一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法及结构与流程

本发明涉及尾矿筑坝的技术领域，特别是涉及一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法及结构。

背景技术：

随着我国选矿技术的提升，磨矿粒度越来越细。近年来，许多金矿、银矿、铅锌矿企业在用的上游式尾矿库入库尾砂粒度细，颗粒级配差，黏粒含量较大。该类尾砂入库后导致尾矿库沉积滩面强度低，尾砂直接筑坝作业难度很大。虽然有些企业仍然采用尾砂上游法直接筑坝，但坝体安全度特别是动力稳定计算难以满足规范要求。很多矿山企业不得不选择一次性筑坝或废石筑坝来保证尾矿库运行，既提高了运行成本又增加了管理难度。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高坝体强度、降低施工难度的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法及结构，旨在通过抛石挤淤对现状滩面进行强度加固，保证筑坝的基础强度，通过旋流器进行尾砂分级，采用旋流器底流尾砂直接筑坝，筑坝尾砂中间隔铺设高强度土工合成材料，通过土工合成材料与筑坝尾砂间的摩擦、钳固作用提高坝体强度，该种方法的实施既能保证尾矿坝在各种运行工况下的坝体稳定，又降低了施工难度，减少了投资。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法，包括以下步骤：

s1、在距离现状堆积坝滩面上游侧一定距离处进行抛石挤淤对滩面进行加固；

s2、在完成抛石挤淤后形成的加固滩面上铺设高强加筋耐腐土工布；

s3、在高强加筋耐腐土工布上方采用旋流器底流粗尾砂堆筑子坝。

一种可能的技术方案中，所述步骤s1中抛石挤淤的位置距离现状堆积坝的坝顶水平距离为15.0m，抛石挤淤的抛填体顶宽度为10.0m。

一种可能的技术方案中，所述步骤s1中抛石挤淤的具体实施步骤为：

1)在距离现状堆积坝滩面上游侧一定距离处由坝体一侧向另一侧分段推进抛填石料，分段推进，每段长度为3.0m～5.0m；

2)每段抛填至露出滩面20.0cm～50.0cm以后，采用推土机推平、碾压；

3)进行沉降量监测，当垂直沉降量h’＞2.5cm/d时，继续进行石料抛填、碾压；直至垂直沉降量h’≤2.5cm/d，进行下段抛石挤淤。

一种可能的技术方案中，所述步骤s2中高强加筋耐腐土工布的上下两侧表面粘黏土工格栅，其抗拉强度＞200kn。

一种可能的技术方案中，所述步骤s2中高强加筋耐腐土工布深入库区内长度为100.0m。

一种可能的技术方案中，所述步骤s3中旋流器底流粗尾砂中-200目粒径占筑坝全尾砂比例不大于50％。

一种可能的技术方案中，所述步骤s3中子坝堆筑完成后，在子坝的坝顶及内外边坡均包裹高强加筋耐腐土工布。

一种可能的技术方案中，所述步骤s3中子坝的每级顶宽为40-100m。

一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝结构，是根据任一项上述的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法而得到的。

与现有技术相比本发明的有益效果为：通过抛石挤淤，加快了深层尾砂的排水固结，提高了现状滩面强度；经现场勘察试验证明，通过坝体中加入高强加筋耐腐土工布，筑坝方式能够大大提高表层尾砂标贯指数，提高坝体内尾砂物理力学性质，提高坝体稳定安全系数，降低了施工难度，减少了投资；筑坝作业实施后，0～60m范围内干滩表层强度提高速度快，该区域承载力可以满足小型机械运行要求，为在该区域内设置排渗设施、观测设施提供了条件。

附图说明

图1是本发明实施例的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的效果示意图；

图2是本发明实施例的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的抛石挤淤位置示意图；

图3是本发明实施例的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的加筋子坝结构示意图；

图4是本发明实施例的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法在尾矿库整体位置平面布置图；

附图标记：1-初期坝；2-现状堆积坝；3-抛石挤淤区；4-子坝；5-高强加筋耐腐土工布。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法，包括以下步骤：

s1、在距离现状堆积坝2的滩面上游侧一定距离处进行抛石挤淤对滩面进行加固，形成抛石挤淤区3；

s2、在完成抛石挤淤后形成的加固滩面上铺设高强加筋耐腐土工布5；

s3、在高强加筋耐腐土工布5的上方采用旋流器底流粗尾砂堆筑子坝4。

细颗粒尾砂，即尾砂粒度较细，-200目尾砂占全尾砂比例＞85％。由于现状滩面坡度较缓，尾砂上游法直接筑坝难度大，筑坝强度极低，力学性质差，无法形成有效的持力层，如不做处理，后续筑坝将无法进行。本方法旨在通过抛石挤淤对现状滩面进行强度加固，保证筑坝的基础强度；通过旋流器进行尾砂分级，采用旋流器底流尾砂直接筑坝；筑坝尾砂中间隔铺设高强度土工合成材料，通过土工合成材料与筑坝尾砂间的摩擦、钳固作用提高坝体强度；该种方法的实施既能保证尾矿坝在各种运行工况下的坝体稳定，又减少了施工难度，降低了投资。

如图1所示，作为本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的一种具体实施方式，步骤s1中抛石挤淤的位置距离现状堆积坝2的坝顶水平距离为15.0m，抛石挤淤的抛填体顶宽度为10.0m，抛填废石条带平行于坝轴线；优选地，抛石挤淤的石料采用不易风化的石块，要求石料硬度系数f不小于5.0，浸水抗压强度不小于20mpa，粒径小于5mm的土粒含量不宜超过10.0％，粒径5～60cm为宜。

如图2所示，作为本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的一种具体实施方式，步骤s1中抛石挤淤的具体实施步骤为：

1、在现状堆积坝2的滩面上游侧距离坝顶15.0m处由坝体一侧向另一侧分段推进抛填石料，分段推进，每段长度为3.0m～5.0m；

2、每段抛填至露出滩面20.0cm～50.0cm以后，采用推土机推平、碾压；

3、进行沉降量监测，当垂直沉降量h’＞2.5cm/d时，继续进行石料抛填、碾压；直至垂直沉降量h’≤2.5cm/d，进行下段抛石挤淤。

如图3所示，作为本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的一种具体实施方式，抛石挤淤施工完毕后在形成的加固滩面上铺设一层高强加筋耐腐土工布5，其上下两侧表面两面粘黏土工格栅，抗拉强度＞200kn；高强加筋耐腐土工布5深入库区内长度为100.0m，纵向铺设，搭接宽度不小于15cm，采用双轨缝制连接；其中，优选地，双轨缝制的技术要求为：土工布布幅之间搭接不少于30cm，采用小型缝线机在搭接宽度上缝制两道，两道间距为20cm，两侧留边5cm。

作为本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的一种具体实施方式，高强加筋耐腐土工布5铺设完毕后，采用旋流器底流粗尾砂堆筑子坝4，要求底流筑坝尾砂-200目粒径占筑坝全尾砂比例不大于50％，每级子坝4高2.0m，外边坡坡比为1:2.0，内边坡坡比为1:1.5；子坝4的每级顶宽l为40-100m，优选地，顶宽l根据尾矿库等别不同，具体要求如下：二等库：100.0m；三等库：70.0m；四等库：50.0m；五等库：40.0m；筑坝采用人工配合小型机械堆筑，并分层碾压，保证压实度不小于0.92。

作为本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法的一种具体实施方式，子坝4堆筑完成后，在子坝4的坝顶及内外边坡均包裹高强加筋耐腐土工布，能够大大提高表层尾砂标贯指数，提高坝体内尾砂物理力学性质，提高坝体稳定安全系数。

本发明的一种细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝结构，如图1-图3所示，根据上述的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法而得到的。

如图4所示，本发明的细颗粒尾砂上游式高强度加筋宽顶筑坝方法在尾矿库整体位置平面布置图，在尾矿库初期坝1上游为现状堆积坝2，在距离现状堆积坝2的滩面上游侧坝顶15.0m处进行抛石挤淤对滩面进行加固，形成抛石挤淤区3。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。