一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统.pdf

本发明公开了一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，它是由贴坡排渗层和渗滤水排出管道组合构成；所述的贴坡排渗层由覆膜钠基膨润土防水毯（1）、粗砂层（2）、卵石层（3）、块石层（4）依次铺设构成，所述的渗滤水排出管道由UPVC排水管（5）、外包在UPVC排水管端部（6）上的涤纶土工布（7）构成，在UPVC排水管端部（6）上设有花眼；所述的UPVC排水管端部（6）布设至贴坡排渗层的内下部。本发明能够很好地实现排渗降水功能，能有效截断初期坝的渗流补给来源，确保粘性土初期坝的安全，能实现在初期坝堆筑期间即可修筑，具有操作方便、可靠性高、低成本的特点，在尾矿库运行过程中不容易发生淤堵，可靠性高、使用周期长，能满足尾矿库粘性土初期坝坝体的排渗需要。

1.   一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，其特征在于：它是由布设在粘性土初期坝内坡的贴坡排渗层和布设在粘性土初期坝坝基的渗滤水排出管道组合构成；所述的贴坡排渗层由覆膜钠基膨润土防水毯（1）、粗砂层（2）、卵石层（3）、块石层（4）自粘性土初期坝内坡至库内方向依次铺设构成，所述的渗滤水排出管道由UPVC排水管（5）、外包在UPVC排水管端部（6）上的涤纶土工布（7）组合构成，在UPVC排水管端部（6）上设有花眼；所述的UPVC排水管端部（6）布设至贴坡排渗层的内下部。

2.   如权利要求1所述的一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，其特征在于：所述的UPVC排水管端部（6）花眼段的长度为1.0～2.0m，花眼的孔径φ为7～9mm。

3.  如权利要求2所述的一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，其特征在于：所述的花眼按60°间距沿UPVC排水管端部（6）按梅花型布置，纵向间距40～60mm。

4.  如权利要求1、2或3所述的一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，其特征在于：所述的粗砂层（2）中的粗砂为砂土中砾粒含量不大于25%、而粒径大于0.5毫米的含量超过总质量50%的砂构成；所述的卵石层（3）中的卵石为粒径20～40mm无棱角的天然粒料；所述的块石层（4）中的块石为饱和抗压强度不小于15MPa、横截面边长不小于15厘米的石块。

5.  如权利要求4所述的一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，其特征在于：所述的UPVC排水管（5）的型号为110×5.0，所述的涤纶土工布（7）的规格为200g/㎡、250g/㎡、300g/㎡中的一种。

一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统
技术领域
本发明涉及一种尾矿库坝体排渗系统，尤其涉及一种粘性土初期坝的坝体排渗，特别适用于采用上游法堆筑的尾矿库，实现粘性土初期坝的坝体排渗。
背景技术
尾矿库是矿山生产中的重要设施,它既是一座人为形成的高位泥石流危险源,又是环境污染源,是非煤矿山的重大危险源之一,生产运行期间尾矿坝的稳定性对于矿山安全生产具有重大的现实意义。采用上游式尾矿筑坝的尾矿库由于成本较低，在我国大范围采用；上游法尾矿库由初期坝＋后期堆积坝组成，初期坝一般由石料或土料构筑，在石料匮乏地区常用土料进行堆筑，采用土料堆筑的初期坝虽然造价低廉但由于透水性差容易造成坝体浸润线过高，其安全性相对较低且后期排渗降水困难。近年来，采用粘性土初期坝的上游式尾矿库浸润线溢出、渗漏等安全事故频频发生，直接危及尾矿库及周边构筑物安全，更可能对人民的生命财产安全与和谐的生态环境造成严重的威胁。
尾矿库内的水沿尾矿颗粒间的孔隙向坝体下游方向不断渗透形成渗流，稳定渗流的自由水面线称为浸润线。对于上游式尾矿筑坝的尾矿库而言，浸润线的高度直接关系到坝体稳定及其安全性，尾矿坝内浸润线位置越高，坝体稳定性越差，地震液化的可能性也越大。在设计阶段就设置合理的初期坝降排渗系统进行坝体排渗，降低其运行阶段的浸润线高度，对增强坝体稳定性、确保尾矿库安全运行具有重要意义。
目前，对于采用粘性土初期坝的上游式尾矿库，降低初期坝浸润线常用的方法主要有二种：一种是在初期坝外坡布设若干外包反滤层的水平排渗管进行水平排渗；另一种是在初期坝外坡设置若干垂直排渗井，采用梯度比差异较大的材料进行集水排渗，从而达到降低初期坝坝体浸润线的目的。
实际应用中发现，现有粘性土初期坝降排渗措施存在如下问题：
（1）现有排渗设施大多布置于初期坝外坡，其排渗作用在垂直向和水平向深度有限，在其发挥作用时浸润线已经处于较高位置，对坝体安全不利。
（2）现有排渗设施大多采用人造土工合成材料进行排渗，在尾矿库运行过程中容易发生淤堵，造成其排渗效果大大降低。
（3）现有排渗设施未能起到截断渗流补给来源的作用，未能实现本质化安全。
发明内容
为了克服现有尾矿库粘性土初期坝排渗系统存在的上述缺陷，本发明提供一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，该排渗系统应用于尾矿库粘性土初期坝的排渗，具有可靠性高、布设简单、耐久性高、排渗量大的特点，特别适用采用粘性土初期坝的上游式尾矿库降排渗需要。
为实现本发明的上述目的，本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统采用以下技术方案实现：
本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统，它是由布设在粘性土初期坝内坡的贴坡排渗层和布设在粘性土初期坝坝基的渗滤水排出管道组合构成；所述的贴坡排渗层由覆膜钠基膨润土防水毯、粗砂层、卵石层、块石层自粘性土初期坝内坡至库内方向依次铺设构成，所述的渗滤水排出管道由UPVC排水管、外包在UPVC排水管端部上的涤纶土工布组合构成，在UPVC排水管端部上设有花眼，以增加排水；所述的UPVC排水管端部布设至贴坡排渗层的内下部。所述的涤纶土工布麻丝绑扎牢固，涤纶土工布起反滤排渗作用，防止漏砂。
所述的UPVC排水管为一排，相邻UPVC排水管之间的间距为8～12m。
所述的UPVC排水管端部花眼段的长度为1.0～2.0m，花眼的孔径φ为7～9mm，以8 mm为宜。
所述的花眼按60°间距沿UPVC排水管端部按梅花型布置，纵向间距40～60mm，以50mm为佳。
为增加排渗效果，所述的粗砂层中的粗砂为砂土中砾粒含量不大于25%、而粒径大于0.5毫米的含量超过总质量50%的砂构成；所述的卵石层中的卵石为粒径20～40mm无棱角的天然粒料；所述的块石层中的块石为饱和抗压强度不小于15MPa、横截面边长不小于15厘米的石块。
所述的UPVC排水管（5）的型号为110×5.0，所述的涤纶土工布的规格为200g/㎡、250g/㎡、300g/㎡中的一种，根据尾矿颗粒粗细视情况选定，一般选用250g/㎡涤纶土工布。
本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统采用以上技术方案后，具有以下效果：
（1）该排渗系统具有排渗量大、面状排渗的特点，能有效截断初期坝的渗流补给来源，确保粘性土初期坝的安全。
（2）在初期坝堆筑期间即可修筑，而且具有操作方便、可靠性高、低成本的特点，能满足尾矿库粘性土初期坝坝体的排渗需要。
（3）主要采用天然反滤材料进行组合排渗，在尾矿库运行过程中不容易发生淤堵，可靠性高、使用周期长。
（4）在尾矿库粘性土初期坝的排渗系统首次采用覆膜钠基膨润土防水毯，遇水可膨胀25倍以上，使其形成均匀的黏性高且滤失量低的胶体系统，持续的吸水膨胀结果是覆膜钠基膨润土防水毯自身达到密实，从而具有非常好的防水作用。
附图说明
图1为本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统横剖面结构示意图；
图2为本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统UPVC排水管端部结构示意图。
附图标记为：1—覆膜钠基膨润土防水毯；2—粗砂层；3—卵石层；4—块石层；5—UPVC排水管；6—UPVC排水管端部；7—涤纶土工布。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统做进一步详细说明。
由图1所示的本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统横剖面结构示意图并结合图2看出，本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统是由布设在粘性土初期坝内坡的贴坡排渗层和布设在粘性土初期坝坝基的渗滤水排出管道组合构成。
所述的贴坡排渗层由覆膜钠基膨润土防水毯1、粗砂层2、卵石层3、块石层4自粘性土初期坝内坡至库内方向依次铺设构成。覆膜钠基膨润土防水毯1可以显著提高承载面的抗渗、稳定作用，截断初期坝的渗流补给来源；粗砂层2中的粗砂为砂土中砾粒含量不大于25%、而粒径大于0.5毫米的含量超过总质量50%的砂构成，砂层2起到反滤排水的作用，确保上部堆积坝土体颗粒稳定；卵石层3采用粒径20～40mm无棱角的卵石，能在粗砂和块石间起到过渡作用，防止漏砂；块石层4中的石块采用饱和抗压强度不小于15MPa、横截面边长不小于15厘米的块石，块石层4能够起到压坡及护坡的作用。所述的UPVC排水管端部6布设至贴坡排渗层的内下部。渗滤水排出管道起到将系统内渗滤水排出的作用。
这里的横截面边长是指沿石块长度方向的中间位置的切割面外缘周长的1/4。
由图2所示的本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统UPVC排水管端部结构示意图并结合图1看出，所述的渗滤水排出管道是由一排UPVC排水管5、外包在UPVC排水管端部6上的涤纶土工布7组合构成，在UPVC排水管端部6上设有花眼，UPVC排水管端部6花眼段的长度为1.0～2.0m，花眼的孔径φ为7～9mm，一般选择Φ8mm花眼，所述的花眼按60°间距沿UPVC排水管端部6按梅花型布置，纵向间距40～60mm。本发明采用渗滤水排出管道，可以增强排水能力，使得系统内渗滤水能够有效的进入UPVC排水管5内排出。
所述的UPVC排水管5的型号为110×5.0，所述的涤纶土工布7的规格为200g/㎡、250g/㎡、300g/㎡中的一种，根据尾矿颗粒粗细视情况选择合适规格的涤纶土工布7，涤纶土工布7起到反滤排渗作用，防止漏砂。
本发明一种尾矿库粘性土初期坝的排渗系统的实际应用表明，这种新的尾矿库粘性土初期坝的排渗系统能够很好地实现排渗降水功能，能有效截断初期坝的渗流补给来源，确保粘性土初期坝的安全，能实现在初期坝堆筑期间即可修筑，具有操作方便、可靠性高、低成本的特点，在尾矿库运行过程中不容易发生淤堵，可靠性高、使用周期长，能满足尾矿库粘性土初期坝坝体的排渗需要。