深厚覆蓋層一次建壩尾礦庫的沉降變形分析

李云清, 李 松(中國恩菲工程技術有限公司,北京 10038)

1 前言

尾礦庫是指用以貯存金屬、非金屬礦山進行礦石選別后排出尾礦的場所。尾礦壩是指用于攔擋尾礦和水的尾礦庫外圍構筑物?！斗婪痘馕驳V庫安全風險方案》中要求:新建四等、五等尾礦庫必須采用一次建壩方式。一次建壩是指全部用除尾礦以外的筑壩材料一次或分期建造的尾礦壩[1]。對于青海、甘肅等地區,表層第四系覆蓋層比較厚,且多為砂礫石,覆蓋層地區采用一次建壩的尾礦筑壩形式,覆蓋層的厚度、物理特性,是否液化、是否具有濕陷性等都將會影響壩體的穩定。有的地區覆蓋層很深,能達到將近40 m,將覆蓋層全部挖除,會大幅增加工程投資和延長工程的工期[2-3],但是直接修建在深厚覆蓋層上,尾礦壩的壩基滲漏、沉降變形、壩坡穩定等問題就是亟待解決的問題。尾礦庫通過全庫鋪膜防滲的方法既可以解決尾礦的環保問題也可以保證壩體的滲流穩定,但是在施工期及運行期產生較大的沉降變形,將導致壩體預留超高不足,可能會造成洪水漫頂等問題[4]。

2 工程概況

某尾礦庫位于青海西部,屬于大陸性干旱氣候,庫區內植被稀疏,呈典型的高山荒漠地貌。尾礦壩采用一次建壩,分期建設,庫區內采用全庫鋪設土工膜防滲,尾礦庫使用標高為3 250～3 320 m,最大壩高75.5 m,最終庫容約6 660×104m3,占地面積約2.25 km2,匯水面積為5.061 km2。

一期壩:尾礦壩壩頂高程3 295 m,壩高45 m,壩頂寬8 m,上游坡比1∶2,每隔10 m設一道錨固平臺,寬2 m;下游坡坡比為 1∶2.2,每間隔13 m設一級馬道,馬道寬2 m。……