背水反压堵漏法处理尾矿库排洪隧洞渗漏

刘江萍

（宜春钽铌矿，江西宜春336003）

背水反压堵漏法处理尾矿库排洪隧洞渗漏

刘江萍

（宜春钽铌矿，江西宜春336003）

采用刚柔并济的背水反压堵漏法对宜春钽铌矿二号尾矿库排洪隧洞的渗漏进行处理。该方法采用注浆法和嵌压法两种方法配套实施，堵漏材料为水溶性高分子材料，关键工艺为灌浆。经实践检验，该方法实施简便，且安全可靠，优于传统的“刚性封堵”法，在宜春钽铌矿二号尾矿库安全运行了近3年多的时间，值得借鉴。

尾矿库；背水反压堵漏法；渗漏；灌浆；柔性封堵

尾矿库是用以贮存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，主要由尾矿坝和排洪系统等构筑物组成。据有关资料统计，国内尾矿库病害事故中，有关排洪系统的事故占比达33.3%，尤其在我国有色金属矿山中,因排洪系统失事引起的灾难几乎占整个尾矿库事故的50%[1]，因此尾矿库的排洪系统对于尾矿坝的安全具有十分重要的意义。

许多矿山尾矿库的排洪隧洞出现过漏水、漏砂的现象，如漂塘钨矿大江选厂落木坑尾矿库、宜春钽铌矿一号、二号尾矿库。这类问题处理不好将影响尾矿库的运行,威胁下游人民生命财产安全,并带来环保问题。实践表明，排洪系统一旦出现渗漏处理起来极为麻烦，而且处理效果往往不佳。笔者在尾矿库管理实践中，采用背水反压堵漏法处理宜春钽铌矿二号尾矿排洪隧洞渗漏问题，该方法施工简单，处理效果好，值得推广借鉴。

1　宜春钽铌矿二号尾矿库排洪系统

宜春钽铌矿二号尾矿库位于选矿厂北侧下游，2002年建成投入使用。尾矿库采用上游式尾矿堆坝，设计最终使用高程380.00 m，总坝高213.85 m，总库容为4.434×107m3，终期尾矿库等别为二等。尾矿库总汇水面积为8.236 km2。

尾矿库的排洪系统为:库外排洪采用拦洪坝—分洪隧洞排洪系统；库内排洪采用排水斜槽—连接井—排洪隧洞—分洪隧洞。斜槽为双格矩型、拱盖板型式，底宽1.3 m、侧墙高l.6 m,槽盖板采用预制C25钢筋混凝土拱盖。排洪隧洞横断面为圆拱直墙型,净断面为B×H=3.0 m×3.0 m。在隧洞口24.2 m段为钢筋混凝土衬砌，前面9.2 m采用60 cm厚的C40钢筋砼进行支护，后15 m采用50 cm厚的C30钢筋砼进行支护，其余484 m为裸体隧洞。

2　渗漏点调查分析

宜春钽铌矿二号尾矿库2002年建成投入使用，不久即发现库内排洪隧洞进口段出现渗漏，起初漏水，后来漏尾砂，而且漏砂量不小，并导致库内出现陷落坑，进而造成下游河道的污染。如果尾砂继续渗漏,则不仅威胁排洪隧洞结构安全,甚至将会对尾矿库的安全造成威胁。

相关单位通过对现场渗漏点的调查，发现渗漏主要集中于拱顶、墙面的二次施工浇注处。经分析认为，由于施工不到位，部分施工缝处混凝土不能完全密实填充，造成了蜂窝状况，且二次施工浇筑处最为严重，从而导致渗漏。

3　封堵工艺及其实施

常用的尾矿库排洪隧洞渗漏封堵方法有：1)嵌压法,即打木楔,嵌麻丝或土工布,然后用环氧树脂+水泥封表面；2)堵塞法,即用水玻璃+水泥直接封堵；3)注浆法[2]。本项目中，经渗漏点调查与分析，制定了处理方案——背水反压堵漏法。该方法可以避免钢筋混凝土结构在地基沉降等因素下发生开裂渗漏。根据现场的渗漏特点，采取堵防结合、综合治理的堵漏方式,选择适宜的材料、施工工艺，对症下药，以达到整体防水、防砂的目的。

3.1工艺特点

背水反压堵漏法采用注浆法和嵌压法两种方法配套施工：先剔出原施工缝内填充物和杂物，冲洗干净；接着使用速凝水材料进行嵌缝，并进行埋管、抽管。每隔一定的距离埋设一个注浆嘴，然后进行压力灌浆，使浆液全面深入到钢筋混凝土机构内部，膨胀速凝，并达到一定自然强度；最后用浇筑料将施工缝凹槽进行填缝，压实表面。

3.2材料性能

堵漏材料为水溶性高分子材料，具有良好的亲水性能（水既是稀释剂，又是固化剂），渗透性强，能渗入钢筋混凝土结构0.01 mm的毛细缝内，凝固前和水一样无孔不入，浆液遇水分散后，进而凝胶固结。可在潮湿或涌水情况下压浆，对水质适应性强，在海水中也能胶化，固结体为弹性体，可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能。

3.3施工步骤

背水反压堵漏法的施工步骤为：凿施工缝的工艺缝（即50 mm×60 mm的凹槽）→打毛施工缝口墙体棱角（目的是增强密封材料的结构力）→清洗工艺缝→封缝→埋设注浆管与注浆通道→注浆材料小样配比→压力注浆→封注浆→封注浆嘴→速凝材料封面→水泥砂浆粉饰→检查验收。

值得补充的是,注浆嘴主要布置在渗漏点处,缝口如果纵横交错,应在交叉口设注浆嘴,距离要根据缝口大小、结构形状而定,同时做到错位布嘴。

3.4施工关键工艺

背水反压堵漏法的关键工艺为灌浆。灌浆前应确保灌浆质量，灌浆机具、器具及注浆管道在注浆前应进行检查，运行正常方可使用。接通管道打开所有灌浆嘴上的阀门，用压缩空气将孔道及裂缝处吹干净。根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或群孔灌浆。在一条裂缝上灌浆时从露出端到另一端，待下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀门，如此顺序进行。浆液的灌浆压力通常采用0.3 MPa，压力应逐渐升高，防止骤然加压，达到规定压力后应保持压力稳定，以满足灌浆要求。灌浆停止的标志为吸浆率〈0.1 L/min,当吸浆率达到该要求后,再继续压注几分钟即可关掉进浆嘴上的转芯阀门，停止灌浆。待缝内浆液达到初凝而不外流时，可拆下注浆嘴，再用环氧树脂胶泥把灌浆嘴处抹平封口。灌浆结束后，应检查补强效果和质量，发现缺陷应及时补救，确保工程质量。

3.5实施效果

该尾矿库通过运用背水反压堵漏法进行处理，至今已安全运行了3年多的时间,没有再出现过渗漏现象,与原来直接用普通混凝土注浆法进行堵塞和支护相比，取得了良好的工程效果。堵漏前后效果见图1。

图1　封堵前后效果对比

4　结语

国内大部分矿山的尾矿坝多采用尾砂水力冲填成坝，随着筑坝高度的日益增高，其排洪系统的安全封堵成功与否直接影响尾矿库和下游人民生命财产的安危。用普通混凝土注浆法处理是所谓的“刚性封堵”法[3],虽然在开始运行的短时间内可以止漏，但对该矿的二号尾矿库排洪系统中破碎裂隙来说,渗漏会继续沿原生裂隙发展,并且呈扩大的趋势,在高水头外压作用下,封堵很难成功,一旦封堵不是很坚固,这股压力一定会自行找到突破口,破坏“刚性封堵”。而背水泛亚堵漏法可有效地用来处理高水头外压作用下斜槽盖板漏水漏砂、围岩与混凝土衬砌体之间渗漏和混凝土浇筑不密实产生的渗漏问题,在尾矿库排洪系统以及地下硐室或巷道的类似问题均可参考应用。

[1]《中国有色金属尾矿库概论》编委会.中国有色金属尾矿库概论[M].北京：中国有色金属工业总公司，1992.

[2]张海娟，等,尾矿库排洪系统渗漏封堵措施研究[J].采矿技术，2009(4):74-76．

[3]沈楼燕.矿山尾矿库排洪系统的“柔性封堵”[J].有色金属设计，2002(3):31-35．

Treatment of Back-water and Back-pressure Sealing Method for Leakage of Tailings Pond Flood Drainage Tunnel

LIU Jiangping
(Yichun Tantalum-niobium Mine,Yichun,Jiangxi 336003,China)

Back-water and back-pressure sealing method is applied to manage leakage of Yichun tantalum-niobium mine 2# tailings pond flood-drainage tunnel.This method adopts grouting and wedge pressure,water soluble high polymer material is adopted for sealing,and the key process is grouting.It has been proved that this method is simple and safe and better than the traditional rigid sealing method,the method has been used in Yichun tantalum-niobium mine 2#tailings pond for 3 years.

tailings pond;back-water and back-pressure sealing method;leakage;grouting;flexible sealing

TD745

B

1004-4345(2015)04-0009-02

2015-06-23

刘江萍（1969—），女，工程师，主要从事选矿及尾矿库技术管理工作。