范崔李小重(安徽省地矿建设工程有限公司)

一.导言

在尾矿坝稳定性验算中，最敏感的计算参数之一是浸润线，因此浸润线也被称为尾矿坝的安全生命线。为了保证尾矿坝的安全储备，如何降低浸润线，无非是截、堵、排三个方面。顾名思义，就是采取截流、阻水、渗排水的方式进行处理。众所周知，封堵方法(如防渗墙、灌浆等)容易受到后期施工震动或渗流变化的影响，所以现在已经很少使用，一般采用截排结合的方法来获得理想的防渗效果。

二。排水工程措施概述

目前降低浸润线的工程措施概括起来有:渗排水垫层、预埋渗排水管、盲沟、干块石护坡、坝外水平渗排水管、垂直人孔或插入式、辐射井等。前三种是在新坝施工阶段直接埋设的防渗排水设施。由于施工期间浸润线未达到渗排水设施位置，地下水位低，设施不起作用。当浸润线上升到一定高度时，预设的设施就不起作用了。

随着尾矿堆积越来越多，浸润线也在上升，坝体逐渐沼泽化，坡面变形，排水能力不足。这时就需要增加一些排水设施或处理措施，如干块石护坡、截水墙、坝外水平排水管、垂直人孔或插板、坝前盲沟、辐射井等。因为这些排水设施可以根据大坝的渗流情况灵活应用，一般都能起到一定的作用。

粘附在斜坡、防渗墙、垂直人孔或插板、坝前盲沟等处的干块石。都是比较常见的，下面简单介绍一下坝外横管和辐射井排水系统的组成。

大坝外部横管分为近水平敷设和顺坝敷设两种。管道的出口段为实心管，另一段为滤管段，直接将渗水引至坝外。其布局如下:

辐射井排水系统由竖井、水平滤管和水平渡槽三部分组成。渗水通过水平滤管汇集到竖井中，再由渡槽排出大坝，达到自流排水的效果。对于近水平隔水层或含泥颗粒较多的尾矿堆积，垂直方向上渗透系数差异较大。为了加强垂直排水能力，可在水平排水管头处增加多个人孔或一组闸板，如下图所示。

辐射管(或水平排水管)应根据现场具体情况采用不同类型的滤管:如果堆积体颗粒大、渗透系数大，应采用花管包裹土工布的方法；如果颗粒较细，渗透系数较小，应增加开孔率，采用带肋排水管。

三。防渗工程措施的比较

上述工程措施的作用、效果和适用范围是不同的。比如贴在坡面上的干块石，只能起到护坡的作用，减少流土的发生，对降低浸润线没有帮助。截水墙可以阻隔上游水源，但受施工限制，容易被破坏，失去阻水作用。坝前盲沟虽然可以提前埋深，但容易结垢堵塞，而后期埋的盲沟太浅，效果有限。因此，降低浸润线唯一有效的排水设施是坝外横管和辐射井系统。

然而，在工程技术的应用实践中，坝外水平管有一定的应用局限性。在颗粒较粗、堆积均匀的尾矿堆积坝内修建的坝外横管全部获得成功，渗排水效果良好。但在粘土坝或细粒尾矿坝、尾矿泥较多的堆积坝中，渗排水效果并不理想。例如，初始坝是粘土混合岩石坝。由于浸润线较高，在初坝一、二级马道分别布置了15根和13根坝外横管，间距10m。东面先施工，采用水平敷设方式。每根管子的长度是100米。建成后水位监测显示，浸润线落差较小，最大落差6m，最小落差仅0.5m，未达到安全警戒线。为满足设计要求，西侧坝外横管全部顺坡敷设，单根长230米。但在西部坝外横管全部施工完成后，浸润线的落差仍然很小，甚至有的甚至上升。为此重新设计了排水设计，两端布置了27m深的辐射井，三层辐射管，并沿辐射管增设了人孔。工程建成后，浸润线下降较快，最大下降19m，辐射管覆盖范围内浸润线埋深均满足设计要求。经过多方认真论证，发现这种坝中粘性土或尾泥的存在，形成了各种隔水层，导致水泥的渗透系数在各个位置和方向上差异很大。

总之，坝外水平管作为一种点式截水方式，需要根据不同的坝型特点有选择地应用。而辐射井排水系统因其适用于几乎所有地层，采用平面截水方式，排水范围大，效果显著而受欢迎。

为了比较各种措施的优缺点，我们列举了各种排水设施:

1.辐射井自流排渗应用于尾矿坝处理的降水加固(或排渗处理)，能有效降低坝体的渗流曲线，效果显著，能长期保持稳定渗流，后期管理简单。

2.虽然初期需要修建集水井，但由于其使用寿命长、效率高，在很长一段时间内不再需要增加其他排水设施，从而节省了大量的后续建设费用。因此，总的来说，辐射井排水措施的经济效益也是最好的。

3.对于有防水层的大坝，降低浸润线的最好方法是辐射井排水系统。带附加人孔的辐射井排水系统是适应性最强的排水设施。

4.坝外水平管无论是顺坡敷设还是水平敷设，都有一定的地层局限性。

5.辐射井在排水工程技术中具有无可比拟的优势。