu)勢的作用。尾礦庫附近的交通主要是集中在公路方面，在尾礦庫的四周的城市通向都昌縣的公路五通八達(dá)，形成交通網(wǎng)，大大提高了庫區(qū)建設(shè)的便捷程度。

1.2地貌與地形

庫區(qū)的地形地貌基本屬于低山丘陵區(qū)，最高點和最低點分別為西北角和下游的溝谷處。庫區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境良好，植被覆蓋率較高，整個生態(tài)環(huán)境保護(hù)的較好，這對于庫區(qū)的穩(wěn)定性很有幫助。

1.3地質(zhì)構(gòu)造與地形結(jié)構(gòu)方面

庫區(qū)所覆蓋范圍，地質(zhì)條件較穩(wěn)定，沒有區(qū)域性斷裂的存在，庫區(qū)的主要地質(zhì)是東西向復(fù)式背斜的南翼。在對尾礦庫的工程地質(zhì)調(diào)查以及野外鉆探揭露的考察來看，尾礦庫的主要地層有中元古界雙橋山群（Pt2sh）巖層，人工填-沖積（Qml+al）層，人工填積（Qml）層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)等地層結(jié)構(gòu)。

1.4不良的地質(zhì)作用

對于庫區(qū)的建設(shè)來說，不良的地質(zhì)作用對于庫區(qū)的穩(wěn)定性和庫區(qū)的使用年限都存在很大的隱患。在考察庫區(qū)的地質(zhì)和地層之后，對于不良的地質(zhì)作用，如危巖和崩塌，活動斷裂，滑坡，泥石流，巖溶等不良的地質(zhì)對庫區(qū)的危害并不大，但是應(yīng)注意的是，庫區(qū)周圍臨時修路而開挖山體所以導(dǎo)致有局部小的危巖碎塊，所以庫區(qū)應(yīng)注意小局部的崩塌，在暴雨情況下的滑坡和泥石流。

2、尾礦堆積體沉淀規(guī)律以及巖土層物理力學(xué)性質(zhì)

這部分主要就是關(guān)于尾礦沉積的規(guī)律和尾礦庫區(qū)巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)，在這之前要了解到尾礦分層標(biāo)準(zhǔn)和原則。1、尾礦分層標(biāo)準(zhǔn)和原則，1尾礫砂粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量的25%～50%，2尾粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%，3尾中砂粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%，4尾細(xì)砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的85%，5尾粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%。2、粉性尾礦，尾粉土粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)不大于10。3、黏性尾礦，尾粉質(zhì)黏土塑性指數(shù)大于10，且小于或等于17，尾黏土塑性指數(shù)大于17。

尾礦沉積的規(guī)律和尾礦庫區(qū)巖土層的物理學(xué)性質(zhì)，尾礦的沉積有物理性質(zhì)和沉積特性兩方面決定。在具體的因素中，重力分選作用，放礦形式，干灘距離，尾礦池內(nèi)水位的變化會影響到尾礦沉積。對于庫區(qū)的巖土層的物理學(xué)性質(zhì)來說，根據(jù)野外的鉆探，原位的測試，土工的試驗來說，可以得出尾礦堆積體各巖層設(shè)計參數(shù)的。

3、場地水文的地質(zhì)條件

地質(zhì)條件分很多種類，對于場地水文的地質(zhì)條件來說，我們一般關(guān)心的是氣象方面，水文方面，水文方面我們進(jìn)一步了解的有地表水方面，地下水方面，除此之外，關(guān)于浸潤線，腐蝕性評價和滲透性評價與這個也息息相關(guān)。

3.1氣象與水文

庫區(qū)的氣候?qū)儆趤啛釒駶櫺约撅L(fēng)氣候區(qū)，整體氣候來說，雨熱豐富，春秋較短，冬夏較長。庫區(qū)與山間的河流由于在下游會匯合，所以在山谷的出谷處，庫內(nèi)的溝谷小溪流已經(jīng)不存在了。

3.2地表水與地下水

在勘測的過程之中，庫區(qū)的地表水來源主要有兩個方面：尾礦的排水以及大氣降水。并且，據(jù)調(diào)查，這一部分的水體也會通過尾礦的回水系統(tǒng)而繼續(xù)進(jìn)入到選礦車間進(jìn)行循環(huán)使用。庫區(qū)的地下水主要的部分是潛水，潛水的水位受到排礦位置的影響比較大。潛水主要通過尾礦體和壩體內(nèi)設(shè)置的排滲的設(shè)施而流向了初期壩的方向。

3.3浸潤線

浸潤線的勘察應(yīng)該采用干鉆，并且用套管護(hù)壁，當(dāng)?shù)叵滤霈F(xiàn)時就停止干鉆，記錄當(dāng)時的觀測記錄初見水位，等到24小時之后測量穩(wěn)定水位之后，就用泥漿將護(hù)壁鉆進(jìn)。

3.4腐蝕性評價與滲透性評價

在勘測時期，在壩體和庫區(qū)采取了地表水試樣，在水質(zhì)分析結(jié)果中，可以得到地下水的主要化學(xué)成分為以鈉，鈣等的陽離子以及以硫酸根等的陰離子為主。在勘測過程中，滲透性的試驗結(jié)果可得，由于尾礦的堆積層存在交錯層理以及尾粉土砂中也夾有薄層尾粉土所以滲透變異性比較大。

4、壩體以及庫區(qū)的調(diào)查

這部分主要包括兩個大方面，壩體調(diào)查和庫區(qū)調(diào)查，在此之外，排滲設(shè)施調(diào)查以及排滲效果的評價對壩體與庫區(qū)的研究也具有很重要的一部分因素。

4.1壩體調(diào)查與庫區(qū)調(diào)查

在勘察的過程中，在初期壩并未發(fā)現(xiàn)裂縫的存在，并沒有什么異象的產(chǎn)生，在壩體的護(hù)坡和維護(hù)方面比較好。壩體的排水溝面完好無損，溝內(nèi)也并沒有淤積堵塞的現(xiàn)象，壩排洪方面正常。對庫區(qū)的調(diào)查，庫區(qū)的匯水面積大約是在0.71平方千米左右。

4.2排滲設(shè)施以及排滲漏效果的評價

初期壩的基底下部有鋪設(shè)碎石加土工布分層設(shè)計的排滲體，這使壩體排滲運行的效果良好。

5、場地的地震效應(yīng)

對于大壩以及庫區(qū)來說，地震對于大壩和庫區(qū)的影響可謂說是很大了。當(dāng)大壩及庫區(qū)的建設(shè)及質(zhì)檢都很合格時，大壩和庫區(qū)的穩(wěn)定性會很強(qiáng)，對于地震有一定的防御影響。所以對于建筑場地抗震的設(shè)防烈度，尾礦壩抗震的等級，建筑場地類別劃分，抗震液化判定，抗震時程曲線，抗震驗算，抗震工程措施應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步研究。

根據(jù)勘察的結(jié)果來說，庫區(qū)的抗震設(shè)防烈度為六度，設(shè)計分組為第一組。根據(jù)調(diào)查來說，尾礦堆積壩抗震等級為二等，工程抗震的類別是乙類。場地內(nèi)有飽和砂土和粉土，場地的抗震設(shè)防烈度為6度。在抗震的過程中，根據(jù)工程的實際情況，采取有利于地震穩(wěn)定性的工程措施，如控制尾礦堆積的上升速度以及在壩附近的干灘設(shè)置排水措施等。

6、結(jié)論與建議

在庫區(qū)的范圍內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性活動斷裂、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)作用。從總體來看，場地是比較穩(wěn)定的。尾礦庫目前為三等庫，終期等別為二等庫。尾礦庫初期壩是碾壓堆石壩，壩基比較穩(wěn)定；堆積子壩壩面的設(shè)施很完善，坡面無沖刷等的現(xiàn)象，壩體排滲條件較好，沒有滲透變形，目前處于穩(wěn)定的狀態(tài)。為了有利于排水固結(jié)，現(xiàn)場應(yīng)該盡量調(diào)整放礦的參數(shù)，并保證均勻的放礦，有利于壩體的穩(wěn)定考慮應(yīng)控制壩體筑壩的速率。庫區(qū)后期咋加高及運行中，應(yīng)加強(qiáng)對堆場及尾礦壩內(nèi)浸潤線的長期觀測。汛期來臨前放低庫內(nèi)的水位，留足干灘的長度，采取有效的措施來保證尾礦庫安全渡汛。尾礦庫的建設(shè)會導(dǎo)致庫內(nèi)四周山體植被被清理，兩岸會由于修建臨時道路建設(shè)開挖山坡，形成碎石土松散堆積體，應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)拇胧┳o(hù)坡確保邊坡穩(wěn)定性，防止在暴雨情況下引發(fā)小型滑坡、泥石流等不良影響。

參考文獻(xiàn)：

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