1、SL203-97 水工建筑物抗震设计规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本规程。3.1 尾矿库 tailing pond 是指筑坝拦截谷口或围地构成的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。3.2全库容 the whole storage capacity某坝顶标高时尾矿库的全部库容，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容等五部分。3.3有效库容 effective storage capacity某坝顶标高时，初期坝内坡面、堆坝外坡面以里（对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里），沉积滩面以下，库底以上的空间，即容纳尾矿的库容。3.4调洪库容 flood regulat
2、ion storage capacity某坝顶标高时，最高沉积滩面、库底、正常水位三者以上，最高洪水位以下的空间。3.5总库容 the total storage capacity设计最终堆积标高时的全库容。3.6尾矿坝 tailing dam贮存尾矿和水的尾矿库外围坝体构筑物，一般指初期坝和堆积坝。3.7初期坝 starter dam基建中用当地材料筑成的，作为堆积坝的排渗体和支撑体的坝。3.8堆积坝 embankment生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。3.9上游式（尾矿筑坝法） upstream embankment method在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。3
3、.10中线式（尾矿筑坝法） centerline embankment method在初期坝轴线处用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。3.11下游式（尾矿筑坝法） downstream embankment method在初期坝下游方向用旋流分级粗砂冲积尾矿的筑坝方式。3.12沉积滩 deposited beach水力冲积尾矿形成的沉积体表层，常指露出水面部分。3.13滩顶 beach crest沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高点。3.14滩长 beach length由滩顶至库内水边线的距离。3.15坝高 dam height对初期坝和中线式、下游式筑坝为坝顶与坝轴线处坝底的高差。3
4、.16总坝高 the total dam height与总库容相对应的最终堆积标高时的坝高。3.17堆坝高度或堆积高度 embankment height or accumulation height尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。3.18尾矿库挡水坝 water dam of tailing pond长期或较长期挡水的尾矿坝，包括不用尾矿堆坝的主坝及尾矿库侧、后部的副坝。4 尾矿库等别及构筑物级别4.1 尾矿库各使用期的设计等别应根据该期的全库容和坝高分别按表1确定。当两者的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾
5、害者，其设计等别可提高一等。 尾矿库等别 表1等 别全库容V（万m3）坝高H（m）一二等库具备提高等别条件者二三四五V100001000V10000100V1000V100H10060H10030H60H304.2尾矿库构筑物的级别根据尾矿库等别及其重要性按表2确定。 尾矿库构筑物的级别 表2构 筑 物 的 级 别主要构筑物次要构筑物临时构筑物12345注：主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等实施后难以修复的构筑物；次要构筑物指失事后不致造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的建筑物；临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。5 尾矿库建设5.1 尾矿库勘察5.1.1 尾矿库工程地质与水
6、文地质勘查应符合有关法规要求，查明影响尾矿库及各构筑物稳定性的不利因素，并提出工程措施建议，为设计提供可靠依据。5.1.2 对在用的上游法尾矿堆积坝的勘察应执行上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规范（YBJ11-86）。5.2 尾矿库设计5.2.1 尾矿库库址选择应遵守下列原则：a）不宜位于工矿企业、大型水源地、水产基地和大型居民区上游。b）不应位于全国和省重点保护名胜古迹的上游。c）应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。d）不占或少占农田，不迁或少迁村庄。e）不宜位于有开采价值的矿床上面。f）汇水面积小，有足够的库容和初、终期库长。g）筑坝工程量小，生产管理方便。h）尾矿输送距离短，能自流或扬
7、程小。5.2.2 尾矿库设计应对不良地质条件采取可靠的治理措施。5.2.3 对停采的露天采矿场改作尾矿库的，应对其稳定性进行专门论证；若尾矿库下部仍进行采矿作业的，应保证地下采矿安全。5.2.4 尾矿库施工设计文件应给出生产运行安全控制参数，主要是：a）尾矿库设计最终堆积高程、最终坝体高度、总库容；b）尾矿坝堆积坡比；c）尾矿坝不同堆积标高时，库内控制的正常水位、调洪高度、安全超高及干滩长度等；d）尾矿坝浸润线控制。5.2.5 尾矿库设计应列安全专篇。安全专篇需论证尾矿库位置是否存在安全隐患，如库区汇水面积、排洪能力、最大暴雨及洪水频率，地形地貌特点，下游的居民区（位置）可能受到的危害程度分析
8、；尾矿库初期坝和堆积坝的稳定性分析；尾矿库的安全管理及尾矿坝动态监测和通讯设备配置的可靠性分析等。5.3 尾矿坝设计5.3.1 尾矿坝宜以滤水坝为初期坝，利用尾矿筑坝。当遇有下列条件之一时，才可以全部采用当地土石料或废石建坝。a）尾矿颗粒很细、粘粒含量大，不能筑坝。b）由尾矿库后部放矿合理。c）尾矿库与废石场结合考虑，用废石筑坝合理。5.3.2 初期坝高度的确定除满足初期堆存尾矿、澄清尾矿水、尾矿库回水和冬季放矿要求外，还应满足初期调蓄洪水要求。5.3.3 坝基处理应满足渗流控制和静、动力稳定要求。遇有下列情况时，应进行专门研究处理：a）透水性较大的厚层砂砾石地基；b）易液化土、软粘土和湿陷性
9、黄土地基；c）岩溶发育地基。5.3.4 尾矿筑坝的方式，对于设计地震烈度为7度以下地区宜采用上游式筑坝，设计地震烈度为8-9度地区宜采用下游式或中线式筑坝。5.3.5 上游式筑坝，中、粗尾矿可采用直接冲填筑坝法，尾矿颗粒较细时宜采用分级冲填筑坝法。5.3.6 下游式或中线式尾矿筑坝分级后用于筑坝的尾矿，其粗颗粒（d0.074mm）含量不宜少于70%，否则应进行筑坝试验。筑坝上升速度应满足库内沉积滩面上升速度和防洪的要求。5.3.7 下游式或中线式尾矿坝应设上游初期坝和下游滤水坝趾，二者之间的坝基应设置排渗褥垫和排渗盲沟。5.3.7 尾矿库挡水坝应按水库坝的要求设计。5.3.8 上游式尾矿坝沉积
10、滩顶至最高洪水位的高差不得小于表3的最小安全超高值，同时，滩顶至最高洪水位边线距离不得小于表3的最小滩长值。 上游式尾矿坝的最小安全超高与最小滩长 表3坝的级别最小安全超高（m）1.51.00.70.50.4最小滩长（m）1501007050405.3.9 下游式和中线式尾矿坝坝顶外缘至最高洪水位水边线的距离不宜小于表4的最小滩长值。当坝体采取防渗斜（心）墙时，坝顶至最高洪水位的高差亦不得小于表4的最小滩长对应的最小安全超高值。 下游式及中线式尾矿坝的最小滩长 表4最小滩长/m35255.3.10 尾矿库挡水坝在最高洪水位时安全超高不得小于表3的最小安全超高值、最大风涌水面高度和最大风浪爬高三
11、者之和。最大风涌水面高度和最大风浪爬高可按碾压式土石坝设计规范推荐的方法计算。5.3.11 地震区尾矿坝除应符合表3规定外，尚应符合下列规定：上游式尾矿坝沉积滩顶至正常高水位的高差不得小于表3最小安全超高值与地震涌浪高度之和，滩顶至正常高水位水边线的距离不得小于表3的最小滩长值与地震涌浪高度对应滩长之和。下游式与中线式尾矿坝坝顶外边缘至正常高水位水边线的距离不宜小于表4的最小滩长值与地震涌浪高度对应滩长之和。尾矿库挡水坝坝顶至正常高水位的高差不得小于表3最小安全超高值与地震涌浪高度之和。地震涌浪高度可根据设计地震烈度和水深确定，可采用0.51.5m。5.3.12 尾矿坝设计应进行渗流计算，以确
12、定坝体浸润线、逸出坡降和渗流量。浸润线出逸的尾矿堆积坝坝坡，应设反滤层保护，1、2级尾矿坝还应进行渗流稳定研究。5.3.13 上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑坝放矿水的影响。1、2级山谷型尾矿坝的渗流应按三维计算或由模拟试验确定；3级以下尾矿坝的渗流计算可按附录1进行。5.3.14 上游式尾矿堆积坝的初期透水堆石坝坝高与总坝高之比值宜采用1/41/8。8度地震区的尾矿坝，该比值应适当提高。5.3.15 尾矿初期坝与堆积坝坝坡的抗滑稳定性应根据坝体材料及坝基岩土的物理力学性质，考虑各种荷载组合，经计算确定。计算方法宜采用瑞典圆弧法。当坝基或坝体内存在软弱土层时，可采用改良圆弧法。考虑地震荷载时
13、，应按水工建筑物抗震设计规范的有关规定进行计算。地震列度区域划分为6级列度及6级列度以下地区的5级尾矿坝，当坝外坡比小于1:4时，除原尾矿属尾粘土和尾粉质粘土以及软弱坝基外，可不作稳定计算。5.3.16尾矿坝稳定性计算的荷载分下列五类，可根据不同情况按表5进行组合：a）筑坝期正常高水位的渗透压力；b）坝体自重；c）坝体及坝基中孔隙压力；d）最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；e）地震惯性力。 荷载的组合 表5荷 载 组 合荷 载 类 别正常运行总应力法有有效应力法洪水运行特殊运行5.3.17按瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定的安全系数不应小于表6规定的数值。 坝坡抗滑稳定最小安全系数 表6运用情况坝
14、 的 级 别1.301.251.201.151.101.051.005.3.18 当采用简化毕肖普法与瑞典圆弧法计算结果相比较时，可参照碾压式土石坝设计规范有关规定选用两种方法各自的最小安全系数。5.3.19 尾矿坝坝体材料及坝基土的抗剪强度指标类别，应视强度计算方法与土类的不同按表7选取。 尾矿及土的抗剪强度指标 表7强度计算方法土的类别强度指标类别（取得的方法）试验仪器试验起始状态试验方法强度指标总应力法无粘性土固结不排水剪Cu,u三轴仪一、坝体材料1、含水量及密度与原状一样2、浸润线以下及水下要预先饱和3、试验应力与坝体实际应力相一致二、坝基用原状土少粘性土固结快剪直剪仪粘性土效慢剪C
15、,固结排水剪固结不排水剪、测孔压1.少粘性土指粘粒含量小于15%的尾矿。2.软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程度确定；当采用十字板抗剪强度指标时，应考虑土体固结后强度的增长。5.3.20 上游式尾矿坝的计算断面应考虑到尾矿沉积规律，根据颗粒粗细程度概化分区。各区尾矿的物理力学指标可参考类似尾矿坝或按附录2确定。必要时通过试验研究确定。对在用尾矿坝进行稳定计算时应根据该坝勘察报告确定概化分区及相应的物理力学指标。5.3.21上游式尾矿坝堆积至1/22/3最终设计坝高时，应对坝体进行一次全面的勘察，并进行稳定性专项评价，以验证现状及设计最终坝体的稳定性，确定后期处理措施。5.3.
16、22 透水堆石坝堆石体上游坡坡比不宜陡于1：1.6；土坝上游坡坡比可略陡于或等于下游坡。初期坝下游坡比在初定时可按表8确定。 初期坝下游坡坡比 表8坝高（m）土坝下游坡坡比透水堆石坝下游坡坡比岩基非岩基（软基础外）5101:1.751:2.01.51:1.7510202.01:2.520302.51:3.05.3.23 尾矿堆积坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡应设置截水沟。5.3.24 上游式尾矿坝的堆积坝下游坡面上应以土石覆盖，并可结合排渗设施每隔610m高差设置排水沟。5.3.25 4级以上尾矿坝应设置坝体位移和坝体浸润线观测设施。必要时还宜设置孔隙水压力、渗透水量及其混浊度的观测设施。5.
17、4 排洪设计5.4.1 尾矿库必须设置排洪设施，并满足防洪要求。尾矿库的排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素，经过技术比较确定。尾矿库宜采用排水井（斜槽）-排水管（隧洞）排洪系统。有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。5.4.2 尾矿库的防洪标准应根据各使用期库的等别，综合考虑库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害等因素，分别按表9确定。 尾矿库防洪标准 表9尾矿库等别洪水重现期（a）初期100200501003050中、后期100020005001000200500初期指尾矿库启用后的头35年。5.4.3 储存铀矿等有放射性和有害尾矿，
18、失事后可能对下游环境造成极其严重危害的尾矿库，其防洪标准应予以提高，必要时其后期防洪可按可能最大洪水进行设计。5.4.4 尾矿库洪水计算应符合下列要求：a）应根据当地水文图册或有关部门建议的适用于特小汇水面积的计算公式计算。当采用全国通用的公式时，应当用当地的水文参数。有条件时应结合现场洪水调查予以验证。b）库内水面面积不超过流域面积的10%，则可按全面积陆面汇流计算。否则，水面和陆面面积的汇流应分别计算。5.4.5 设计洪水的降雨历时应采用24h计算，经论证也可采用短历时计算。5.4.6 当一日洪水总量小于调洪库容时，洪水排出时间不宜超过72h。5.4.7 尾矿库排水构筑物的型式与尺寸应根据
19、水力计算及调洪计算确定。对一、二等尾矿库及特别复杂的排水构筑物，还应通过水工模型试验验证。5.4.8 尾矿库排洪构筑物宜控制常年洪水（多年平均值）不产生无压与有压流交替的工作状态。无法避免时，应加设通气管。当设计为有压流时，排水管接缝处止水应满足工作水压的要求。排水管或隧洞中最大流速应不大于管（洞）壁材料的容许流速。5.4.9 排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段。无法避开时，应进行地基处理设计。5.4.10 排水构筑物的设计应按水工混凝土结构设计规范和水工隧洞设计规范进行。2.4.11 设计排水系统时，应考虑终止使用时在井座和支洞末端进行封堵的措施。5.4.12 在排
20、水构筑物上或尾矿库内适当地点，应设置清晰醒目的水位标尺。5.5 尾矿库安全设施施工及验收5.5.1 尾矿库初期坝、副坝、排洪设施、观测设施等安全设施的施工及验收应按尾矿设施施工及验收规程（YS5418-95）和其他有关规程进行。5.5.2隐蔽工程必须经分段验收合格后，方可进行下一阶段施工。6 尾矿库生产运行6.1 安全生产管理职责6.1.1认真贯彻上级下达的各项指令和任务；6.1.2建立健全尾矿设施安全管理制度；6.1.3编制年、季作业计划和详细运行图表，统筹安排和实施尾矿输送、分级、筑坝和排洪的管理工作；6.1.4严格按照本规范、尾矿库安全监督管理规定和设计文件的要求，做好尾矿库放矿筑坝、回
21、水排水、防汛度汛、抗震等日常安全生产管理。6.1.5做好日常巡检和观测，并进行及时、全面的记录，发现不安全隐患时，应立即采取应急措施并及时向上级报告；6.2 应急救援预案6.2.1应急救援预案种类a） 尾矿坝垮坝b） 洪水漫顶c） 水位超警戒线d） 排洪设施损毁、排洪系统堵塞e） 坝坡深层滑动f） 其他6.2.2应急救援预案主要内容a） 应急机构的组成和职责；b） 应急通讯保障；c） 抢险救援的人员、资金、物资准备；d） 应急行动。6.3 尾矿排放与筑坝6.3.1尾矿排放与筑坝，包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节，必须严格按设计要求和作业计划及本规程精心施工。6.3.2
22、尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。6.3.3每一期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理，将树木、树根、草皮、废石、坟墓及其他有害构筑物全部清除。若遇有泉眼、水井、地道或洞穴等，应作妥善处理。清除杂物不得就地堆积，应运到库外。在沉积滩内不得埋有块石、废管件、支架及混凝土管墩等杂物。岸坡清理应作隐蔽工程记录，经主管技术人员检查合格后方可冲填筑坝。6.3.4 上游式筑坝法，应于坝前均匀放矿，维持坝体均匀上升，不得任意在库后或一侧岸坡放矿（修子坝或移放矿管时除外）。应做到：a）粗粒尾矿沉积于坝前，细粒尾矿排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉
23、积；b）坝顶及沉积滩面应均匀平整，沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求；c）矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝，严禁矿浆沿子坝内坡趾流动冲刷坝体；d）放矿时应有专人管理，不得离岗。6.3.5坝体较长时应采用分段交替作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。6.3.6放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求和作业计划进行操作。6.3.7为保护初期坝上游坡及反滤层免受尾矿浆冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。6.3.8冰冻期、事故期或由某种
24、原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。6.3.9若同一座尾矿库内，建有两座以上尾矿堆积坝时，不得将细粒尾矿排至尾矿堆积坝前，以免影响尾矿堆积坝的稳定性。6.3.10岩溶发育地区的尾矿库，可采用周边放矿，形成防渗垫层，减少渗漏和落水洞事故。6.3.11尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。6.3.12 坝外坡面维护工作应按设计要求进行，或视具体情况选用以下维护措施：a）坡面修筑人字沟或网状排水沟；b）坡面植草或灌木类植物；c）采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。6.3.13 每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容：a）子坝剖面尺寸
25、，长度、轴线位置及边坡坡比；b）新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位；c）尾矿筑坝质量。6.3.14 当坝坡出现冲沟时，应以土石及时分层夯实填平，并增设排水沟。6.3.15 坝体出现裂缝，应通过表面观测和挖深坑、槽探，查明裂缝的部位、宽度、长度、深度、错距、走向等，分析裂缝的深度，可选用以下处理措施：a）对于缝深小于5m的裂缝可采用开挖回填法处理。开挖深度应比裂缝尽头深0.30.5m，开挖长度应比缝端扩展约2m。回填土料宜与原土料相同，回填时要求分层夯实。b）对于较深的裂缝可采用灌浆法处理或上部开挖回填、下部灌浆的方法处理。灌浆的浆液可采用纯粘土浆或粘土水泥浆，浆液浓度为3050%。6.3
