4.2 勘察技术要求
4.2.1 勘察内容应符合下列规定:
1 应查明排渗加固影响范围内堆积物的成分、颗粒组成、密实度、沉积规律和层位分布特征;
2 应查明尾矿堆积体中含水层和隔水层的分布情况,并应提供各层水文地质参数;
3 应查明尾矿堆积体的工程特性,提供各层尾矿的物理力学指标,对辐射井排渗加固工程,应提供各尾矿层与井壁的单位摩阻力标准值;
4 应查明初期坝的结构形式、反滤和排渗设施的设置及运行情况;
5 应查明勘察期间尾矿堆积体内浸润线的位置,综合尾矿库运行过程中取得的浸润线和库水位观测记录资料,分析浸润线和库水位变化规律及其与控制浸润线的关系;
6 应查明反滤层、渗流层、土工合成材料等已有设施和地下障碍物的分布情况,并应分析评价对排渗加固工程的影响;
7 应查明尾矿堆积体中渗流出逸点、流土、管涌、沼泽化、湿地等分布情况,分析其成因、发展趋势及其对尾矿堆积坝稳定性的影响,并应提出相应的工程治理措施建议。
本条规定了排渗加固勘察需查明的内容。
2 由于堆积坝体内含水层和隔水层的分布情况是决定水文地质特征和场地复杂程度的主要因素,涉及排渗加固设施的合理选用,所以应予以准确探明。
3 辐射井排渗是目前广泛应用的排渗加固方法之一,各尾矿层与井壁的单位摩阻力标准值是集水井井筒下沉及助沉措施的重要计算参数。
6 反滤层、渗流层、土工合成材料、盲井等已有设施和地下障碍物(包括废弃钢丝绳、钢管、竹跳板等)常影响水平排渗管和辐射井的正常施工,甚至导致设计变更,故应通过调查和勘探予以查明。
4.2.2 勘察前应搜集、整理和分析下列资料:
1 尾矿的原矿性质、选矿工艺、尾矿的矿物成分和化学成分,尾矿的颗粒组成;
2 尾矿排放堆积方式、坝体上升速度、最终堆积高度、沉积滩的分布和变化情况以及尾矿库运行情况;
3 初期坝的结构形式,防渗和排渗设施的设置及其运行情况;
4 坝体浸润线、渗透水量和水质等观测设施的分布及监测资料;
5 已有勘察资料、设计文件及施工竣工等资料。
资料收集、工程地质测绘和调查主要围绕坝体内浸润线、渗透变形及破坏、排渗设施运行情况等进行,作为初步了解和分析实测浸润线高于控制浸润线和出现渗透变形及破坏原因的依据。
4.2.3 工程地质测绘和调查应符合下列规定:
1 测绘和调查范围应包括排渗加固设施的范围及相关的外围;
2 工程地质测绘比例尺宜为1∶500~1∶2000;
3 对坝体有重大影响的变形、裂缝、渗漏、管涌、流土、沼泽化、湿地等现象的地质单元体,可扩大比例尺表示;
4 地质界线和地质点的测绘精度,在图上的误差不得超过3mm。
资料收集、工程地质测绘和调查主要围绕坝体内浸润线、渗透变形及破坏、排渗设施运行情况等进行,作为初步了解和分析实测浸润线高于控制浸润线和出现渗透变形及破坏原因的依据。
4.2.4 勘探方法应以钻探、静力触探为主,可辅以物探、井探和槽探。
4.2.5 勘探线、勘探点的布置应符合下列规定:
1 在管涌、流土等地段应沿渗流方向向上游布置勘探线,勘探线上游端应达到上游拟布设排渗设施的部位;
2 在渗流出逸点、沼泽化、湿地等地段,应沿渗流方向向上游布置勘探线,勘探线上游端应达到实测浸润线低于控制浸润线的部位或上游拟布设排渗设施的部位;
3 沿拟设置的排渗管、导水管等排渗设施应布置勘探线;
4 勘探点的间距可按表4.2.5确定:
表4.2.5 尾矿坝排渗加固勘察勘探点的间距(m)
注:当尾矿堆积体中隔水层变化复杂时,应加密勘探点。
5 用于排渗加固的管井和辐射井应单独布置勘探点,每个井布置勘探孔不得少于1个。
本规范对主要渗透变形和破坏地段(如管涌、流土、渗流出逸点、沼泽化、湿地等)及主要排渗加固设施(如辐射井、管井、虹吸井、排渗管、导水管等)规定了勘探工作布置,以作为设计和施工的可靠依据,并避免在实际排渗加固施工过程中出现沉井下沉困难、降水方案不合理、资料不足等问题。
4.2.6 勘探点的深度应符合下列规定:
1 在管涌、流土、渗流出逸点、沼泽化、湿地等地段,控制性勘探孔数量不应少于勘探点总数的1/3,深度应达到控制浸润线下8m~10m。一般勘探孔应达到控制浸润线下5m~8m。
2 在辐射井地段,勘探孔深度应进入井底标高以下5m~8m。
3 对管井、虹吸井等其他竖向排渗体,勘探孔深度应进入井底标高以下2m~3m。
4 沿排渗管、导水管等水平排渗体地段,勘探点深度应进入其埋设深度以下2m~3m。
本规范对主要渗透变形和破坏地段(如管涌、流土、渗流出逸点、沼泽化、湿地等)及主要排渗加固设施(如辐射井、管井、虹吸井、排渗管、导水管等)规定了勘探工作布置,以作为设计和施工的可靠依据,并避免在实际排渗加固施工过程中出现沉井下沉困难、降水方案不合理、资料不足等问题。
4.2.7 采取尾矿土试样应符合下列规定:
1 所有钻孔均应取样,对以粉性和黏性为主的尾矿土应采用薄壁取土器或回转取土器采取不扰动样,砂性为主的尾矿土应采用取砂器采取不扰动样,取样的垂直间距宜为1.0m~1.5m;
2 每一主要尾矿层的不扰动试样数量应满足试验项目和统计分析的需要;
3 当尾矿层不均匀时,应相应增加取样数量。
4.2.8 标准贯入试验的垂直间距宜为1.0m~1.5m。
4.2.9 水、土对建筑材料的腐蚀性评价应取样试验,且试验数量不宜少于3件。腐蚀性试验项目应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。
4.2.10 室内试验应根据渗流计算与稳定性分析要求及尾矿特性确定。尾矿的试验项目应包括下列内容:
1 砂性尾矿的颗粒级配、比重、天然含水量、天然密度、相对密度、抗剪强度、垂直和水平渗透系数;
2 粉性尾矿的颗粒级配、液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度、抗剪强度、垂直和水平渗透系数;
3 黏性尾矿的液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度、抗剪强度、垂直和水平渗透系数。
4.2.11 砂性尾矿和粉性尾矿宜进行室内渗透变形试验确定临界水力梯度,室内渗透变形试验应符合本规范附录A的规定。
尾矿临界水力梯度是重要的水文地质参数,而且是确定是否产生渗透变形和破坏的依据,所以排渗加固勘察成果宜提供该项参数。
4.2.12 浸润线以下的尾矿应进行饱和状态抗剪强度试验。
4.2.13 探井中可分别平行和垂直尾矿层理取样进行相应的室内渗透试验。