辐射井自流排渗技术在尾矿坝治理加固上的应用

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1、辐射井自流排渗技术在尾矿坝治理加固上的应用崔良忠马文李小忠安徽地矿建设工程有限责任公司（安徽合肥230011）摘要：本文结合工程实例介绍了辐射井自流排渗技术在尾矿坝治理加固方面的应用，包括沉井、水平辐射管和穿坝导水管的设计，以及施工工艺等。这项技术具有适应地层广、浸润线降幅大、运行管理方便和工程寿命长等优点，解决了尾矿坝（电厂灰坝》的排渗、降水难题。在数十项尾矿坝（电厂灰坝〉除险加固工程实践中，已取得了良好的工程治理效果，使病险尾矿库（电厂灰库〉坝体的安全稳定性达到了国家安全技术规程的要求。关键词：尾矿坝治理；浸润线；除险加

2、固；辐射井自流排渗技术；水平排渗管］、引言早期国内尾矿库和电厂灰库初期坝多采用粘土筑坝，透水性较差；后期坝（子坝）多采用上游法构筑，利用尾矿砂、尾粉煤灰填筑碾压而成。尾矿库（电厂灰库）运行中后期，由于排水排渗设施的缺乏或失效，或者由于原矿和生产工艺的差异，各类尾矿和粉煤灰的颗粒组成和渗透性差别较大，以及矿泥等软弱夹层的存在，随着库区堆积面的不断升高，坝体浸润线也就随Z抬高。在长期饱和水的作用下，坝体填筑土物理力学性质开始恶化，表现在在初期坝半坡和子坝坝脚开始出现渗水、成片沼泽化，继而坝而出现不同程度的沉陷或隆起，局部岀现管涌

3、等状况。由于浸润线超高，在坝体抗滑稳定性验算时最小安全系数也就不足，从而被判定为病坝、险坝及危坝。至于如何治理此类病坝、险坝及危坝，如何降低浸润线，传统的办法就是预设排渗盲沟、排渗褥垫以及预埋透水管等办法，但这类预埋排渗设施完工后当时并不见效，只有等到浸润线超过排渗设施后才能起作用，而且这类预埋排渗设施还有一个致命的缺点，就是排渗设施必须在坝体增容加高施工前进行预埋，预埋设施的安装好后，经过随后的堆载、碾压等扰动后，再经过后期固结排水作用，极容易造成预埋排渗设施失效或堵塞，这种现彖是非常普遍的，再者对于已存在浸润线过高现彖的

4、大坝，传统的办法也就无能为力了。辐射井自流排渗是近年来新兴的降低坝体浸润线的工程措施，具有适应性强、排渗效果显著、运行时间长以及运行成本低等特点，且无传统手段排渗效率低、容易失效和堵塞等缺点。其基木工作原理：将大口径钢筋混凝土井筒沉入地下，在井内向尾矿库（灰场）施工水平滤水管，收集渗水，利用长距离导水管将渗水排出，实现自流，达到长期、稳定的降水效果。2、辐射井自流排渗系统的构成及施工工艺如图，辐射井自流排渗系统由竖井、水平滤水管和水平导水管三部分组成。根据不同的坝体浸润线上升高度、坝内积水、多级子坝坝面沼泽化的程度、坝体总长

5、度和总高度以及各级子坝的具体情况，综合尾矿（粉煤灰）的物理及化学成分构成之间的差异，以及水在坝内渗透性的各项参数和其它因素等，决定辐射井的平面布置和深度以及水平滤水管的各项技术参数。一般辐射井布置于2〜3级子坝上，间距80〜100m为宜。深度可达到初期坝底部。5.MHiMS2・1竖井辐射井井筒的作用是将水平滤水孔渗入的水集中到井内，然后通过水平导水孔排出坝外。竖井井筒由钢筋混凝土现场浇筑而成，采用沉井法施工，分节制作，逐模下沉，在达到设计深度后封底。因为尾砂（灰）具有松散、易液化流动及液化后强度急剧降低的特点，辐射井的沉井方

6、法，就需要针对这些特点来确定。在浸润线以上，沉井方法采用人工掏挖为主，在浸润线以下，则采用不排水沉井法施工，以“冲吸法”（亦称井底液化法）为主。在沉井深度达到20m以上时，或针对复杂地层时，则采用绞吸法沉井，沉井深度偏差一般不得不超过100mm。封底则采用注浆二次封底施工工艺，即在沉井稳定后，注浆固定井周，并不排水掏挖井底，露岀刃脚部分，再次注浆密封整个底板以下部分。该封底工艺比以往所采用的超沉法封底可减少超沉部分材料浪费，也使封底成功率达到100%。设计深度20m的辐射井，工期在40天内完成全部沉井施工。2.2水平滤水管水

7、平辐射滤水管的作用是将坝体内的水渗出，并引入到竖井中，从而达到降低坝内水位和坝体浸润线的FI的，是整个排渗系统的关键。首先用比顶进的套管大一径级的合金钻头钻穿井壁，然后用带有堵砂逆止阀钻头的钻具钻进。钻进时钻头部分需超前套管。钻进中泵入的冲洗液一部分通过钻头排出，在一定范围内液化灰砂并携带管前一部分被液化的灰砂进入套管，造成堵砂钻进和套管跟进的良好条件。进入套管的灰砂又可由逆止阀分流接头的侧向通水孔所排出的另一部分冲洗液带出孔外。若泵入的冲洗液全部通过钻头排出，将使套管前端的灰砂大范围液化而不断地流入套管内，阻塞了冲洗液的冋

8、路，致使钻进和跟管中的阻力增加，影响套管跟进的速度。实践证明：顶进套管时阻力的大小，取决于冲洗液是否通畅和钻头的扩展效果，在上述两方面均止常的情况下，在尾灰中顶管所需要的顶力和进入孔内的管长之比，顶进4）108mm套管时一般为8-12KN/10mo顶进G127mm套管时,一般为12・18K