尾礦庫(kù)防滲技術(shù)及防滲土工材料應(yīng)用現(xiàn)狀研究

袁俊海

摘 要 近年來(lái)，隨著各行各業(yè)發(fā)展中對(duì)環(huán)保問(wèn)題的重視，尾礦庫(kù)的環(huán)保問(wèn)題逐步引起了相關(guān)部門(mén)的重視，為實(shí)現(xiàn)尾礦資源的合理應(yīng)用，一些企業(yè)逐步利用尾礦構(gòu)建了尾礦庫(kù)，提高了資源的利用率，為礦山企業(yè)創(chuàng)造了更大的發(fā)展空間。尾礦庫(kù)防滲技術(shù)的發(fā)展尚不成熟，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中需加大技術(shù)投入，用技術(shù)創(chuàng)新來(lái)提高尾礦庫(kù)防滲技術(shù)的總體水平。基于此，本文分析了尾礦庫(kù)防滲技術(shù)、防滲土工材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，有利于解決尾礦庫(kù)的滲漏問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 尾礦庫(kù);防滲技術(shù);防滲土工材料;應(yīng)用

我國(guó)是礦山大國(guó)，在各種礦山資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生了很多的尾礦，這些尾礦的種類多、數(shù)量龐大，如果不能夠?qū)⑵浼右杂行?yīng)用起來(lái)，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，占用大量的土地資源。作為一種一般工業(yè)固體廢物，不同類型的尾礦存在性質(zhì)的差異性，在環(huán)保特性方面也存在著明顯的區(qū)別。在當(dāng)前尾礦環(huán)保要求日益提升的過(guò)程中，有條件的企業(yè)要逐步利用尾礦來(lái)進(jìn)行尾礦庫(kù)的建設(shè)，并加強(qiáng)防滲技術(shù)、防滲土工材料的應(yīng)用，以提升尾礦庫(kù)的防滲漏能力，減小尾礦庫(kù)泄露的威脅。

1尾礦庫(kù)防滲技術(shù)

滲漏是尾礦庫(kù)存在的主要威脅，根據(jù)滲漏原因的不同，在尾礦庫(kù)的防滲處理上也需要具有針對(duì)性，需在充分分析和掌握尾礦庫(kù)滲漏防水的基礎(chǔ)上進(jìn)行防滲技術(shù)的選擇。一般情況下，尾礦庫(kù)的防滲漏處理上，最為常用的方式就是水平防滲技術(shù)與垂直防滲技術(shù)，當(dāng)然，在一些尾礦庫(kù)中也會(huì)采用這兩種防滲技術(shù)相結(jié)合的方式。尾礦庫(kù)處于不同的地址條件下時(shí)，會(huì)結(jié)合區(qū)域特征來(lái)進(jìn)行防滲技術(shù)的選擇，在一些尾礦庫(kù)中，可以采用截滲壩、混凝土防滲墻、地下帷幕灌漿和敷設(shè)HDPE膜的方式來(lái)提高防滲效果，降低尾礦庫(kù)滲漏的發(fā)生概率，提高環(huán)保性。

（1）垂直防滲。在尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)方案中明確提出了垂直防滲的要求，如果要滿足這個(gè)條件，就需要在尾礦庫(kù)的垂直方向上進(jìn)行防滲技術(shù)的應(yīng)用，利用垂直防滲來(lái)阻止地下污染物隨著水流向其他方向擴(kuò)散的情況。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，在尾礦庫(kù)的水文地質(zhì)條件等符合要求且尾礦庫(kù)底部存在不透水層、厚實(shí)弱透水層的情況下，可以將垂直防滲系統(tǒng)嵌入不透水地層中，將防滲系統(tǒng)與地下不透水層加以連接來(lái)達(dá)到防滲處理的要求，其嵌入深度一般要在2m以上[1]。從垂直防滲技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，在尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)不存在臨谷滲漏，僅存在壩基與繞壩滲漏的情況下能夠取得更為理想的防滲漏處理效果。

（2）水平防滲。同垂直防滲技術(shù)一樣，水平防滲技術(shù)也有其適用條件，對(duì)于二類一般固體廢物的尾礦庫(kù)防滲，一般采用的是水平防滲技術(shù)，針對(duì)這種情況，需在全庫(kù)區(qū)采用這種方式進(jìn)行防滲處理與設(shè)計(jì)，使得在尾礦庫(kù)底部與周邊都存在水平方向上的防滲系統(tǒng)。尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)如果出現(xiàn)了臨谷滲漏問(wèn)題時(shí)，也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)利用局部或者全庫(kù)的水平防滲技術(shù)。水平防滲技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)存在防滲材料的差異，比如，黏土、土工膜、PE膜、鈉基膨潤(rùn)土等。

2防滲土工材料的應(yīng)用

（1）初期透水堆石壩的內(nèi)坡防滲。尾礦初期壩如果處于初期的運(yùn)行階段，庫(kù)區(qū)會(huì)呈現(xiàn)出縱深與干灘長(zhǎng)度都相對(duì)較短、尾礦水澄清距離不足的特征，如果在這種情況下沿著初期壩在透水堆石壩內(nèi)的壩坡位置直接進(jìn)行放礦處理，極易引起庫(kù)內(nèi)的滲漏問(wèn)題，比如，庫(kù)內(nèi)細(xì)顆粒尾砂會(huì)直接經(jīng)由水流滲出，而這種滲漏現(xiàn)象甚至?xí)斐沙跗趬纹履_位置尾砂的“跑渾”現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題[2]。因此，為了避免此類滲漏問(wèn)題所造成的污染現(xiàn)象，在尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需考慮這種現(xiàn)象，在初期壩的下壩段內(nèi)坡反濾層基礎(chǔ)上進(jìn)行防滲層的設(shè)置，在這種情況下，初期壩會(huì)在運(yùn)行的前期發(fā)揮不透水壩的作用，而隨著不斷的運(yùn)行，在初期壩進(jìn)入后期運(yùn)行階段以后，庫(kù)內(nèi)的澄清距離將會(huì)進(jìn)一步增大，此時(shí)，初期壩就會(huì)成為透水壩。

（2）柔性趾板連接剛性防滲體。在水利工程項(xiàng)目中，防滲施工是關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，在一些水利工程混凝土面板堆石壩上會(huì)應(yīng)用剛性趾板來(lái)進(jìn)行防身施工，而柔性趾板正是在此基礎(chǔ)上形成和出現(xiàn)的。趾板的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)地基垂直防滲體與面板堆石壩防滲面板混凝土板的連接。尾礦壩中的主要構(gòu)成為初期堆石壩與尾砂堆積體，尾砂堆積體在自身的重力作用、排水結(jié)束以后就能夠自然沉積與固結(jié)，壩體與壩基的變形沉降值相對(duì)較大。針對(duì)這種的現(xiàn)象所誘發(fā)的滲漏問(wèn)題，在防滲技術(shù)應(yīng)用與防滲處理的過(guò)程中，一般選用的是防滲土工材料，將此材料作為柔性趾板。

（3）水平鋪蓋防范壩基滲透破壞。一些尾礦庫(kù)中也會(huì)進(jìn)行水平鋪蓋的設(shè)置，而在這種結(jié)構(gòu)下，水平鋪蓋所設(shè)置的目的與水利工程中防滲土工鋪蓋的作用與原理是相似的，主要是為了增大壩基滲流徑長(zhǎng)度，減小滲透坡降，避免滲透問(wèn)題對(duì)地基的破壞。此外，在一些尾礦庫(kù)工程中，會(huì)在庫(kù)內(nèi)設(shè)置水平鋪蓋，在這種情況下，水平鋪蓋會(huì)起到水平防滲的作用，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，水平防滲段會(huì)深入到庫(kù)尾側(cè)的細(xì)顆粒尾砂中，進(jìn)而水平防滲段會(huì)與庫(kù)區(qū)的細(xì)顆粒尾砂形成整體性、封閉的不透水結(jié)構(gòu)，這種防滲結(jié)構(gòu)的利用減小了尾礦水的垂直下滲所造成的威脅。

（4）斷裂破碎帶等不良地質(zhì)的局部防滲。一些尾礦庫(kù)的自然地理環(huán)境相對(duì)特殊，可能會(huì)面臨著一些不良地質(zhì)，比如，部分尾礦庫(kù)存在斷裂破碎帶等導(dǎo)水結(jié)構(gòu)，這種特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)成使得尾礦庫(kù)可能會(huì)存在滲漏威脅，發(fā)生深層地下水滲漏與臨谷滲漏的概率相對(duì)較高。這種情況下的防滲處理相對(duì)困難，在具體的防滲技術(shù)應(yīng)用與處理的過(guò)程中，有關(guān)人員需結(jié)合尾礦庫(kù)的實(shí)際情況，采取更為有效的防滲技術(shù)。針對(duì)庫(kù)區(qū)存在的小范圍斷裂破碎帶防滲處理，一般采用的是防滲土工材料，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，需保障防滲土工材料的寬度能夠覆蓋住斷裂破碎帶的寬度。

3結(jié)束語(yǔ)

滲漏問(wèn)題是尾礦庫(kù)工程最為常見(jiàn)的問(wèn)題，為了滿足尾礦環(huán)保性的要求，尾礦庫(kù)的設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中，必須要加強(qiáng)防滲設(shè)計(jì)，在易出現(xiàn)滲漏問(wèn)題的部位進(jìn)行相應(yīng)的防滲施工，最大程度上減小滲漏問(wèn)題對(duì)環(huán)境造成的不利影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁永強(qiáng).第Ⅱ類尾礦庫(kù)環(huán)保防滲系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].金屬礦山，2016

（5）：178-182.

[2] 謝文璐，楊磊，鄔美富，等.堤防超深防滲墻施工技術(shù)研究[C].地基與基礎(chǔ)工程技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展（2017）——第14次全國(guó)水利水電地基與基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)研討會(huì).地基與基礎(chǔ)工程技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展（2017）——第14次全國(guó)水利水電地基與基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.武漢：武漢大學(xué)，2017：66-71.