尾矿库闭库形成的坝堤边坡(Embankment Construction)

1 引言

人工边坡(man-made slope)有两种形式,一种是在原有自然边坡的基础之上开挖的边坡, 比如露天采矿的边坡以及水利工程的船闸边坡; 另一种是为特定用途人工产生的边坡,称之为路堤/坝堤边坡 (embankment and berm).

路堤边坡是一种人工堆积分层夯实的围挡措施, 常用在高速公路的路堤, 小型水坝等领域. 过去我曾经在天然气工业场地做了许多开挖回填,构筑路堤的体积计算以及路堤的稳定性分析.

随着国家对绿色矿山政策的不断深入, 一些不符合生态环境标准的选矿厂被要求迁址,因而相应的尾矿库也必须关闭. 作为现场勘察笔记, 本文描述了近日访问的某尾矿库闭库时形成的路堤边坡. 

2 尾矿库闭库前的状态

该尾矿库自北部按逆时针方向分为Ⅰ#～Ⅳ#四个格，总库容约93.5×104m3，为平地型五等级尾矿库，尾矿库Ⅰ#、Ⅳ#格在河床下游所处地势较低，坝体顶部绝对标高为1121.28m，坝体最高处约11.73m；Ⅱ#、Ⅲ#格在河岸上所处地势较高，坝体顶部绝对标高为1127.30m，坝体最高处约9.03m。2010年6月底选矿厂停止生产后，该库一直处于停用状态。2007年，公司对尾矿堆至设计标高后的Ⅱ#格进行了覆土绿化；2010年，公司将Ⅰ#、Ⅳ#格内堆存的少量尾矿全部清理填埋至Ⅲ#格内，并对Ⅲ#格进行了覆土绿化。Ⅰ#和Ⅳ#格库容47.8×104m³，目前是空库，无尾矿堆存，库内无积水，处于干涸状态。根据《尾矿库安全监督管理规定》、《关于印发防范化解尾矿库安全风险工作方案的通知》的要求，不再进行排尾作业、停用时间超过3年的尾矿库应当在一年内完成闭库治理并销号，据此，企业对该尾矿库进行了闭库工程设计和施工。

3 尾矿库坝堤治理

Ⅰ号区北侧土坝向库内进行了倒运并平整压实; Ⅱ号区东、西侧坝外坡进行了平整压实，采用与坝体一致筑坝材料进行回填碾压; Ⅲ号区坝外坡进行平整压实，采用与坝体一致筑坝材料进行回填碾压; Ⅰ号区和Ⅳ号区之间土坝及Ⅳ号区东侧坝向库内倒运，并进行平整压实. 碾压密实度不低于0.96，外坡边坡比为1:2. 最高的坝体高度为11.7m.

(2020年10月12日拍摄)

尾矿库滩面治理:Ⅰ号区滩面按1%坡度向东南侧进行平整，Ⅳ号区滩面按0.3%坡度向东北侧进行平整。Ⅱ区和Ⅲ区现状己覆土恢复植被，符合国家有关安全环保要求，Ⅰ区和Ⅳ区平整后整体进行了绿化。

(2020年10月12日拍摄)

4 防排洪措施

Ⅰ区滩面按0.3%坡度向东南侧进行平整，Ⅳ区滩面按0.3%坡度向东北侧进行平整，滩面汇水经过排洪明渠排入集水池，排洪明渠底标高高于滩面0.3m。排洪明渠采用矩形断面，底宽1.0m，深1.0m，最小水流坡度1%，明渠出水口接入新建集水池。在库区东侧新建了集水池，集水池采用C30钢筋混凝土结构，断面尺寸10m×25m×0.3m ，壁、底厚0.4m。尾矿库内雨水汇集至集水池，收集的雨水经检测合格后直接排放。

(2020年10月12日拍摄)

5 坝堤变形监测

沿着东侧坝体设置了8个位移观测点，南北侧各设置1个位移观测基点。

(2020年10月12日拍摄)

5 结束语

即使在建成之后, 仍然需要进行坝堤的稳定性分析(Embankment Stability Analysis), 并与实测结果想结合来判定和预测坝堤的稳定性. 我们需要从极限平衡法(SLIDE, SLOPE/W), 有限单元法(RS2, PLAXIS) 到有限体积法(FLAC, FLAC3D)进行集成的分析, 对一些大型项目来说, 这些分析是必须的.

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