会东铅锌矿尾矿初期坝施工实践.pdf

2 0 0 3年 4月 第 3 2 卷第 2 期 有色矿 山 No n f e r r o u s M i n e s Ap r ． ， 20 0 3 Vo 1 ． 3 2 No． 2 会东铅锌矿尾矿初期坝施工实践 樊述斌 ， 幸江涛， 胡建亮 葛洲坝集团第二工程有限公司，湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 【 关键词】尾矿坝； 工程施工 ； 施工管理 [ 摘要 】 本文概述会东铅锌矿尾矿坝工程施工工程的简况、 特点及施工过程中的一些问题， 并提出几点体会 和建议 。 [ 中囝分类号】T D 9 2 6 ． 4 [ 文献标识码】B [ 文章编号】1 0 0 2 ． 8 9 5 1 2 0 0 3 0 2 ． 0 0 4 6 ． 0 4 Co n s t r u c t i o n p r a c t i c e o f i n i t i a l t a i l i ng d a m i n Hu i d o n g Le a d - z i n c M i n e F AN S h u b i n ，XI NG J i a n g t a o ，HU J i a n l i a n g T h e S e c o n d E n g i n e e r i n g L i mi t t e d C o r p o r a t i o n o f G e z h o u b a G r o u p，Y i c h a n g 4 4 3 0 0 2 ，C h i n a Ke y wo r ds t a i l i n g d a m ；e n gi n e e r i n g c o n s t r u c t i o n；c o n s t r uc t i o n ma n a ge me n t Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r t h e p r o j e c t g e n e r a l s i t u a t i o n ，c h a r a c t e r s a n d s o me p r o b l e ms i n c o n s t r u c t i o n a r e s u mma r i z e d．S o me e x p e r i e n c e s a n d s u g g e s t i o n s a r e p ut f o r wa r d． 1 概 述 1 ． 1 工程概况 四川省会东铅锌矿是有采矿、 选矿、 冶炼等企业 的国家大 Ⅱ型联合企业， 选厂尾矿排入选 厂下方在 河床上修建的临时尾矿库中。由于临时尾矿库库容 很小， 部分尾矿 矿渣 、 矿浆 常流进大桥河汇入金沙 江， 致使大桥河下游部分地 区农 田及 居民生活 区受 到污染。为解决选 厂尾矿永久堆存 问题， 已将会东 铅锌矿永久性尾矿设施建设 问题列入“ 九五” 环境保 护限期治理 的重点项 目。新建的老虎岩尾矿库位于 会东县大桥镇小街乡境 内， 属 Ⅲ等库。该工程 由尾 矿初期坝和排洪构筑物组成， 由中国有色工程设计 研究总院设计， 葛洲坝集团第二工程有限公 司承担 尾矿初期坝工程的施工。坝型为砾质土坝， 坝顶高 程 1 6 7 0 m， 坝底高程 1 5 8 6 m， 坝高 8 4 m， 坝顶宽 4 m， [ 收稿日期】 2 0 0 3 0 1 - 2 0 [ 作者简介】樊述斌 1 9 7 2一 ， 男， 湖北石首市人， 工程 师， 从事工程管理工作。 坝顶长 1 1 4 m， 上游坡 比为 1 2 ． 5 ， 下游坡 比分别为 1 2 ． 0 、 1 3 ， 下游 坡分别在 1 6 5 4 、 1 6 3 7 ． 5 、 1 6 1 7 ． 5 、 1 6 0 1 ． 4 m设 有 马道。主要 工 程量 为 土 石 方 开挖 43 7 81． 3 8 m3 ，坝体填筑 3 9 8 3 1 9 ． 3 4 m3 ， 反滤 料填筑 4 1 85． 4m3 ，干砌块石护坡 7 7 2 3 ． 4 6 m3 ， 土工布铺设 9 9 00 m2 。 1 ． 2 工程地质与地形地貌及水文气象 工程所在地位于川滇经 向构造带的东缘， 小江 深大断裂西侧， 金索桥背斜 北翼， 东西 向的大 梁子 干沟张扭性断裂纵贯全 区。区内出露的地层及 岩性 为震旦系中厚层块状 白云岩 ； 前震旦 系会理群 青龙 山组酸性凝灰岩、 板岩 、 灰岩 ； 会理群黑 山组板 岩 、 白云岩夹变质性火山岩。 老虎岩尾矿库坐落于大桥河左岸的老虎岩沟谷 中， 山谷 自东 向西 ， 河床 比降较 大， 库 区地形 高程 1 5 5 0 ～1 9 0 0 m， 沟底平均坡度 0 ． 2 1 ， 沟长约1 0 0 0 m， 库区两岸陡峭， 坡度 3 5 。 ～7 5 。 ， 是典型 的“ v” 字型 山 谷， 库底冲积、 洪积层厚度 1 5 ～2 5 m。库 区南侧为陡 峭的岩体 ， 侧面岩石裸露。库 区北侧岩层结构总体 为反坡向的单斜结构， 属整体稳定型结构。 维普资讯 第 2期 樊述斌等 会东铅锌矿尾矿初期坝施工实践 4 7 本工程地处我国东南季风交接地带， 属低纬亚 热带半干旱季风气侯区。径流主要来源于降水， 5 ～ 1 0月为雨季， 降雨量占全年降雨量的 9 3 ． 3 ％。 1 ． 3 工程特性 1 工期紧张， 填筑方量较大 ， 要求在一个枯水 期 内将大坝填筑到设计高程 ； 2 河床狭 窄， 坡度陡， 两岸边坡陡峻， 施工场 地 、 道路布置困难 ； 3 有色冶金与水利行业筑坝技术设计理论 、 施工经验不同， 某些方面设计 内容施工难度较大 ； 4 坝体上游部分结构较复杂， 按 照尾矿库 施 工及验收规范施工难度较大， 不利于机械化作业。 影 响工期。 2 尾矿库及初期坝工程设计 2 ． 1 尾矿库 尾矿库由初期坝、 尾矿堆积坝、 排洪构筑物三部 分组成。先进行初期坝 、 排洪构筑物工程施工 ， 待其 完工后。 自选 厂排 出的尾矿 浆液重量浓 度为 4 0 ％ ～ 5 0 ％ 通过尾矿输送管线 1 5 9耐磨 内衬复合管 排入初期库 中。排洪构筑 物采用 井一洞式排 洪 系 统， 由排水井 、 排水竖井、 排水支洞和排水主洞组成。 排水井为直径 l O m的框架式钢筋混凝土排水井， 下 接 1 0 ～3 ． 2 m 的排水竖井， 与排水支洞和排水 主洞 相接。 排水主洞为净断面 2 ． 6 m3 ． 7 m 的圆拱直墙 式隧洞。根据选 厂尾矿水净化试验结果， 尾矿水在 2 4小时 自然净化条件下， 其水质 已符合 排放 标准。 由于尾矿库内水体较大， 尾矿水在库 内净化时间大 于 1 0天。 因此， 其澄清水质优于 2 4小时 自然净化试 验水质。尾矿水大部分经澄清后通过排洪系统排往 库外下游的天然河道 中， 极少部分则通过坝体和库 底反滤层排往坝下游。初期坝库容 充满尾矿后， 再 用尾矿进行堆坝。 采用上游法水力冲填筑坝， 即先在 初期坝坝顶上游侧修筑一条约 2 m 高编织袋 装土挡 墙， 待尾矿放满后再在该挡墙上游侧按 1 4坡 比修 筑一条约 2 m 高编织袋装土挡墙。 然后放尾矿， 依此 循环作业。尾矿堆积坝外坡采用 1 4 ， 尾矿堆 积坝 高度 1 4 5 m， 设计总库容 8 1 4 ． 4 2万 m0 。昆明水利勘 测设计研究院科学研究所对会东铅锌矿尾矿所做的 土工试验成果表明。 全尾矿的力学指标及透 水性均 比较好， 易于排水固结。尾矿堆积坝边坡 的稳定计 算结果。 在正常运行条件及特殊运行条件下， 其安全 系数均高于设计规范规定值 。 库 内水位控制 正常运行 中， 澄清水随时 排放。 汛期洪水来临时， 尾矿库具有一定的调蓄能力， 可通 过排洪系统调蓄泄流。 2 ． 2 初期坝工程 初期 坝 原 设 计 为透 水 堆 石 坝， 坝 顶 高 程 为 1 6 5 5 m， 坝 底 高 程 1 5 8 6 m， 坝 高 6 9 m， 坝 顶 长 度 1 4 0 m， 上、 下游坡比均 为 1 2 。上游坡在 1 6 4 0 m处 设 2 m宽 马道 ； 下游坡分别在 1 6 4 0 、 1 6 2 0 、 1 6 0 0 m 处设 2 m宽 马道 。堆石体设计指标 填 筑干密度≥ 1 ． 9 8 t ／ m3 ， 石料抗 压强度≥3 5 MP a ， 小于 5 mm细颗 粒含量 ≤1 5 ％。 小于 0 ． 0 7 4 mm 细颗粒 含量≤ 5 ％。 为避免尾矿通过坝体及库底冲积层流入下游天然河 道。 分别在坝体及库底设有反滤设施 库底冲积层上 依次铺 设厚 0 ． 4 m 碎 石保护层、 4 0 0 g ／ m 土工 布一 层、 厚 0 ． 4 m碎石保护层 ； 上游坝坡堆石体上依次铺 设 2 0～5 0 mm 碎石垫 层 0 ． 5 m、 4 0 0 g ／ m 土 工布双 层、 2 0～ 5 0 mm 碎 石 垫 层 0 ． 3 m、 干 砌 块 石 护 面 0 ． 4 m； 坝基河床底部冲积层上依次为 4 0 0 g ／ m 土工 布双层、 厚 0 ． 5 m碎石保护层 、 厚 1 ． O m 人工堆石 振 动密实 、 堆石体。由于坝基河床底部反滤设施施工 难度较大， 且施工进度 、 质量难以保证， 经与监理、 设 计 人员协商， 取 消了该设施。 开工后不久， 由于料场地质原因， 满足大坝填筑 质量要求的石料储量 较少， 远不能满足施工进度要 求， 为此经认真考虑本工程实际情况， 提出筑坝材料 应因地制宜， 库区有很多砂砾土， 可利用上坝， 则可 大大加快坝体填筑进 度。 在汛期来临之前坝体填筑 到设计高程。经业主、 设计 、 监理单位仔细研究后， 由设计对坝型进行 了修改， 改为砾质土坝， 坝高加高 了 1 5 m。 坝轴线向上游平 移 1 2 3 ． 6 m 构造尺寸如概 述部分 ， 填筑干密度≥1 ． 8 0 t ／ m。 。 3 初期坝工程施工 本工程于 2 0 0 1年 1 1月 2 2日正式开工， 根据工 程实际情况 。 坝体填筑必须于 2 0 0 2年 4月 3 0日达 到最终设计高程， 才能满足工程渡汛要求。 3 ． 1 施工导流 由于 在初期坝工程施工 时段 排洪 系统 尚未 建 成。 须在沟谷 中完建一套导流设 施。考虑到坝基 为 透水性很好的砂砾层。 坝体为透水堆石体， 加上施工 时段为枯 水期 根据 当地气象 资料， 此期 间降水 极 少。 1～ 4 月 月 降 水 量 分 别 为 4 ． 8 、6 ． 4 、 9 ． 1 、 2 6 ． 1 mm 。 经与监理 、 设计 人员协商 同意， 在坝基范 维普资讯 4 8 有色矿山 2 0 0 3年 第 3 2卷 围内沟底铺设大块石作为排水盲沟， 实践证 明， 该施 工方法完全满足枯水期排水要求。 3 ． 2 坝基开挖 坝基 开挖使用 C A 2 0反铲、 DL一6 0装载 机 装料， D 8 5推土机配合， 2 0 t自卸汽车运碴至下游碴 场。河床大孤石采用手风钻钻孔爆 除。由于边坡较 陡， 坝肩开挖采用人工清理。按设计清基要求， 河床 部分清除表层腐植土 、 杂 草和树木， 至砂砾 层。 两岸 边坡部分清到半风化基岩。按照 YS 5 4 1 89 5 2 ． 2 ． 4要求， 开挖清理工 作应在填筑前完成 ， 不得边填筑边开挖。考虑到本 工程地形实际情况及工期要求， 结合多年水利施工 经验， 提 出先进行标高 1 6 2 0 m以下坝基、 坝肩开挖， 在坝体填筑的同时， 再进 行标高 1 6 2 0 m 以上坝基 、 坝肩开挖， 有利于加快工 程施工进度， 经 与监理 、 设 计人员协商。 同意该 施工方法， 为大坝 2 0 0 2年 4月 3 0日填筑到设计高 程打下了坚实的基础。工 程于 2 0 0 1 年 1 2月 1 9日完成 了 1 6 2 0 m 以下坝基、 坝 肩 开挖工作， 并通过 了业主、 设计、 监理 、 地质、 施工单 位五方联合验收。 3 ． 3 坝体填筑 1 坝料开采。坝料开采坚持“ 高料高用、 低料 低用” 、 “ 先近后远” 的原则。地质资料显示老虎岩石 料场石 料 的物理 力学性 质 好， 储量较 大 约 3 5万 m ， 运距短 约 3 0 0 m ， 开采条 件好， 是较理想的石 料场。我部认为该料场地质勘察粗 略。 没有地质钻 孔资料， 覆盖层厚度 、 岩石分布情况不清， 储量不确 定， 给料场施工带来了一定的盲 目性。在老虎岩石 料场开采前和过程 中， 发现料场顶部覆盖层厚达 3 ～ 1 0 m， 地形陡峭且施工场地狭窄， 极不利于机械 化 作业。 在老虎岩石料场无法供应 充足石料的情况下。 为保障初期坝工 程建设顺 利进行， 设 法在老虎 岩料 场周边裸露岩石处开采石料上坝填筑。 施工进度缓 慢。为确保大坝 2 0 0 2年安全度汛。 提出应充分利用 坝前砂砾土很多的特点， 修改筑坝材料， 既可保证工 期， 又可增加库容。设计单位于 2 0 0 2年 2月 5日下 发“ 设变 尾坝 字第 0 0 5号” 设计变更通知书， 将初 期坝由堆石坝改为砾 质土坝， 大大 加快 了坝体填筑 施工进度。 2 坝体填筑。坝体正式填筑前， 先进行 了碾压 试验。根据碾压试验结果。 堆石体填筑层厚控制在 1 ． 2 m、 洒水量 1 5 ％、 碾压 8遍可满足设计要求 ； 砂砾 土填筑层厚控制 在 0 ． 8 m。 含水率 6 ． 7 ％、 碾压 8遍 可满 足设 计要 求。坝 体 填筑 采 用 C A T 3 2 0反 铲、 DL一6 0 装载机在料场 装料， 2 0 t自卸汽车运输 至坝 面上， 进占法卸 料， D 8 5推土机平 整后， 用 1 8 t 振 动 碾平行于坝轴线方 向碾压。根据实际地形情况。 坝 体填筑由下游开 始分层填筑， 逐渐 向上游推进。边 角部位填筑 尽量采 用较 细石料。 避免大块 石集 中。 筑坝材料、 填筑干密度严格按照设计指标进行控制。 上、 下游坡面每层超填碾压， 每隔 3 ～5 m 按设计坡 度测量放样后， 采用 C AT 3 2 0反铲制 坡。干砌块 石 护坡施工从料场选用符合设计要求的石料运输至坝 面上， 人工抬至施工部位 ， 人工砌筑。 反滤层铺筑规范要求铺 料应 自下 向上进行。 不 得从坡顶向下倾倒。为此每次削完坡后， 用反铲将 反滤料铺设至坡面上， 人工 整平 。反滤料使用人工 碎石。土工 布以上反滤料 则使用 人工由下至上铺 设。土工布铺设按照规范、 设计要求长边垂直于坝 轴线铺设， 幅间搭接宽度不小于 2 0 e m。 采用专用缝 纫机用尼龙绳缝合。土工布选用核工业湖南无纺布 厂生产的 4 0 0 g ／ m 长丝土工布， 按设计要求人工进 行铺设 ， 及时进行保护。 3 ． 4 施工管理 1 现场控制。由于从堆石坝改为砾质土坝。 坝 顶高程加高到 1 6 7 0 m， 上、 下游坡比变缓， 总填筑方 量增 加， 工期变得尤其紧张。我部随即调整施工布 署， 迅速组织多台套装运机械设备和大量人员进场。 技术部门根据工程现状， 及 时制定切实可行的施工 方案用于指导生产。生产部 门合理 组织 生产， 加强 施工进度控制和现场施工的管理力度。质检部 门严 把质量关， 加强工程施工质量的 日常检查控制工作， 确保工程质量满足设计和规范要求。安全部门认真 进行安全教育和培训， 严格执行安全生产管理制度。 加强现场安全监督检查力度， 及时消除隐患。 杜绝安 全事故的发生。机电物资部门及时采购相应的材料 配件， 满足生产需要， 同时加强机械设备维修保养工 作， 迅速排除机械故 障， 提 高设备 完好率 和利用率。 后勤部门积极做好职工 的生活服务工作， 解决 职工 的后顾之忧， 为生产提供 良好的后勤生活服务保障。 召开 了职工运动大会， 认真做好职工的工作。 奖勤罚 懒。 充分调动职工的生产积极性。通过项 目部的精 心组织， 严格管理， 合理安排， 使施工生产进入高潮， 最大月填筑量 1 1 ． 8 4万 m3 。经过项 目部广大干部 职工的艰苦奋战， 主体工程坝体填筑于 2 0 0 2年 4月 维普资讯 第 2期 樊述斌等 会东铅锌矿尾矿初期坝施工实践 4 9 2 4日全线达到最终设 计高程， 比控制性工 期提 前 6 天完工 。 2 资料控制。在老虎 岩尾矿初期坝施工过程 中， 由于工程地质资料不准确、 设计 图纸修改、 征地 原因、 停电等多种因素， 给工程 施工带 来了严重影 响， 使本来就紧张的工期显得尤为突 出。由于非我 方原因造成的经济损失业 主应给予一定地补偿， 同 时为确保工期， 必须加大资源投入， 把损失的工期赶 回来。在施工过程中， 要求每班施工人员做好 现场 施工记录 、 机械设备运转记录 。每次非我部原因造 成停工及影响正常施工时， 在合同文件规定的时效 内， 均 以备 忘录 的形式 将损失情况 上报业 主、 监理 部， 以求得到认可。由于我部资料齐全， 最终损失 已 得到业主的认可， 为现场正常施工打下了 良好的经 济基础。 3 质量控制。工程施工 中， 严格按照 I S O 9 0 0 0 系列标准对每道工序进行过程受控， 确保工程质量 达到设计、 规范要求。对重要工序进行重点控制。 坝体填筑过程中， 从源头控制， 确保上坝石料满 足设计要求。填筑 时采用进 占法施工， 按规 定的层 厚 、 碾压遍数、 洒水量进行 施工。边 角部 位采用较 细、 级配连续石料先行填筑， 避免大块石集 中， 确保 与岩 坡 接 触 良好。上、 下游 边 坡 每 隔 3～5 m 用 C A T 3 2 0反铲进行一次削坡， 按照设计边 坡进行测 量控制 ， 削坡的同时用反铲斗子夯实边坡， 并用履带 碾压边坡。 确保边坡 密实。按规范要求对每 层进行 质量检测， 满足设计要求指标后再进行上一层填筑。 坝体填筑共完成 9 3个单元工 程， 合格率 1 0 0 ％， 优 良率 8 8 ． 2 ％。整个初期坝工程共完成 1 2 3个 单元 工程， 合格率 1 0 0 ％， 优 良率 8 9 ． 4 ％。工程质量等级 被评为优良。 4 安全控制 。根据工程特点， 制定了详细 的安 全规章制度， 组织多次安全培训 ， 采取了多项安全防 护措施。高边坡作业人员必须系安全绳， 爆 破作业 人员必须持证上 岗， 爆破施工严格按照国家爆破规 程要求制定 了火工材料的运输、 储存、 发放等管理办 法， 严格按照爆破设计进行钻孔、 装药。针对现场实 际施工情况， 制定了安全生产管理办法， 有效地保证 现场施工安全。 4 体会及建议 1 由于前期工程地质勘察资料粗略， 误导工程 设计， 影响工程正常施工。有色冶金 系统工程地质 勘察与设计是两个单位， 一定程度上造成脱节， 不利 于 工程 施工 。 2 规范要求初期坝工程坝基“ 开挖清理工作应 在填筑前完成， 不得边填筑边开 挖” ， 应根据工程实 际情况， 因地制宜， 不要死扳硬套 。 3 尾矿库初期坝为透水坝， 初期坝较水坝要求 较低， 实际上碾压式堆石初期坝上、 下游坡 比较水工 混凝土面板堆石坝坡 比缓， 建议 有关部门对尾矿浆 液澄清后对初期坝稳定影响与全部是水对初期坝稳 定影响相 比较， 尽量使初期坝上、 上游坡度变陡 ， 减 少初期坝填筑方量， 减少工程投资， 进而加快工程施 工进度， 尽早投产。 4 排洪系统宜在初期坝完工之前形成， 否则可 能因为初期坝库内放入尾矿后 ， 造成排洪洞、 排水井 渗水量加大、 排水井施工道路 中断等一系列影响排 洪系统施工的问题发生。 5 结语 由于首次介入有色冶金系统施工， 对尾矿库及 初期坝工 程概念、 设 计理论认识 不足， 施工经验 较 少， 水利与有色冶金行业不同， 设 计理论 、 要求不一 致， 对施工来说需要一个转变过程。通过本工程施 工， 系统 了解 了尾矿库及初期坝工程结构形式 及功 能， 积累了一定的施工经验， 为以后尾矿库施工打下 了良好的基础。该工程 在施工过 程中严格按 照合 同、 设计要求进行工期、 质量控制， 满足了各项要求， 受到 了业主、 监理部的一致好 评。2 0 0 2年 6月 2 5 日工程全部施工完毕。通过汛期考验及库内排放尾 矿， 大坝各项功能发挥正常。 上接 第5 2页 [ 2 ] 白军伟． 我国物流配送发展现状与对策[ J ] ． 铁道物资 商品储运与养护， 2 o o 1 3 ． 科学管理。 2 o o 2 3 ． [ 4 ] 魏修建， 刘雪亮． 电子商务与物流中心的发展[ J ] ． 中国 [ 3 ] 叶汉迟． 论物流配送中心的设置、 管理及发展策略[ J ] ． 物流与采购。 2 0 0 2 2 ． 维普资讯