浅谈尾矿库防渗结构设计摘要：尾矿库堆存的尾砂一般可分为“危险废物”、“第ⅰ类一般工业固体废物”和“第ⅱ类一般工业固体废物”。
按照环境保护管理规定和标准要求，贮存“危险废物”和“第ⅱ类一般工业固体废物”的尾矿库必须进行尾矿库全断面防渗。
为增强防渗功能的可靠性，目前多采用以高密度聚乙烯土工膜（hdpe土工膜）为主要防渗屏障层，并全面考虑防渗、反滤、地下水导排及基础沉降等多方面因素的复合防渗结构。
关键词：尾矿库hdpe土工膜尾矿库防渗结构层abstract：the tailings backfilling materials generally can be divided ：“hazardous waste”、“class-ⅰ general indcstrial waste”and“class-ⅱgeneral indcstrial waste”，according to environm ental protection laws and standards，the whole section antiseepage treatment must be provided for tailing pongs with“hazardous waste”and“class-ⅱgeneral indcstrial waste”. at present，to enhance the reliability of the seepage control function，we adopt high density polyethylene geomembrane (hdpe geomembrane) as the main seepage barrier layer；and comprehensively considering seepage-proofing、inverted filter、groundwater in the guide line and foundation settlement and so on various factors of compositeanti-seepage structure.key words：tailing pond；hdpe geomembrane；the seepage control structure for tailing pond中图分类号：o741+.2 文献标识码：a 文章编号：引言2010年7月3日，紫金矿业位于福建的紫金山铜矿湿法厂污水池出现突发渗漏。
导致大量含铜酸性污水进入上杭县汀江，当地棉花滩库区死亡和中毒的鱼类约达378万斤，构成重大污染事故。
经调查，渗漏事故原因主要是前阶段持续强降雨，致使溶液池区域内地下水位迅速抬升，超过污水池底部标高，造成上下压力不平衡，形成剪切作用，导致污水池底垫多处开裂，从而造成污水池渗漏。
2011年8月，巴州和静新盛矿业有限责任公司八一铜矿尾矿库渗漏，废水污染周边草场，导致牧草枯死，1000多平方米的草场被污染。
经现场调查，发生渗漏的原因是尾矿库未采取有效的防渗措施，尾矿库南面坝底渗漏出的尾矿废水对草场造成污染。
由于近几年尾矿渗漏事故的不断发生，尾矿库的渗漏污染问题日益被人们重视，并被列入环境保护和治理的重点对象。
据统计，至2009年底，全国各类尾矿库共 12655座，其一个显著特点为尾矿库下游居民多：尾矿库下游居民人数100人以上的占53%。
大量尾矿库的存在对周围生态环境和水资源构成了极大的污染隐患，严重威胁着下游居民的正常生活。
因此，对含有有害物质的尾矿库，选取可靠的防排渗系统是确保尾矿库安全运行的基础。
1 防渗结构根据我国环境保护管理规定和标准要求，为增强防渗功能的可靠性，目前多采用以hdpe土工膜做为主要防渗屏障层的基本做法。
hdpe土工膜是以(中)高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型材料，全称“高密度聚乙烯膜”；其主要性能为①极好的抗化学性、②突出的耐应力开裂能力（耐环境应力开裂）、③极好的隔离性、④极好的抗紫外线性能及⑤稳定的耐低温脆化性能。
广泛使用在生活垃圾填埋场防渗，固废填埋防渗，污水处理厂防渗，人工湖防渗，尾矿处理等防渗工程。
以固体废弃物填埋标准屏障系统进行防渗结构分析。
（1）防渗结构固体废弃物填埋屏障系统一般标准防渗构造为：底部防渗自上至下分别为：保护层、主防渗层、渗滤液收集检测层、次防渗层、辅助防渗层、防渗保护层、反滤层、地下水收集导排层、抵抗层、基础层。
边坡防渗自上至下分别：保护层、主防渗层、渗滤液收集检测层、次防渗层、辅助防渗层、边坡地下水导排层、抵抗层、基础层。
如图1。
图1 固体废弃物填埋系统防渗结构图（2）各层功能描述1）600g/m2抗老化长丝无纺土工布作为保护层，抗老化、耐冲击，可以长期有效保护上层的hdpe土工膜，防止尖锐物品或骤然不均匀承重产生的摩擦力将膜破坏；2）2.0mmhdpe土工膜作为双层防渗的主防渗层，耐腐蚀，抗老化，可以起到良好的防渗效果；3）设置渗滤液收集检测层，可以实时地监测防渗效果，及早地发现问题，并采取相应处理措施，即使发生渗漏也可以通过7.0mm 土工复合排水网，将渗滤液收集处理，避免污染事件；4）1.5mmhdpe土工膜作为双层防渗的次防渗层，进一步加强防渗效果；5）4800g/m2钠基膨润土防水毯作为辅助防渗层，利用天然材料膨润土的吸水膨胀性，一方面不污染地下水，可以防止地下水反渗，另一方面，可以阻断突破多重阻隔后渗漏下来的微量渗滤液，防止其污染地下水；6）选用卵石作为地下水导排层，卵石光滑、坚硬，阻力小，耐压，可以很好的承重和实现地下水导排；7）选用高强度聚丙烯有纺土工布(fw702)或土工格网ss30作为抵抗层，具有高效的缓压效果，充分解决不均匀受力产生的不良效应，确保整个防渗系统均匀受力沉降，防止不均匀沉降引起防渗屏障损坏；8）对基础充分压实，充分维护防渗屏障的稳定性；9）边坡选用糙面hdpe土工膜，提高土工膜与其他防渗层间的摩擦力，克服温度变化引起的材料伸缩，确保hdpe与其他材料一起伸缩，保持防渗屏障的舒展、平缓；10）7.0mm土工复合排水网作为边坡地下水导排层，既保证了导排效果，又降低了边坡基础的承重，也减小了卵石对防渗屏障的压力。
根据以上固体废弃物填埋屏障系统防渗结构分析，防渗结构选择应充分考虑主、辅防渗层的有效性，排渗层底地下水的导排及基础沉降等因素，必要时还应考虑排渗体可能发生渗漏时的渗滤液收集及导排设施。
前文中提到的导排系统仅为举例参考，可根据工程实际条件选取适宜的导排渗系统。
2 尾矿库工程实例尾矿库内堆存的尾砂一般可划分为“危险废物”、“第ⅰ类一般工业固体废物”和“第ⅱ类一般工业固体废物”，按照环境保护管理规定和标准要求，贮存“危险废物”和“第ⅱ类一般工业固体废物”的尾矿库必须进行尾矿库全断面防渗。
山东某黄金矿山为提高精矿回收率，选矿工艺采用全泥氰化提金工艺，尾矿采用了压滤干堆方式，滤饼平均含水率为22%。
矿山尾矿库与压滤厂房相邻，尾矿滤饼为皮带输送，尾矿库为平地型尾矿库，四面筑坝，库底开阔平坦，最大坝高30m，可形成总库容270万m3，为矿山早期利用采矿废石逐年堆筑而成的已有工程。
经判定，排入尾矿库的尾矿滤饼属于第ⅱ类一般工业固体废物，根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（gb 18599）6.2.1规定：“当天然基础层的渗透系数大于1.0×10-7cm/s时，应采用天然或人工材料构筑防渗层，防渗层的厚度应相当于渗透系数1.0×10-7cm/s和厚度1.5m的粘土层的防渗性能”，设计要求尾矿库须设置全断面防渗层。
由于该尾矿库为平地型尾矿库，汇水面积较小0.12km2，外来水源少，且地下水水位埋藏较深，设计不考虑库底地下水导排层；且现有坝体为采矿废石堆筑，透水性较好，因此，也不考虑岸坡防渗层底部水导排。
尾矿库最终采取的防渗结构为：（1）库底及边坡防渗结构尾矿库库底在清基基础层上依次铺设防渗结构层，坝体边坡需进行边坡修整后依次铺设，防渗层结构如图2。
边坡修整后坡度为1：2，以细粒料压实，压实系数大于0.9，坝坡每10m设一级锚固平台，锚固平台宽2m。
土工膜铺设至平台高度做一道变形沟，变形沟上口1.0m宽，底宽0.5m，深0.5m，内填粘土夯实。
图2 某尾矿库防渗结构图同时，由于尾矿库的防渗工程随着尾砂的堆积转变为隐蔽工程，而防渗结构层有可能存在着异常渗漏的隐患；因此，设计在尾矿库周边渗流方向分别设三口环保监测井，以做到对尾矿库防渗可靠性的实时监测。
（2）各层功能描述1）400g/m2长丝无纺土工布作为保护层，抗老化、耐冲击，可以长期有效保护上层的hdpe土工膜，防止尖锐物品或骤然不均匀承重产生的摩擦力将膜破坏；2）2.0mmhdpe土工膜、1.5mmhdpe土工膜为防渗的主防渗层，耐腐蚀，抗老化，可以起到良好的防渗效果；3）4800g/m2钠基膨润土防水毯作为辅助防渗层，利用天然材料膨润土的吸水膨胀性，一方面不污染地下水，可以防止地下水反渗，另一方面，可以阻断突破多重阻隔后渗漏下来的微量渗滤液，防止其污染地下水；4）对基础充分压实，充分维护防渗屏障的稳定性；5）边坡选用糙面hdpe土工膜，提高土工膜与其他防渗层间的摩擦力，克服温度变化引起的材料伸缩，确保hdpe与其他材料一起伸缩，保持防渗屏障的舒展、平缓。
目前，该项目已建成投产并正常运行近三年，尾矿堆存系统运行良好，未发生渗漏等环境污染事故。
结语（1）hdpe土工膜防渗已成为目前尾矿库防渗的一种主要防渗形式，其防渗结构的可靠性有效提高了尾矿库的环保能力。
（2）在尾矿库防渗结构设计时，应结合尾矿库堆存物料特性、库区地形地质条件及地下水分布情况，全面考虑防渗、反滤、地下水导排及基础沉降等多方面因素，因地制宜，在确保结构安全可靠的基础上做到施工方便和节省投资。
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《固体废物处置堆存场环境岩土技术》。
科学出版社，2007（10）作者简介：姓名：杨鑫性别：女职称：助理工程师工作：现从事尾矿库工程设计及咨询工作。