關于尾礦庫排洪系統質量檢測鑒定的探討

陸黎艷，張家文，黃澤亮

(四川昌祿建設工程檢測有限公司，四川 成都 626100)

0 前 言

尾礦庫是指由筑壩攔截谷口或圍地構成的，用以堆存金屬或非金屬礦山礦石選別后排出尾礦或其他工業廢渣的場所，其堆放形式分為濕式和干式。尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，存在潰壩危險，一旦失事，容易造成重、特大事故。尾礦庫的排洪系統對消除尾礦庫的安全隱患起著重要作用。排洪設施一般包括排水豎井、排水斜槽、排水涵管、排水隧洞、馬道溝、溢洪道、截洪溝等構筑物，其作用為使尾礦澄清水及暴雨洪水能有計劃、安全地排出壩外，增加尾礦庫干灘長度，減少尾礦庫庫區水位，降低壩體浸潤線。排洪系統是確保整個尾礦庫安全的重要支撐。保證排洪系統的質量，保證其泄流能力，對確保壩體和尾礦庫的安全運行起著決定性的作用。本文根據40余個尾礦庫排洪設施施工質量檢測、鑒定的實際工作經驗針對尾礦庫排洪設置的檢測和鑒定工作提出以下探討。

1 尾礦庫施工質量檢測、鑒定現狀

1.1 文件要求

《國家礦山安全監察局關于全面深入開展非煤地下礦山和尾礦庫安全生產大排查的通知》(礦安〔2021〕10號)中專門提出要督促尾礦庫企業委托具有相應資質的質量檢測機構，按照“應檢盡檢、能檢盡檢”的原則，對排水井、排水斜槽、排水管、排水隧洞、拱(蓋)板等排洪構筑物進行一次全面質量檢測，并形成影像資料和質量檢測報告。排洪系統質量經檢測不滿足設計要求的尾礦庫必須立即停止使用，委托設計單位制定整改方案，盡快組織實施整改。

1.2 參考標準

1)尾礦庫排洪設施的設計施工驗收必須遵守以下標準規范：《尾礦設施設計規范》(GB 50863—2013)；《核工業鈾水冶廠尾礦庫、尾渣庫安全設計規范》(GB 50520—2009)；《尾礦設施施工及驗收規程》(YS 5418—1995)；《碾壓式土石壩施工規范》(DL/T 5129—2013)。

2)尾礦庫排洪設施的安全管理必須遵守以下標準規范：《尾礦庫安全技術規程》(AQ 2006—2005)；《尾礦庫安全規程》(GB 39496—2020)；《關于尾礦庫閉庫安全驗收工作的通知》(國家經貿安全〔2000〕413號)；《江西省尾礦庫安全檢測技術規范》 (DB36/T 840—2019)；《尾礦庫在線安全監測系統工程技術規范》(GB 51108—2015)。

1.3 現有標準分析

筆者在實際工作中對相關標準進行了梳理和統計，現有相關標準主要是針對尾礦庫排洪設施的驗收和監測，而對既有建筑設施(投入使用超過三年的排洪設施)的質量檢測和鑒定缺少具體檢測參數、檢測頻率、檢測方法的規定，實際工作中缺少依據，更多的是根據檢測人員的經驗和判斷。

2 排水豎井檢測鑒定

2.1 外觀質量

對排水豎井外觀質量進行全面檢查，檢查排水井井架柱、圈梁、拱蓋板、井座混凝土外觀是否存在露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、連接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等，依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)中8.1條對排水豎井混凝土外觀質量進行評判。典型井架柱如圖1所示。

圖1 典型井架柱外觀照

2.2 排水豎井安全檢查

排水井安全檢查需要詳細記錄井的內徑、窗口尺寸及位置，井壁剝蝕、脫落、滲漏、最大裂縫開展寬度、井身傾斜度和變位、井與管聯結部位、進水口水面漂浮物、停用井封蓋方法等現場檢查情況。

2.3 排水井井架柱、圈梁、拱蓋板截面尺寸檢測

2.3.1 檢測方法

采用尺量，對所檢井架柱、圈梁、拱蓋板進行檢測，取平均值作為截面尺寸代表值。檢測方法依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)F.0.2條。

2.3.2 檢測頻率

依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)F.0.1條，采用對井架柱、圈梁進行抽測，抽查構件數量的10%，且不少于3件，由于一個礦區排水井數量較少，每座排水井中井架柱及圈梁較少，受現場檢測條件所限大多只能檢測1層，因此，建議對能檢測的井架柱、圈梁進行全數檢測。由于拱蓋板多為預制板，現場大多無法對已使用的拱蓋板進行檢測，建議對未使用的拱蓋板進行抽測，抽查構件數量的10%，且不少于3件。

2.3.3 判定依據

檢測結果的判定依據為《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)F.0.4條。

2.4 排水井井架柱、圈梁混凝土強度檢測

2.4.1 檢測方法

由于礦區條件有限，混凝土構筑物多采用自拌混凝土，現場檢測時，混凝土構筑物已超齡期，現場作業條件極其有限，無法采用鉆芯法對混凝土強度進行評判。綜上：依據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T 23—2011)采用回彈法檢測混凝土抗壓強度，并對回彈法所測混凝土抗壓強度推定值根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB 50292—2015)附錄K進行修正。

2.4.2 抽測頻率

由于一個礦區排水井數量較少，每座排水井中井架柱及圈梁較少，井架柱、圈梁大多采用自拌混凝土，由于現場檢測條件大多只能檢測1層，綜上，建議對能檢測的井架柱、圈梁進行全數檢測。

2.5 鋼筋檢測及保護層厚度檢測

2.5.1 檢測方法及抽測頻率

依據《混凝土中鋼筋檢測技術規程》(JGJ/T 152—2019)的方法，對選定的混凝土構件，檢測全部縱向受力鋼筋根數和保護層厚度?？紤]高空作業的風險，對檢測的井架柱、圈梁下半部進行檢測。

2.5.2 判定依據

由于井架柱在實際受力過程中主要承擔水平力，有效截面高度對井架柱的受力會產生實質性的影響，因此，對井架柱的保護層厚度進行檢測，其判定依據《混凝土結構工程施工質量驗收規程》(GB 50204—2015)未明確說明，考慮到井架柱與圈梁均為受彎構件，建議參考梁類構件保護層厚度的判定依據，其具體判定依據參考《混凝土結構工程施工質量驗收規程》(GB 50204—2015)中E.0.5條要求

3 排水斜槽檢測鑒定

3.1 外觀質量

由于排水斜槽大多由上至下穿過整個庫區，且埋入庫區里的長度較長，通常為1～3 km，人員深入庫區存在極大的安全風險，最優辦法為采用管道機器人對整個斜槽的外觀質量進行全面檢查，考慮到經濟性及時間的緊迫性，在實際檢測過程中，僅對能檢查部分進行檢查。

在確保人員安全的前提下，對排水斜槽外觀質量進行檢查，檢查排水斜槽、蓋板混凝土外觀是否存在露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、連接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等，依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)8.1條對排水斜槽混凝土外觀質量進行評判。排水斜槽如圖2所示。

3.2 排水斜槽安全檢查

排水斜槽需詳細記錄斷面尺寸、槽身變形、損壞或坍塌，蓋板放置、斷裂，最大裂縫開展寬度、蓋板之間以及蓋板與槽壁之間的防漏充填物、漏砂、斜槽內淤堵等，對于無法入內檢查的小斷面排水斜槽可根據施工記錄和過水暢通情況等判定現場檢查情況。

3.3 排水斜槽、蓋板截面尺寸檢測

3.3.1 檢測方法

采用尺量對所檢排水斜槽、蓋板進行檢測，根據現場檢測經驗，建議取最小值作為截面尺寸代表值。

3.3.2 檢測頻率

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水斜槽斷面尺寸的檢查方法和頻率做出明確要求，參考《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)中5.6條漿砌水溝相關實測要求，采用尺量，按每200 m測2個斷面，且不少于5個斷面的要求。

3.3.3 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水斜槽截面尺寸的檢測結果判定做出明確要求，考慮到排水斜槽主要功能為排水，因此，建議以過水面積不小于設計要求為依據。

3.4 排水斜槽、蓋板混凝土強度檢測

3.4.1 檢測方法

由于礦區條件有限，混凝土構筑物多采用自拌混凝土，現場檢測時，混凝土構筑物已超齡期，現場作業條件又極其有限，無法采用鉆芯法對混凝土強度進行評判。綜上：依據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T 23—2011)采用回彈法檢測混凝土抗壓強度，并對回彈法所測混凝土抗壓強度推定值根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB 50292—2015)附錄K進行修正。

3.4.2 抽測頻率

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水斜槽混凝土抗壓強度的檢查頻率做出明確要求，根據現場經驗，建議以每10 m斜槽作為一個構件，抽查構件數量的5%，且不少于10件，低于10件時全數檢測斜槽混凝土抗壓強度。

3.5 鋼筋間距檢測及保護層厚度檢測

3.5.1 檢測方法及抽測頻率

采用非破損的方法，由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水斜槽混凝土保護層厚度的檢查頻率做出明確要求，建議以每10 m斜槽作為一個構件，抽查構件數量的5%，且不少于10件，低于10件時全數檢測，對選定的斜槽、蓋板構件，檢測不少于6根縱向受力鋼筋間距和保護層厚度。具體檢測方法依據《混凝土中鋼筋檢測技術規程》(JGJ/T 152—2019)。

3.5.2 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水斜槽混凝土保護層判定做出明確要求，建議參考《混凝土結構工程施工質量驗收規程》(GB 50204—2015)中E.0.4條關于保護層厚度偏差要求。

4 排水涵管檢測鑒定

4.1 外觀質量

排水涵管通常與排水豎井組合成庫內排水系統，主要排除庫內積水，根據檢測經驗，排水涵管內徑多為1.2～1.5 m，長度多為1～3 km，人員進入排水涵管較為困難，且部分涵管充斥危險氣體，人員深入管內存在極大的安全風險，最優辦法為采用管道機器人對整個排水涵管的外觀質量進行全面檢查，考慮到經濟性及時間的緊迫性，在實際檢測過程中，僅對能檢查部分進行檢查。在確保人員安全的前提下，對排水涵管外觀質量進行檢查，檢查排水涵管混凝土外觀是否存在露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、連接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等，依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)8.1條對排水涵管混凝土外觀質量進行評判。排水管涵如圖3所示。

圖3 排洪管涵典型照片

4.2 排水涵管安全檢查

排水涵管檢查應詳細記錄斷面尺寸、變形、破損、斷裂和磨蝕、最大裂縫開展寬度、管間止水及充填物、涵管內淤堵等現場檢查情況。對于無法入內檢查的小斷面排水管可根據施工記錄和過水暢通情況判定。

4.3 排水涵管內徑檢測

4.3.1 檢測方法

采用尺量，對所檢排水涵管進行檢測，在同一斷面上測量相互垂直的兩個內徑值，取平均值作為內徑尺寸代表值。

4.3.2 檢測頻率

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水涵管內徑尺寸的檢查方法和頻率做出明確要求，參考《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)中5.2.1條管節預制相關實測要求，采用尺量，抽查10%管節，每管節測2個斷面，且不少于5個斷面。根據現場經驗，建議對現澆的排水涵管以每10 m涵管作為一個管節。

4.3.3 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水涵管斷面尺寸的檢測結果判定做出明確要求，參考《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)中5.2.1條管節預制相關實測要求，建議以內徑代表值不小于設計要求為依據。

4.4 排水涵管混凝土強度、鋼筋間距及保護層厚度檢測

由于礦區條件有限，混凝土構筑物多采用自拌混凝土，現場檢測時，混凝土構筑物已超齡期，涵管壁厚較薄，管內潮濕且作業空間較小。通過審閱施工資料并結合現場安全檢查情況，綜合排水涵管現狀，不做強度、鋼筋間距及保護層厚度的檢測。

5 排水隧洞檢測鑒定

5.1 外觀質量

排水隧洞通常分為兩類，一類為庫內排水，即與排水豎井及排水涵管組合成庫內排水系統，主要排除庫內積水；另一類為庫外排水，與庫外明渠、引渠組合成庫外排水系統，主要排除庫外積水。根據檢測經驗，排水隧洞，長度多為1～3 km，施工人員能進入大多數排水隧洞，可對整個排水隧洞的外觀質量進行全面檢查。

在確保人員安全的前提下，對排水隧洞外觀質量進行檢查，檢查排水隧洞襯砌混凝土外觀是否存在露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、連接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等。排水隧洞襯砌混凝土外觀質量依據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2015)中8.1條進行評判。排水隧洞如圖4所示。

圖4 排水隧洞典型照片

5.2 安全檢查

排水隧洞檢查應詳細記錄斷面尺寸、洞內塌方、襯砌變形、破損、斷裂、剝落和磨蝕、最大裂縫開展寬度、伸縮縫、止水及充填物、洞內淤堵及排水孔工況等現場檢查情況。

5.3 排水隧洞斷面尺寸檢測

5.3.1 檢測方法

采用尺量，對所檢排水隧洞斷面進行檢測，根據實測經驗，排水隧洞的修建采用開鑿或爆破方式，施工誤差控制較難，部分巖層穩定的區域未采取支護措施，因此，建議取最小值作為截面尺寸代表值。

5.3.2 檢測頻率

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水隧洞斷面尺寸的檢查方法和頻率做出明確要求，參考《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)中5.6條漿砌水溝相關實測要求，采用尺量，按每200 m測2個斷面，且不少于5個斷面的要求。

5.3.3 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水隧洞斷面尺寸的檢測結果判定做出明確要求，建議以斷面代表值不小于設計要求為依據。

5.4 排水隧洞襯砌混凝土強度檢測

由于礦區條件有限，混凝土構筑物多采用自拌混凝土，現場檢測時，混凝土構筑物已超齡期，現場作業條件又極其有限，無法采用鉆芯法對混凝土強度進行評判。因此，依據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T 23—2011)采用回彈法檢測混凝土抗壓強度，并對回彈法所測混凝土抗壓強度推定值根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB 50292—2015)附錄K進行修正。

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水隧洞混凝土抗壓強度的檢查頻率做出明確要求，根據現場實際情況，建議以每5 m排水隧洞作為一個構件，抽查構件數量的5%，且不少于10件，低于10件時全數檢測隧洞襯砌混凝土抗壓強度。

5.5 鋼筋間距檢測及保護層厚度檢測

5.5.1 檢測方法及抽測頻率

采用非破損的方法，由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水隧洞支護鋼筋保護層厚度的檢查頻率做出明確要求，建議以每5 m隧洞作為一個構件，抽查構件數量的5%，且不少于10件，低于10件時全數檢測，對選定的隧洞支護構件，檢測不少于6根縱向受力鋼筋間距和保護層厚度。具體檢測方法依據《混凝土中鋼筋檢測技術規程》(JGJ/T 152—2019)。

5.5.2 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對排水隧洞混凝土保護層判定做出明確要求，參考《混凝土結構工程施工質量驗收規程》(GB 50204—2015)中E.0.4條關于保護層厚度偏差要求。

6 馬道溝、溢洪道、截洪溝檢測鑒定

6.1 安全檢查

馬道溝檢查內容：護砌變形、破損、斷裂和磨蝕，溝內淤堵等。

溢洪道、截洪溝檢查內容：斷面尺寸、沿線山坡滑坡、塌方、護砌變形、破損、斷裂和磨蝕、溝內淤堵等，對溢洪道還應檢查溢流坎頂高程，消力池及消力坎等。

6.2 尺寸檢測

6.2.1 檢測方法

采用尺量，對所檢馬道溝、溢洪道、截洪溝進行檢測，取最小值作為截面尺寸代表值。

6.2.2 檢測頻率

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對馬道溝、溢洪道、截洪溝斷面尺寸的檢查方法和頻率做出明確要求，參考《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1—2017)中5.6條漿砌水溝相關實測要求，采用尺量，按每200 m測2個斷面，且不少于5個斷面要求。

6.2.3 判定依據

由于尾礦庫相關質量驗收標準未對馬道溝、溢洪道、截洪溝斷面尺寸的檢測結果判定做出明確要求，考慮到馬道溝、溢洪道、截洪溝主要功能為排水，因此建議以過水面積不小于設計要求為依據。

7 實際應用

在實際工作中，通過對40余個尾礦庫排洪設施施工質量的檢測、鑒定，統計分析出最容易出現的問題如下。

1)混凝土外觀質量缺陷：蜂窩、麻面、露筋、開裂、疏松等。

2)安全缺陷：排水管內淤堵、混凝土堿化、管間止水及充填物斷裂；排水隧洞及排水涵管(斜槽)內部淤堵、變形、混凝土堿化、損壞、斷裂；馬道溝、溢洪道、截洪溝，溝內淤堵、溝壁垮塌問題。

3)結構缺陷：鋼筋保護層厚度基本超60%不合格，應該在施工過程中重點控制。

4)最容易忽視的問題：排水涵管(隧洞)其伸縮縫處滲水、斷裂、脫落及底部混凝土被嚴重沖蝕；排水斜槽的蓋板之間以及蓋板與槽壁之間的防漏充填物未填滿，存在漏砂、斜槽內局部淤堵等不良現象。

8 結 語

1)鑒于現階段暫時沒有既有尾礦庫排洪設施施工質量檢測、鑒定的相關標準，難以確定檢測頻率、檢測方法、檢測設備及精度，建議檢測單位在開展尾礦庫排洪設施施工質量檢測、鑒定工作前，應先確定好檢測方案，約定好的檢測頻率、檢測方法、判定依據、檢測設備及精度、檢測方案應得到主管部門認可。

2)鑒于既有尾礦庫排洪設施施工質量檢測作業條件的局限性，質量檢測的主要目的為保證尾礦庫排洪設施的安全運行，建議在質量檢測的過程中，應對排洪設施的安全現狀進行檢查，結合施工質量檢測結果，為相關工作提供技術依據。

3)相關主管單位可制定對既有尾礦庫排洪設施施工質量檢測、安全鑒定的相關標準，為既有尾礦庫排洪設施相關檢測、鑒定提供依據。

4)可對新建尾礦庫的施工驗收標準加以完善和修訂。

5)需要制定既有尾礦庫加固設計及施工規范，為存在質量安全隱患需要后續整改及加固的尾礦庫提供依據。

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