新尾渣場工程設(shè)計方案

1 新尾渣場工程 設(shè)計方案 1 概述 廣西斯達特錳材料有限公司位于廣西靖西縣湖潤鎮(zhèn)，距縣城 46湖潤街 3西斯達特錳材料有限公司位于靖西至大新二級公路旁，交通條件較好。 該公司于 2000 年投產(chǎn)，主要經(jīng)營錳產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工及銷售，兼營錳礦的開采及加工。公司現(xiàn)有員工 200 余人，原有電解金屬錳生產(chǎn)線規(guī)模為 2000噸 /年，年產(chǎn)尾礦砂 噸，后來該公司通過擴建 10000噸 /年 年增加尾渣排放量 前該公司實際尾渣排放量達到 年。 目前廣西斯達特錳材料有限 公司繼續(xù)擴大生產(chǎn)能力， 擬將生產(chǎn)能力擴建至電解錳廠年產(chǎn)尾渣量： 30 萬噸 /年，即 ，并 在現(xiàn)有廠區(qū)西面約3立新廠房，在新廠區(qū)南面山谷建設(shè)新尾渣場，新尾渣場縱向長約 600m，設(shè)計堆存最大標(biāo)高 325m，可排渣量約 240 萬 尾渣場北面和南面設(shè)計攔渣壩，北面壩（ 2#壩）高 35m，東面壩（ 1#壩）高度 53m，尾渣壩設(shè)計為漿砌 2 石結(jié)構(gòu)。 圖 1尾渣場交通位置圖 （ 1）此次尾渣場安全設(shè)計采用的規(guī)程、規(guī)范如下： 選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范（ 水工混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范（ 191 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ 0003 2001） 防洪標(biāo)準(zhǔn)（ 尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定 2006年 6 月（簡稱管理規(guī)定） 尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程（ 簡稱技術(shù)規(guī)程） 水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范（ 砌石壩設(shè)計規(guī)范（ 2006）（簡稱設(shè)計規(guī)范） 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 0011 中華人民共和國環(huán)境保護法 中華人民共和國水土保持法 （ 2）設(shè)計依據(jù)技術(shù)文件 廣西斯達特錳材料有限公司三萬噸電解錳二、三期擴建工程尾礦庫工程地質(zhì)勘察報告 核工業(yè)柳州工程勘察院 2007年 5 月 廣西小流域暴雨流量計算表 廣西暴雨流量查算手冊 業(yè)主提供的 1： 1000 地形圖 本次設(shè)計 的主要 內(nèi)容包括： 尾渣場 3 （ 1)尾渣場方案設(shè)計， 不包括施工前必須做的施工圖設(shè)計 （ 2)方案的工程量及投資概算 此次設(shè)計按如下原則進行： （ 1)尾渣場設(shè)計方案應(yīng)遵循的現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范； （ 2)在確保尾渣場安全的前提下，方案簡單可行，投資合理； （ 3)貫徹“安全第一、保護環(huán)境、 造福人民”的方針； （ 4)積極慎重的采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料，以確保設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性、合理性。 2 基礎(chǔ)資料 根據(jù)業(yè)主提供的相關(guān)資料，該尾渣場尾渣 資 料如下： 電解錳廠年產(chǎn)尾渣量： 30 萬噸（ 尾渣堆積濕容重 : =渣內(nèi)摩擦角： =5 尾 渣 粘 聚 力： C=7靖西縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，年平均氣溫 素有氣候“小昆明”之稱，極端最高氣溫 極端最低氣溫 年平均降雨量為 1606中 5 9 月份降雨量占全年的 77， 6、 7、 8 月每月降雨量在 300內(nèi)濕度大，多年平均相對濕度為 83。 24小時最大降雨量為 140 4 該區(qū)屬左江水系黑水河流域，庫區(qū)上游約 1一泉水，泉 水 流量約30L/S，泉 水 流經(jīng)渠道及管道流經(jīng)庫區(qū)，匯入黑水河。 采用廣西小流域暴雨流量計算表。 根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（ 0011本尾渣場場區(qū)地震烈度為6 度，設(shè)計基本地震加速度值為 渣場處于巖溶地貌和構(gòu)造剝蝕丘陵地貌接合部，渣場及壩址區(qū)溝谷地貌呈“ U”型，河谷較寬緩，谷坡較陡。主壩區(qū)兩岸山體高且厚大，右岸山體較低緩；庫區(qū)四周山頂高程在 310 400m 之間，谷底高程 275 320m 左右；山坡近岸自然坡度 20 壩底高程約 273m 左右。 尾渣場及附近出露泥盆系上統(tǒng)榴江組 (石炭系下統(tǒng)巖關(guān)組 (部覆蓋第四系坡殘積層 (沖洪積層 (根據(jù)野外鉆探揭露情況，勘察場地內(nèi)巖土共分為 5 層，自上而下分述如下： 四系沖洪積礫砂層 ( 灰褐色、灰黃色，主要由砂土夾硅質(zhì)巖碎塊所組成，土體松散。該層見于 厚 ( 灰褐色、主要由粘土夾硅質(zhì)巖碎石所組成，土體不均勻稍密狀，碎石含量約 40，粒徑 3主，棱角狀。該層分布于庫岸及山坡大部分地區(qū)，鉆孔揭露厚度 5 ( 灰褐色、灰黃色，薄層狀構(gòu)造，巖石質(zhì)硬，裂隙發(fā)育，干鉆難于鉆進，巖芯呈砂狀。揭露厚度為 本層做壓水試驗 2 段，滲透率為 透性等級為中等透水。 ( 灰色、深灰色，薄層狀構(gòu)造，巖石堅硬，裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、砂狀及短柱狀。該層鉆孔揭露厚度為 12m。 本層做壓水試驗 8 段，滲透率為 透性等級為弱透水層。 ( 灰色、深灰色，中層厚層狀構(gòu)造，巖石堅硬，致密，巖溶發(fā)育弱。該層地表出露完好，分布庫區(qū)上游。 核工業(yè)柳 州工程勘察院提交廣西斯達特錳材料有限公司三萬噸電解錳二、三期擴建工程尾礦庫工程地質(zhì)勘察報告中巖體物理力學(xué)參數(shù)如下表： 表 2體物理力學(xué)性質(zhì) 巖 體 類 型 及 層 號 力學(xué)參數(shù) 含碎石粘土 2 強風(fēng)化硅質(zhì)巖 3 中風(fēng)化硅質(zhì)巖 4 中風(fēng)化灰?guī)r 5 容許承載力（ 180 500 1500 3000 抗剪斷強度 砼與巖體 f （ 體 f （ 擦系數(shù) f 形模量 透系數(shù)（ cm/s） 部53 86 據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及工程勘察成果，場區(qū)位于右江再生地槽下雷一靈馬拗陷西南段，湖潤背斜北西翼；構(gòu)造線呈北東南西走向，地層總體呈向北西傾向的單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀 325 22。局部有次級小褶皺發(fā)育。 渣場北東距黑水河斷裂約 3右江斷裂帶約 90西距那坡斷裂帶約 45場巖石的構(gòu)造裂隙較發(fā)育，主要有 2組： 90 85和 335 73。渣場及其附近，尚未發(fā)現(xiàn)全新世活動斷裂。 3 尾渣場設(shè)計方案 渣場的選擇 渣場選擇原則 選擇尾渣場應(yīng)綜合考慮的原則： (1)不占或少占耕地，不拆遷或少拆遷居民住宅； (2)距電解錳廠近，盡可能降低排渣成本； (3)有足夠的庫容（一般應(yīng)滿足儲存電解錳廠在設(shè)計年限內(nèi)排出的尾渣量，當(dāng)一個尾渣場不能滿足要求時，應(yīng)分選幾個，每個尾渣場使用年限 不應(yīng)少于五年）； (4)匯水面積?。ㄈ巛^大時，壩址附近或庫岸要有適宜開挖溢洪道的有利地形）； (5)壩址及場內(nèi)地質(zhì)條件較好； (6)處于廠區(qū)和大的居民點的下游，并最好位于下風(fēng)向，不污染水源； (7)場區(qū)附近有足夠的筑壩材料。 7 渣場選擇 廣西斯達特錳材料有限公司新尾渣場位于新廠區(qū)南面的山谷中，為山谷型尾渣場。 尾渣場匯水面積小，距電解錳廠近，電解錳廠尾渣采用汽車 運輸 排至尾渣場，尾渣場場區(qū)沒有耕地及水田，場址遠離村莊，尾渣場下游沒有村莊。選擇尾渣場的地址符合選址要求。 渣 場的庫容計算 需庫容計算 所需庫容可按以下公式計算 Vz= 式中： 所需尾 渣 場的總庫容， W 電解錳廠排出的 渣 量， t/年； d 尾 渣 平均堆積干容重， t/ N 電解錳廠設(shè)計生產(chǎn)年限，年； z 尾渣場的終期庫容利用系數(shù)。 以上各參數(shù)取值如下： W=30萬 t/a d: N: 電解錳設(shè)計生產(chǎn)年限為 10 年。 z：取 1。 則計算得所需總庫容 Vz= = (300000 10) (1) 8 = 了滿足 斯達特錳材料有限公司 電解錳 廠生產(chǎn)要求，新尾渣場庫容量應(yīng)大于 有庫容計算 庫容計算 在地形圖上，按設(shè)計的尾渣場各地形線，量出各等高線面積，以相鄰兩等高線的面積平均值乘以二等高線之差，所得出乘積為兩等高線庫容，各等高線間庫容相加的庫容為總庫容。 庫容計算見表 3 表 3 尾 渣 場庫容計算表 標(biāo)高 (m) 面積 （ 平均面積 （ 高差 （ m） 庫容 （ 累加庫容 （ 275 1475 2388 5 11940 11940 280 3301 85 7264 11946 5 59730 90 16628 40245 295 40237 00 49276 54680 5 273400 05 60084 065550 310 71165 15 84060 90103 5 450515 20 96146 102531 5 512655 9 325 108916 尾渣場采用干排形式堆存，相應(yīng)總庫容 該尾渣場采用干堆堆存，計算得庫容為堆場的庫容。根據(jù)地形情況，該尾渣場能滿足 電解錳廠 10 年的尾渣堆存。 蓄庫容計算 該尾渣場壩頂標(biāo)高為 326m，考慮壩體安全超高 1m，靠壩體堆存標(biāo)高為325m，尾渣場最小可調(diào)儲庫容 為 V 調(diào)蓄 =140115 渣場的等級 尾渣場的等級決定防洪標(biāo)準(zhǔn)及庫內(nèi)構(gòu)筑物的級別，而構(gòu)筑物的級別決定結(jié)構(gòu)安全度。 尾礦庫的等別根據(jù) 尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程 （ 規(guī)定，由該尾 渣場的壩高和全庫容確定。尾礦庫及構(gòu)筑物的等級見表 3 3 表 3 1 尾礦庫等別表 等別 全庫容 V（ 104 壩高 H（ m） 一 二等庫具備提高等別條件者 二 10000 H 100 三 1000 V 覆驗算滿足 : 用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=覆驗算滿足 : 用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=二 ) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 m) 相對于墻趾點， m) 相對于墻趾點， m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩 = 抗傾覆力矩 = 傾覆驗算滿足 : 三 ) 地基應(yīng)力及偏心距驗算 基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 作用于墻趾下點的總彎矩=基礎(chǔ)底面寬度 B = m) 偏心距 e = m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離 m) 基底壓應(yīng)力 : 趾部 =踵部 =最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比 = 用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=二 ) 傾覆驗算 安全系數(shù)最不利為：組合 1(一般情況 ) 抗傾覆力矩 = 傾覆力矩 = 傾覆驗算滿足 : 三 ) 地基驗算 作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 作用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e=二 ) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 m) 相對于墻趾點， m) 相對于墻趾點， m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩 = 抗傾覆力矩 = 傾覆驗算滿足 : 三 ) 地基應(yīng)力及偏心距驗算 基礎(chǔ)為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應(yīng)力 作用于基礎(chǔ)底的總豎向力 = 作用于墻趾下點的總彎矩=基礎(chǔ)底面寬度 B = m) 偏心距 e = m) 基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離 m) 基底壓應(yīng)力 : 趾部 =踵部 =最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比 = 用于基底的合力 偏心距驗算滿足 : e=二 ) 傾覆驗算 安全系數(shù)最不利為：組合 1(一般情況 ) 抗傾覆力矩 = 傾覆力矩 = 傾覆驗算滿足 : 三 ) 地基驗算 作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 作用于基底的合力偏心距驗算滿足 : e= m) 墻趾處 地基承載力驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 墻趾處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 = 墻踵處地基承載力驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 墻踵處地基承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 = 地基平均承載力驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 地基平均承載力驗算滿足 : 壓應(yīng)力 = (四 ) 基礎(chǔ)驗算 不做強度計算。 (五 ) 墻底截面強度驗算 容許應(yīng)力法 : 截面上偏心距驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 截面上偏心距驗算滿足 : = m) 壓應(yīng)力驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 壓應(yīng)力驗算滿足 : 計算值 = = 拉應(yīng)力驗算最不利為：組合 1(一般情況 ) 拉