一种组合型尾矿库副坝的制作方法

本实用新型涉及尾矿库的技术领域，特别是涉及一种组合型尾矿库副坝。

背景技术：

尾矿库是矿山工程的一个重要组成部分，随着目前环保、安全等方面的管理趋于严格，充分利用尾矿库所在沟谷的地形，实现库容最大化成为大势所趋。对于一些地形复杂的尾矿库，垭口众多，需要修建副坝使尾矿库库区形成封闭以达到设计所需的库容，此时副坝的问题就十分关键，直接影响到尾矿库的最终堆积标高、总库容和服务年限。

尾矿库副坝结构形式多种多样，可以是混凝土坝、浆砌石坝、堆石坝、均质土坝、尾矿坝等形式。混凝土坝、浆砌石坝作为刚性坝对于垭口处的地质条件、岩性特征要求高，地基处理投资高、施工难度大；堆石坝、均质土坝坡比一般较缓，对于山体垭口处地形要求高且需要进行防渗处理，工程量大、挤占库容、施工复杂；尾矿堆筑副坝需要满足干滩长度和澄清距离的要求，对库区纵深要求高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种适用于各种地形地质条件、不挤占库容、施工简便、投资低的组合型尾矿库副坝，采用混凝土挡墙、堆石坝和模袋堆筑坝组合结构，分两区域进行建造构成，克服了混凝土坝、浆砌石坝、堆石坝、均质土坝、尾矿坝作为尾矿库副坝存在的不足，降低了副坝建设对地质地形条件的要求。

为实现上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型一方面提供一种组合型尾矿库副坝，包括第一区域、第二区域和尾矿区域，所述第一区域包括设置于尾矿区域外侧的混凝土挡墙和混凝土挡墙外侧的第一堆石坝，所述第一区域和尾矿区域的标高为h1，所述第二区域包括设置于所述尾矿区域上端的防渗层、所述防渗层上侧的模袋堆筑坝和模袋堆筑坝外侧的第二堆石坝，所述防渗层上侧设置有排渗层，所述第一堆石坝和所述第二堆石坝堆筑成一体，所述副坝内侧形成一定长度的干滩。

一种可能的技术方案中，所述第一堆石坝的外侧设置有浆砌石拦挡坝。

一种可能的技术方案中，所述混凝土挡墙基础坐落在强风化层，齿槽坐落于中风化层。

一种可能的技术方案中，所述第一堆石坝和所述第二堆石坝选用石料的软化系数大于0.8，饱和抗压强度不小于30mpa，土含量小于5％，块石粒径为20～500mm。

一种可能的技术方案中，所述排渗层为土工布包裹碎石结构，碎石粒径为10～35mm，排渗层厚度为500mm，宽为5.0m，采用dn100pe管将渗水导出至排水沟内。

一种可能的技术方案中，所述模袋堆筑坝的每层充填高度为0.5m，模袋之间的纵向搭接不小于1.0m，模袋平面及每层模袋之间纵、横向错缝布置。

本实用新型另一方面提供一种组合型尾矿库副坝的建造方法，包括以下步骤：

s1、根据实际地形、设计情况，确定副坝位置以及副坝坝顶标高h；

s2、修建混凝土挡墙,混凝土挡墙高h1，顶宽d1，内坡竖直，下游坡1:m1；

s3、混凝土挡墙修建完成后，在其外侧修建第一堆石坝，顶宽d2，外坡1：m2,堆筑时从下而上分层堆筑、碾压；

s4、第一区域建设完成后，在尾矿区域库内进行放矿，将尾矿区域滩面抬升至第一区域坝顶标高h1；

s5、位于尾矿区域滩面之上铺设一层防渗层；防渗层上侧设置排渗层；

s6、第二区域为原地面标高h1至最终堆积标高h2，总坝高h，采用模袋法在混凝土挡墙内侧向库内筑坝,顶宽d3，高度h2，上游边坡1:m3，下游边坡1:m4；

s7、模袋堆筑坝外侧堆石砌筑第二堆石坝，顶宽d4，外坡坡比约1:m5，与第一区域的第一堆石坝堆筑成一体。

一种可能的技术方案中，在所述步骤s3之后，在第一堆石坝的外侧建造浆砌石拦挡坝。

一种可能的技术方案中，在所述步骤s5之前，先对影响副坝稳定的滩面区域进行抛石挤淤，提高承载力。

一种可能的技术方案中，所述步骤s6中模袋法在混凝土挡墙内侧向库内筑坝采用尾砂进行充填，需分层施工，每层充填高度为0.5m，模袋之间的纵向搭接不小于1.0m，模袋平面及每层模袋之间纵、横向应错缝布置，筑坝时预留10％～20％沉降量；模袋充填时，尾矿浆浓度控制在15～30％，充填压力控制在0.2mpa，当充填至屏浆阶段时，控制充填压力，防止布袋破裂；若一次充填达不到理想的充填厚度，待袋内尾砂稍许固结后，进行二次或多次充填，直至达到设计的充填厚度。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：采用组合型式的副坝较混凝土坝、浆砌石坝而言，采用柔性结构，降低了对坝址处的地质条件要求，节省了地基处理的昂贵费用；较堆石坝、均质土坝而言，采用组合形式的副坝结构，对地形条件要求低，可以根据实际地形调整坡比，减小了工作量；较尾矿堆筑副坝而言，降低了对尾矿库纵深的要求，可以灵活的控制坝前滩长，方便尾矿库运行管理，提高了回水质量。通过采用模袋法结合防渗层堆筑副坝，原料容易取得，防止其他外运料挤占库容；可根据尾矿库生产运行情况合理分期，降低了一次性投资。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是混凝土挡墙区域的截面结构示意图；

图3是本实用新型实施例的排渗层的结构示意图；

附图标记：1-混凝土挡墙；2-第一堆石坝；3-尾矿区域；4-防渗层；5-模袋堆筑坝；6-第二堆石坝；7-排渗层；8-浆砌石拦挡坝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图2所示，本实用新型的组合型尾矿库副坝，包括第一区域、第二区域和尾矿区域3，所述第一区域包括设置于尾矿区域外侧的混凝土挡墙1和混凝土挡墙1外侧的第一堆石坝2，所述第一区域和尾矿区域3的标高为h1，第一区域为第二区域坝体施工提供基础条件；所述第二区域包括设置于所述尾矿区域3上端的防渗层4、所述防渗层4上侧的模袋堆筑坝5和模袋堆筑坝5外侧的第二堆石坝6，所述防渗层4上侧设置有排渗层7，使坝体具备挡水能力；所述第一堆石坝2和所述第二堆石坝6堆筑成一体，所述副坝内侧形成一定长度的干滩。采用组合型式的副坝较混凝土坝、浆砌石坝而言，采用堆石坝+混凝土挡墙+模袋法筑坝的组合柔性结构，降低了对坝址处的地质条件要求，节省了地基处理的昂贵费用；较堆石坝、均质土坝而言，采用组合形式的副坝结构，对地形条件要求低，可以根据实际地形调整坡比，减小了工作量；较尾矿堆筑副坝而言，降低了对尾矿库纵深的要求，可以灵活的控制坝前滩长，方便尾矿库运行管理，提高了回水质量。通过采用模袋法结合防渗膜堆筑副坝，原料容易取得，防止其他外运料挤占库容。

作为本实用新型的一种具体实施方式，地形不足或一区坝体稳定不能满足要求时，所述第一堆石坝2的外侧设置有浆砌石拦挡坝8，作为第一堆石坝支撑体。

作为本实用新型的一种具体实施方式，如图2所示，为了进一步增强混凝土挡墙的牢固性，混凝土挡墙1基础坐落在强风化层，齿槽坐落于中风化层。

作为本实用新型的一种具体实施方式，所述第一堆石坝2和所述第二堆石坝6选用石料的软化系数大于0.8，饱和抗压强度不小于30mpa，土含量小于5％，块石粒径为20～500mm，堆筑时从下而上分层堆筑、碾压，厚度不宜大于1.0m，碾压后孔隙率≤30％。

作为本实用新型的一种具体实施方式，如图3所示，所述排渗层7为土工布包裹碎石结构，碎石粒径为10～35mm，排渗层7厚度为500mm，宽为5.0m，采用dn100pe管将渗水导出至排水沟内。

作为本实用新型的一种具体实施方式，所述模袋堆筑坝5的每层充填高度为0.5m，模袋之间的纵向搭接不小于1.0m，模袋平面及每层模袋之间纵、横向错缝布置。

本实用新型实施例的组合型尾矿库副坝的建造方法，包括以下步骤：

(1)调查了解尾矿库地理位置、抗震设防标准、尾砂颗粒分析等资料；

(2)根据实际地形、设计情况，确定副坝位置以及副坝坝顶标高h；

(3)修建混凝土挡墙1,混凝土挡墙1高h1，顶宽d1，内坡竖直，下游坡1:m1；进一步的，d1为2～4m，m1为0.6～0.8m；其基础坐落在强风化层，齿槽坐落于中风化层；

(4)混凝土挡墙1修建完成后，在其外侧修建第一堆石坝2，顶宽d2，根据实际情况确定，外坡1：m2,堆筑时从下而上分层堆筑、碾压；进一步的，m2一般为1.5～1.8m，堆石要求选用石料的软化系数大于0.8，饱和抗压强度不小于30mpa，土含量小于5％，块石粒径以20～500mm为宜，堆筑时从下而上分层堆筑、碾压，厚度不宜大于1.0m，碾压后孔隙率≤30％；

(5)地形不足或第一区域坝体稳定不能满足要求时，在第一堆石坝2的外侧适当位置修建浆砌石拦挡坝8作为第一堆石坝支撑体；

组合型副坝第一区域主要涉及混凝土挡墙以及堆石坝，建设标高均在垭口最高处以下，主要为副坝二区提供基础坚实条件；

(6)第一区域建设完成后，在尾矿区域3库内进行放矿，将尾矿区域3滩面抬升至第一区域坝顶标高h1；

(7)对影响副坝稳定的滩面区域进行抛石挤淤，提高承载力；

(8)位于尾矿区域3滩面之上铺设一层防渗层4；优选地，防渗层4为双向土工格栅，在第二区域副坝底部铺设一层双向土工格栅，铺设平顺，绑扎牢固，抗拉强度不小于50kn；为加快膜袋尾砂坝固结，在土工格栅之上设置排渗层7，优选地，排渗层为土工布包裹碎石结构，碎石粒径d＝10～35mm，排渗体厚度500mm，宽5.0m，采用dn100pe管将渗水导出至堆石坝排水沟内；

(9)第二区域为原地面标高h1至最终堆积标高h2，总坝高h，采用模袋法在混凝土挡墙1内侧向库内筑坝,顶宽d3，高度h2，上游边坡1:m3，下游边坡1:m4，进一步的，m3一般为1～2m，m4一般为1～2m，在模袋与尾矿区域3交界处铺设一层土工膜至混凝土挡墙1。模袋尾砂坝外侧堆石砌筑，顶宽d4，根据实际情况具体确定，外坡坡比约1:m5，m5一般为1.5～2.0，与副坝一区的堆石坝堆筑成一体；

(10)模袋堆筑坝5外侧堆石砌筑第二堆石坝6，顶宽d4，外坡坡比约1:m5，与第一区域的第一堆石坝2堆筑成一体。模袋堆筑坝外侧堆石砌筑第二堆石坝，既防止模袋老化，又提高了边坡的稳定性；模袋筑坝采用+200目尾砂进行充填，需分层施工，每层充填高度约为0.5m，模袋之间的纵向搭接不小于1.0m，模袋平面及每层模袋之间纵、横向应错缝布置，筑坝时应预留10％～20％沉降量。模袋充填时，尾矿浆浓度控制宜在15～30％，充填压力宜控制在0.2mpa左右，当充填至屏浆阶段时，控制充填压力，防止布袋破裂。若一次充填达不到理想的充填厚度，待袋内尾砂稍许固结后，进行二次或多次充填，直至达到设计的充填厚度。

副坝采用膜袋法堆筑，以尾砂为原材料，材料易得不挤占库容；为进一步提高副坝的安全储备，副坝建设完成后，应在坝前形成一定的干滩长度，防止直接挡水，延长渗径，提高副坝的可靠性，具体滩长可根据实际情况灵活掌握；副坝的第二区域可分期施工，减小了一次投资的数额。

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