贵州省XX锰业公司尾渣库三期工程可行研究报告（初步设计说明）.doc

云云阳阳锰锰业业有有限限责责任任公公司司 尾尾渣渣库库 三三期期工工程程 初初步步设设计计 代代可可行行性性研研究究 说说明明书书 云阳锰业有限责任公司 二 一二年八月 目目 录录 1 综合说明 2 1 1 工程概况 2 1 2 水文 气象 2 1 3 工程地质 2 1 4 工程任务及规模 2 1 5 工程总体布置及建筑物 2 1 6 施工组织设计 2 1 7 环境保护 2 1 8 尾渣库的安全管理 2 1 9 节能设计 2 1 10 劳动安全 卫生 职业病防治与消防 2 1 11 工程投资概算 2 1 12 结论 2 1 13 工程特性表 2 2 水文 2 2 1 流域概况 2 2 2 气象 2 2 3 水文站及资料情况 2 2 4 洪水 2 2 5 地表水 2 2 6 地下水 2 2 7 设计洪水计算 2 2 8 库容计算 2 3 工程地质 2 3 1 绪言 2 3 2 勘察工作简述 2 3 3 区域地质概况 2 3 4 尾渣库库区工程地质条件 2 3 5 坝址工程地质条件 2 3 6 天然建筑材料 2 3 7 结论和建议 2 4 工程任务及规模 2 4 1 工程建设的必要性 2 4 2 工程任务及工程规模 2 5 工程总体布置及建筑物 2 5 1 设计依据 2 5 2 工程总体布置 2 5 3 渗流计算 2 5 4 稳定性分析 2 5 5 调洪演算 2 5 6 建筑物结构设计 2 5 7 尾渣库观测 2 5 8输送系统 2 5 9 尾渣库通讯及照明系统 2 5 10 工程量表 2 6 施工组织设计 2 6 1 施工条件 2 6 2 施工导流 2 6 3 料场的选择与开采 2 6 4 主体工程施工 2 6 5 施工交通运输 2 6 6 施工总布置 2 6 7 施工总进度 2 7 环境保护 2 7 1 渗漏液 2 7 2废水重复利用率 2 7 3 清污分流 2 7 4 植被 水土保持 2 7 5 环境监测 2 8 尾渣库安全管理 2 8 1 尾渣库安全要求 2 8 2 安全管理工作 2 8 3 应急救援预案 2 8 4 安全管理机构 2 9 节能设计 2 9 1 设计依据 2 9 2 工程节能设计 2 9 3 结论 2 10 劳动安全 卫生 职业病防治与消防 2 10 1 设计依据 2 10 2 劳动安全 2 10 3 工业卫生 2 10 4 职业病防治 2 10 5 消防 2 11 工程投资概算 2 11 1 投资概算编制原则和依据 2 11 2 基础单价的计算标准 2 11 3 主要工程及材料 2 11 4 工程投资概算表 2 12 结论和建议 2 12 1 结论 2 12 2 建议 2 1 1 1 综合说明综合说明 1 11 1工程概况工程概况 印江土家族苗族自治县云阳锰业有限责任公司 以下简称云阳锰业 有限公司 位于铜仁市印江县天堂镇 厂区位于天堂镇东北 800m处 车 家河甘金桥电站水库西面 厂区距印江县城30km 距铜仁大兴机场 132km 距重庆秀山火车站70km 印秀公路从厂区以南 20m的地方通过 交通较为方便 该公司主要从事锰矿选冶 采用低硅电解金属锰 年产量10000t 年产生锰渣约为 70000t 约 46700m3废渣 云阳锰业有限公司生产的电解锰的锰尾渣具有一定的污染性 废渣 中含有多种矿物质 矿渣渗滤液PH值远不符合国家允许排放标准值 如 果任意堆放会污染环境 由于云阳锰业有限公司对尾渣综合利用项目尚 未启动 所以电解金属锰废渣需建设专用渣库妥善堆存 云阳锰业有限 公司在厂区北部距离200m的山沟中建有的尾渣库为主要矿渣堆放区 渣 场下游 100m 处为车家河一级电站甘金桥水电站库区 渣场区域地表水 最终流入甘金桥电站水库 甘金桥电站水库所在的车家河是乌江右岸的 一级支流 主流从核桃坪发源地经印江县板溪 天堂 胡家坝 坨寨穿 过沿河小溪 墨子湾 蛟坝 白果树 于沙沱渡口处汇入乌江 全长 80 7km 总流域面积 647km3 为保持渣场区域生态环境和车家河不受 此渣场污染 在此修建坝体对渣场进行工程处理是有必要的 本次渣库工程为三期工程 在二期土坝下游修建浆砌石重力坝体 扩大渣库容量20万m3 满足未来企业6 7年的排放需要 2 2012 年 5 月 我公司受云阳锰业有限公司委托 对云阳锰业有限 公司尾渣库三期工程进行初步设计 我公司接受委托后 通过对该公司 尾渣库的基本情况进行踏勘 根据合同约定的委托内容 根据云阳锰业 有限公司提供的资料和参数编制了 印江土家族苗族自治县云阳锰业有 限责任公司尾渣库 三期工程 初步设计 代可行性研究 报告 在 初步设计过程中我公司得到了各级安全生产监督管理部门及云阳锰业有 限公司的大力支持和帮助 在此一并致谢 1 21 2水文水文 气象 气象 1 流域概况 云阳锰业有限公司位于印江县天堂镇 厂区位于天堂镇东北 800m 处 车家河甘金桥电站水库西面 该尾渣库坝址以上流域总面积为 0 488km2 设计中将该尾渣库整个集水流域分为3个区 分别进行排洪 1号区为库区 集水面积 0 029km2 河长 0 17km 河道比降为 10 2 号区为左岸排水区 集水面积 0 397 km2 河长 1 15km 河 道比降为 223 3 号区为右岸排水区 集水面积 0062km2 河长 0 69km 河道比降为 154 该工程排洪方案是将洪水引入下游的车家 河内 2 气象 该区属中亚热带温暖湿润的季风气候 冬无严寒 夏无酷暑 多年 平均气温 16 9 最冷月1月平均气温 5 6 最热月7月平均气温 27 3 极端最高气温 39 9 极端最低气温 9 平均无霜期 290 2 天 平均日照时数 1288 4h 年平均相对湿度 78 平均风速 0 9m s 多年平均降水量为 1068 0mm 日降水量大于 10mm 的天数为 3 32 9 天 大于 25 0mm 的天数 10 6天 大于 50 0mm 的天数 2 9天 3 水文站及资料情况 该工程集雨面积较小 工程所处设计流域内无实测水文 降水资料 邻近地区的印江气象站国家基本气象台 该站具有 1959 2009 共 51 年实测降水系列资料 该资料已被贵州省气象局整编 本次设计阶段 选择资料年限长 观测精度高 资料可靠性较好的印江气象站作暴雨洪 水计算参证站 4 洪水 根据印江气象站 1959 2009 年共 51 年实测最大一日降水系列资料 进行频率分析计算 小时1H 45mm CV 0 40 CS 3 5CV 小时24H 94 64mm CV 0 43 CS 3 5CV 由于该尾渣库总集水面积 0 488km2 10km2 按 年最大 1h 暴雨成峰 年最大 24h 暴雨成量 原则进行计算 根据 以上分析 并结合贵州省水文水资源局的有关等值线图 选取该工程流 域中心处设计流域暴雨统计参数为 选取 小时1H 45mm CV 0 40 CS 3 5CV 小时24H 95mm CV 0 48 CS 3 5CV 根据尾渣库布置 该尾渣库集水流域分为 3个区进行排洪 即 1 区为尾渣为库周截洪沟以内的集水区 2区为山脊与左岸截洪沟山体坡 面集水区 3区为山脊与右岸截洪沟山体坡面集水区 根据贵州省水文 总站 贵州省特小流域暴雨洪水计算标准 中所述的公式计算分别计算 各分区的洪峰流量和洪水总量 5 库容计算 三期工程库容计算在 1 1000 地形图上画出大坝位置 按大坝设计 外坝坡度画出大坝外坡面线 然后量出各等高线和相应坝高所围面积 4 以相邻两等高线面积平均乘以高距即得二等高线之间的容积 将各层容 积累加即得不同坝高及最终坝高程时的总库容 该渣库三期工程最终堆 积高积为 585 0m 总库容 41 3 万 m3 库容除去已堆放的 7 万 m3锰渣 剩下 34 3 万 m3 1 31 3工程地质工程地质 1 区域地质概况 库区地处武陵山脉之北西侧的斜坡地带 地形总体为北西高南东低 以溶蚀 剥蚀地貌为主 地形主要为缓坡 局部为陡坡和平台 尾矿坝 前缘为小溪沟 由西向东汇入车家河 区内出露地层有第四系 奥陶 系下统红花园和大湾组 该区地质构造简单 仅有一条由南倾的张性正 断层沿沟谷通过 走向70 85 倾向南东 倾角 65 75 地层倾 向南东 100 120 岩层倾角 16 23 坝址区浅部节理裂隙较发育 左坝肩的岩体相对完整 而右坝肩的岩体的完整性相对较差 特别在断 层两侧 坝区的节理裂隙主要发育有 2 组 呈 X 发育 据调查及收 集资料 该区无强地震发生 该区地震动峰值加速度为 0 05g 地震动 反应谱特征周期为 0 35s 相应地震基本烈度为 度 2 尾渣库库区和坝址工程地质条件 库区地处武陵山脉之北西侧的斜坡地带 地形总体为北西高南东低 以溶蚀 剥蚀地貌为主 地形主要为缓坡 局部为陡坡和平台 尾矿坝 前缘为小溪沟 由西向东汇入车家河 区内出露地层有第四系 奥陶 系下统红花园和大湾组 该区地质构造简单 仅有一条走向 70 85 倾向的张性正断层从场地北边缘通过 倾角 65 75 地层倾向南东 100 120 岩层倾角 16 23 坝址区浅部节理裂隙较发育 左坝 5 肩的岩体相对完整 而右坝肩的岩体的完整性相对较差 特别在断层两 侧 坝区的节理裂隙主要发育有 2 组 呈 X 发育 3 天然建筑材料 1 砂石料 石料场位于坝址附近的左岸坡 大于堆渣顶 10m以 上高程开采 水平距离应在离坝址 50m 以上 就地取材 开采岩层 为奥陶系下统红花园组 O1h 灰岩 生物灰岩 有效储量 10 万 m3 质量及数量均满足设计要求 工程区无天然砂料利用 只能采用 人工机制砂料 2 土料 土料场位于天堂镇附近的印江至天堂的公路旁 为风 化残坡积为褐黄色红粘 土层厚 2 0 5 0 m 料场有效储量 3 5 万m3满足土工膜垫层土料储量要求 砂质含量低 土质较好 地形平 坦 运输距离约 5km 运输方便 1 41 4工程任务及规模工程任务及规模 1 自然经济状况及工程建设的必要性 云阳锰业有限公司尾渣库位于云阳锰业有限公司电解锰厂厂区北部 距离 200 米的山沟中 渣库下游 100m 处为车家河一级电站甘金桥水 电站库区 该尾渣库坝址以上流域总面积为0 488km2 云阳锰业有限公司坐落于中国 锰三角 旁 印江土家族苗族自 治县天堂镇 总建筑面积 5 4万m2 是印江县的主要矿产加工业之一 其主要产品为电解锰 锰制品加工与销售 随着公司规模逐渐壮大 也 带动了当地经济的发展 同时也为印江县的财政收入作出巨大的贡献 电解锰的锰尾渣具有一定的污染性 废渣中含有多种矿物质 矿 渣渗滤液PH值远不符合国家允许 6 排放标准值 如果任意堆放会污染环境 由于云阳锰业有限公司对尾 渣综合利用项目尚未启动 所以电解金属锰废渣需建设专用渣库妥善 堆存 云阳锰业有限公司在厂区北部距离 200m的山沟中建有的尾渣 库为主要矿渣堆放区 渣场下游 100m 处为车家河一级电站甘金桥水 电站库区 渣场区域地表水最终流入甘金桥电站水库 甘金桥电站水 库所在的车家河是乌江右岸的一级支流 主流从核桃坪发源地经印江 县板溪 天堂 胡家坝 坨寨穿过沿河小溪 墨子湾 蛟坝 白果树 于沙沱渡口处汇入乌江 为保持渣场区域生态环境和车家河不受此渣 场污染 在此修建坝体对渣场进行工程处理是有必要的 2 工程任务及工程规模 该工程主要任务是建库堆放云阳锰业有限公司排向锰渣库的所有锰 渣 以免造成水土流失 避免地质灾害 滑坡 泥石流 的发生 保证堆 场内的水不向临近流域渗漏 保护下游水源不受渣场污染 保障国家及 人民生命财产的安全 为云阳锰业有限公司提供一个安全的堆放锰矿渣 的场所 云阳锰业有限公司尾渣库三期工程总库容41 3万m3 初期坝高 14 2 m 堆积坝高 23m 总坝高 37 2m 下游主要防护对象为河流水源 根 据 尾矿库安全技术规程 AQ2006 2005 中4 1 4 2条及5 4 2条规定 和该工程防护对象重要性确定 该工程等别为四等 其主要建筑物 大 坝 防渗及排水系统 为4级 次要建筑物 后期坝坡面排水沟和库区排 水沟 为5级 尾渣库初期防洪标准为50年一遇洪水标准 中后期防洪标 准为100年一遇洪水标准 云阳锰业有限公司尾渣库的三期工程主要建筑物包括 初期坝 后 7 期堆积坝 尾渣库排洪系统 库内渗水系统 库内雨水回收系统 库内 防渗系统 观测系统 输送系统 尾渣库通讯及照明系统 1 51 5工程总体布置及建筑物工程总体布置及建筑物 1 初期坝 堆积坝 初期坝为浆砌石重力坝 坝轴线长 49 00m 初期坝高 14 2m 基础 埋深 6 8m 为 C15 砼毛石混凝土 底部设置防滑凸榫 宽 5m 深 2m 其初期坝顶宽 5 5m 内坡比为 1 0 15 外坡比为 1 0 8 初期坝顶高 程 562 0m 坝顶宽 5 5m 坝底最大宽度 22 51m 坝顶长 49 0m 坝底长 32 93m 后期堆积坝采用上游式筑坝方式 最终坝顶高程 585 0m 堆积坝 高 23 0m 尾渣库最大坝高 37 20m 总库容 41 3 万 m3 下游坝坡为 1 3 堆积坝在高程 567m 572m 577m 582m 设置 3m 宽的马道 马道 内侧设排水沟 在堆积子坝在高程 567m 572m 577m 582m 排水沟顶 内侧设排渗盲管 后期堆积坝下游面采用 70cm 厚的均质粘土覆盖 粘 土覆盖表面采用草皮网格护坡 堆积坝下游坝坡埋设 100mmPVC 排渗 管 长 L 16m 上下层距 h 6m 水平间距 L 20m 管内端钻梅花孔 孔径 30mm 孔距 100mm 钻孔段长 3m 包滤布 坝址采用 M10 水泥 砂浆砌 MU30 毛石浆砌石重力坝坝体 基底为 C15 砼毛石混凝土结构 垂直方向上的渗漏液 可以通过 HDPE 雨水导管排出 至集污沟 或在 浆砌石坝体上设置 100mmHDPE 雨水导排管 在进口处加设反滤包 收集 到污水处理池处理 2 坝面排水系统 在初期坝面设置横向排水沟 0 2 0 3m 将初期坝面雨水通过水平 8 引出管引入集污沟内 随着后期坝的施工而进行 沿着坡面纵向每隔 30m 设置一条 0 4 0 4m 的纵向排水沟 将坝坡面的水排向库外 3 尾渣库排洪系统 分为尾渣库四周山体截洪沟和库内排洪系统组成 山体截洪沟整体 沿用尾渣库二期工程的山体截洪沟 使库区外的水不进入尾渣库内 采 用排洪沟将库周面积集水排向下游 排向初期坝下游的甘金桥库内 由 于三期库外排洪系统和二期库外排洪系统负责的排水情况一致 只对排 洪沟进行局部改线就可以满足排洪要求 左岸截洪沟比降为 1 25 断 面为1 35 1 35m 截洪沟共长481m 其中改线长35m 截洪沟外侧墙为 M7 5浆砌块石 顶宽0 4m 外侧墙边坡为1 0 3 内侧墙为M7 5浆砌块 石 顶宽 0 4m 墙为直墙 渠道内壁采用 M10水泥砂浆抹面 右岸截 洪沟比降为1 25 断面为 0 6 0 8m 截洪沟共长 376m 其中改线长 119m 截洪沟内 外侧墙为 M7 5 浆砌块石 顶宽0 4m 墙为直墙 渠道内壁采用 M10 水泥砂浆抹面 库内排水系统布置于库底 由排水 斜槽和排水涵管组成 排水斜槽库内布置两个 即 1 排水斜槽和 2 排水斜槽 由于三期库外排洪系统和二期库内排洪系统负责的排水情况 一致 只对库内排洪沟进行延伸就可以满足排洪要求 1 排水斜槽长 43 8m 其中延伸段长10 0m 排水斜槽顶部高程为586 0m 底部高程为 561 55m 底部与排水涵管相连 2 排水斜槽长49 60m 其中延伸段长 6 0m 排水斜槽顶部高程为586 40m 底部高程为555 95m 底部与排水 涵管相连 1 2 排水斜槽内壁断都面为 1 0 1 0m 排水涵管长 182 3m 其中延伸段长35 5m 采用 1100 的砼预制管 排水涵管比降 为1 50 出口接污水处理池 9 4 库内雨水回收系统 排水斜槽和排水涵管主要排放截洪沟以内积水面积的雨水和库内渗 水 排水涵管出口接污水处理池 其长24 5m 宽12m 池顶高程为 547 0m 池底高程为 543 0m 池深 4 0m 污水处理池容积为 1030m3 为保证池内的废水不外泄 从渗滤液收集池到厂区 设置回送 渣浆泵 2 台 一开一备 最大流量为 186m3 h 最大扬程为 91 2m 渣浆泵型号为 150 主 YTZ 700 在特殊工况时期 两台泵须同时开启 可将来水全部抽到电解锰厂的冷却水池 5 库内防渗系统 本次扩容建设的尾渣库采用水平防渗方案 库内铺设复合土工膜 因此尾渣库采取了防渗措施 本次库内防渗复合土工膜铺设范围在二期 工程基础上向外铺设 铺设高程高于堆放锰渣1m 6 尾渣库观测 主要对尾渣库初期坝体位移 后期堆积坝位移 堆积体内浸润线 进行观测 地面水位观测和地下水位观测 观测重点放在坝体 其目 的为尾矿坝稳定提供可靠的基础数据 有利于指导尾渣库管理 7 输送系统 锰渣采用干法排放方式送到锰渣尾渣库的输送方案 采用厂内自 备汽车利用原有道路运输 8 尾渣库通讯及照明系统 渣库值班室利用已有的设施 内设调度电话一部 并与电解锰厂总 机相连 坝区和库区安装投光距离 400m 的投光灯 1 61 6施工组织设计施工组织设计 10 该工程不需要进行专门的施工导流设计 但在雨天施工需进行基坑 排水 基坑排水为临时性排水 采用潜水泵抽排 排水需布置排水系统 基坑开挖过程中常将排水平沟布置在基坑中部 随基坑开挖工作的进展 逐渐加深排水平沟和支沟 集水井布置在建筑物轮廓线外侧 填筑坝体 时的排水系统 布置在基坑的四周 距坡脚不小于 50cm 该工程的总工期计划为 6 个月 施工总工日为 150 工日 1 71 7环境保护环境保护 该工程堆筑锰矿渣 其中含有害物质 在雨季时会形成林溶液流走 下游 为了防止污染保护环境林溶液全部回收使用 要求电解锰厂用水 的重复利用率达到 90 该工程完成后 尾渣库的回收率为 100 尾渣库周边设置截洪沟 把截洪沟以上的天然降水隔离在截洪沟里 从截洪沟排出 库内汇聚的洪水属于污染水 污染水从排水系统排除流 到渗漏液收集池 作为污染水集中回收及防尘使用 从而把库区的污水 清污分离开来 基建与生产过程中 包括修路 运输 堆放等宜尽量减少对周围地 貌扰动 避免造成水土流失 在矿渣干燥堆筑后 经常洒水保证尾尘不 会飞扬造成环境污染 当尾渣库堆满矿渣停止使用后 在其表面覆盖 0 7m 厚的覆土层 在上种草或灌木 做好环保和水土保持工作 1 81 8尾渣库的安全管理尾渣库的安全管理 该尾渣库三期工程施工工作及运行后的安全管理工作由云阳锰业 有限公司负责 负责制定和落实安全管理细则和应急救援预案 管理 机构按需要的劳动定员为 尾渣库管理负责人 2 人 水泵工 2 人 尾 渣工 3 人 总计 7 人 11 1 91 9节能设计节能设计 该工程的主要建设内容为初期坝 后期堆积坝 尾渣库排洪系统 库内渗水系统 库内雨水回收系统 库内防渗系统 观测系统 输送 系统 尾渣库通讯及照明系统等 根据工程的分布情况 可从建筑节 能和工程管理节能考虑节能降耗 1 101 10劳动安全 卫生 职业病防治与消防劳动安全 卫生 职业病防治与消防 该工程安全与工业卫生设计 遵照国家的法律 法规和相关的规 范 标准 贯彻执行 安全为了生产 生产必须安全 的原则和 安 全第一 预防为主 综合治理 的安全方针 为使本项目建设符合劳 动安全与工业卫生要求 提高工程建设人员和运行人员的安全卫生意 识 自觉防范生产经营活动中的安全卫生风险 加强安全生产监督管 理 防止和减少生产安全事故 保障人民群众生命和财产安全 为全面贯彻落实 中华人民共和国职业病防治法 切实维护职 工身体健康的合法权益 应加强电解锰厂职业病防治工作 电解锰厂 应提高企业自身职业病防治意识和管理水平 以预防 控制矿山尘肺 病及其他职业病的发生 切实保护劳动者的安全健康 消防应贯彻执行 预防为主 防消结合 的原则 在严格遵循有 关防火规范和规定的基础上 依托厂区 做好工程的防火安全设计 由于库区周围有一定的植被覆盖 在干燥季节 对进场的人员和车辆 应进行烟火管制 同时在库区内机械上配置灭火器材 以扑灭机械故 障引起的小型火灾并防止其漫延 在抽水泵房等电器较多的构筑物中 设一定数量的干粉灭火器和二氧化碳灭火器 1 111 11工程投资概算工程投资概算 12 编制办法及费用标准按水利部水总 2002 116 号文颁发的 水利 工程设计概 估 算编制规定 设计概算采用 2011 年第四季度价格水 平进行编制 该工程概算总造价为 539 65 万元 其中 建筑工程为 375 22 万元 临时工程为 6 0 万元 其他费为 52 10 万 建设征地及 水保环保投资 63 0 万元 工程预备费为 43 33 万元 1 121 12结论结论 该工程采用浆砌石重力坝 作为挡渣坝的初期坝 采用上游式筑坝 方式 安全技术角度看可行 经济效益角度看较好 所以宜及时开展建 设 1 131 13工程特性表工程特性表 表表 1 13 11 13 1 工程特性表工程特性表 序 号 及 名 称单位数 量备 注 一 水文 1 坝址以上集雨面积 km20 488 2 初期防洪标准及流 量 m3 s14 92 P 2 全部洪峰 3 中后期防洪标准及 流量 m3 s17 02 P 0 1 全部洪 峰 二 尾渣库 总库容万 m3 41 3 三 工程永久占地 1 工程永久占地亩 18 三期工程 四 主要建筑物 浆砌石重力坝 1 1 初期坝坝型 浆砌石重力坝 1 2 初期坝顶高程 m562 坝高 14 2m 1 3 最终坝顶高程 m585 最终坝高 37 2m 1 4 初期坝顶长度 m49 1 5 初期坝顶宽度 m5 5 初期坝内坡比 1 0 15 13 初期坝外坡比 1 0 8 1 8 堆积坝坡比 1 3 2 截水沟 溢流沟 2 1 左支截洪沟 改线 m30 利用二期工程 2 2 右支截洪沟 改线 m119 利用二期工程 2 3 排洪斜槽 延伸 m16 利用二期工程 2 4 拱形排洪管 延伸 m35 利用二期工程 5 施工总工期月 6 六 经济指标 1 静态总投资万元 539 65 14 2 2 水文水文 2 12 1流域概况流域概况 云阳锰业有限公司位于印江县天堂镇 厂区位于天堂镇东北 800m 处 车家河甘金桥电站水库西面 该尾渣库坝址以上流域总面积为 0 488km2 设计中将该尾渣库整个集水流域分为 3 个区 分别进行排 洪 1号区为库区 集水面积 0 029km2 河长 0 17km 河道比降为 10 2号区为左岸排水区 集水面积 0 397 km2 河长 1 15km 河道 比降为 223 3号区为右岸排水区 集水面积 0 062km2 河长 0 69km 河道比降为 154 该工程排洪方案是将洪水引入下游的车家 河内 2 22 2气象气象 该区属中亚热带温暖湿润的季风气候 冬无严寒 夏无酷暑 据印 江气象站多年观测资料统计 多年平均气温 16 9 最冷月 1 月平均 气温 5 6 最热 月 7 月平均气温 27 3 极端最高气温 39 9 1971 年 7 月 27日 极端最低气 温 9 1977年 1月 30日 平均无霜期290 2天 平均日照时数 1288 4h 占可日照时数的 29 以夏季多 冬季少 年平均相对湿度 78 平均风速 0 9m s 以 NE风 居多 多年平均降水量为 1068 0mm 日降水量大于 10mm 的天数为 32 9 天 大于 25 0mm 的天数 10 6 天 大于 50 0mm 的天数 2 9 天 2 32 3水文站及资料情况水文站及资料情况 1 参证站的选择 该工程集雨面积较小 工程所处设计流域内无实测水文 降水资料 15 邻近地区印江气象站属国家基本气象台 1956年 9 月 25 日建站 同 年 11月 日开始作记录 1959年 1月1日起作正式纪录 管事时制及时 次为 每日北京时02 08 14 20 时进行定时观测 气候观测几天气 观测统一进行 采用自记仪器 从 1986年3月1日起 配备Z 80 型传 真机 开展气象传真业务 该站有 1957年至 2009年共 51 年的降雨观 测资料 实测最大一日降雨量 165 mm 1998年 8月 27日 具有 1959 2009 共 51年实测降水系列资料 该资料已被贵州省气象局 整编 因此 本次设计阶段 选择资料年限长 观测精度高 资料可靠性较好 的印江气象站作暴雨洪水计算参证站 2 参证站资料评价 1 可靠性 印江气象站属国家基本站 采用自记结合人工观测方 法 汛期进行四段制 八段制观测 枯季采用二段制观测 降水观测均 按规范要求进行 且每年都进行资料合理性和综合性检查 资料整编的 精度较高 降水资料可靠 2 一致性 印江气象站建站至今 测站位置未作位置的调整 所 处流域内气候条件及下垫面条件基本稳定 实测资料是在一致条件下产 生的 因此 资料系列具有一致性 该气象站资料整编均按规范要求进 行 经复核 测站基本资料可靠 整编成果基本合理 资料精度能满足 本阶段设计要求 可直接采用该站整编刊印成果 3 代表性 从印江气象站不同资料系列的年最大一日降水量资料 统计比较 1959 1983 年 1959 1993 年和 1959 2009 年三个系列 最大日降水统计参数基本一致 成果见表 2 3 1 16 表表 2 3 12 3 1 印江气象站降水量资料长短系列统计分析成果表印江气象站降水量资料长短系列统计分析成果表 从成果表可以看出 长短系列的统计参数基本一致 从长系列看 丰水年为17 年 平水年为 17 年 枯水年为 17 年 丰 平 枯年份 比例恰当 且系列中有 连续丰 平 枯年份 资料系列的代表性较好 从印江气象站不同系列的年最大 一日降水统计比较 1959 1983 年 1959 1993 年 1959 2009 年三个时段系列降 水统计参数基本一致 该站资料系列能够比较完整地反映了水文规律的周期性 所有资料均经 气象局整编 资料精度较高 可靠性 代表性 一致性较好 2 42 4洪水洪水 1 暴雨洪水特性 工程所在设计河流域地处贵州省东北部 暴雨相对较大 最大 24h 暴雨均值在 90mm 以上 其主要天气系统多为冷锋低槽型和两高切变类 暴雨区的主轴方向多与山脉走向一致 其特点为历时短 强度大 据印 江气象站年最大一日降水量资料统计 其实测最大一日降雨量 165 mm 1998 年 8 月 27 日 工程所在设计河流属典型的山区雨源性河流 洪水均由暴雨所致 具有陡涨陡落 峰量集中 涨峰历时短等山区性河 流的特点 流域水汽主要来源于孟加拉湾 5 9 月份为雨季 据印江 17 气象站 1959 年 2009 年共 51 年的资料分析 最大 1 日降水量多发生 在 5 8 月份 占 84 08 尤以 6 月份居多 占 31 82 见表 2 4 1 表表 2 4 12 4 1 印江气象站历年出现暴雨机率统计表印江气象站历年出现暴雨机率统计表 月份 45678910 合计 发生次数 1712763144 4 5418 1831 8218 1815 96 824 54100 该尾渣库坝址以上总集水面积为 0 488km2 洪水汇流时间短 洪 量较为集中 受暴雨特性及流域特性的影响 洪水具陡涨陡落 高峰量 集中及洪水历时短的洪水特性 2 52 5地表水地表水 区内发育的主要河流为车家河 库区内出口标高为 495m 为当地 最低侵蚀基准面 2 62 6地下水地下水 1 地下水的补给 迳流 排泄条件 库区在区域上地下水迳流区 总体位于地表局部分水岭地带 堆放 之矿渣基本不含水 大气降水是地下水唯一的补给源 加之拟建库区设 计矿渣最高堆积标高之上已修筑拦水沟 所以区内大气降水对地下水补 给甚微 根据施工钻孔实际观测 其水位埋置深度位于拟建坝址区最低 点 7 5m 以下 水位标高 535 04m 2 地下水腐蚀性评价 1 环境条件 建筑场地属 类环境 属中亚热带湿润区 建筑场 地位置高 附近无工厂 不存在工业废水污染的岩层或土层 大气中无 酸雨及其它有害气体 建筑场地附近无建筑材料被腐蚀的历史 18 2 建筑场地中 上覆耕植土不含地下水 红粘土含少量孔隙上层 滞水 具相对隔水作用 根据调查粘土层不含地下水 下部泥质灰岩含 岩溶水 属潜水 拟建场地地势较高 地下水由南西向北东迳流 向断 层破碎带或地势较低处排泄 地下水的补给来源主要为大气降水补给 由于坝基地段地势相对较低 受地下水影响 泥质灰岩为相对透水 层 地下水对拟建尾矿坝基础构成影响较小 电解锰厂场污水按国家环 保标准排放并作隔水垫层防渗透处理 建筑场地附近不存在工业废水污 染的岩层或土层 大气中无酸雨及其它有害气体 场地水质好 对裸露 钢筋及钢筋混凝土结构无腐蚀性 3 据锰矿尾渣渗滤液的水样测试结果 尾渣渗滤液污水对钢筋混 凝土结构具强腐蚀性 对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性 建议据 相关规范作好防腐蚀措施 尾渣浸出液的主要有害元素指标及含量为 Pb 0 201mg l Mn 271 48 mg l S 1320 mg l As 0 00 mg l 属有 害元素 对环境及地下水污染大 故尾渣浸出液须经污水收集处理 最 终达标后排放 2 72 7设计洪水计算设计洪水计算 1 设计洪水标准 根据 尾矿库安全技术规程 AQ2006 2005 中 4 1 4 2 条及 5 4 2 条规定和该工程防护对象重要性确定 该工程等别为四等 其主要建筑 物 大坝 防渗及排水系统 为 4 级 次要建筑物 后期坝坡面排水沟和 库区排水沟 为 5 级 尾渣库初期防洪标准为 50 年一遇洪水标准 P 2 中后期防洪标准为 100 年一遇洪水标准 P 1 2 设计暴雨 19 根据印江气象站 1959 2009 年共 51 年实测最大一日降水系列资 料 进行频率分析计算 见印江气象站最大一日降水频率曲线图 其 暴雨统计参数为 45mm CV 0 40 CS 3 5CV 94 64mm 小时1H小时24H CV 0 43 CS 3 5CV 由于该尾渣库总集水面积 0 488km2 10km2 按 年最大 1h 暴雨成峰 年最大 24h 暴雨成量 原则进行计算 根 据以上分析 并结合贵州省水文水资源局的有关等值线图 选取该工程 流域中心处设计流域暴雨统计参数为 H 1 小时 45mm CV 0 43 CS 3 5CV H 24 小时 95mm CV 0 45 CS 3 5CV 设计暴雨成果见表 2 7 1 表表 2 7 12 7 1 设计设计流域流域2424小时 小时 1 1小时设计暴雨计算成果表小时设计暴雨计算成果表 设计暴雨 mm 均值 mm CVCS Cv P 0 5 P 1 P 2 P 3 33 P 5 24 小时暴雨 950 453 5265239213194179 1 小时暴雨 450 433 512110998 189 682 8 21 22 3 流域参数 根据尾渣库布置 尾渣库集水流域分为 3 个区进行排洪 即1区为 尾渣库为库周截洪沟以内的集水区 2 区为山脊与左岸截洪沟山体坡面 集水区 3区为山脊与右岸截洪沟山体坡面集水区 尾渣库集水流域分 区见图 2 7 2 图图 2 7 22 7 2尾渣库集水流域分区图尾渣库集水流域分区图 采用 1 1000 地形图量算渣库坝址及各分区的流域特征参数 流 域参数成果表见表2 7 2 表表 2 7 22 7 2 流域参数成果表流域参数成果表 项 目流域面积 km2 L km J 1 号区 库内 0 0290 170 01 2 号区 左岸 0 3971 150 223 3 号区 右岸 0 0620 670 154 23 3 4 洪峰流量 洪峰流量计算应用贵州省水文总站 贵州省特小流域暴雨洪水计 算标准 中所述的公式计算 流域内地貌形态为山区间山丘 少量岩 溶 植被一般 因此产汇流分区定为 2 区 黔东北部分地区 暴雨衰 减指数 n3 0 80 n3 为 区 修订公式 Qmp 0 481r10 571 f0 223 J0 149 F0 89 C1Sp 1 143 F 10km2 式中 式中 Qp 设计洪峰流量 以 m3 s 计 r1 汇流系数 r1 0 36 0 40 取 0 38 f 流域形状系数 f F L2 J L 主河道比降 河长 F 流域面积 以 km2计 C1 洪峰径流系数 Sp 某频率 1 小时暴雨 以 mm 计 各分区设计洪峰流量成果表见表 2 7 4 表表 2 7 42 7 4 各分区设计洪峰流量成果表各分区设计洪峰流量成果表 各设计频率洪峰流量 m3 s 分区名称 集水面积 km2 P 1 P 2 P 3 33 P 5 1 号区 库内 0 0291 110 9740 8720 791 2 号区 左岸 0 39713 812 19 918 99 3 号区 右岸 0 0622 111 851 661 50 5 洪水总量 设计洪水总量采用下式推求 WP 0 1 HTP F 24 式中 WP 设计洪水总量 万 m3 HTP 历时为 T 的设计暴雨 mm F 汇雨面积 km2 径流系数 取 0 8 各分区洪水总量计算成果见表 2 7 5 表表2 7 52 7 5 各分区洪水总量计算成果表各分区洪水总量计算成果表 各设计洪水洪量 104m3 分区名称 集水面积 km2 P 1 P 2 P 3 33 P 5 备 注 1 号区 库内 0 0290 5060 4370 3850 344 2 号区 左岸 0 3976 925 995 294 71 3 号区 右岸 0 0621 080 9360 8250 735 表中洪量值为 24小时洪量 2 82 8库容计算库容计算 本次设计采用实测渣场 1 1000 地形图量算 根据工程总体布置 量取每一个高程的堆渣面积 用本层堆渣面积 S 本层与上层的高程差 H 得到本层堆渣量 将各层堆渣量相加 得到总库容 库容成果见表 2 8 1 2 8 12 8 1 尾渣库库容计算表尾渣库库容计算表 编号标高 m 本层面 积 m2 层间 高差 m 层间 平均 面积 m2 层间 容积 m3 累计容 积 m3 有效容 积 m3 使用 年限 年 1 548 以 下 0 2550 0682 0346868680 00 3552 04602 02645285965960 01 4554 010402 07501500209620960 04 25 5556 033502 021954390648664860 14 6558 0265702 0149602992036406364060 78 7560 031458 82 0290145802994435944352 02 8562 038602 017659353191297541785033 82 9564 045852 0422384451381991312892 81 10566 054632 05024100481482471408343 02 11568 060812 05772115441597911486053 18 12570 067062 06394127871725781604973 44 13572 070222 06864137281863061732643 71 14574 073472 07185143692006751866274 00 15576 0119372 09642192842199592045614 38 16578 0126602 012299245972445562274374 87 17580 0141882 013424268482714042524055 40 12582 0150802 014634292683006722796255 99 15584 0158922 015486309723316443084296 60 16585 0166581 011370113703430133155726 76 备注 加上已经堆放的 7 万 m3锰渣 则总库容为 41 3 万 m3 有效库容为 38 6 万 m3 26 3 3 工程地质工程地质 3 13 1绪言绪言 1 概况 云阳锰业有限公司电解锰厂位于印江县天堂镇天堂村桂花组 地理 坐标 东经 108 33 33 108 33 40 北纬 28 09 04 28 09 13 距印江县城 30 km 距铜仁大兴机场 132km 距重庆秀 山火车站 70 km 印秀公路从厂区以南20m的地方通过 交通方便 图图 3 1 13 1 1 交通位置图交通位置图 尾渣库位于厂区北部距离 200m的山沟中 场区属以溶蚀 剥蚀地貌为主 地形主要为缓坡 局部为陡坡和平 台 斜坡坡度一般 8 22 最高海拔标高 636m 最低海拔标高 549m 27 相对高差 73m 斜坡植被覆盖率约 32 尾矿坝前缘为小溪沟 由西向 东汇入车家河 距离尾矿坝下游 100m 为车家河一级甘金桥电站水库 如果初期坝溃坝尾矿渣及污水将进入甘金桥电站水库 会对当地的人 畜饮用水 耕地及下游河水污染造成较严重的影响 根据 尾矿库安全技术规程 AQ2006 2005 中 4 1 4 2 条及 5 4 2 条规定和该工程防护对象重要性确定 该工程等别为四等 其主要建筑 物 大坝 防渗及排水系统 为 4 级 次要建筑物 后期坝坡面排水沟和 库区排水沟 为 5 级 尾渣库初期防洪标准为 50 年一遇洪水标准 中后 期防洪标准为 100 年一遇洪水标准 表表 3 1 13 1 1 尾矿库等别尾矿库等别 等别 全库容 V 万 m3 41 3 万 m3 坝高 H m 37 2m 一二等库具备提高等别条件者 二 V 10000H 100 三 1000 V 1000060 H 100 四 100 V 100030 H 60 五 V 100H 30 表表 3 1 23 1 2 尾矿库构筑物的级别尾矿库构筑物的级别 构 筑 物 的 级 别 等 别 主要构筑物次要构筑物临时构筑物 一 二 三 四 五 1 2 3 4 5 3 3 5 5 5 4 4 5 5 5 注 主要构筑物指尾矿坝 库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物 次要 构筑物指失事后不至造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的构筑 物 临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物 28 表表 3 1 33 1 3 尾矿库防洪标准尾矿库防洪标准 尾矿库等别一二三四五 初期100 20050 10030 5020 30 洪水重现 期 a 中 后 期 1000 2000 500 100 0 200 500100 20050 100 注 初期指尾矿库启用后的头 3 5 年 29 3 23 2勘察工作简述勘察工作简述 1 勘察目的 任务要求 勘察目的是查明锰渣库库区内范围内的工程地质条件 为设计 施 工提供该岩土工程依据 勘察工作任务及要求 1 查明场地各岩土层的分布规律 结构 厚度和工程特性 计算 和评价地基的稳定性 承载力及其物理力学指标 2 查明场地内不良地质现象的成因 类型 分布范围 发展趋势 及危害程度 提出整治方案和建议 3 对场地抗震性作出评价 4 分析评价地下水对混凝土结构的侵蚀性 5 对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析 提出经济合理 的设计方案建议 提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数 并对设计与施工应注意的问题提出建议 6 查明场地地下水的埋藏条件 发育规律 动态变化 评价地下 水和地土在拟建物施工和使用期间可能产生的变化和对工程的影响 7 提出施工时应注意的问题 2 勘察依据 1 岩土工程勘察规范 2009 年版 GB50021 2001 2 尾矿堆积坝岩土工程技术规范 GB 50547 2010 3 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 4 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 5 工程地质钻探规程 DZ T0017 91 30 6 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 7 原状土取样技术标准 JGJ98 92 8 工程岩体分级标准 GB50218 94 9 贵州建筑岩土工程技术规范 DB22 45 2004 10 贵州建筑地基基础设计规范 DB22 46 2004 11 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 以及其它有关规程和规范 3 勘察措施 方法 完成工作情况 1 主要的勘察措施如下 1 收集贵州省地矿局第二工程勘察院所作钻探 土芯的野外鉴 定 室内试验资料 划分土质单元 分析评价土质地基承载力 2 收集贵州省地矿局第二工程勘察院所作工程地质勘察报告成 果及其试验资料 分析评价岩石地基承载力 3 通过综合对比 分析 确定合理的地基基础方案 2 勘察方法 手段 1 地表地质测绘 岩溶水文地质调查 2 收集贵州省地矿局第二工程勘察院所作的勘察试验资料 3 勘察工作量 表表 3 3 2 2 1 1 勘勘察察实实物物工工作作量量一一览览表表 序号工作内容单位工作量备注 1 1 10000 地质测绘 km220 00 2 工程地质测绘 km20 97 3 尾渣样件 6 4 尾渣样试验件 6 31 5 岩石试验件 6 6 地质剖面测量条 4 3 33 3区域地质概况区域地质概况 1 地形地貌 库区地处武陵山脉之北西侧的斜坡地带 地形总体为北西高南东低 以溶蚀 剥蚀地貌为主 地形主要为缓坡 局部为陡坡和平台 斜坡坡 度一般8 22 最高海拔标高 636m 最低海拔标高 563m 相对高差 73m 斜坡植被覆盖率约 32 尾矿坝前缘为小溪沟 由西向东汇入车 家河 2 地层岩性 根据地表工程地质调查 区内出露地层有第四系 奥陶系下统红花 园和大湾组 岩土组成自上而下为 1 第四系素填土 Qml 为锰矿渣 灰 灰黑色 湿 结构均一 主要由粘土 粘性岩粉组成 含少量碎石块 厚 0 15m 分布于渣场 2 第四系残坡积土 Qel dl 灰色含碎石粉质粘土 土质不均一 稍湿 厚 1 5 3 5m 分布广 3 第四系红粘土 Qel 灰黄 褐黄色 土质不均一 稍湿 厚 0 1m 分布广 4 大湾组 O1d 岩性为紫红色夹少量灰绿色中厚层瘤状泥灰岩 分层厚度约80m 分布于整个场区 岩石表面风化裂隙不发育 场区强 风化层厚度 0 5 3m 3m以下为中风化层 5 红花园组 O1h 岩性为灰至深灰色厚层及块状灰岩 生物灰 32 岩 厚度约 120m 分布于场区北部 尾渣库坝体持力层应建在中风化基岩面上 尾渣库基底主要为强风 化层 其次为第四系土层 3 地质构造及地震 1 地质构造 该区地质构造简单 仅有一条由南倾的张性正断层沿沟谷通过 走 向 70 85 倾向南东 倾角 65 75 地层倾向南东 100 120 岩层倾角 16 23 节理裂隙发育情况 坝址区浅部节理裂隙较发育 左坝肩的岩体相对完整 而右坝肩的岩体的完整性相对较差 特别在断 层两侧 坝区的节理裂隙主要发育 有 2 组 呈 X 发育 其统计成 果为 第一组裂隙 10 80 裂隙张开 2 5cm 无充填 裂隙延 伸长 0 5 2m 垂直发育深度 0 5 1 5m 密度为 2 4 条 m 第二 组裂隙 45 7