一种框架式排渗系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种框架式排渗系统及方法，属于尾矿库内排渗领域，以解决尾矿库中尾矿水难以排出的问题。一种框架式排渗系统，在尾矿库内设置有框架排渗体，框架排渗体由竖直方向的柱式排渗管和水平方向的梁式排渗管通过连接器连接而成，柱式排渗管上均布有排渗孔，梁式排渗管上半部均布有渗水孔，梁式排渗管外侧用土工布包裹。本发明专利技术可有效防止溃坝事故的发生，确保下游地区的生命财产和已有设施的安全，防止产生严重的环境污染。

A Frame Drainage System and Method

The invention discloses a frame-type drainage system and method, which belongs to the field of drainage in tailings reservoir, in order to solve the problem of difficult drainage of tailings water in tailings reservoir. A framework drainage system is provided with a framework drainage body in the tailings reservoir. The framework drainage body is connected by a vertical column drainage pipe and a horizontal beam drainage pipe through a connector. The column drainage pipe is equipped with drainage holes, the upper part of the beam drainage pipe is equipped with seepage holes, and the outer side of the beam drainage pipe is equipped with geotechnical holes. Cloth wrapped. The invention can effectively prevent the occurrence of dam-break accidents, ensure the safety of life and property in downstream areas and existing facilities, and prevent serious environmental pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种框架式排渗系统及方法
本专利技术属于尾矿库内排渗领域，具体涉及一种框架式排渗系统及方法。
技术介绍
根据我国尾矿堆积坝实际发生事故的资料统计分析，坝体渗透破坏事故位居于各种事故发生的原因及其概率的前列。尾矿堆积坝本身是一种散粒体堆筑的水工构筑物，在运行过程中上游存在高势能水位，坝体形成了复杂的渗流场。在渗流作用下，当实际水力梯度达到或超过临界水力梯度时，坝体便发生管涌，流土，接触流土，接触流失等渗透变形以致整体破坏，甚至导致溃坝。降低坝体浸润线是改善坝体的静力和动力稳定性，保证坝体安全的最有效途径。当尾矿堆积坝的渗流稳定性、静力稳定性和动力稳定性不足时，将可能发生坝体失稳。
技术实现思路
本专利技术的目是提出一种框架式排渗系统，以解决尾矿库中尾矿水难以排出的问题。本专利技术的另一个目是提出一种框架式排渗方法，与尾矿库同时设计、同时施工、同时运行。本专利技术所采取的技术解决方案为：一种框架式排渗系统，在尾矿库内设置有框架排渗体，框架排渗体由竖直方向的柱式排渗管和水平方向的梁式排渗管通过连接器连接而成，柱式排渗管上均布有排渗孔，梁式排渗管上半部均布有渗水孔，梁式排渗管外侧用土工布包裹。作为本专利技术的进一步改进，梁式排渗管水平或向下倾斜设置，倾角在45°-90°之间。作为本专利技术的进一步改进，所述梁式排渗管的层高为3-5m，相邻柱式排渗管的间距为50-100m。作为本专利技术的进一步改进，所述柱式排渗管由柱式排渗管内管和排渗管外管套装组成，柱式排渗管内管和排渗管外管上均设有排渗孔，柱式排渗管的内管管壁外壁设有内层土工布层，排渗管外管的外壁设有外层土工布层，柱式排渗管内管和排渗管外管之间设有反滤层。作为本专利技术的进一步改进，柱式排渗管的底部设有基座，基座内设有勾式钢筋。作为本专利技术的进一步改进，所述渗水孔的直径为10mm。作为本专利技术的一种方式，所述连接器为十字形连接器。作为本专利技术的另一种方式，所述连接器为三通管。作为本专利技术的另一种方式，所述连接器为四通管。用上述框架式排渗系统排渗的方法，包括如下步骤：A、根据渗流稳定分析确定尾矿坝浸润线高度及渗流量大小，由库区渗流量大小确定柱式排渗管内管管径，以及管壁孔眼布置及中砂层粒径及厚度；在柱式排渗管上开孔作为滤水管段，开孔大小为5-10mm，开孔率取20%-40%；B、修建竖向排渗管在平面上按照网状布置，每根竖向柱式排渗钢管固定在库内的基座上，每节竖向排渗管采用法兰连接，最终高度低于最终坝高6.0m，钢管顶部采用钢板封住；C、设置梁式排渗管，梁式排渗管设置为滤水管和导水管，水平面以上位置开孔作为滤水管，水平面位置以下作为导水管，收集导排渗水，将渗水排至库外，梁式排渗管每升高3-5m设置一层，在多层面收集渗水的同时保证垂直排渗管的稳定。本专利技术柱式排渗管和梁式排渗管形成框架式排渗系统以排出坝内渗水，有效降低坝体浸润线。本专利技术采用在尾矿库内设置框架式排渗系统，垂直柱式排渗管采用双套管形式，钢管上开孔用作渗流通道，内外管之间采用双层土工布包裹中砂用作反滤层，防止尾砂进入内管，梁式排渗管采用单层钢管，水平面以上半管管壁开孔，防止渗水进入管内后再外渗，梁式排渗管外侧采用土工布包裹。钢管外侧采用防腐蚀涂料，以保证钢管可以达到使用年限。在尾矿坝建设期内，直接建设库内排渗系统，采用在库内布置框架式排渗系统，降低库内浸润线以保证坝体稳定性，此系统一经设置可与尾矿坝形成一体，保证坝内渗水可持续排出，保证坝内进入浸润线位于较低位置，保证尾矿坝的安全稳定。避免了尾矿库运行后期因浸润线过高而出现坝体失稳问题。可有效防止溃坝事故的发生，确保下游地区的生命财产和已有设施的安全，防止产生严重的环境污染。附图说明图1为一种框架式排渗系统的平面布置图；图2为一种框架式排渗系统的立面图；图3为一种框架式排渗系统一种实施方式的剖面图；图4为一种框架式排渗系统另一种实施方式的剖面图；图5为一种框架式排渗系统的第一种节点示意图；图6为一种框架式排渗系统的第二种节点示意图；图7为一种框架式排渗系统的第三种节点示意图；图8为一种框架式排渗系统中基座的结构示意图；图9为一种框架式排渗系统中柱式排渗管的结构示意图；图10为一种框架式排渗系统中梁式排渗管的结构示意图。图中：1-柱式排渗管内管；2-内管管壁；3-内层土工布层；4-反滤层；5-排渗管外管；6-外层土工布层；7-柱式排渗管；8-梁式排渗管；9-基座；10-混凝土集水井；11-尾矿坝；12-框架式排渗系统；13-渗水孔；91-勾式钢筋；71-排渗孔；81-连接器；82-三通管；83-四通管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图所示，尾矿坝11的下方设有混凝土集水井10，在尾矿库内设置有框架排渗体12，框架排渗体12由竖直方向的柱式排渗管7和水平方向的梁式排渗管8通过连接器连接而成，梁式排渗管的层高为3-5m，相邻柱式排渗管7的间距为50-100m。柱式排渗管7和水平方向的梁式排渗管8之间节点连接可以正交（如图3），也可斜交（如图4），梁式排渗管8向下倾斜设置，倾角在45°-90°之间。以方便坝内水的排出。如图5-7所示，针对柱式排渗管7和梁式排渗管8的连接点不同，连接器的形状不同，对于中部连接，连接器为十字形连接器81，如图5。对于顶角连接，连接器为三通管82，如图6。对于边侧连接，连接器为四通管83，如图7。柱式排渗管7上均布有排渗孔71，梁式排渗管8上半部均布有渗水孔13，梁式排渗管外侧用土工布包裹。渗水孔13的直径为10mm。柱式排渗管7由柱式排渗管内管1和排渗管外管5套装组成，柱式排渗管内管1和排渗管外管5上均设有排渗孔71，柱式排渗管的内管管壁2外壁设有内层土工布层3，排渗管外管5的外壁设有外层土工布层6，柱式排渗管内管1和排渗管外管5之间设有反滤层4；反滤层为中砂填充形成。柱式排渗管7的底部设有基座9，基座9内设有勾式钢筋91。排渗方法如下：第一步：采用勘察手段及渗流计算确定新建尾矿坝的渗流场特性，计算坝内渗流量，根据渗流稳定分析确定尾矿坝浸润线高度及渗流量大小，由库区渗流量大小确定柱式排渗管内管管径，以及管壁孔眼布置及中砂层粒径及厚度。在柱式排渗管上开孔作为滤水管段，开孔大小为5-10mm，开孔率取20%-40%。将外管管径设置为比内管管径大600mm，在内层钢管外壁包裹土工布，外层钢管外壁土工布包裹土工布，内外钢管间套筒用中砂填充形成反滤层，保证竖向排渗管不会发生堵塞；第二步：修建竖向排渗管在平面上按照按树枝状或网状布置，每根竖向柱式排渗钢管固定在库内基座上，每节竖向排渗管采用法兰连接，最终高度低于最终坝高6.0m，钢管顶部采用钢板封住；第三步：垂直排渗管在库内均匀布设，相互之间采用梁式排渗管连接，梁式排渗管每隔3-5m设置一层，与竖向柱式排渗管可正交，也可斜交，梁式排渗管连接垂直排渗管用于导排渗水，将梁式排渗管设置为滤水管和导水管，水平面以上位置开孔作为滤水管，水平面位置以下作为导水管，收集导排渗水，将渗水排至库外，梁式排渗管每升高3-5m设置一层，在多层面收集渗水的同时保证垂直排渗管的稳定；第四步：渗水最终可在库外通过库外排水沟收集排走，达到降低浸润线的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种框架式排渗系统，其特征在于：在尾矿库内设置有框架排渗体（12），框架排渗体（12）由竖直方向的柱式排渗管（7）和水平方向的梁式排渗管（8）通过连接器连接而成，柱式排渗管（7）上均布有排渗孔（71)，梁式排渗管（8）上半部均布有渗水孔（13），梁式排渗管外侧用土工布包裹。

【技术特征摘要】
1.一种框架式排渗系统，其特征在于：在尾矿库内设置有框架排渗体（12），框架排渗体（12）由竖直方向的柱式排渗管（7）和水平方向的梁式排渗管（8）通过连接器连接而成，柱式排渗管（7）上均布有排渗孔（71)，梁式排渗管（8）上半部均布有渗水孔（13），梁式排渗管外侧用土工布包裹。2.根据权利要求1所述的一种框架式排渗系统，其特征在于：梁式排渗管（8）水平或向下倾斜设置，倾角在45°-90°之间。3.根据权利要求2所述的一种框架式排渗系统，其特征在于：所述梁式排渗管的层高为3-5m，相邻柱式排渗管（7）的间距为50-100m。4.根据权利要求3所述的一种框架式排渗系统，其特征在于：所述柱式排渗管（7）由柱式排渗管内管（1）和排渗管外管（5）套装组成，柱式排渗管内管（1）和排渗管外管（5）上均设有排渗孔（71)，柱式排渗管的内管管壁（2）外壁设有内层土工布层（3），排渗管外管（5）的外壁设有外层土工布层（6），柱式排渗管内管（1）和排渗管外管（5）之间设有反滤层（4）。5.根据权利要求4所述的一种框架式排渗系统，其特征在于：柱式排渗管（7）的底部设有基座(9)，基座(9)内设有勾式钢筋（91）。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天镭，谢飒，秦婧，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62