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1、1XXX 尾矿库加高扩容施工组织方案尾矿库加高扩容施工组织方案1 工程概况工程概况1.1 工程简介铜矿峪是 XXXXXX 集团有限公司的主要矿山，位于山西省 XX 县县城以北的 XXX 村内。XXX 尾矿库位于铜矿峪选矿厂西南 6km，篦子沟选矿厂以东 2km 的 XXX 河谷中，由下 XX 村处的尾矿坝和 XX 村处的拦洪坝围成。主要生产工程包括主坝治理工程、上游拦水坝加高工程（不含坝基处理工程） 、尾矿输送系统改造、回水系统改造、东梁治理工程、尾矿在线监测费用、尾矿库新建排洪系统等。1.2 本次加高扩容1.2.1 主坝治理和加高尾矿坝原设计使用到 570m 标高，总坝高 84m，初期坝为碾
2、压亚粘土坝，高 23m，后期坝采用尾矿上游法进行加高，外坡 1:6，高261m，本次设计尾矿库加高扩容到 585m 标高，仍采用尾矿上游法进行加高，堆积坝主体部分的下游平均坡度 1:6，靠东梁侧的部分坝体下游平均坡度 1:4，与前期堆坝工艺一致，堆坝过程中添加纵向导渗盲沟和横向导渗暗管。为防止雨水冲刷尾矿堆积坝坝面，尾矿堆积坝上升过程中，在坝面上设置纵、横向集水沟，坝肩设截水沟，并将后期坝面集水沟和坝肩截水沟与现有坝面坝肩排水系统连成一体。另在坝坡上覆盖废石或山坡土厚 0.20.3m，也可种植草以防粉尘飞扬，同时对雨水和渗流冲蚀可起到一定的防御作用。根据现场浸润线观测井的数据，主坝靠近西坝肩部
3、位浸润线埋深不足 2m，不能满足构筑物抗震设计规范对尾矿坝下游坝坡浸润线埋深的要求，况且主坝西坝肩曾出现过绕坝渗流和局部坍塌现象，针对绕坝渗流一直以来并没有采取专门的工程治理措施，所以需对主坝进行降排渗治理。参考类似工程经验，拟采取辐射井降渗方案，井位的布置需结合主坝及坝肩的工程水文地质情况而定。3在初期坝没有采取压坡措施之前，现状和加高后的坝体正常工况下边坡稳定安全系数不能满足规范要求，洪水和特殊工况下能满足；在初期坝采取了压坡措施之后，在原初期坝坝顶部位加厚 10m，再按1:3.3 坡比放坡交至初期坝坝脚，现状和加高后的坝体各工况下边坡稳定安全系数均能满足规范要求。1.2.2 东梁治理和加
4、高东梁位于库区东侧，主堆积坝东北部，邻近 XX 村。梁顶整体北高南低，标高介于 572.0589.0m 之间。东梁高差约48.052.0m，坡底标高介于 533.0540.0m 之间。梁体沟谷发育，局部边坡陡峭。最终确定东梁的治理与加高采取分段对待的方案：靠近上游拦水坝段标高不足 585m 处采用土料进行加高，并在东梁内坡采取覆膜、铺设排渗暗管的工程措施，在 XXXX 村庄附近修砌挡土墙或护坡以防山体滑坡影响村庄安全。4靠近主堆积坝段采取梁内坡尾矿放矿加高的方案，先进行局部开挖和回填，平整出较为顺直的 570m 标高平台，以利于尾矿放矿加高。堆积坝外坡采用 1:4，堆积坝坝底铺设排渗褥垫或设排
5、水棱体，加高过程中在坝体内埋设横向纵向排渗盲沟或暗管。堆积坝外坡坝脚处修砌排水明渠将堆积坝内渗水和东梁内坡雨水有序导走。除以上所述，整个东梁的外坡，在冲沟处需回填，陡坡段需进行削坡处理，保证边坡不陡于 1:2.9。1.2.3 上游拦水坝加高现上游拦水坝坝顶标高约 571m，坝顶有条省级公路 XX 路，东坝肩是溢洪道。 山西 XXX 工程设计研究有限公司完成的XXX 尾矿库、XXX 尾矿库闭库治理安全工程初步设计将拦水坝加高到了575m，本可研以此为依据，将拦水坝在 575m 基础上再加高到 585m标高。据XX 尾矿库、XXX 尾矿库闭库治理安全工程初步设计 ，拦水5坝从现标高 571m 加高
6、至 575m 采用了下游法，坝型为土石坝，筑坝主要材料为堆石砂砾石混合料，采用土工膜防渗，考虑到尾矿库日后有加高扩容的需求，坝顶已预留了足够的宽度以供继续加高。由于堆石砂砾石混合料透水性较大，现拦水坝透水性不佳，坝内浸润线将较高，需在现拦水坝坝顶设截水沟，将坝体渗水导入坝肩渗水回收池，池中设潜水泵适时将渗水打回尾矿库以防废水外排。关于坝体的防渗方式，考虑到施工等对铺膜质量的影响，建议改为粘土斜墙防渗，粘土斜墙横向需深入坝肩以防局部绕渗，竖向需深入坝基以拦截坝基渗流。根据现状安全评价 ，应对现拦水坝北侧坡面进行放坡处理，边坡调为 1:2.75，并铺上反滤层和护坡。经测算，拦水坝加高共需废石方量约
7、 95 万 m3，粘土方量约 25 万m3，扣除XXX 尾矿库、XXX 尾矿库闭库治理安全工程初步设计中 575m 以下土石方量，由 575m585m 加高部分需废石方量约 476万 m3，粘土方量约 8 万 m3。7上游拦水坝加高示意图81.2.4 排洪系统排洪系统由尾矿库上游拦排洪系统和尾矿库内排洪系统两部分组成。上游拦排洪系统由拦水坝和溢洪道组成。现尾矿库库内共有两套排洪系统，1 号和 2 号。1 号排洪系统已停止使用，正在使用的是 2 号排洪系统的最后一个排水井。上述两套排洪系统均是按尾矿库原设计标高 570m 进行的设计，现尾矿库要加高扩容到 585m 标高，首先须对 1 号、2 号
8、排洪系统作进一步封堵处理。另外，由于尾矿库干滩较缓，2 号排洪系统澄清距离已经不足，续建3 号排洪系统成为当务之急。据XXX 尾矿库、XXX 尾矿库闭库治理安全工程初步设计 ，上游水库已被多年来上游冲刷下来的泥砂淤至 561.30m 标高，已经超过了溢洪道堰顶高程，而且淤积速度很快。尾砂淤积削减了上游水库的调洪库容，且易造成溢洪道泄流通道的淤堵，因此，从防洪安全的角度出发，需适时清除库内淤积泥砂，保证库内泥砂淤积标高低于9560m，同时要定期检查和维护溢洪道，以保证泄流通道的畅通。以山西 XXX 工程设计研究有限公司完成的XXX 尾矿库、XXX 尾矿库闭库治理安全工程初步设计为依据，续建的 3
9、 号排洪系统布置在东梁北端，采用井洞式，排水井位于上游拦水坝东坝肩附近，井的进水标高按 564m 考虑。排水井高 21m，框架式井内径D=2.5m,城门型隧洞长约 950m，断面尺寸为 2.0m2.5m（宽高）,均为钢筋混凝土结构，洞出口接陡槽和消能工程，浆砌石结构。综上所述，针对尾矿库加高扩容到坝顶标高 585m 方案，尾矿库后期调洪库容大于千年一遇洪水总量的两倍，经调洪演算得知，对应一场千年一遇设计洪水所需的调洪高度在 1m 左右，库内水位距坝顶还差约 3m，干滩长接近 400m，超高和干滩长均满足防洪设计要求。1.2.5 回水系统尾矿库库内取水系统的能力满足要求，但东梁采取尾矿放矿加高1
10、0引起回水取水点发生了改变，所以仍需对现回水系统进行适当改造，主要涉及三方面内容：取水浮船移位、回水管线移位和延伸、相关回水泵站移位。另外现尾矿库上游径流利用系统将废除，若要对这部分水加以利用，需新建相关设施。上述内容的具体方案比较和设计待日后另立项完成，经与业主结合，本可研暂列入投资 1000 万。1.2.6 尾矿输送系统现尾矿输送系统为自流-压力输送系统，将铜矿峪选矿厂排出的尾矿送往主坝进行排放，该系统由自流流槽、尾矿加压泵站和压力输送管道三部分组成。本次加高扩容涉及库内压力输送系统改造、放矿设计两部分内容。压力输送系统改造主要指将现有前往主坝的压力输送管道移位，放矿设计包括东梁加设分散放
11、矿支管、主坝西侧支沟提前排矿设计、事故排矿口设计三方面。由于东梁采用梁内坡尾矿放矿加高方案，需将现有前往主坝的压11力输送管线移位，并加设分散放矿支管提前在东梁放矿，这有利于东梁附近库内尾矿的排水固结，增加尾矿的承载力，提升东梁上部尾矿堆积坝的稳定性。由地形图测算，前往主坝坝顶的管线约 2km 需移位，并在东梁约 1.7km 管线上增设分散放矿支管，管径 DN300，间距 8m，每 10 个放矿支管为一组，共 21 组。放矿时为使滩面均匀上升，各组交叉放矿，支管中流出的矿浆不应冲击东梁内坡面,应在支管尾部连接一段橡胶管将矿浆引至库底。尾矿库原事故排矿口因尾矿库扩容工程不能继续使用，需设置新的事
12、故排矿口主要供尾矿输送系统事故检修期间和尾矿坝加高期间使用。因主坝和东梁都需采用尾矿进行加高，上游拦水坝附近需布置排洪和回水系统有澄清距离的要求，因此新的事故排放口只能设在尾矿库西侧，从尾矿加压泵站接至事故排放口，需新增约 1.8km 的管线，管材使用钢管。1.2.7 尾矿库安全监测系统12现 XXX 尾矿库有主坝的浸润线和位移沉降观测系统。分别在509m、516m、524m、530m、536m、545m、555m 每道坝面上布设 3 座浸润线观测井，在初期坝面和 516m 坝面上，设置有 4 座坝体位移和沉降观测设施。本次设计需在主坝 555m 标高以上的子坝坝面上增设浸润线观测井，在 51
13、6m 标高以上的子坝坝面上增设位移沉降观测点，增设观测点的布置均遵照尾矿堆积坝岩土工程技术规范 （GB 50547-2010）执行。东梁底部砂卵石层排渗通道日后可能被淤堵到何种程度现阶段很难预见，计算对淤堵工况的模拟与实际固然存在差异，而且黄土具有湿陷性随时间变化的特点，因此，需加强东梁的位移和浸润线观测，以便及时发现问题并采取工程治理措施，确保东梁的安全。上游拦水坝为尾矿库的主要建筑物，直接关系到尾矿库的防洪安全，本次加高扩容需增设相应的变形和浸润线观测设施。除上述安全监测另需加设尾矿库在线监测系统，设计尾矿库安全13运行自动化监测系统，监测影响尾矿库及坝体安全的各种关键技术指标，记录历史、
14、现有的数据，分析变化趋势，及时发现安全隐患，提出安全预警，评估结构的可靠性，为尾矿库的维护和管理提供数据依据。在尾矿库安全运行监控中心设置数据库服务器，用于历史数据的存储，供尾矿库安全运行维护工作的查询及调用。辅以数据库技术，将数据以所需的形式保存，并可直接生成 EXCEL 或其他形式报表。电信专业设计的视频监视系统的监视器及主机也置于该监控中心内，对尾矿库关键地区的视频图像进行监视与记录。结合本工程尾矿库的总库容和坝高参数，确定其为二等库。检测控制回路如下：（1）坝体形变检测，包括坝体的内部形变及位移、沉降参数；（2）坝体浸润线检测。实时采集测压管内水位数据，利用软件，绘出坝体浸润线分布状态
15、；14（3）库区水情检测，包括库区水位和降雨量参数。实时监测库区水位的变化，特别是在汛期和生产排放时的变化情况，进而指导生产；（4）干滩检测，包括滩顶高程、干滩长度、干滩坡度、干滩特征点高程参数。通过对干滩高程的监测，利用软件分析，实时了解调洪高差和安全高差是否能够满足安全生产的需要，尤其是在汛期。1.3 水文气象条件1.4 施工用水用电架设临时用电线路，架设施工和生活用水水管，经实验合格就近协商供水。1.5 临时用地根据施工现场的条件，租用场地临时建筑作为临时住房，并在附近设置大型机械修配厂等临时设施，施工项目部设在施工现场。151.6 施工工期2 施工总体布置规划施工总体布置规划2.1 施
16、工总体部署经我单位充分熟悉地形图及平面布置图等资料和对现场及周围环境条件的详细调查，决定将本工程施工划分为三个工作区：主坝治理和加高工作区、东梁治理和加高工作区和上游拦水坝加高工作区。本次施工以机械为主，人工为辅，安全、优质、高效完成本工程施工任务。在施工工地设立工程项目指挥部，大型机械修配厂、设备及仓储区、临时住房等临时设施，确保物资运输通道，水电线路的布置等。严格按标准执行，树立企业形象，营造企业文化。2.2 施工准备2.2.1 临时设施修建16按施工平面布设临时建筑、供水、供电线路的铺设。施工机械进入现场经过的道路和卸车设备等，并事先做好必要的修筑、加密、加固等准备工作。2.2.2 场地清理包括拆除施工区域内建筑物或改建通讯和电力设备，上下水管及其他建筑物。2.2.3 地面排水沟我公司根据现场勘察情况及总图布置，拟用排水沟、截水沟等临时性排水设施，尽量与永久性排水设施相结合。尽量利用自然地形来设置排水沟，使水直接排至场外或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟协调在施工区域的边缘或或道路两旁，并根据最大流量确定其纵断面和纵向坡度。2
