尾矿库初步设计

1、.PAGE ：.；洋县鹏鑫矿业李家庄村方沙沟接续尾矿库建立工程初步设计攀枝花攀钢集团设计研讨院2021年04月洋县鹏鑫矿业李家庄村方沙沟接续尾矿库建立工程初步设计工程号：S1230600院 长： 蒋 钧主管院长： 胡宗华总工程师：王 江工程担任： 郑卫琳攀枝花攀钢集团设计研讨院2021年04月目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc351628 第一章 综合阐明 PAGEREF _Toc351628 h 1 HYPERLINK l _Toc351629 1.1 工程概略 PAGEREF _Toc351629 h 1 HYPERLINK l _Toc351620

2、1.2 工程规模及防洪规范 PAGEREF _Toc351620 h 1 HYPERLINK l _Toc351621 1.3 工程概略 PAGEREF _Toc351621 h 1 HYPERLINK l _Toc351622 1.4 地理位置及交通 PAGEREF _Toc351622 h 3 HYPERLINK l _Toc351623 1.5 设计根底资料 PAGEREF _Toc351623 h 4 HYPERLINK l _Toc351624 1.6 设计的原那么和范围 PAGEREF _Toc351624 h 7 HYPERLINK l _Toc351625 第二章 工程地质及水

3、文地质 PAGEREF _Toc351625 h 9 HYPERLINK l _Toc351626 2.1 场地自然地理概略 PAGEREF _Toc351626 h 9 HYPERLINK l _Toc351627 2.2 库区地质条件 PAGEREF _Toc351627 h 10 HYPERLINK l _Toc351628 2.3 场地地震效应 PAGEREF _Toc351628 h 14 HYPERLINK l _Toc351629 2.4 尾矿库主要建筑物工程地质 PAGEREF _Toc351629 h 14 HYPERLINK l _Toc351620 2.5 筑坝资料 PA

4、GEREF _Toc351620 h 18 HYPERLINK l _Toc351621 第三章 尾矿库的运转方式及工程等级 PAGEREF _Toc351621 h 19 HYPERLINK l _Toc351622 3.1 尾矿库库址确定 PAGEREF _Toc351622 h 19 HYPERLINK l _Toc351623 3.2 尾矿库的布置 PAGEREF _Toc351623 h 20 HYPERLINK l _Toc351624 3.3 尾矿库主要设备的运转方式 PAGEREF _Toc351624 h 21 HYPERLINK l _Toc351625 3.4 尾矿库的库

5、容及等级 PAGEREF _Toc351625 h 23 HYPERLINK l _Toc351626 第四章 水文分析及洪水计算 PAGEREF _Toc351626 h 26 HYPERLINK l _Toc351627 4.1 尾矿库流域特征参数 PAGEREF _Toc351627 h 26 HYPERLINK l _Toc351628 4.2 设计洪水计算 PAGEREF _Toc351628 h 26 HYPERLINK l _Toc351629 4.3 设计采用值 PAGEREF _Toc351629 h 30 HYPERLINK l _Toc351620 4.4 设计洪水总量

6、PAGEREF _Toc351620 h 31 HYPERLINK l _Toc351621 4.5 分区洪水流量 PAGEREF _Toc351621 h 31 HYPERLINK l _Toc351622 第五章 尾矿坝设计 PAGEREF _Toc351622 h 33 HYPERLINK l _Toc351623 5.1 初期坝设计 PAGEREF _Toc351623 h 33 HYPERLINK l _Toc351624 5.2 后期堆积坝 PAGEREF _Toc351624 h 38 HYPERLINK l _Toc351625 5.3 尾矿坝的观测设备 PAGEREF _To

7、c351625 h 42 HYPERLINK l _Toc351626 第六章 排洪设备 PAGEREF _Toc351626 h 46 HYPERLINK l _Toc351627 6.1 排洪系统布置设计 PAGEREF _Toc351627 h 46 HYPERLINK l _Toc351628 6.2 主排洪系统水力计算 PAGEREF _Toc351628 h 49 HYPERLINK l _Toc351629 6.3 排洪隧洞构造计算 PAGEREF _Toc351629 h 55 HYPERLINK l _Toc351620 6.4 排洪支隧洞封堵设计 PAGEREF _Toc3

8、51620 h 68 HYPERLINK l _Toc351621 6.5 岸坡截排洪沟设计 PAGEREF _Toc351621 h 70 HYPERLINK l _Toc351622 6.6 坝下消能设备 PAGEREF _Toc351622 h 71 HYPERLINK l _Toc351623 第七章 尾矿库排渗、截渗设备 PAGEREF _Toc351623 h 75 HYPERLINK l _Toc351624 7.1 概述 PAGEREF _Toc351624 h 75 HYPERLINK l _Toc351625 7.2 排渗工程 PAGEREF _Toc351625 h 75

9、 HYPERLINK l _Toc351626 7.3 溢流式截渗坝 PAGEREF _Toc351626 h 76 HYPERLINK l _Toc351627 第八章 尾矿的保送及回水设计 PAGEREF _Toc351627 h 77 HYPERLINK l _Toc351628 第九章 工程施工 PAGEREF _Toc351628 h 79 HYPERLINK l _Toc351629 9.1 堆石初期坝 PAGEREF _Toc351629 h 79 HYPERLINK l _Toc351621400 9.2 排洪隧洞 PAGEREF _Toc351621400 h 80 HYPE

10、RLINK l _Toc351621401 9.3 浆砌石体的施工 PAGEREF _Toc351621401 h 83 HYPERLINK l _Toc351621402 9.4 泄水塔施工 PAGEREF _Toc351621402 h 84 HYPERLINK l _Toc351621403 9.5 施工中应留意的几个问题 PAGEREF _Toc351621403 h 84 HYPERLINK l _Toc351621404 第十章 尾矿库平安运转管理 PAGEREF _Toc351621404 h 86 HYPERLINK l _Toc351621405 10.1 尾矿库维护管理 P

11、AGEREF _Toc351621405 h 86 HYPERLINK l _Toc351621406 10.2 尾矿排放与筑坝 PAGEREF _Toc351621406 h 86 HYPERLINK l _Toc351621407 10.3 尾矿库渡汛 PAGEREF _Toc351621407 h 87 HYPERLINK l _Toc351621408 10.4 排渗设备管理与渗流控制 PAGEREF _Toc351621408 h 87 HYPERLINK l _Toc351621409 10.5 抗震 PAGEREF _Toc351621409 h 87 HYPERLINK l _

12、Toc351621410 10.6 上坝道路 PAGEREF _Toc351621410 h 87 HYPERLINK l _Toc351621411 10.7 应急救援预案 PAGEREF _Toc351621411 h 88 HYPERLINK l _Toc351621412 10.8 尾矿坝的管理、预警及通讯设备 PAGEREF _Toc351621412 h 88 HYPERLINK l _Toc351621413 10.9 最终坝顶标示设备 PAGEREF _Toc351621413 h 89 HYPERLINK l _Toc351621414 第十一章 工程投资概算 PAGEREF

13、 _Toc351621414 h 90 HYPERLINK l _Toc351621415 11.1 编制原那么 PAGEREF _Toc351621415 h 90 HYPERLINK l _Toc351621416 11.2 编制根据 PAGEREF _Toc351621416 h 91 HYPERLINK l _Toc351621417 11.3 根底单价 PAGEREF _Toc351621417 h 91 HYPERLINK l _Toc351621418 11.4 暂时工程 PAGEREF _Toc351621418 h 92 HYPERLINK l _Toc351621419 1

14、1.5 预备费 PAGEREF _Toc351621419 h 92 HYPERLINK l _Toc351621420 11.6 投资总概算 PAGEREF _Toc351621420 h 92 HYPERLINK l _Toc351621421 11.7 资金来源 PAGEREF _Toc351621421 h 93 HYPERLINK l _Toc351621422 第十二章 环保及劳动卫生 PAGEREF _Toc351621422 h 94 HYPERLINK l _Toc351621423 12.1 设计根据及采用的主要规范 PAGEREF _Toc351621423 h 94 H

15、YPERLINK l _Toc351621424 12.2 环境维护 PAGEREF _Toc351621424 h 95 HYPERLINK l _Toc351621425 12.3 主要污染治理措施 PAGEREF _Toc351621425 h 96 HYPERLINK l _Toc351621426 12.4 环境监测 PAGEREF _Toc351621426 h 97 HYPERLINK l _Toc351621427 12.5 劳动卫生 PAGEREF _Toc351621427 h 97 HYPERLINK l _Toc351621428 第十三章 尾矿库闭库 PAGEREF

16、_Toc351621428 h 99 HYPERLINK l _Toc351621429 13.1 闭库内容 PAGEREF _Toc351621429 h 99 HYPERLINK l _Toc351621430 13.2 闭库处置的目的 PAGEREF _Toc351621430 h 99 HYPERLINK l _Toc351621431 13.3 闭库工程施工 PAGEREF _Toc351621431 h 99 HYPERLINK l _Toc351621432 第十四章 结论和建议 PAGEREF _Toc351621432 h 101附 图：1、尾矿库平面布置图 S1230600

17、-C-W-012、尾矿坝、截排洪沟及盲沟剖面图 S1230600-C-W-023、排洪隧洞设计图 S1230600-C-W-034、一号支隧洞纵剖面图 S1230600-C-W-045、二号支隧洞纵剖面图 S1230600-C-W-056、初期坝设计图 S1230600-C-W-067、一号泄水塔设计图 S1230600-C-W-078、二号泄水塔设计图 S1230600-C-W-089、三号泄水塔设计图 S1230600-C-W-0910、截渗溢流坝设计图 S1230600-C-W-1011、支隧洞封堵设计图 S1230600-C-W-1112、浸润线、位移观测设计图 S1230600-C-

18、W-1213、高程-库容曲线图 S1230600-C-W-1314、汇水面积图 S1230600-C-W-1415、矿区相对位置图 S1230600-C-W-15附件：委托书 工程：PGSJY 洋县鹏鑫矿业李家庄村方沙沟接续尾矿库建立工程初步设计 设计阶段：初步设计攀钢集团设计研讨院 工程编号：S1230600 方沙沟接续尾矿库工程特性表部 分项 目单 位特 性 指 标备 注沟道、水文特性主沟道长1.65主沟道水文比降156.32库区利用段比降71.1总汇水面积0.86500年一遇洪峰流量46.32尾矿库特性筑坝方式上游法最终全库容万403.87有效库容万279.92最终总坝高m96.0尾矿库

19、等级效力年限年5.83坝体特性初期坝坝 型碾压堆石坝坝顶高程912.0m坝 高m41.0坝顶宽度m4.0上、下游平均坡比1：1.75；1：1.9堆积坝堆积坝高度m55.0坝顶高程967.0m最终堆积坝顶宽度m15.0堆积平均外坡坡比1：5.0排洪系统隧 洞主、支隧洞断面型式城门洞型断面主隧洞长度m686.72底板坡率0.04主隧洞断面尺寸B*Hm2.0*2.6衬砌后净尺寸一、二号支洞断面尺寸B*Hm2.0*2.5衬砌后净尺寸一、二号支洞总长m192.17泄水塔泄水塔型式m框架式构造泄水塔内径m三号3.0二号3.5泄水塔高度m一号21.0m二号27.0m三号24.0m三号泄水塔直接与主洞衔接PA

20、GE 102029-86322537 86322620 第一章 综合阐明1.1 工程概略洋县鹏鑫矿业成立于2021年03月，注册资金500万元；是一家从事铁矿石采、选加工的股份制企业，为独立的法人机构。公司选矿厂日处置矿石3000.0t，原有尾矿库工程李家庄村尾矿库即将闭库，为理处理尾矿渣的堆放、沉淀需求和环境维护的要求，落实企业平安消费建立与环境治理措施“三同时制度，受洋县鹏鑫矿业的委托，结合国家现行的相关、的要求，主要对原尾矿库工程的接续工程、方沙沟尾矿库的堆存系统及其主要设备进展初步设计，并编制。工程称号：洋县鹏鑫矿业李家庄村方沙沟接续尾矿库建立工程 以下简称方沙沟尾矿库工程建立单位：洋

21、县鹏鑫矿业建立地点：陕西省汉中市洋县桑溪镇李家庄村方沙沟沟道内建立性质：接续工程1.2 工程规模及防洪规范1 尾矿库的等级方沙沟尾矿库最终全库容为403.87万m3，有效库容为279.92万m3，总坝高为96.0m。按照ZBJl90和国家规范GB50201-94中关于尾矿库等级划分的规定，方沙沟尾矿库属于等尾矿库工程。2 尾矿库的洪水设防规范方沙沟尾矿库洪水设防规范选取了、的上限；初期洪水设防规范为100年一遇，中、后期洪水设防规范为500年一遇。1.3 工程概略洋县鹏鑫矿业方沙沟尾矿库属于山谷型、上游式堆存的尾矿库工程；按照日处置矿石3000.0t的规模，可以为选厂效力5.83年。洋县鹏鑫矿

22、业方沙沟尾矿库工程由碾压式透水堆石初期坝、后期尾矿堆积坝、库区泄水塔、排洪主支隧洞、坝下截渗、消能、回水以及大坝观测设备等建构筑物组成。1 初期坝初期坝为碾压式透水堆石坝，坝高41.0m，坝顶标高912.0m，坝基标高871.0m，坝顶宽度4.0m，坝顶长度约130.52m，坝底宽度约167.0m。设计在初期坝下游坝面897.0m、882.0m高程处各设置2.0m宽的马道一级。上游坝坡为1：1.75，下游坝坡为1：1.8，包括马道在内的下游平均坝坡为1：1.9。为了防止产生跑浑、漏砂，在初期坝的上游坡面设置有包括土工布在内的反滤设备。初期坝的上、下游坡面均采用干砌块石护坡。后期堆积坝后期堆积坝

23、采用上游法、利用脱水、沉淀的尾矿堆积而成；后期堆积高度为55.0m；最终堆积坝顶高程为967.0m；最终坝顶宽度为15.0m。堆积坝下游坡每隔8.0m高差设置一级马道，马道宽4.0m，其中最顶部一级的高差为7.0m。子坝采用粗尾矿由人工进展堆积，每一级子坝的高度为2.0m，上游坡比1:1.5，下游坡比1:3.0。设计马道之间堆积外边坡为1:4.5，包括马道在内的平均外边坡为1:5.0。在初期坝坝顶及每一级马道高程层面，堆积坝体内设置排渗设备，以降低堆积坝坝体浸润线的高度。排洪隧洞方沙沟尾矿库的主排洪设备采用“泄水塔进流排洪隧洞渲泄“的方式进展泄洪。排洪主隧洞为“城门洞型断面，断面净宽2.0m、

24、净高2.6m；主隧洞长度为686.72m，最缓坡比为4.0%。在库区共布置有三座泄水塔，一、三号泄水塔内直径均为3.0m，二号内直径为3.5m。一号、二号泄水塔分别经过一号、二号支隧洞与主隧洞相连，三号泄水塔直接布置在主隧洞的进口处，经过泄水塔下部的竖井与主隧洞相连。三号泄水塔下部的竖井深度为33.75m907.25-941.0m，竖井内直径为2.8m。沟道的洪水根据滩面的高低、经过相应的泄水塔进流，然后导入排洪主隧洞下泄。库区两条支隧洞的断面型式及尺寸一样，均为“城门洞型断面；支隧洞净宽2.0m，净高2.5m。排洪主、支隧洞根据地质条件的不同，采用不同的衬砌方式；泄水塔均设计为框架式钢筋混凝

25、土构造。岸坡截排洪设备包括初期坝在内的坝体外边坡与两岸的交界处均设置截排洪沟；截排洪沟采用C20混凝土浇筑。其中左岸截排洪沟为BH=1.01.0m的矩形断面，右岸截排洪沟为BH=0.80.8m的矩形断面。坝下消能、回水设备在初期坝的下游设有坝顶溢流式截渗坝，构成坝下游的渗水搜集池、并起到下泄洪水消力塘的作用。与此同时，溢流坝顶高程所形的成容积可作为坝下回水池运用。 坝体排渗设备* 坝底排渗盲沟在尾矿的底部、沿方沙沟沟道设有排渗盲沟。盲沟的起点布置在最终坝顶程度投影位置向库内延伸80.0m的位置；末端与初期坝衔接。* 坝体排渗管在堆积坝体、接近外边坡设置排渗管，排渗管的出口接相应马道上的排水沟，

26、以免渗水沿程度向渗流、从坝坡逸出的情况发生，确保坝坡的稳定与平安。坝体排渗管深化坝体50.0m，向外坡的倾斜坡度按3.05.0%控制。7 观测设备方沙沟尾矿库分别设置在线监测和常规观测系统。常规观测系统包括：坝体位移观测、坝体浸润线观测、滩面水位观测、干滩长度观测以及工程区降雨量观测等设备。1.4 地理位置及交通洋县鹏鑫矿业方沙沟尾矿库位于汉中市洋县县城以东的桑溪镇李家庄村，场地中心地理坐标大致为：东经1075808.7，北纬331435.4。距洋县县城约65.0km。方沙沟是子午河的二级支沟，属于汉江水系。工程区有“金水桑溪乡村公路与国道“G108和“京-昆高速相连，相距大致35.0km，交

27、通较为便利。工程区的位置见图1-1所示：图1-1 交通位置图1.5 设计根底资料1.5.1 设计根据的法律、法规 2002.6 1993.5 2004.5 国家安监总局38号令 国家安监总局36号令安监总局2005年18号令 省政府第111号令 省政府第125号令 2005.9 安监总管一 202145号文 安监管协调字200556号1.5.2 设计根据的技术规范、规范、规程 AQ 2006-2005 ZBJ 1-90 YS 5418-95 GB 5020l-94 GB 18306-2001 GB 50007-2002 GB 18599-2001 GB 8978-1996 GB 50547-2

28、021 GB 14161-1993 GB 12801-1991 GB 50069-2002 GB 50010-2002 GB 50011-2021 GB 50290-98 SL 274-2001 SL 60-94 DLT 5016-1999 SL 252-2000 SL/T 179-96 SL/T 191-2021 DL-5073-2000 SL 279-2002 AQ 2030-2021 S L 252006 SL 2532000 GB50191-20211.5.3 工艺条件消费规模： 3000.0t/d任务制度： 300d/a，3班/d，8h/班矿石比重： 3.0t/m3尾矿粒度： -20

29、0目占45.0尾矿产率： 90尾矿浆浓度： 20.0尾矿堆积干容重：1.50t/m31.5.4 相关资料区域地形图 1：10000地形图；库区地形图 1：1000实测地形图；水利部西北水利科学研讨所实验中心核工业汉中工程勘察院有限责任公司甘肃利安管理咨询有限责任公司 中国重型机械研讨院 陕西华大土地开发工程 信息产业部电子综合勘察研讨院 1.5.5 水文资料由于工程区所在的沟道较小，没有设置水文站；因此水文资料主要根据获取。1.5.6 地震烈度根据GB18306-2001的划分，该区根本地震烈度为6度。1.6 设计的原那么和范围1.6.1 设计原那么按照尾矿库设计的有关、和企业提供的有关资料，

30、结合现场踏勘的实践情况，在确保尾矿库平安的前提下充分利用沟道内的地形和筑坝资料；在满足消费需求的同时，以尽量节省投资为原那么。充分表达工程与环境的协调一致，顺应可继续开展的原那么。详细遵照的原那么有：仔细执行国家的有关、和；坚持“平安第一，预防为主的方针和关于建立工程“三同时的规定；仔细贯彻，维护环境、消除污染；仔细贯彻、，少占农田和林地，节约用水，维护水资源；从实践出发，因地制宜、就地取材、节省投资。1.6.2 编制范围1、初期坝及后期堆积坝的设计、论证；2、水文计算及排洪系统设计论证；3、尾矿库的排渗及截渗设计；4、尾矿库常规观测设备的设计；5、尾矿库的管理设计等。尾矿库保送及回水系统不包

31、括在本设计范围内。第二章 工程地质及水文地质2.1 场地自然地理概略2.1.1 地理位置及交通方沙沟尾矿库位于陕西省汉中市洋县桑溪镇李家庄村方沙沟沟道内，桑溪镇距金水镇大致35.040.0km，有简易的公路相通。金水镇距洋县县城25.0km，有“108国道及“京-昆高速公路相连；“阳平关安康铁路穿越洋县的胥水镇，对外交通较为方便。2.2.2 气候水文1)、气候该区属于北亚热带内陆性季风气候。年平均气温14.5，七月份最热，平均气温25.9；一月份最冷，平均气温2.2。极端最高气温38.7，极端最低气温-10.1；无霜期238天。年平均降水量820.6mm19612000年，最多年降水量6.1m

32、m1983年，最少年降水量441.5mm1997年。暴雨日降水量最大为158.5mm，1小时最大降水量32.9mm，10分钟最大降水量20.2mm(1980)。暴雨中心以秦岭中山区为主。2、水文工程区属于汉江水系，方沙沟是子午河的二级支沟、汉江的三级支沟，最后汇入汉江。方沙沟年年有水，主要补给来源为大气降水及地下水。该沟道流量受降雨影响较大，雨季流量大，干旱时流量小。勘察期间于2021年11月16日测得的流量为12.0L/s。2.1.3 地形地貌方沙沟尾矿库地处秦岭南坡，海拔高程普通在580.0m1044.0m之间，上游为低中山地貌；中、下游为中低山地貌。地形切割深度普通小于300.0m，为中

33、等切割山地，山脉走向近EW向，地势呈西高东低。该区峰峦叠嶂，高峻挺拔，初期坝地段山势峻峭狭窄，系一个典型的峡谷地貌。方沙沟下游呈“U字型沟谷，沟道宽35.0-90.0m；中、上游呈“V字型，沟道宽10.050.0m。方沙沟沟底纵向坡度为3-5，沟谷两侧山坡坡度普通在40以上。方沙沟河床宽普通为3.05.0m.，初期坝位置的沟谷呈“U字型，宽约32.0m，地形陡峻，植被发育。2.2 库区地质条件2.2.1 区域地质概略 方沙沟尾矿库工程区地处秦岭以南，属扬子准地台北缘，龙门-大巴山缘隆褶带北部的汉南-米仓台拱区，北与秦岭褶皱系毗邻。区域上所出露地层为早元古界西乡群下部Ptxx31石英绿泥石正片岩

34、和绿泥石阳起石绿帘石片岩夹霏细岩、千枚岩、硅化灰岩及蜕变砂岩，第三系紫红色厚层砾岩、砂砾岩及早元古界细粒辉长岩21-2、粗粒辉长岩21-3、及片麻状花岗岩21-6。部分有辉石橄榄岩和蛇纹石橄榄岩21-3。 库区东距两河口-喜河-五里坝槽台分界断裂约7.0km，南距茶镇-汉王城断裂约16.0km。区内内构造不发育，未发现全新活动断裂。2.2.2 库区地质条件1)、地层根据工程地质与水文地质勘探资料，库区及坝址附近出露的地层有三种，分别为：早元古代侵入细粒辉长岩21-2、片麻状花岗岩21-6及第四系Q4松散坡积物堆积。其工程地质特征分别简述如下：A、早元古代侵入岩* 细粒辉长岩21-2细粒辉长岩2

35、1-2主要分布于方沙沟的上游，尾矿库库区以外；为灰黑色辉长岩21-2，矿物成分以辉石和斜长石为主，含少量绢云母、绿泥石、绿帘石、钛磁铁矿等，具粒状构造，块状构造。岩体节理裂隙发育，贯穿性较好，延伸长度1.0-1.5m, 且多呈闭合状，岩体节理大致可分为二组：倾向335353，倾角4055，4条/m，为主要节理；倾向183231，倾角5458，23条/m，为次要节理。* 片麻状花岗岩21-6片麻状花岗岩21-6分布于库区的大部；岩石呈灰白色，主要由石英和长石组成，粒状构造，块状构造。该岩层节理裂隙发育，多呈闭合状，延伸较好。主要发育有三组节理：倾向310327，倾角6472，67条/m，为主要节

36、理；倾向260270，倾角7082，78条/m，为主要节理；倾向1822，倾角6067，45条/m，为次要节理。第四系Q4第四系坡积物及冲洪积层坡积物零星分布于方沙沟两侧的山坡地带，其周围均有岩体出露，分布地带地形相对低洼平缓。岩性特征主要表现为黄褐色、灰褐色粉质粘土夹碎石，松散，湿，部分很湿。冲洪积层主要分布于方沙沟的沟底，岩性主要为碎石、块石及粉质粘土，碎石、块石成分主要为片麻状花岗岩、辉长岩。松散-稍密，稍湿-湿。2、工程地质分层根据库区调查及勘探深度范围内揭露的地层岩性，及工程力学性质的差别，可分为四个工程地质层,六个工程地质亚层，由上而下、逐层分别为：A、 层第四系洪积层Q4al+p

37、l及坡积Q4dl层层第四系洪积层Q4al+pl及坡积Q4dl层可分有三个亚层，分述如下：* -1层粉质粘土Q4al+pl层：上部为耕土，为当地村民稻田，呈流塑状，褐黄色。其下以粉质粘土为主，可塑，湿。该层厚度2.1-3.6m。主要分布于初期坝的附近。* -2层碎石层Q4al+pl，杂色，以碎石为主，次为块石，块石、碎石岩性为片麻状花岗岩、辉长岩，碎石呈次棱角状，粒径5.0-20.0cm为主，个别超越100.0cm，土质不均，级配较差，构造松散，透水性强。厚度0.3-1.2m，分布于方沙沟的沟底。* -3层粉质粘土夹碎石层Q4dl+el，黄褐色，以粉质粘土及碎石土为主，碎石、块石之间充填有粉质粘

38、土，含植物根系，稍密，稍湿。块石、碎石岩性为片麻状花岗岩，粒径5.0-20.0cm，最大可达30.0cm以上，该层整体厚度较薄，在1.8-2.2m之间，主要分布在方沙沟的两侧。该层级配较差，构造松散，透水性强。B、 层碎石层Q4dl层碎石层Q4dl，杂色，以碎石为主，偶见块石，碎石、块石之间充填片麻状花岗岩残坡积土。块石、碎石岩性为全、强风化片麻状花岗岩，锤击易碎，粒径5.0-10.0cm，最大偶见30.0cm以上，该层整体厚度较薄，在1.8-4.5m之间，主要分布在方沙沟左侧的滑坡体内。该层构造松散，透水性强。C、 层片麻状片麻状花岗岩层21-6根据层片麻状片麻状花岗岩层21-6的风化程度、

39、和物理力学性质的差别，可划分为二个亚层，分述如下：* -1强风化片麻状花岗岩21-6，灰白色，粒状构造、块状构造。主要矿物成分以石英、长石为主；次为绢云母等。节理、裂隙发育，外表氧化明显，组织构造大部分已被破坏，层厚大致为1.6-6.7m。该层较为破碎，钻进取芯不易，多以碎块状产出，漏浆严重，有掉块景象发生。* -2中风化片麻状花岗岩21-6，灰白色，主要矿物成分有石英、长石，次为绢云母等。岩石原始组织构造清楚，偶见有风化痕迹，岩石质硬，锤击声脆，最大控制厚度为9.6m。该层岩石较为完好，多以柱状、长柱状产出，进尺较慢。D、 层辉长岩21-2层辉长岩21-2于尾矿库上游出露范围较大，其它部位多

40、以脉体方式产出，在勘探深度范围内主要为中等风化辉石闪长岩层21-2；呈灰黑色，粒状构造、块状构造。主要矿物成分为斜长石、辉石，次为黑云母等。岩石原始组织构造清楚，外表有红、褐色、黑色铁锰质渲染，断口新颖；厚度2.5-6.1m。该层岩石较为完好，多以柱状、长柱状产出，钻探进尺较慢。3、构造库区内构造不发育，未发现有断裂构造。库区主要发育以下三组节理。* 第一组：倾向310327，倾角6472，67条/m，切穿深度50.0120.0cm，为该库区的主要节理；* 第二组：倾向260270，倾角7082，78条/m，切穿深度60.0110.0cm，为该库区的主要节理。* 第三组：倾向1822，倾角60

41、67，45条/m，切穿深度40.0cm，为该库区的次要节理。上述三组节理，在中、强风化层中，多呈闭合状，节理宽度普通为0.41.0mm，部分节理微张，无充填。2.2.3 不良地质作用除初期坝上游坝脚、沟道左侧有一小型的滑坡以外，未发现其它的不良地质作用。其特征如下：该滑坡体属于松散层滑坡，位于尾矿库初期坝的上游坝脚处、沟道的左侧。据当地村民引见，该滑坡已构成十年有余，今年滑坡的下段仍有部分滑动。根据实测，滑坡体较陡，坡度约为65，高31.0m，滑坡体为片麻状花岗岩碎石，滑床岩体岩性为强风化片麻状花岗岩；前缘延伸至方沙沟沟底。滑坡体沿岩土分界面滑移，滑移间隔 2.0m；上部厚度2.6m，下部厚度

42、3.5m；上部宽度15.0m，下部宽度25.0m，中心线长35.0m。滑坡体体积大约2990.0m3，属于小型浅层滑坡。经工程地质测绘及探井揭露显示，滑床岩体的岩性为强风化片麻状花岗岩，滑坡体由全、强风化的片麻状花岗岩碎石组成，地层构造松散。滑坡体与岩体界限即为岩性分界限。坡度较陡，坡脚长期被地表水冲刷破坏，导致坡脚失稳，上部岩土由于重力作用沿岩性面推移下滑，这是呵斥该滑坡体滑动的主要要素。该滑坡为小型浅层滑坡，现处于根本稳定形状。处置措施：为了确保尾矿库运转期间的平安，尾矿库施工时可将方量为2990.0m3的滑坡体全部去除。去除下来的强风化麻状花岗岩可用于初期坝轴线下游上部的相对枯燥区，但风

43、化石料中的草皮、树根、渣滓或其他废料等需清理干净，不得上坝。2.2.4 水文地质库区属秦巴山地水文地质区之山间沟谷水文地质亚区，赋存有基岩裂隙水和松散层孔隙水。根据赋水岩性的不同，将库区地下水划分为松散层孔隙潜水和基岩裂隙潜水两类。其水文地质特征如下：第四系孔隙潜水孔隙潜水主要分布于沟谷冲洪积层及两侧山坡残坡积层中。含水层岩性为碎石、块石混粉土。沟底含水层厚度普通为2.03.0m，主要接受大气降水、两侧山坡基岩裂隙水补给，向河流和下游径流排泄为主，地下水较丰富。两侧山坡孔隙含水层较薄，厚度普通小于1.0m，受降雨影响明显，雨季赋存少量地下水。沿坡面渗流排泄的方式排泄。沟道中水流量随季节变化较明

44、显，地质勘察期间流量普通为10.012.0L/S。潜水类型为HCO3-Ca型，总硬度为382.0mg/l，游离CO2值为2.87mg/l。基岩裂隙水由于库区主要为片麻状花岗岩及辉长岩，裂隙多呈闭合状，但上部风化裂隙发育。所以该区基岩裂隙水主要赋存在风化裂隙中，基岩裂隙水属弱富水性。2.2.5 地下水的腐蚀性根据地质勘察报告，该场地水对混凝土构造、钢筋混凝土构造中的钢筋均具有微腐蚀性。2.3 场地地震效应2.3.1 尾矿坝抗震分级及场地分类根据库区岩土工程地质特性及库容、高度，按GB50109-93规范有关规定断定，尾矿坝抗震等级为二级；GB50011-2001规范规定，场地属可进展建立的普通场

45、地。2.3.2 地震动参数根据该地域地震根本烈度为6度，地震动峰值加速为0.05g，根据，地震动反响普特征周期为0.45s。2.4 尾矿库主要建筑物工程地质2.4.1 库区构筑物地基岩土工程地质根据工程地质调绘、钻探、井探的结果，拟建的初期坝坝肩部位出露基岩主要为片麻状花岗岩，岩石巩固、完好。沟底坝基部位第四系堆积层岩性主要为粉质粘土夹碎石，碎石厚度大致为1.12.8m；其下为强风化基岩。库区泄水塔根底坐落在中风化片麻状花岗岩上，因此库区构筑物地基的工程地质条件良好。1、初期坝坝肩及坝基A、坝肩*、初期坝上游坝脚处的左岸有一小型、浅层松散层滑坡体，该滑坡现处于根本稳定形状；但滑坡体为碎石不适宜

46、作为坝肩的持力层，方量约为2990.0m3，筑坝时应予以去除。滑床为强风化片麻状花岗岩，岩体发育有两组节理，第一组的倾向260270，倾角7887，10条/m，延伸普通小于1.8m；次要一组的倾向190200，倾角5056，8条/m，延伸普通小于1.2m。主要节理组倾向与左坝肩坡面相反，左肩构成较稳定的组合方式。*、右坝肩坡角35左右，基岩构造面节理产状同上，主要一组节理倾向与右坝肩相反，倾角较坡面陡，属稳定的组合方式。*、两坝肩岩体较完好、巩固，构造面与坡面为较稳定、稳定组合。两侧山体雄厚，两坝肩是稳定的。B、坝基坝基部位地层的上部为第四系堆积层，岩性主要为粉质粘土、碎石、粉质粘土夹碎石，厚

47、度3.16.5m。下伏强风化片麻状花岗岩，岩石较完好、巩固。该处未发现全新活动断层，坝基是稳定的，适于建坝。2、泄水塔工程地质泄水塔布置在方沙沟沟底。方沙沟道的中、上游基岩大多出露良好，大部以中风化片麻状花岗岩为主，部分为碎石及粉质粘土夹碎石，厚度约为0.30.6m；部分稻田处较厚，最大可达3.6m，呈松散稍密形状；以下为中风化片麻状花岗岩。中风化的片麻状花岗岩的承载力特征值为3500.0KPa，层位稳定，岩层顶面分布稳定，可作为泄水塔的地基持力层。泄水塔位置基岩的埋深相对较浅，岩石较完好，承载力高，工程地质条件良好，适宜建筑。3、隧洞工程地质根据，结合本次工程地质与水文地质测绘，排洪隧洞出、

48、入口及附近出露的地层有二种：元古代侵入片麻状花岗岩21-6及第四系Q碎石夹粉土层，其岩土物理力学性质建议值见表2-1。1 片麻状花岗岩21-6* 强风化片麻状花岗岩：灰白色，粒状构造、块状构造。主要矿物成分为石英、长石；次为绢云母等。节理、裂隙发育，外表氧化明显，组织构造大部分已被破坏，厚度1.3-2.2m。该层在排洪主隧洞的出口及一号排洪支隧洞出口处出露。* 中风化片麻状花岗岩：灰白色，粒状构造、块状构造。主要矿物成分为石英、长石；次为绢云母等，岩石原始组织构造清楚，偶见有风化痕迹。该层岩石较为完好。该层在排洪主隧洞的入口、三号、一号排洪支隧洞出口处出露。岩层单轴饱和抗压强度普通为35.96

49、2.3 MPa，平均值为52.0 MPa，引荐值为45.0MPa,为较巩固岩；软化系数0.840.95，大于0.75，力学性质相对较好。节理裂隙发育，多呈闭合状，延伸较好，主要发育有三组节理。第一组：倾向213245，倾角5261，67条/m，切穿深度50.0120.0cm，为主要节理；第二组：倾向101134，倾角6286，78条/m，切穿深度60.0110.0cm，为主要节理。第三组：倾向420，倾角6283，45条/m，切穿深度40.0cm，为次要节理。上述三组节理分布在中、强风化层中，多呈闭合状，节理张开度普通为0.41.0mm，部分节理微张，无充填。2 第四系Q碎石夹粉土层黄褐色、灰

50、褐色，以碎石为主，碎石之间充填有粉土，含植物根系。碎石岩性为片麻状花岗岩，粒径5.0-20.0cm，最大可达30.0cm以上，该层整体厚度较薄，在0.3-0.6m之间，该层级配较差，构造松散，透水性强。表2-1 岩土物理力学性质建议值 称号碎石层强风化花岗岩中风化花岗岩密度枯燥g/cm32.0天然2.702.75饱和g/cm32.762.80粘聚力CKPa543604860内摩擦角度34摩察系数f0.600.70承载力KPa400150035002.4.2 库区工程地质条件结论1、库区工程地质条件1库区地处秦岭以南，扬子准地台北缘，龙门-大巴山缘隆褶带北部的汉南-米仓台拱区，北与秦岭褶皱系毗邻

51、。库区东距两河口-喜河-五里坝槽台分界断裂约7.0km，南距茶镇-汉王城断裂约16.0km。区内构造不发育，未发现全新活动断裂。2库区地貌属南秦岭褶邹带与扬子地台过渡带的低中山侵蚀地貌区，库区下游沟谷呈“U字型，中、上游沟谷呈“V字型，整体呈葫芦形，沟底纵向坡度为3-5，为尾矿库建立的有利地形。3库区两岸松散层厚度小于1.0m，其下为片麻状花岗岩及辉长岩，岩石完好、巩固。两岸植被发育。库区两岸稳定。4库区内虽有一小型滑坡，现处于根本稳定形状。5库区沟谷内下游基岩埋深较浅，中、上游基岩大多出露，基岩岩性为强、中风化的片麻状花岗岩，均可作为坝基持力层。综上所述，库区工程地质条件良好，适宜建库。2、

52、库区渗漏性评价库区内岩层主要分为两个岩性段，早元古代侵入辉长岩及片麻状花岗岩。早元古代侵入辉长岩位于方沙沟上游，粒状构造，块状构造，岩体节理裂隙不发育，属于微透水性。其中早元古代侵入片麻状花岗岩，主要位于方沙沟中下游，粒状构造，块状构造，强风化层节理裂隙多呈闭合状，弱透水性，中风化层以下呈闭合状，岩体完好，微透水性。库区两岸山势高，厚度大，岩石较完好，断裂构造不发育。根据注水实验成果，围岩微透水。因此库区不会发生侧向渗漏。初期坝处岩层主要节理走向与沟谷走向近于垂直，贯穿性差，库区水不会沿裂隙产生绕坝渗漏。综上所述，库区不会产生渗漏破坏。2.5 筑坝资料选择的筑坝采石场位于库区的尾部、两条支沟的

53、交汇处。地勘任务对岩性做了相应的勘探，采石场主要为片麻状花岗岩21-6，粒状构造，块状构造，岩石质硬。该采石场的中风化片麻状花岗岩干密度为2.75g/cm3，普通吸水率为1.031.37%，饱和单轴抗压强度为56.7368.19MPa，软化系数为0.890.91。其抗压强度、软化系数均可以满足建筑资料的需求，可以作为堆筑初期坝及其它建筑所需求的石料。该区可以开采的面积按16800.0m2思索，场地大多中风化片麻状花岗岩出露，表层需去除厚度按0.5m思索，经估算，需去除废渣方量为8400.0m3。开采其下部的中风化、微风化花岗岩10.0m厚，可开采量为168000.0m3，可以满足堆筑初期坝14

54、0000.0的建材需求。开采该地段的新颖岩石，同时也可以满足其它部位对建筑石材的需求。在石料的开采中，必需根据地勘部门建议的稳定边坡进展开采，防止诸如滑坡、坍塌等次生灾祸的产生。第三章 尾矿库的运转方式及工程等级3.1 尾矿库库址确定尾矿库库址选择应遵守以下原那么：不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区的上游；不宜位于大居民区及厂区最大频率风向的上风侧；不迁或少迁村庄；不宜位于全国和省重点维护名胜古迹的上游；应避开地质构造复杂、不良地质景象严重的区域；不宜位于有开采价值的矿床上面；汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。尾矿保送间隔 短，能自流或扬程小。我院在接受设计义务以后，设计

55、人员会同建立单位有关人员对现场进展了实地踏勘，以为方沙沟建筑尾矿库有以下几方面的特点：1方沙沟的优势* 尾矿库利用段的沟道比降为7.11%，沟道较缓，符合陕西省对上游法尾矿库库址沟道比降的要求；而且较低的初期坝可以获得较长的堆积滩长；有利于干滩长度满足规范的要求。* 两岸岸坡的岩石为片麻状花岗岩，围岩情况较好；有利于建筑排洪系统和岸坡的稳定性；* 选厂位于方沙沟的沟脑、与尾矿库仅隔一道山梁，且选厂至沟脑的高差较小，跨过沟脑便可采用自流排矿的保送方式保送尾矿，运转中的保送本钱相对较低；* 库区尾矿覆盖范围的下部没有具有开采价值的矿床；* 两岸的山体雄厚，没有大的地质构造，不存在尾矿向临沟的走漏问

56、题；* 库区范围内没有住户，不用进展大量的移民搬迁。2方沙沟的缺陷* 方沙沟沟道整体较为狭窄，一样的坝高构成的库容量相对较小，降低了投资效益；* 沟底覆盖层的厚薄不均，有的地段较厚，建筑泄水塔时的开挖、回填量能够较大；* 初期坝上游坝脚处的左侧有一小型的滑坡，虽然该滑坡体的方量不大，但是能够对初期坝上游反滤层的实施带来一定的困难；施工及运转中必需引起高度注重。3库址确实定洋县鹏鑫矿业选厂曾经建成、该尾矿库为续建工程。经过对周边的实地调查，选厂及矿山周围没有更为适宜的沟道可以利用，经过与建立单位的充分协商、研讨，最终将库址选择在方沙沟沟道内。3.2 尾矿库的布置1、初期坝为了充分利用方沙沟的地形

57、资源，同时思索到沟道底坡坡度的大小，以及坝下游设置消能、截渗、回水等设备的需求，将初期坝布置在沟口以内、沟谷由宽变窄的地段；以便减小初期坝的堆筑工程量。2、后期堆积坝后期堆积坝位于初期坝以上，从初期坝坝顶开场，按照1：4.0的边坡、高差每隔8.0m设置一级4.0m宽的马道向上游堆筑。尾矿最终坝顶高程967.0m；坝顶宽度10.0m，由于右坝肩存在一冲沟，为了防止冲沟坡面洪水对坝顶产生冲刷，因此对右岸的坝顶宽度部分加宽。3、主排洪系统思索到方沙沟尾矿坝的高度到达96.0m，且沟道的转弯较多；布置排洪涵洞方案不仅水流条件不好，而且涵洞的构造平安也难于保证；或者大幅度地提高工程的造价。根据方沙沟两岸

58、山体的岩性为片麻状花岗岩、地质条件好，山势高、厚度大，以及最终坝体的高度接近百米的情况，其主排洪设备选择排洪隧洞的方案。方沙沟尾矿库库区利用段呈现向左弯曲的趋势，且库尾存在有左、右两条支沟；为了使得排洪隧洞的长度尽量减小，同时思索到排洪隧洞的水流流态，利用库尾左侧的支沟，将隧洞的进口布置在该支沟内，以便将排洪隧洞的轴线尽量布置成直线，优化洞内的水流条件。鉴于上述情况，设计将排洪主隧洞安排在左岸的山体内，沟道内分别布置一号、二号泄水塔和相应的支隧洞；三号泄水塔直接布置在左支沟、排洪主隧洞的进口端。不仅减少了主、支隧洞的数量和长度，也得到了排洪隧洞轴线为直线的布置方案。4、截渗、溢流坝根据方沙沟的

59、地形资料，尾矿库控制的汇水面积为0.86km2、沟道比降为7.11%，下泄的洪水流量大、流速急，动能较大，必需进展消能处置；以维护下游沟道免受冲刷破坏。按照维护下游水质、防止尾矿下泄污染、维护环境的目的出发，在尾矿坝的下游设置截渗、回水设备是非常必要的；将透过坝体、坝基以及绕坝渗漏的渗沥液再一次进展拦蓄、搜集，然后送回选厂反复运用或者经过处置达标排放。本着“一物多用的原那么，在尾矿库的下游布置溢流式的截渗坝，平常起到截渗、回水池的作用；行洪时部分涌高水位，构成消力塘的作用。5、两岸截排洪沟及马道排水沟为了防止两岸山坡构成的坡面洪水冲刷尾矿坝坝坡，在尾矿坝外边坡与两岸岸坡的交界处设置截排洪沟，以

60、维护尾矿坝的平安。在初期坝及后期堆积坝的各级马道上布置排水沟，拦截坝体的渗水及降雨在外边坡上构成的水流，同样到达维护尾矿坝外边坡的稳定与平安。6、排渗设备思索到方沙沟尾矿库的堆积高度较高，为了尽量降低坝体浸润线的高度，在坝底沿沟道布置排渗盲沟，促使渗沥液垂直渗流。与此同时，在初期坝顶及各级马道高程层面布置坝体排渗管，以降低接近外边坡处坝体浸润线的高度，以利于坝坡的抗滑稳定性。3.3 尾矿库主要设备的运转方式1尾矿堆存方式按照地质勘探的结果和GB 18306-2001的划分，方沙沟尾矿库库址区的地震设防烈度为 度。按照 AQ 2006-2005和ZBJ 1-90的规定，思索到投矿本钱及我省尾矿库