江西省七宝山铁矿于1990年在选厂以东山谷中建造了一座库容为69万m³的五级尾矿库, 随着可采矿量增加, 矿山后期150万m³尾矿无排放空间, 1999年后对尾矿库进行配套扩容改造, 经多方案比较, 采用包容式扩容建坝方案。

1 工程概况

初期坝建在老坝外山沟入口处, 为透水堆石坝, 坝顶标高150 m, 坝高25 m, 轴线长70 m, 上、下游坡比1:2, 土工布作反滤层、最终堆积标高173 m, 该工程由主坝、副坝、老坝加固、排洪构筑物四部分组成, 如图 1。

2 三大因素分析

影响建坝工程投资、工期、质量的因素较多, 但主要受以下三大因素影响。

2.1 设计方案的合理性

新坝建设既要稳定安全, 又要省钱。设计过于保守, 势必造成投资浪费, 在方案审查过程中, 矿山对方案进行了详尽的分析研究, 对1号排水井的作用、初期坝坡比、井座、涵管直径、老坝加固方法等主要技术问题向设计部门提出了质疑, 经部分修改后节约投资近20万元。

2.2 施工队伍的强弱

施工单位管理水平、技术力量、施工设备性能是影响建坝投资、工期、质量的直接因素, 在招投标或议标时, 选择一支过硬的施工队伍很重要, 这方面该矿山在建坝过程中感触深刻。

2.3 业主管理人员素质

业主是搞好“三控”管理的重要环节, 基于施工队伍技术力量单薄, 该矿配置了较强的技术力量加强对各施工环节的管理与监控。

3 施工中的问题及措施 3.1 老坝加固方案改进

原设计采用被动的块石加固, 需资金40多万元, 投资多, 无进料通道, 实施难度大, 现采用施工简便的水平、垂直联合排渗加固方案, 主动降低坝体的浸润线, 达到相同的效果, 并节约资金15万元。

3.2 老坝施工期安全

3号排水井处机械开挖土石方时, 局部触及到老坝原堆筑的尾砂, 当时在坝前尾砂与山体相交面发生管涌现象, 如图 2, 该矿现场人员当即采取紧急措施, 进行抛石、抛树处理, 避免了重大事故的发生。

3.3 砼浇筑方法的改进

对排水井、排洪涵洞等特殊形状构筑物的砼浇筑, 以往经验不多, 开始采用从下游往上一次成型浇筑, 经分析, 该方法存在明显缺陷, 自由空间大, 无法挤压振捣密实, 后改用水平分层浇筑。经拆模试水证明, 改进效果非常明显, 构筑物表面光洁, 无析水渗漏现象, 如图 3。

3.4 坝脚的处理

主坝底部清基深度达4 m, 上游坝脚先是采用垂直切断来处理, 当主坝块石堆筑到一定高度后, 陡墙开始变形, 后采用砼墙支撑处理。最稳妥的办法是按设计坡比将坝脚延伸到清基后的基岩面(图 4)。

3.5 反滤层的填筑

堆石坝的安全稳定性较好, 技术关键在反滤层的填筑。第一, 选择符合设计参数的土工布; 第二, 选用高质量的反滤材料, 并铺设饱满平整; 第三, 土工布按要求缝制后要铺垫平整, 并采取措施防止其整体下滑, 以免造成施工事故; 第四, 在主坝两肩及底部将土工布按要求用砼压块压牢。

4 运行期管理 4.1 确保老坝安全过渡 4.1.1 管理措施

老坝将在较长时间受水浸泡, 确保其安全过渡是尾矿库运行中重要一环, 加强暴雨季节的监测防范非常重要, 第一, 确保干滩长度60 m以上; 第二, 一旦发生管涌、流砂现象, 应立即采取相应处理措施。

4.1.2 老坝浸没前的排洪

当新坝运行一段时间后, 老坝排洪口将会被尾砂堵死, 老坝将无法调洪, 要解决库内水出路, 一是在老坝排洪口接一竖井或斜槽, 二是在新坝斜槽侧[LL]部开口与库内水连通, 将来可根据具体情况酌情选择之。如图 5。

4.2 库前均匀排尾

为了保持主坝的透水性, 必须采用库前均匀排尾, 否则将抬高主坝的浸润线, 不利于主坝的安全。

5 结语

(1) 设计方案的合理性、施工队伍强弱、业主管理人员的技术素养是影响工程投资、工期、质量的三大因素。

(2) 尾矿库扩容建坝中施工技术处理措施是正确的, 符合技术要求, 节约了投资, 有较好的实效性。

(3) 搞好放矿管理和调洪管理, 是尾矿库运行期管理之重点。