四川某石棉礦尾礦庫(泥石流)防治工程分析

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（地礦眉山工程勘察院四川眉山620010）

四川某石棉礦尾礦庫(泥石流)防治工程分析

■龔自文岳海周小林

（地礦眉山工程勘察院四川眉山620010）

依據“水石分離原則”，對該尾礦泥石流溝進行綜合分析，提出了相應的綜合防治措施。分析表明：由于礦渣提供了大量物源，而溝域暴雨洪水量大以及有利的地勢，造成了較大的礦渣泥石流隱患。采用上游修復泄洪引水隧洞，下游壩體加固+尾礦庫上修建排導槽進行治理。

尾礦庫（泥石流）水石分離碾壓混凝土

1　概況

由于山體開發石棉礦，幾十年的采礦過程中，平均每年有大量尾礦渣進入支溝堆積，共堆積了三條較大支溝礦渣。最外側尾礦渣已完全匯集于主溝內，形成尾礦庫，庫容約1550萬方尾礦。溝內兩個尾礦坡堆積體，主要位于坡體上，尚未匯集于主溝內，但是礦體體積巨大，同時山坡坡度較大，在洪水及坡面流的作用下，也將最終沖入現有尾礦壩。

由于物源主要為礦渣，2001年4月3日～4月6日石棉地區連降暴雨，溝內山洪爆發，上游泄洪隧洞口被枯樹等堵塞，以致于鄰近攔水壩處的無名湖潰決，近10萬方的洪水沖向尾礦壩，致使尾礦壩在4月6日凌晨壩體由右側破壞，形成60多米寬、20多米深的缺口，并在壩體左側10米和26米處形成兩條貫穿壩體的裂縫，10米處裂縫鄰近段于4月30日跨塌，尾礦壩至此實際已破壞近86米，占壩體總長度的64%，沖走礦渣約30萬方。由于現有尾礦庫庫容已接近飽和，因此，在洪水到來時將可能形成礦渣泥石流，危害下游人民的生命和財產安全，采用有效的工程措施進行治理是十分緊迫和必要的。

2　基本特征

溝道全長21km，流域面積61km2。溝道水流由南向北，為一常年性流水的溪溝，溝內水流流量變化大，枯水季節的水流量一般為1m3/S，雨季（每年5—9月）最大洪峰流量可達40m3/s—200m3/S。

溝道流域處于川西高原與四川盆地過度帶山地，屬橫斷山脈大雪山東部小相嶺山脈的高山～中山區。地勢總體上南高北低，溝谷縱坡降到13～18%。流域內南部最高海拔3760m，依此下降到北部溝口海拔～1170m，相對高差達2590m。山高谷深，山勢陡峭，河流溝谷比降大，為泥石流的形成提供了有利的地形條件。

由于物源主要為礦渣，2001年4月3日～4月6日石棉地區連降暴雨，溝內山洪爆發，泄洪隧洞口被枯樹等堵塞，以致于鄰近攔水壩處的無名湖潰決，近10萬方的洪水沖向尾礦壩，致使尾礦壩在4 月6日凌晨壩體由右側破壞，形成60多米寬、20多米深的缺口，并在壩體左側10米和26米處形成兩條貫穿壩體的裂縫，10米處裂縫鄰近段于4月30日跨塌，尾礦壩至此實際已破壞近86米，占壩體總長度的64%，一次沖走礦渣約30萬方。每年雨季，極易誘發礦渣泥石流，沖出礦渣幾千方至幾萬方不等。

3　治理方案

采用綜合治理“上游格柵壩+隧洞引水+下游排導槽”的方案，具體方案如下：

（1）對溝道上游距溝口約5.5km的泄洪隧洞（引向無泥石流的沖溝）進行修復，隧洞長1856m，目前隧道已嚴重損壞，特別是隧道底部沖蝕深度最深處達3米，嚴重損壞長度達900米，底部局部沖蝕600米。隨著沖蝕的繼續發展，隧道存在坍塌的可能。隧道一旦發生坍塌，將完全喪失泄洪功能，上游56Km2流域的洪水將直接沖刷下游尾礦堆積區，形成泥石流災害；隧道破壞以深坑沖刷和邊墻沖刷為主，因此，本次工程修復措施為：一、以填平隧道沖坑，將常水流束窄至中部，防止對邊墻的沖刷；二、放緩隧道底部坡度，加大隧道沿程水力損失和局部水力損失，減小流速，將隧道水流控制在恒定明渠流的流速內。放緩坡度后，沿隧道20m設置一陡坎跌水，坎底鋪設鋼筋網增加抗沖能力，采用C40鋼釬維混凝土澆筑；三、隧道底部加密錨桿，加強混凝土與花崗巖的粘結力。

（2）在泄洪隧洞的上游設計2座格柵壩，攔擋大塊石和枯樹以避免堵塞隧道。

（3）在庫尾修建排導槽，通過排導槽將洪水順利通過尾礦庫，使得洪水失去物源，不形成泥石流，做到“水石分離”。排導槽過流尺寸滿足50年一遇的設計標準，槽底依據縱坡陡緩變化，采用梯級跌水消能及鋼纖維混凝土耐磨防沖。進口段修建控流壩，且底部修建防滲帷幕，使地下水抬升至地表，降低庫內地下水位；整個排導槽基礎采用礦渣碾壓混凝土澆筑，就地取材，節約成本，效果顯著。

4　治理效果分析

該礦渣泥石流物源豐富，溝道匯流面積大，極易發生大規模泥石流，上游溝道采用引水隧洞，下游采用排導槽“水石分離原則”，且采用礦渣碾壓混凝土做排導槽基礎，具有就地取材成本低，效益高的效用，運行近十年來，有效地防治了泥石流災害。

運行8年后

[1]張麗萍，唐克麗礦山泥石流［M］.?地質出版社，2001.

[2]潘懋，李鐵峰.?災害地質學［M］.?北京大學出版社，2002.

[3]費祥俊.?泥石流運動機理與災害防治［M］.?清華大學出版社，2007.

[4]崔鵬,韋方強,謝洪等?中國西部泥石流及其減災對策 [J],第四紀研究,2003,23（2）

[5]陳寧生；張飛；2003年中國西南山區典型災害性暴雨泥石流運動堆積特征 [J];地理科學；2006年06期

[6]錢寧，王兆?。荒嗍鬟\動機理的初步探討 [J]；地理學報；1984年01期

F307.4[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-386-2

龔自文，男，工程師，研究方向為水工環地質、地災勘察設計。