【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山尾矿库排洪系统治理，具体涉及一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，特别适合对尾矿库原排洪系统损坏后的排水涵管进行改造，以重新构建排洪系统。
技术介绍
1、尾矿库排洪系统的主要功能就是控制库区集水区域洪水安全、有效排出库外，防止洪水诱发导致的溃坝事故，对尾矿库的安全运行起至关重要的作用。
2、目前，对于汇水面积较大的尾矿库排洪多数采用“排水井+排水涵管”型式的排洪系统，尤其对于运行年限较长的尾矿库，排洪系统的安全保障十分重要，一旦排洪系统出现安全隐患，如排水井井身倾斜、排水涵管结构损坏等，需要及时进行排洪系统治理。
3、中国专利申请201610715699.9公布了一种适应于上游法干式尾矿库的排洪系统。排洪系统包括排洪竖井、调洪集水池、回水孔、反滤层，具体结构如下：排洪竖井的外围修建调洪集水池，排洪竖井采用金属结构井身和钢筋混凝土井座的上下组合结构，井身开回水孔，井身周围设反滤层。该排洪系统能够调洪集水池收集洪水，快速加大排洪竖井处的洪水水深，使得排洪竖井迅速达到井口堰流的状态，增大泄流能力，减少排洪时间，并且能排尽尾矿库内所有洪水。这样减少了库区内洪水的入渗，避免因为洪水的入渗深度大，而出现的饱和尾矿软弱夹层或不稳定浸润线。但该排洪系统只适于在上游法干式尾矿库排洪系统中应用，难以适应汇水面积大的在用尾矿库在暴雨季节快速、大流量排洪的需要。
4、当前，矿山尾矿库排洪系统治理比较普遍的方案为新建一套排洪系统，但新建一套完整的排洪系统施工周期长、难度大，难以满足排洪系统抢险治理
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对在用尾矿库排洪系统损坏后，新建排洪系统施工周期长、难度大等问题，通过对尾矿库原排洪系统中的排水涵管进行改造，而提供一种施工便捷、经济有效、安全稳定的在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，以适应快速、高效、安全重新构建排洪系统的需要，并降低尾矿库排洪系统新建过程中的施工难度。
2、为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法采用以下技术方案实施：
3、本专利技术一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，重新构建的排洪系统由钢质刃角沉井、消力井、桩基础、环形承台、新排洪井组合构成；消力井在钢质刃角沉井内分层下挖，并采用钢筋混凝土浇筑护壁形成净圆形断面；桩基础呈圆环形布设在钢质刃角沉井外围；环形承台浇铸并支撑在桩基础之上；新排洪井构建、支撑在环形承台上，并采用以下步骤实施：
4、s1施工准备工作
5、首先根据损坏尾矿库排洪井位置、原排水涵管埋设位置，确定需要重新构建排洪系统布设位置；在库内通过土方作业填筑至需要重新构建排洪系统布设位置的联络道路和施工平台；
6、s2钢质刃角沉井自重下沉封底
7、待联络道路、施工平台填筑和测量放线完成后，进行钢质刃角沉井自重下沉封底；所述的钢质刃角沉井的刃脚处焊接角钢，钢质刃角沉井下沉达到设计标高，在中心位置和两侧采用触探的方法探寻原排水涵管位置，钢质刃角沉井下沉至设计标高且沉降稳定后，采用混凝土进行封底，要求下一步施工前封底混凝土强度不低于设计强度的75％；
8、s3注浆区域打孔注浆
9、注浆孔沿钢质刃角沉井外围环向内外分层布置，自外向内依次采用倾斜注浆，并构成注浆区域，注浆孔采用孔口封闭、自下而上的上行式孔内阻塞注浆；注浆完成后，注浆体渗透系数不小于1吕荣，注浆体强度不小于2mpa；
10、s4消力井施工
11、消力井在钢质刃角沉井内封底向下分层开挖，用钢筋混凝土浇筑护壁形成圆形基坑断面；基坑下挖范围内对原排水涵管进行切割，采用人工凿除原排水涵管与消力井搭接处的混凝土，保留钢筋，将原排水涵管与消力井下部钢筋搭接，再用混凝土浇铸封闭；
12、s5桩基础施工
13、在已填筑好的施工平台内布设桩基础，所述的桩基础沿消力井周围和原排水涵管两侧对称布置，桩基础须进入下方基础持力层；
14、s6环形承台施工
15、环形承台在已填筑好的施工平台上施工，所述的环形承台采用钢筋混凝土结构，在绑扎钢筋前，先将桩基础桩头浮浆部分凿除，桩体及其主筋埋入到环形承台内部，环形承台的混凝土一次浇注完成，混凝土入槽宜采用平铺法；混凝土浇筑后强度不低于设计值的70％后进行上部新排洪井施工；
16、s7新排洪井施工
17、新排洪井在环形承台上进行施工，新排洪井井身为钢筋混凝土结构，根据《尾矿设施设计规范》(gb 50863-2013)计算出新排洪井内径r，井身结构参数须满足防排洪要求。
18、研究表明，所述的钢质刃角沉井采用c35钢筋混凝土结构为宜。根据《尾矿设施设计规范》(gb 50863-2013)等相关规定计算出相关尺寸参数，新排洪井内径记为r，则钢质刃角沉井的内径为1.5～2.0r，壁厚δ为0.35～0.5m，高度3.0～5.5m；钢质刃角沉井的刃角焊接角钢，角钢尺寸∠(200～500)mm*(200～500)mm*(9～12)mm，即：角钢尺寸∠200mm*200mm*9mm～∠500mm*500mm*12mm，以∠200mm*200mm*10mm～∠500mm*500mm*10mm为佳。在此结构参数下，既能满足下沉要求，又能达到设计的强度要求、排水量要求。
19、为提高地基稳定性，满足重新构建排洪系统的可靠性要求，以钢质刃角沉井、消力井、新排洪井的共同中轴线为半径，注浆区域范围在dr＝4～6r，注浆孔孔径φ＝90～130mm，沿环形平面分层布置，层数2～3，分层间距φd＝1.5m～2.5m，注浆深度h＝5m～10m，自外向内依次倾斜注浆，倾斜角度为55°～65°，在该技术参数下系统可靠性、施工经济性最为合理、优化。
20、所述的消力井在钢质刃角沉井内分层下挖，分层下挖高度0.5m～1.0m，并采用c25钢筋混凝浇筑土护壁，护壁厚度0.2m～0.3m，高度0.5m～1.0m，护壁浇筑后形成净断面直径为1.0m～2.0m圆形断面。
21、为提高基础稳定性，所述的桩基础为c40钻孔灌注桩，桩身直径在500～700mm范围，以600mm为佳；布桩区域直径为2r～4r，桩长l＝10～20m，具体可依据《建筑桩基技术规范》(jgj 94-2008)等规定验算确定。
22、进一步地，所述的新排洪井为c35钢筋混凝土结构，内径1.8～2.3m，壁厚0.27～0.34m。
23、进一步地，所述的环形承台为c35钢筋混凝土结构，内直径d1与消力井直径相同，外直径d2＝3～5r，高度h＝2～3m。
24、进一步地，s3步骤中，注浆压力0.23～0.28mpa，以0.25mpa为佳；停止注浆压力在0.7～0.8mpa范围，以0.75mpa为佳。
25、进一步地，在消力井底部浇筑c20混凝土垫层5，垫层5厚度45～55cm，一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:重新构建的排洪系统由钢质刃角沉井(1)、消力井(4)、桩基础(6)、环形承台(7)、新排洪井(8)组合构成；消力井(4)在钢质刃角沉井(1)内分层下挖，并采用钢筋混凝土浇筑护壁形成净圆形断面；桩基础(6)呈圆环形布设在钢质刃角沉井(1)外围；环形承台(7)浇铸并支撑在桩基础(6)之上；新排洪井(8)构建、支撑在环形承台(7)上，并采用以下步骤实施：
2.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的钢质刃角沉井(1)为C35钢筋混凝土结构；钢质刃角沉井(1)的内径为1.5～2.0R，壁厚δ为0.35～0.5m，高度3.0～5.5m；钢质刃角沉井(1)的刃角焊接角钢，角钢尺寸∠(200～500)mm*(200～500)mm*(9～12)mm。
3.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:以钢质刃角沉井(1)、消力井(4)、新排洪井(8)的共同中轴线为半径，注浆区域(3-1)范围在Dr＝4～6R，注浆孔(3-2)孔径φ＝90～130mm，沿
4.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的消力井(4)在钢质刃角沉井(1)内分层下挖，分层下挖高度0.5m～1.0m，并采用C25钢筋混凝浇筑土护壁，护壁厚度0.2m～0.3m，高度0.5m～1.0m，护壁浇筑后形成净断面直径为1.0m～2.0m圆形断面。
5.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的桩基础(6)为C40钻孔灌注桩，桩身直径在500～700mm范围，布桩区域直径为2R～4R，桩长L＝10～20m。
6.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的环形承台(7)为C35钢筋混凝土结构，内直径D1与消力井(4)直径相同，外直径D2＝3～5R，高度H＝2～3m。
7.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的新排洪井(8)为C35钢筋混凝土结构，内径1.8～2.3m，壁厚0.27～0.34m。
8.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:S3步骤中，注浆压力0.23～0.28MPa，停止注浆压力为0.7～0.8MPa。
9.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:在消力井(4)的底部浇筑C20混凝土垫层(5)，垫层(5)厚度45～55cm。
...【技术特征摘要】
1.一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:重新构建的排洪系统由钢质刃角沉井(1)、消力井(4)、桩基础(6)、环形承台(7)、新排洪井(8)组合构成；消力井(4)在钢质刃角沉井(1)内分层下挖，并采用钢筋混凝土浇筑护壁形成净圆形断面；桩基础(6)呈圆环形布设在钢质刃角沉井(1)外围；环形承台(7)浇铸并支撑在桩基础(6)之上；新排洪井(8)构建、支撑在环形承台(7)上，并采用以下步骤实施：
2.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:所述的钢质刃角沉井(1)为c35钢筋混凝土结构；钢质刃角沉井(1)的内径为1.5～2.0r，壁厚δ为0.35～0.5m，高度3.0～5.5m；钢质刃角沉井(1)的刃角焊接角钢，角钢尺寸∠(200～500)mm*(200～500)mm*(9～12)mm。
3.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建排洪系统的新方法，其特征在于:以钢质刃角沉井(1)、消力井(4)、新排洪井(8)的共同中轴线为半径，注浆区域(3-1)范围在dr＝4～6r，注浆孔(3-2)孔径φ＝90～130mm，沿环形平面分层布置，层数2～3，分层间距φd＝1.5m～2.5m，注浆深度h＝5m～10m，自外向内依次倾斜注浆，倾斜角度为55°～65°。
4.如权利要求1所述的一种在用尾矿库中重新构建...
【专利技术属性】
技术研发人员：寿震宇，毛权生，吴江伟，胡超，扈秀宇，吴鹏程，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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