施组设计下载简介：

内容预览随机截取了部分，仅供参考，下载文档齐全完整

尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺研究报告

　　4、处理滑坡，加固坝体；

5、降低浸润线、消除管涌和流土。

尾矿库能否安全运行，水起着决定性因素。而一般的治水措施（上述前四条）一般建筑单位都可以施工，排渗系统（降低尾矿库浸润线（第五条））新建尾矿库一般都能按设计施工，大部分老尾矿库没有排渗系统或排渗系统损坏。造成尾矿库浸润线较高，个别尾矿库出现了堆积坝面浸水，形成沼泽，造成严重的安全隐患。采用大开挖铺设排渗管道亦存在安全隐患，采用竖井降水，效果不明显。

为此CJJT272-2017 波形钢腹板组合梁桥技术标准，我队成立科研小组，针对降低尾矿库浸润线水平排渗孔施工工艺进行研究，寻求简单可行的施工工艺。2010年3月我队向陕西省核工业地质局申请立项，进行专题试验研究。项目批准后，我队于2010年5月开始整理技术成果资料，总结以往尾矿库堆积坝钻探施工工作经验，结合本年度在凤县兴发尾矿库水平排水孔的施工工作，开展了《尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺研究》项目研究工作。

照片2现场踏勘照片3水平排水孔施工

1.2、研究的目的和意义

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目，是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分，在长达十多年甚至数十年的期间里，各种自然的（雨水、地震、鼠洞等）和人为的（管理不善、工农关系不协调等）不利因素时时刻刻或周期性地威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。近年来我国尾矿库接连发生溃坝、泄露等不安全事故，特别是山西襄汾县塔山矿区新塔矿业公司违规在已闭库的尾矿库上筑尾砂坝并排放尾矿，导致尾矿堆积坝坡过陡。由于生产缺水，矿主又在尾砂子坝上铺设塑料布挡水，导致库区积水，浸泡已堆存的尾砂体，在较高水头下，尾砂一直处于饱水状态，坝体局部产生渗透破坏并引发整体滑动。最终酿成特别重大的溃坝事故，共造成277人遇难，4人失踪，33人受伤，直接经济损失近1亿元。

近年来，国家对尾矿库开始严格管理，要求每个尾矿库都要有安全生产许可证。要取得安全生产许可证，必须进行稳定性分析和安全性评价，而在评价过程中，水的问题是主要研究对象，解决好水的问题对尾矿库运行安全至关重要，这也为本研究的开展与今后的实施提供了广阔的前景。

1.3、国内外水平及发展趋势

始于二十世纪七十年代的水平定向钻进管道铺设技术（又称非开挖管道铺设技术），普遍用于穿越河流和水渠、街道、高速公路、铁路、机场跑道、河滩、岛屿、建筑群，来进行石油、天然气、自来水、污水及其他流体铺设和电力与电讯电缆的导管铺设。非开挖导向钻进铺设管线是在传统顶管法和不能定向水平钻进铺管法的基础上引进现代的导向技术而发展起来的铺管技术。它的施工顺序大体为：利用置于地面的铺管机钻机，沿待铺线的设计轨迹先钻成一个先导孔（导向孔），然后将导孔回扩，扩大至适合生产管道铺设的直径，然后将待铺设的生产管拉入孔内。非开挖铺设管道技术以其独特的优越性，已被人们逐渐接受，特别是在大中城市，商业繁华地区，普遍采用此项技术。

1.4、研究内容及技术方案

1、研究适合于尾矿库地形及地层水平钻探设备；

2、研究适合尾矿砂、尾矿泥、碾压土石坝、堆石坝等地层的水平钻进的工艺，包括钻进形式（回转、冲击、水冲等）、钻具类型；

3、研究适合不同地层岩性钻探工艺、参数及孔内事故的预防和处理，包括水平孔护壁、防止塌孔、管涌等工艺；

4、研究水平排渗孔的结构，包括排渗管材料、管径、滤水管结构、管外反滤层等；

5、研究钻机的搬迁、安装及固定方法等。

（一）调查研究：通过咨询、访问、函调等形式，了解尾矿库水平排渗孔设计及施工现状，尤其是设备配套，性能、价格，钻进参数及其施工的经验教训。

1、依托配套施工项目，利用现有钻探设备；

2、根据前人及我队以往施工经验教训制定出不同的施工工艺和排渗孔结构形式；

3、根据方案对设备进行改造和加工；

4、统计不同岩层不同钻探工艺下的施工进度、材料消耗等经济技术指标。

5、检验不同工艺、不同结构排渗管的排渗效果，包括排水量、水位下降情况及水中含沙量；

6、技术总结，提交项目科研报告。

1.5、本课题研究成果将产生的作用和价值

陕西省共有尾矿库254座，其中汉中有59座，宝鸡40座，商洛109座。大部分尾矿库都没有水平排渗孔，浸润线受干滩长度、降雨等影响易偏高，若我省一半尾矿库施工排渗孔，每库10个，总长300m，每米800元，一个库的费用为24万元，全省为100座尾矿库产值为2400万元，按10%的利润计算为240万元。

近年来我队在汉中、宝鸡对多家尾矿库进行过工程勘察、稳定性分析、水位观测孔施工，与这些矿山及管理部门建立了良好地合作关系，在当地享有较高的声誉，目前已有多家矿山邀请我队进行尾矿库水平排渗孔施工。

我队今年计划在安康及四川广元设立办事处，这两个地方矿产丰富，矿山企业多，尾矿库多，尾矿库水平排渗孔施工也有很大的市场。

所以，在尾矿库水平排渗孔施工方面，我队占有天时、地理、人和的优势，因为我队有过硬的技术、工艺，必定能占领市场，取得很好的经济效益。

2.1、指导思想、依据和研究原则

根据《尾矿库安全监督管理规定》、《尾矿库安全技术规程》和有关法律、行政法规。针对目前我国大多数尾矿库运行过程中出现的浸润线过高，时刻威胁着尾矿库的安全运行。研究制定切实可行的降低尾矿库侵润线的办法，将预防和减少尾矿库生产安全事故，保障人民群众生命和财产安全。

尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺研究完成后，可以分析总结出适合尾矿库排渗管施工的施工工艺及排渗管结构形式。使我队可以占领汉中、宝鸡乃之全省尾矿库水平排渗孔施工市场。为我队创造更大的经济效益。

在我队承担兴发尾矿库水平排水孔施工任务后，立即组织技术人员对该工艺现状进行调查研究，目标是通过调研尾矿库水平排渗孔设计及施工现状，尤其是设备配套，性能、价格，钻进参数及其施工的经验教训。根据前人的成果，制定研究方案。同时，购买加工、维修设备做好试验研究施工前的准备工作。

调查研究结束后项目组长组织我队工程技术人员采用“头脑风暴法”进行商讨对策方案，将各方案汇总，最终形成二套完整的施工工艺方案（尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺）并逐一进行了设计。

2.4、主要内容方法和重点

1、滤水管结构形式，保证能起到排水的目的，下入方式及口径等不影响尾矿坝的安全。

2、施工工艺的选择，确保排水管的顺利下入，使排水管能起到排水的目的。

1、首先采用常规施工方法，即设计将GXY—1A型回转钻机回转头调整到仰角3度方向，采用Φ108钻具成孔，成孔后，提出钻具，将Φ63mm钢质过滤器管安装在孔内。

施工中产生塌孔和涌砂，难以成孔，更无法下入滤水管。此种施工工艺失败。

项目组研究，认为钻探地层为尾矿砂，沉积时间短，松散，难以成孔，解决此问题地办法就是跟管钻进。为此，进行第二次试验研究。

2、采用GXY—1A型回转钻机成孔，回转头调整到仰角3度方向，采用Φ73钻具成孔，后跟Φ73滤水管兼做护壁管，到达设计孔深后将钻杆返岀，Φ73滤水管留作排水管。

此工艺施工成功，但观察发现，从滤水管中排出的水始终为浑水，且含有大量的泥沙，长此以往，管外掏空，会产生溃坝的危险。此工艺不适合。

分析原因认为，滤水管孔眼直径为6mm，远大于尾矿砂直径，尾矿砂与水同时进入滤水管，造成水中含泥沙量大。根据以往水井经验，滤水管外应有缠丝和包网，解决此问题的办法滤水管外包土工布。但包土工布的滤水管不能跟管钻进。为此进行了第三次试验。

在Φ110钻具内安装Φ63mmPPR管作为排水管，过滤器为同规格PPR管经打眼，包网、缠丝而成，外包300g土工布等工序加工而成，PPR管与管之间采用胶粘接，顶端设有堵板。PPR过滤器管安装好后，拔出Φ110钻具。即排水孔施工完毕。

3、研究的主要结果和产生的效果

该工艺通过在风县兴发尾矿库的成功实施，达到了排水降低尾矿库侵润线的目的，证明效果良好。

在本次项目施工过程中，每道工序都经甲方现场监理按设计要求验收合格后方可进行下道工序施工。井管的管与管之间连接程度可靠，水平排水孔施工结束后排水情况良好。

4、研究的主要成果和形成的理性认识

本次尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺研究通过顶入套管解决了施工过程中的管涌、塌孔等问题，同时也保证了排渗管的顺利下入，排渗管下入后将外部套管拔出以达到排水目的，最终降低了尾矿库侵润线，解除了因侵润线过高尾矿库安全运行的影响。

形成的理性认识：本次尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔施工工艺通过本次配套项目实施证明：要使水平排渗孔达到排水目的，首先应选择好省工、省时的施工机械，本次选用的GXY—1A型回转钻机较非开挖钻机具有体积小，重量轻的优势，更适合尾矿库堆积坝无开挖水平排渗孔的施工；其次是排水管的结构形式，设置好排水管过滤层，防止尾矿砂涌入管内，堵死排渗管，使排渗管失去排水功效，本次利用300g土工布作为反滤层，针对尾矿砂涌入管内很好的起到了过滤作用。

本次科研项目通过相配套项目的实施证明效果良好，但同时也发现该工艺在实施过程中应注意的问题：

1、排渗管下入后，应缓慢拔出套管水泥混凝土垫层施工工艺标准（QB-CNCEC J030108-2004），防止因速度过快管外主动土压力使得套管倾斜将排渗管带出或损坏。

2、套管拔出后，应做好排渗管管口防护工作，以防尾砂涌入而使得排渗管排水功能失效。

［1］.石振华,等.城市地下水工程与管理手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1993

［2］.中华人民共和国国家标准水文地质钻探规程［S］.北京：中国标准出版社，1995.

［3］.李圣灯，凤县兴发尾矿库水平排水孔竣工报告［R］.陕西，2010.5

****************************************************

JJF 1238-2022标准下载214大队档案室2份；

陕西省核工业地质局档案馆2份。