DB41∕T 975-2014 赤泥干式堆存安全技术规范(河南省).pdf
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1、ICS 73-010 D 01 DB41 河南省地方标准 DB41/T 9752014 赤泥干式堆存安全技术规范 Safety technical specifications for dry red mud yard 2014 - 11- 30 发布 2014 - 12 - 30 实施 河南省质量技术监督局 发 布 DB41/T 9752014 I 目 次 前 言 . I1 范围 . 12 规范性引用文件 . 13 术语和定义 . 14 堆存库 . 24.1 选址 . 24.2 库容 . 34.3 等别和构筑物级别 . 34.4 辅助设施 . 45 赤泥坝 . 45.1 一般规定 . 45.
2、2 稳定性计算 . 45.3 坝体构造 . 66 防渗 . 77 排渗与回水 . 87.1 一般规定 . 87.2 排渗竖井及排渗管 . 87.3 回水 . 88 排水泄洪 . 88.1 一般规定 . 88.2 水文计算及调洪演算 . 98.3 排洪构筑物设置 . 98.4 排洪构筑物的要求 . 99 堆存作业 . 99.1 一般规定 . 99.2 堆存工艺 . 910 监测要求 . 1010.1 安全监测 . 1010.2 环境监测 . 1011 闭库 . 1112 安全管理 . 1112.1 基本要求 . 1112.2 安全度分类 . 1212.3 安全程序要求 . 13 DB41/T 9
3、752014 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。 本标准由河南省安全生产监督管理局提出并归口。 本标准起草单位:河南中美铝业有限公司、河南省冶金研究所有限责任公司。 本标准主要起草人:范颂歌、罗春祥、黄绍胜、张保、李峰杰、张珉、李尉卿。 本标准参加起草人:李静、许小菊、冯颖、魏未、聂玉岭、朱丽娟、刘保华、黄家敏、杨保宇、李鹏举、许国锋、陈湘根、田朝辉、赵海峰、邵国斌。 DB41/T 9752014 1 赤泥干式堆存安全技术规范 1 范围 本标准规定了赤泥干式堆存安全技术的术语和定义、堆存库、赤泥坝、防渗、排渗与回水、排水泄洪、堆存作业、监测要求、闭库和安全管理。
4、 本标准适用于赤泥干式堆存库的建设及管理。其它冶炼尾渣(包括硫石膏、磷石膏)干式堆存库的建设及管理可参照执行。 本标准不适用于有毒有害固体废弃物的填埋和堆存以及湿法排放、干湿混合排放的赤泥堆存。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 12349 社会生活环境噪声排放标准 GB/T 14848 地下水质量标准 GB 18306 中国地震动参数区划图 GB 50863 尾矿设施设计规范 GBJ 22 厂矿道路设计规范 DL 5073 水工建筑物抗震设
5、计规范 SL/T 231 聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范 SL 279 水工隧洞设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 干式堆存 dry heap storage 赤泥经压滤脱水后,将含水率不大于 38%的赤泥由运输工具输送到堆存库进行堆存的工艺。 3.2 堆存库 place of stockpiling 筑坝形成贮存干式赤泥的特定场所。 3.3 赤泥坝 dam of red mud 堆存库中拦挡赤泥和水的构筑物。通常指初期坝和赤泥堆积坝的总体。 3.4 初期坝 starter dam 赤泥坝施工时的第一期坝体。 3.5 DB41/T 9752014 2 子坝 s
6、ubdam 生产过程中在初期坝坝顶以上用赤泥堆筑而成的坝体。 3.6 截洪沟 cut-off ditch 在赤泥堆存库外围沿等高线开挖的水沟。 3.7 溢洪道 spillway 堆存库防洪排水设施。 3.8 渗滤液 leachate 堆存过程中,赤泥本身含有的水分及进入堆存库的降水在渗流作用下产生的渗水。 3.9 闭库 closure place of red mud 堆存库作业至设计最终标高或停止使用后,对堆存库坝体整治、排洪系统整治、周边环境整治、库面覆土、绿化或复耕等工程的实施过程。 3.10 总坝高 total dam height 设计最终堆积标高时的坝高。 3.11 子坝高 sub
7、dam height 上下两级子坝坝顶高程之差。 3.12 总库容 total storage capacity 最终坝高时,库底面以上,坝顶标高平面以下所围成的空间容积。 3.13 台阶 step 赤泥堆体边坡通常按一定高度错台堆置,相邻平台间的堆积体为一个台阶,也称阶段。 3.14 台阶高 step height 赤泥堆体台阶坡顶线至坡底线之间的垂直距离,也称为阶段高。 3.15 排水棱体 prism drainage 初期坝坝趾处用块石和碎石砌成棱形体的渗水设施。 4 堆存库 4.1 选址 4.1.1 堆存库的选址应符合国家法律、法规和标准、规范,经多方案技术经济比较综合考虑确定,并遵守
8、下列原则: a)不宜位于大型工矿企业、大型水源地、重要铁路和公路、水产基地和大型居民区上游; b)不宜位于居民集中区主导风向的上风侧; c)不占或少占农田,不迁或少迁居民; DB41/T 9752014 3 d)不宜位于有开采价值的矿床上面; e)汇水面积小,有足够的库容; f)筑坝工程量小,生产管理方便; g)应避开地质构造复杂、不良地质现象严重区域。 4.1.2 堆存库不应设在下列地区: a)风景名胜区、自然保护区、文物保护区、饮用水源保护区; b)国家法律禁止的矿产开采区域。 4.2 库容 4.2.1 堆存库的服务年限按下列公式计算。 /efdTVG= 式中: T堆存库服务年限,a; e
9、fV堆存库的总库容,m3; 终期库容利用系数,0.750.90; d赤泥堆积的干密度,t/m3; G全年排出的赤泥量,t/a。 4.2.2 堆存库的总库容应根据库区地形计算确定。 4.3 等别和构筑物级别 4.3.1 堆存库的等别应根据堆存库的总库容及最终坝高按表 1 确定。当两者有等差时,以高者为准。除一等堆存库外,当堆存库失事将使下游居民区、工矿企业、高速公路或铁路干线遭受严重灾害时,经充分论证后,其设计等别可提高一等。 表 1 堆存库的等别 等 别 总库容 V/104m3 最终坝高 H/m 一 V50000 H200 二 10000V50000 100H200 三 1000V10000
10、60H100 四 100V1000 30H60 五 V100 H30 4.3.2 堆存库构筑物的级别可根据堆存库的等别及其重要性按表 2 确定。 表 2 堆存库构筑物的级别 堆存库等别 构筑物的级别 主要构筑物 次要构筑物 临时构筑物 一 1 3 4 二 2 3 4 三 3 5 5 DB41/T 9752014 4 表 2(续) 堆存库等别 构筑物的级别 主要构筑物 次要构筑物 临时构筑物 四 4 5 5 五 5 5 5 注:主要构筑物指赤泥坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物;次要构筑物指除主要构筑物外的永久性构筑物;临时构筑物指施工期间临时使用的构筑物。 4.4 辅助设施 4.4.1
11、 堆存库应设置库区值班室,值班室应布置在溃坝影响范围之外,并配备专职安全管理人员,全面负责堆存库的日常管理和维护。 4.4.2 值班室应配置生产调度电话和无线通讯工具,以及应急救援装备。 4.4.3 库区应设置满足运行需要的交通道路、安全标志、供配电和照明等设施。 5 赤泥坝 5.1 一般规定 5.1.1 坝址选择应满足下列要求: a)山谷型堆存库赤泥坝坝址应根据坝址区域的地形、地质条件,并考虑后期子坝加高、排水系统、施工条件和环境影响等因素,通过安全技术论证确定。 b)平地型堆存库赤泥坝坝址应考虑堆存年限、地形、地质、占地范围、后期子坝加高、施工条件和环境影响等因素。 5.1.2 坝型的选择
12、应考虑下列因素: a)赤泥筑坝的条件; b)堆存库下游环境条件及环境保护要求; c)工程量、工期与总造价。 5.1.3 初期坝坝型宜优先选用不透水坝型,不透水坝应设排水棱体;如选用透水坝型,应设排水棱体,坝体底部应设排渗垫层。 5.1.4 坝体材料应符合下列规定: a)优先选用赤泥筑坝; b)充分利用当地材料,选用湿陷性黄土进行筑坝时需进行安全技术论证; c)坝体填筑应保证筑坝材料的密实度和均匀性,不得出现填筑不均和碾压不均的现象。 5.1.5 初期坝坝高应满足下列要求: a)初期坝可分层建设,第一分层不宜超过 10m,形成的库容应满足储存一次洪水冲刷挟带的泥沙量; b)上游式堆存库初期坝高与
13、总坝高之比值宜采用 1/81/4,并不小于 5m。 5.1.6 有下列情况时,赤泥坝坝基应进行专门处理: a)易产生赤泥渗漏的砂砾石地基; b)易液化土、软黏土、湿陷性黄土地基; c)涌泉、矿山井洞。 5.2 稳定性计算 DB41/T 9752014 5 5.2.1 堆存库坝体稳定性计算应符合下列规定: a) 堆存库初期坝与子坝的抗滑稳定性应根据坝体材料及坝基的物理力学性质, 考虑各种荷载组合,经计算确定; b)计算方法应采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法,地震荷载按拟静力法计算; c)在可行性研究阶段,新建堆存库坝体可不进行坝体稳定计算,扩建或加高的坝体应进行坝体稳定计算。在初步设计阶段应进行坝体
14、稳定计算; d)坝体加高前进行静动力分析时,应获取堆存库赤泥堆积体的物理、静力及动力特性试验资料,综合判断赤泥的工程性质; e)三等及三等以上堆存库在堆至 1/2 最终设计总坝高时,应对坝体进行全面工程地质和水文地质勘察;根据勘察和工程分析结果,进行论证以验证最终坝体的稳定性; f)扩建、改建及需要中期论证的堆存库应进行工程勘察。 5.2.2 坝坡抗滑稳定性计算安全系数不应小于表 3 的规定值。 表 3 坝坡抗滑稳定最小安全系数 计算方法 运行条件 坝的级别 1 2 3 4、5 瑞典圆弧法 正常运行 1.30 1.25 1.20 1.15 洪水运行 1.20 1.15 1.10 1.05 特殊
15、运行 1.10 1.05 1.05 1.00 简化毕肖普法 正常运行 1.50 1.35 1.30 1.25 洪水运行 1.30 1.25 1.20 1.15 特殊运行 1.20 1.15 1.15 1.10 5.2.3 坝体抗滑稳定计算应采用总应力法,考虑孔隙水压力消散和强度增长时可采用有效应力法。坝体材料及坝基的抗剪强度指标类别,应视强度计算方法和材料的性质,按表 4 给出的试验方法取得。 表 4 坝体材料及坝基上的抗剪切强度指标试验方法 计算方法 材料类别 使用仪器 试验方法 强度指标 试样起始状态 总 应 力 法 无粘性土 三轴仪 固结不排水剪(CU) Cw u 一、坝体材料:1.含水
16、量及密度与原状一致;2.浸润线以下和水下要预先饱和;3.试验压力与坝体应力相一致。 二、赤泥:取原状赤泥样, 其他同坝体材料。 三、坝基土:坝基土试样用原状土。 粘性土 直剪仪 固结快剪(CQ) 三轴仪 固结不排水剪(CU) 赤泥 直剪仪 固结快剪(CQ) 三轴仪 固结不排水剪(CU) 有 效 应 力 法 无粘性土 直剪仪 慢剪(S) C 三轴仪 固结排水剪(CD) 粘性土 饱和度小于80% 直剪仪 慢剪(S) 三轴仪 不排水剪测孔压(UU) 饱和度大于80% 直剪仪 慢剪(S) 三轴仪 固结不排水剪测孔压(CU) 赤泥 直剪仪 慢剪(S) 三轴仪 固结排水剪(CD) 5.2.4 堆存库坝体稳
17、定计算的荷载分为五类,可根据不同工况按表 5 进行组合。 DB41/T 9752014 6 表 5 坝体稳定计算的荷载组合 运行条件 计算方法 荷载类别 1 2 3 4 5 正常运行 总应力法 有 有 有效应力法 有 有 有 洪水运行 总应力法 有 有 有效应力法 有 有 有 特殊运行 总应力法 有 有 有 有效应力法 有 有 有 有 注:1运行期正常库水位时的稳定渗透压力;2坝体自重;3坝体及坝基中的孔隙压力;4设计洪水位时有可能形成的稳定渗透压力;5地震荷载。 5.2.5 坝体稳定计算工况应符合表 6 所列要求。 表 6 坝体边坡抗滑稳定计算工况 计算工况 运行条件 正常运行 处于正常水位
18、 洪水运行 处于最高洪水位 特殊运行 正常水位运行条件下加上设计烈度的地震 5.2.6 新建堆存库坝体稳定性计算断面应结合筑坝材料性质进行概化分区。筑坝材料及赤泥的物理力学性质可参考类似的堆存库的勘察资料确定。 5.2.7 扩建、改建及中期论证的堆存库的坝体稳定性计算断面应根据勘察资料进行概化分区。 5.2.8 三等及三等以下的堆存库坝体可采用 GB 18306 的地震基本烈度作为地震设计烈度,当溃坝产生严重次生灾害时, 地震设防标准应提高一档。 一等和二等堆存库坝体的地震设计烈度应按批准的场地危险性分析结果确定。考虑地震荷载时,地震惯性力的确定方法应按 DL 5073 的规定执行。 5.3
19、坝体构造 5.3.1 无行车要求时,初期坝坝顶最小宽度应符合表 7 规定;有行车要求时,坝顶宽度及路面构造应符合 GBJ 22 的规定。 表 7 初期坝坝顶最小宽度 坝体高度/m 10 1020 2030 30 坝顶最小宽度/m 2.5 3.0 3.5 4.0 5.3.2 初期坝上游坡坡比不宜陡于 1:1.6,土坝上游坡坡比可略陡于下游坡,当筑坝材料为赤泥时,可参照土坝的相关要求。初期坝下游坡坡比可按表 8 确定。 表 8 初期坝下游坡坡比 坝高/m 土坝 透水堆石坝 岩基 非岩基 510 1:2.0 1:1.61:1.75 1:1.751:2.0 DB41/T 9752014 7 表 8(续
20、) 坝高/m 土坝 透水堆石坝 岩基 非岩基 1020 1:2.5 1:1.61:1.75 1:1.751:2.0 2030 1:3.0 5.3.3 上游式赤泥坝的初期坝下游坡面应沿标高每隔 10m15m 设一条马道,其宽度不宜小于 1.5m。子坝有行车要求时,也应沿下游坡面每隔 10m15m 设一条马道,其宽度不宜小于 5m。 5.3.4 赤泥坝下游坡与两岸山坡结合处的山坡上应设置坝肩截水沟, 并宜在初期坝下游坡面设置踏步,踏步宽度不宜小于 1.0m。 5.3.5 赤泥坝下游坡面维护宜采用下列措施: a)采用碎石、废石或山坡土覆盖坡面; b)坡面植草或种植灌木类植物; c)坡面修筑人字沟或网
21、状排水沟; d)堆积坝坝轴线较长时,应设上坝踏步。 6 防渗 6.1 在地形、地貌和水文地质条件达不到自然防渗要求的场地,应采取水平防渗和垂直防渗措施。选用的防渗材料应具有抗腐蚀性。可采用天然衬层、人工衬层或复合衬层作为其防渗层。 6.2 当天然基础层饱和渗透系数小于 1.010-7cm/s,且厚度大于 5m 时,可以选用天然衬层。天然衬层材料可选用黏土、膨润土等。天然衬层材料经过机械压实后,其饱和渗透系数不应大于 1.010-7cm/s,厚度不应小于 1m。 6.3 当天然基础层饱和渗透系数大于 1.010-6cm/s 时,则应选用双人工衬层。人工衬层可选用高密度聚乙烯(HDPE)土工膜。衬
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