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中华人民共和国国家标准

干法赤泥堆场设计规范

Code for design of dry red mud stack
GB 50986-2014

主编部门：中国有色金属工业协会
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2015年1月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第399号

住房城乡建设部关于发布国家标准《干法赤泥堆场设计规范》的公告

    现批准《干法赤泥堆场设计规范》为国家标准，编号为GB 50986-2014，自2015年1月1日起实施。其中，第3．2．1、5．3．1、6．1．1、10．1．1条为强制性条文，必须严格执行。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年4月15日

前言

    本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发<2009年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2009]88号)的要求，由中国有色工程有限公司和贵阳铝镁设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成的。
    本规范编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，认真总结了我国氧化铝厂干法赤泥堆场建设和运行的经验，并在广泛征求意见的基础上，通过反复讨论、修改和完善，最后经审查定稿。
    本规范共分10章，主要内容包括总则，术语，赤泥堆场，堆存工艺，赤泥坝，堆场排洪，堆场排渗及回水，赤泥浆输送，赤泥过滤及滤饼输送和堆场环保措施等。
    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
    本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国有色金属工业协会负责日常管理工作，由贵阳铝镁设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送贵阳铝镁设计研究院有限公司(地址：贵州省贵阳市观山湖区金阳北路469号，邮政编码：550081)，以供今后修订时参考。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
    主编单位：中国有色工程有限公司
              贵阳铝镁设计研究院有限公司
    参编单位：沈阳铝镁设计研究院有限公司
              中国铝业股份有限公司广西分公司
              北京高能时代环境技术股份有限公司
              北京中非博克科技有限公司
              北京轩昂环保科技股份有限公司
    主要起草人：李明阳 徐树涛 袁大钧 胡禹志 乔英卉 刘希泉 冷杰斌 刘勇 马建华
    主要审查人：田文旗 陈守仁 戈振 郭天勇 徐洪达 蓝蓉 赵岗 高振文 骆先庆 蔡良钧

1 总 则

1．0．1 为了在干法赤泥堆场设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全适用、保护环境、经济合理、确保质量，制定本规范。

1．0．2 本规范适用于新建、改建和扩建的干法赤泥堆场设计，以及将湿法赤泥堆场改造为干法赤泥堆场的设计。

1．0．3 干法赤泥堆场的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术 语

2．0．1 赤泥 red mud
    用含铝的矿物原料制取氧化铝或氢氧化铝后所产生的废渣。

2．0．2 赤泥含水率 water ratio of red mud
    赤泥试样在105℃～110℃烘干到恒重时，所失去的水质量和达到恒量后赤泥质量的比值，以百分数表示。

2．0．3 干赤泥 dry red mud
    经晾晒或机械脱水处理后液性指数小于0．75的赤泥。

2．0．4 赤泥堆场 red mud yard
    用以贮存氧化铝或氢氧化铝生产企业生产过程中排出赤泥的场所。

2．0．5 干法赤泥堆场 dry red mud stack
    采用浆体干法堆存工艺或滤饼干法堆存工艺的赤泥堆场。

2．0．6 浆体干法堆存工艺 dry stocking process of paste
    将含水率大于液限、小于150％的赤泥浆体，用管道输送的方式送到赤泥堆场，并在堆场进行布料、晾晒、翻晒、碾压、筑坝作业的赤泥堆存工艺。

2．0．7 滤饼干法堆存工艺 dry stocking process of filter cake
    将赤泥浆用过滤机过滤为含水率小于液限的滤饼，再用胶带输送机或汽车将滤饼运送到赤泥堆场，并在堆场进行摊铺、晾晒、碾压作业的赤泥堆存工艺。

2．0．8 浆体干法赤泥堆场 dry red mud stack of paste
    采用浆体干法堆存工艺的赤泥堆场。

2．0．9 滤饼干法赤泥堆场 dry red mud stack of filter cake
    采用滤饼干法堆存工艺的赤泥堆场。

2．0．10 赤泥坝 red mud dam
    赤泥堆场中用于挡赤泥浆或赤泥滤饼的建筑物，通常指赤泥堆场初期坝和堆积坝的总体。

2．0．11 初期坝 starter dam
    用土、石或其他材料筑成的、作为赤泥堆积坝的支撑体的坝。

2．0．12 堆积坝 embankment
    生产过程中用赤泥堆积而成的坝。

2．0．13 上游式赤泥筑坝法 damming way of upstream red mud
    在初期坝上游方向堆积赤泥的筑坝方式。

2．0．14 赤泥坝高 height of red mud dam
    堆积坝坝顶与初期坝坝轴线处原地面的高差。对于采用库尾排放方式的滤饼干法赤泥堆场，赤泥坝高指赤泥堆积体最高高程与最低高程的差值。

2．0．15 总坝高 total dam height
    设计最终堆积标高时的赤泥坝高。

2．0．16 全库容 whole storage capacity
    某坝顶标高时，坝顶标高平面以下、库底面以上所围成的、不含非赤泥构筑的坝体体积的空间容积。

2．0．17 总库容 total storage capacity
    设计最终坝顶标高时的全库容。

2．0．18 有效库容 effective capacity
    某坝顶标高时，赤泥滩面以下、库底以上用于贮存赤泥的空间容积。

2．0．19 调洪库容 flood regulation storage capacity
    某坝顶标高时，赤泥滩面以上、设计洪水位以下可蓄积洪水的容积。

2．0．20 赤泥滩面 red mud beach
    排放赤泥浆或布放赤泥滤饼形成的赤泥堆积体表层。

2．0．21 干滩长度 length of dry bank
    设计洪水位时，赤泥堆场水面与赤泥滩面的交点至赤泥滩面与坝上游坡交点间的水平距离。

2．0．22 安全超高 free height
    坝顶高程与设计洪水位之间的高差。

2．0．23 赤泥堆积高度 stacking height of red mud
    堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。

2．0．24 调洪高度 flood regulation height
    指正常泄洪起始水位与设计洪水位的高差。

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3 赤泥堆场

3．1 设计基础资料和设计文件组成

3．1．1 干法赤泥堆场设计宜依据其工程规模、设计阶段、项目组成和重要性，并宜具备下列设计基础资料：
    1 赤泥量及赤泥的化学成分、物理力学性质资料；
    2 赤泥浆的压滤试验资料；
    3 赤泥附液的水质分析资料；
    4 赤泥水力输送试验或流变学试验资料；
    5 赤泥土力学试验资料；
    6 赤泥筑坝试验资料；
    7 气象及水文资料；
    8 赤泥堆场库区、坝址、排水构筑物沿线、筑坝材料场地和赤泥输送管槽线路的测量、工程地质与水文地质勘察资料；
    9 地质灾害危险性评估资料；
    10 地震资料；
    11 赤泥堆场上下游居民区、重要设施及经济调查资料；
    12 赤泥堆场占用土地、房屋和其他设施拆迁及管道穿越铁路、公路、通航河流的协议文件；13 环境影响评价资料。

3．1．2 提供的设计文件中应有专供企业生产管理使用的设计要点说明及主要图纸。设计要点说明及主要图纸应包括下列内容：
    1 赤泥堆场设计总坝高、总库容、等别，赤泥堆场总平面图和纵剖面图；
    2 赤泥堆场布料方式及要求、赤泥堆积坝堆积方式及要求、堆积坡比控制、坝坡覆土植被及排水要求，赤泥堆积坝平面图、剖面图；
    3 赤泥堆场不同运行期防洪标准及最高洪水位、最小安全超高及最小滩长的控制标准；
    4 赤泥堆场排洪构筑物形式、尺寸及运行和封堵要求；
    5 赤泥工艺参数：赤泥量及粒度、赤泥含水率；
    6 赤泥输送、回水系统图；
    7 赤泥堆场安全监测和环保监测系统设置及运行要求；
    8 其他应说明的内容和附图。

3．2 选 址

3．2．1 干法赤泥堆场不得设在下列地区：
    1 风景名胜区、自然保护区、饮用水源保护区；
    2 国家规定的其他不得建设赤泥堆场的区域。

3．2．2 干法赤泥堆场选址应经多方案技术经济比较确定，并应遵守下列原则：
    1 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；
    2 不宜位于大型居民区及厂区最大频率风向的上风侧；
    3 不占或少占农田，不迁或少迁居民；
    4 不宜位于有开采价值的矿床上面；
    5 汇水面积小，有足够的库容，有足够的初、终期库长；
    6 筑坝工程量小，生产管理方便；
    7 宜避开地质构造复杂、不良地质现象严重的区域；
    8 赤泥浆输送距离短，输送能耗较低。

3．2．3 浆体干法赤泥堆场的选址除应符合本规范第3．2．2条的规定外，尚应满足下列条件：
    1 堆场使用期间的堆存面积能满足赤泥浆体的摊晒需要；
    2 气象条件有利于赤泥浆的干燥固结，降雨量较小，蒸发量较大。

3．2．4 在同一沟谷内建设两座或两座以上赤泥堆场时，后建堆场设计时应论证各堆场之间的相互关系与影响。

3．2．5 对废弃的露天采坑及凹地储存赤泥的，应进行安全性专项论证；对露天采坑下部有采矿活动的，不宜储存赤泥。

3．3 堆存工艺选择

3．3．1 当赤泥堆场场址符合下列条件时，宜采用浆体干法堆存工艺：
    1 堆场各高程的堆存面积均大于赤泥浆体摊晒所需最小面积；
    2 气候条件有利于赤泥浆的干燥；
    3 场址与厂区的距离在5km以内；
    4 场址岩溶不发育，水文地质条件较简单。

3．3．2 当赤泥堆场场址符合下列条件之一时，宜采用滤饼干法堆存工艺：
    1 由于堆存面积或气象条件的限制不宜采用浆体干法堆存工艺时；
    2 场址岩溶较发育，水文地质、工程地质条件复杂而无法避开时；
    3 场址周边区域的环境保护要求较高、采用湿法或浆体干法堆存工艺难以满足要求时。

3．3．3 对原湿法赤泥堆场进行干法改造扩容时，宜选择滤饼干法堆存工艺。

3．3．4 对于气象条件有利、地质条件较好、输送距离适中的山谷型赤泥堆场，初期晾晒面积不足时可采用滤饼干法堆存，后期晾晒条件适宜时可采用浆体干法工艺堆存。采用浆体干法堆存工艺的平地型赤泥堆场，当后期晾晒面积不足时，可采用滤饼干法堆存。

3．3．5 浆体干法赤泥堆场宜选择四周轮换放料、中间排水的排放方式，并应使运行过程中赤泥滩面始终保持外高里低的坡向。

3．3．6 滤饼干法赤泥堆场排放方式可采用库尾、库前、库中或周边排放方式，并应符合下列规定：
    1 库尾排放方式应自库区尾部(上游)向库区前部(下游)排放，并应按设计要求设置台阶并碾压，每级台阶高度不宜超过15m，平台应保持1％～2％的坡度，坡向应为拦挡坝方向；
    2 库前排放方式应自初期坝前向库尾排放，边堆放边碾压并修整边坡；
    3 库中排放方式应自库区中部向库尾和库前推进，边堆放边碾压，设计最终堆高时应一次修整堆积坝外坡；
    4 周边排放方式应自库周向库中间推进，并应始终保持库周高、库中低，边堆放边碾压并修整边坡。

3．4 库 容

3．4．1 干法赤泥堆场库容应符合下列规定：
    1 规划阶段时，堆场总库容应能堆存20a以上或与氧化铝厂生产年限相同的按氧化铝厂规划产能计算的赤泥量；
    2 设计阶段时，堆场有效库容应能堆存10a以上按氧化铝厂设计产能计算的赤泥量；
    3 初期坝形成的有效库容，采用浆体干法堆存工艺时，使用年限不宜少于3a；采用滤饼干法堆存工艺时，使用年限不宜少于0．5a。每级堆积坝加高形成的库容的使用时间不应少于1a。

3．4．2 干法赤泥堆场总库容应按下式计算：

    式中：V——赤泥堆场的总库容(m³)；
          V_ef——赤泥堆场的最大有效库容(m³)；
          W_t——汇入堆场的洪水形成的调洪库容(m³)；
          V_s——堆场安全超高所形成的安全库容(m³)。

3．4．3 赤泥堆场的有效库容、调洪库容和安全库容应按设计赤泥滩面坡度和库区地形分别计算确定。计算有效库容时，采用的沉积滩坡度宜为设计滩面坡度的1．0倍～1．2倍，计算调洪库容时，采用的沉积滩坡度宜为设计滩面坡度的0．8倍～1．0倍。

3．4．4 干法赤泥堆场的使用年限应按下式计算：

    式中：T——赤泥堆场的使用年限(a)；
          V_ef——赤泥堆场的有效库容(m³)；
          G——氧化铝厂的年赤泥量(t／a)；
          γ_d——赤泥的堆积干密度(t／m³)。

3．4．5 赤泥的堆积于密度应根据土工试验或类似工艺赤泥堆场的实测资料确定。

3．4．6 干法赤泥堆场的总坝高应按堆场自然地形、地质条件、堆存年限、干法堆存工艺条件、坝坡稳定安全要求和堆场防洪安全要求确定。浆体干法赤泥堆场应确保各级坝使用期内的堆存面积均满足赤泥浆的晾晒需要。

3．5 堆场等别和构筑物级别

3．5．1 干法赤泥堆场各使用期的设计等别应根据该期的总库容和最终坝高分别按表3．5．1确定，并应符合下列规定：
    1 当两者的等差为一等时，应以高者为准；当等差大于一等时，应按高者降一等；
    2 除一等赤泥堆场外，当堆场失事将使下游重要城镇、工矿企业、高速公路或铁路干线遭受严重灾害者，经论证后，其设计等别可提高一等；
    3 对于露天废弃采坑及凹地储存赤泥的，周边未建赤泥坝时，可不定等别；建赤泥坝时，应根据坝高及其对应的库容确定尾矿库的等别。

表3．5．1 干法赤泥堆场各使用期的设计等别

3．5．2 赤泥堆场构筑物的级别应根据堆场等别及重要性按表3．5．2确定。

表3．5．2 赤泥堆场构筑物的级别

    注：1 主要构筑物指赤泥坝、排水构筑物等失事后难以修复的构筑物；
        2 次要构筑物指除主要构筑物以外的永久性构筑物；
        3 临时构筑物指施工期临时使用的构筑物。

3．6 监测设施

3．6．1 干法赤泥堆场应根据排放工艺、堆场等别、地形地质条件及地理环境的因素，设置安全和水质监测设施。三等及三等以上赤泥堆场应设置人工监测与自动监测相结合的安全监测设施。

3．6．2 安全监测项目应包括下列内容：
    1 浆体干法赤泥堆场应监测浸润线深度、坝体位移；
    2 滤饼干法赤泥堆场应监测坝体位移。

3．6．3 浸润线监测设计应符合下列规定：
    1 山谷型、傍山型赤泥堆场浸润线测压点应沿坝轴线方向埋设在最大坝高及浸润线变化有代表性的部位，不宜少于3排。垂直坝轴线方向应能控制上游入渗点、中间点、初期坝及各级堆积坝坝顶、下游溢出点及其他有代表性的位置，不宜少于4点。
    2 平地型赤泥堆场浸润线测压点的布置，每条坝不应少于2排，每排不宜少于3点。

3．6．4 坝体位移应进行水平位移及沉降监测，两种监测标点可设在同一标点桩上。标点桩布置应符合下列规定：
    1 山谷型、傍山型赤泥堆场标点桩应布置在最大坝高处、设排水管处及地形地质变化较大的横断面上，监测断面不宜少于3个。每个横断面上标点不宜少于3个，布置在坝顶下游及马道外缘。各断面同位置标点宜在一条直线上。
    2 平地型赤泥堆场设置的变位监测设施，按地基及坝高情况布置每条坝监测横断面不宜少于2个。标点的间距，坝长小于300m时，宜取20m～100m；坝长大于300m时，宜取50m～200m；坝长大于1000m时，宜取100m～300m。
    3 工作基点应布置在便于对标点进行监测的岩石或坚实的土基上，也可增设校核基点。

3．6．5 干法赤泥堆场应定期监测回水水质及周边环境水体水质，并应符合下列规定：
    1 回水水质监测可在回水池取样，重点监测pH值、悬浮物，碱含量以Na₂O计。当发现回水水质异常时应分析原因并采取处理措施。
    2 周边环境水体监测应在堆场下游布置监测井，在堆场上游设置对照井，并在堆场竣工前取得环境水体本底值。
    3 环境水体监测井应布置在与场址地下水存在水力联系的地下径流通道上，具体位置应由地勘单位经详细勘察确定。
    4 当发现环境水体水质异常时，应分析原因并采取处理措施。

3．7 附属设施

3．7．1 干法赤泥堆场应根据堆存工艺、筑坝工程量、排水构筑物形式和操作要求以及库区与厂区的距离配置管理站、筑坝机械、工程车、交通道路、现场值班室、通信、供配电和照明设施。也可设置宿舍和库区简易气象水文观测点。

3．7．2 干法赤泥堆场管理站的配置应符合下列规定：
    1 管理站和宿舍的布置宜避开坝体下游；
    2 管理站应配置供管理人员上下班使用和巡库用的交通工具；
    3 管理站应配置生产调度电话和供操作人员、管理人员使用的无线通讯工具；
    4 管理站宜设置检修间，并配置检修和吊装设备；
    5 管理站应设置应急器材库；
    6 管理站宜设置机具库；
    7 堆场宜设置土工试验室，配置试验设备，并配备专职试验人员。

3．7．3 堆场应设置入库道路，并宜设置环库检修便道。堆场入库道路应随着堆积坝的加高逐渐延伸。道路宽度、坡度、等级应满足堆场运输或作业机械的通行需要。

3．8 封场与回采

3．8．1 对已达到最终堆积标高而停止使用，或未达到设计最终堆积标高而提前停止使用的赤泥堆场应进行封场设计。封场设计应按现行国家标准《尾矿设施设计规范》GB 50863中关于尾矿库闭库的有关规定执行。

3．8．2 赤泥堆场需进行回采时，应进行回采设计。回采设计应按现行国家标准《尾矿设施设计规范》GB 50863中关于尾矿回采的有关规定执行。

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4 堆存工艺

4．1 堆场分区

4．1．1 浆体干法赤泥堆场应用分隔坝分为至少3个相对独立、大小相近的库区，并应轮流进行布料、晾晒、筑坝作业。滤饼干法赤泥堆场可不分区。

4．1．2 浆体干法赤泥堆场各库区的中间分隔坝应符合下列规定：
    1 初期分隔坝宜设置在堆场排渗层之上，可用土石材料碾压构筑，压实度应大于0．95，坝顶标高可按满足不小于1a的使用要求计算确定。
    2 初期分隔坝堆满后可采用干赤泥碾压分级加高，压实度应大于0．95。初期坝以上每级分隔坝加高高度宜与相应堆积坝相同。
    3 分隔坝边坡坡比可略陡于初期坝和堆积坝，但应满足稳定要求。
    4 分隔坝坝顶宽度不宜小于5m。

4．1．3 浆体干法赤泥堆场的分区数量及各分区大小应根据堆场地形条件、排洪设施布置、赤泥干燥周期和赤泥浆排放量确定。堆场使用期内所需最小分区面积应按下式计算：

    式中：S——赤泥堆场最小分区面积(㎡)；
          Q——设计输送含水率下的赤泥浆流量(m³／d)；
          T——赤泥干燥周期，即在设计布料厚度下赤泥浆进入堆场起至干燥到塑限所需时间(d)；
          d——设计布料厚度(m)。

4．1．4 寒冷地区的浆体干法赤泥堆场在计算赤泥干燥周期时，应根据冬季结冰因素留有余量。

4．2 堆场布料

4．2．1 浆体干法赤泥堆场的布料应符合下列规定：
    1 各库区应至少有一条入库干管与库区环形布料干管相连接，布料时应采用周边放料的方式。
    2 布料支管间距宜为15m～30m。
    3 布料支管与布料干管以三通连接时，宜在十管底部连接；布料干管宜采用法兰逐段连接，每段长度不宜大于8m。
    4 各个布料支管阀门应轮流开启，将赤泥均匀地布放在堆场表面，也可在布料支管管口用铁丝捆扎橡胶软管延伸布料口。
    5 当堆场运行初期布料赤泥浆可能冲刷坝体或边坡排渗层时，应采取加分散放料斗或其他保护措施。

4．2．2 滤饼干法赤泥堆场可采用汽车布料或胶带输送机布料方式。

4．2．3 滤饼干法赤泥堆场应划分为若干作业区块，轮流卸料并用推土机摊平。

4．2．4 滤饼干法赤泥堆场采用汽车布料方式时应符合下列规定：
    1 堆场应设置供汽车行驶的环场运输道路和场内运输道路，道路等级可采用厂外三级道路标准；
    2 场内运输道路末端应设置卸料平台，其直径应满足运输车辆回转的需要；
    3 卸料平台的布置应满足将赤泥布放在整个堆场的需要，其间距不宜大于100m；
    4 场内运输道路及卸料平台应随赤泥面的上升而用干赤泥碾压后逐级加高；
    5 环场运输道路和场内运输道路坡度应小于9％。

4．2．5 滤饼干法赤泥堆场采用胶带输送机布料方式时应符合下列规定：
    1 胶带输送机的长度和数量应满足将赤泥布放在整个堆场的需要；
    2 胶带输送机的末端应具有一定的仰角和高度，并应满足推土机作业的安全距离；
    3 胶带输送机及其支架宜采用轻质结构，其基础设置不应影响堆场防渗层的完整性；
    4 寒冷地区采用胶带输送机时，应采取防冻措施。

4．2．6 滤饼干法赤泥堆场应至少设置一个应急排料点，其高度应满足暴雨、凝冻及其他特殊气象条件下的应急排放需要。

4．3 堆存工艺

4．3．1 浆体干法赤泥堆场的作业工艺设计应符合下列规定：
    1 一次布放的赤泥浆厚度不宜大于0．5m；
    2 当某一库区赤泥层布料厚度达到设计厚度时，应停止布料，进行晾晒；
    3 当仅靠自然晾晒后赤泥层含水率难以达到设计要求时，应使用湿地型推土机或其他机械对赤泥进行辅助翻晒作业；
    4 当自然晾晒或翻晒后赤泥层平均含水率达到设计要求时，可重新布放上一层赤泥；
    5 当某一库区的赤泥堆积高程达到设计高程时，应采用装载机、推土机、挖掘机和压实机将干赤泥推运到堆积坝构筑区进行筑坝作业；
    6 设计应配置满足堆场正常运行需要的推土机、湿地型推土机、压实机、装载机和挖掘机；
    7 堆场应随赤泥面上升按设计要求加高排洪竖井，并设置反滤层。

4．3．2 滤饼干法赤泥堆场的作业工艺设计应符合下列规定：
    1 一次布放的赤泥滤饼摊平后厚度不宜大于1．0m。
    2 当某一库区赤泥层布料厚度达到设计厚度时，应停止布料，进行晾晒。
    3 当经晾晒后赤泥层平均含水率达到设计要求时，应用推土机或压实机进行碾压，达到设计压实度后，可重新布放上一层赤泥。
    4 当某一库区的赤泥堆积高程达到设计高程时，应采用装载机、推土机。挖掘机和压实机将干赤泥运送到堆积坝构筑区进行筑坝作业，压实度应达到设计要求。
    5 设计应配置满足堆场正常运行需要的推土机、压实机、装载机和挖掘机。
    6 堆场运行中应进行分区压实。坝坡稳定安全区压实度不应小于0．95，调洪池边坡区压实度不应小于0．92，库区其余部分的压实度不应小于0．90。
    7 堆场运行过程中应采取有效措施防止赤泥排放不均匀或作业机械误操作而损伤胶带输送机或转运站支柱。

4．3．3 滤饼干法赤泥堆场采用库前、库中或库周排放方式时，堆场运行中应随赤泥面上升按设计要求封堵排洪竖井上低于赤泥面高程的进水口。

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5 赤 泥 坝

5．1 初 期 坝

5．1．1 初期坝轴线应根据坝址区域的地形、地质条件，并应依据后期堆积坝加高、排水系统、施工条件和环境影响因素，通过技术经济比较确定。

5．1．2 初期坝坝高可按初期赤泥堆存年限要求计算确定。当堆场设计洪水量很大且地形较特殊时，宜在设计阶段通过技术经济比较论证确定。

5．1．3 初期坝坝型的选择应根据下列因素经技术经济比较论证确定：
    1 当地可用筑坝材料的种类、性质、储量、分布、埋深和开采运输条件；
    2 地质和抗震设防烈度条件；
    3 堆场下游环境条件及环境保护要求；
    4 工程量、工期和总造价。

5．1．4 初期坝筑坝材料的选择应符合下列规定：
    1 利用当地材料，优先在堆场内取料，少占或不占堆场外农田；
    2 选用筑坝材料前，应在堆场内及附近地区对筑坝材料进行调查和勘察，查明所需筑坝材料的种类、性质、储量、分布、埋深及开采、运输、施工条件；
    3 当堆场附近有足够数量的干赤泥或灰渣时，经技术经济论证可选择干赤泥或灰渣作为初期坝的筑坝材料。

5．1．5 遇有下列情况时，初期坝坝基应进行专门研究处理：
    1 易产生尾矿渗漏的砂砾石地基；
    2 易液化土、软黏土和湿陷性黄土地基；
    3 岩溶发育地基；
    4 涌泉及矿山井洞。

5．1．6 坝体设计填筑标准应按堆场等别、筑坝材料、压实方式、抗震设防烈度及经济性，通过重型击实试验和现场碾压试验确定。

5．1．7 初期坝坝顶构造应符合下列规定：
    1 坝顶最小宽度应根据坝顶敷设布料管、运行检修道路、机械施工、作业机械通行要求确定，不宜小于5m。当坝顶兼作公用交通道路时，宽度应由道路通行标准确定和设计。
    2 坝顶应铺以盖面材料，可采用压密的砂砾石、石渣、浆砌片石或泥结石。
    3 坝顶设有布料管时，布料管线宜靠近坝顶上游侧。
    4 坝顶面应设坡向两侧或一侧的排水坡，坡度宜为2％～3％。

5．1．8 坝体构造应符合下列规定：
    1 坝体坡比应按坝高、坝体材料、坝基条件、浸润线位置和抗震设防烈度，经稳定验算确定。
    2 上、下游坝坡马道的设置应根据坝面排水、检修、观测、道路、增加护坡和坝基稳定要求确定。
    3 当坝体下游坡材料易遭受雨水冲刷、大风剥蚀、冻胀干裂和人为踩踏的破坏时，应设置护坡。护坡形式应按就地取材、经济适用的原则，可选用抛石、干(浆)砌块石、铺卵石或碎石、种植草皮、混凝土框格填土、土工格栅填土、模袋混凝土。
    4 坝体下游坡面宜设置上坝人行踏步，踏步宽度不宜小于1m。
    5 坝体下游坡可能产生坡面径流时，应布置竖向及横向排水沟。竖向排水沟应沿坝长每隔50m～100m设置一条，横向排水沟宜设在马道内侧。坝体下游坡与岸坡结合处应设置坝肩截水沟。

5．1．9 坝体与坝基、岸坡、埋管的连接处应进行处理。

5．1．10 坝体与排水管连接时应符合下列规定：
    1 混凝土排水管应采用柔性连接，接头处不得漏水，管体设置混凝土止水环；
    2 钢管应做好防腐，管体设钢止水环；
    3 管体周围坝体土料要仔细分层夯实；
    4 排水管通过堆石体时，管周围应分层填以砂砾或碎石，块石不得直接接触管壁。

5．2 堆 积 坝

5．2．1 赤泥坝加高应符合下列规定：
    1 赤泥坝加高宜采用上游式筑坝法。堆积坝分级及每级高度应根据堆场地形、使用年限、施工条件、赤泥固结程度和坝体稳定因素确定。堆积坝加高应在汛期或冰冻前完成。
    2 每级堆积坝高度宜采用4m～6m，并应满足至少1a的使用年限及防洪要求。
    3 堆积坝轴线宜紧靠前期坝的坝顶上游侧平行布置，并应满足平均堆积坡比要求。
    4 堆积坝加高宜采用碾压法施工。
    5 采用浆体干法堆存工艺时，各级堆积坝加高前，均应对原坝体和赤泥地基进行勘察和试验，并应由设计单位复核原设计堆积坡比的稳定性。
    6 对于浆体干法赤泥堆场，当经检测赤泥滩面上不能直接加筑堆积坝时，应对坝基进行加固处理。
    7 对于滤饼干法赤泥堆场，应在一级堆积坝加高前对原坝体和赤泥地基进行勘察和试验，由设计单位复核原设计各级堆积坝加高的稳定性。

5．2．2 堆积坝筑坝材料的选择应符合下列规定：
    1 滤饼干法赤泥堆场应采用干赤泥填筑堆积坝；
    2 浆体干法赤泥堆场宜采用干赤泥填筑堆积坝。当干赤泥数量不能满足堆积坝填筑要求时，可采用土石料填筑。

5．2．3 堆积坝坝坡坡比应按坝高、堆积坝材料、坝基赤泥固结程度和抗震设防烈度因素，根据坝体稳定性计算确定。各级堆积坝上游边坡不宜陡于1：1．5，下游边坡不宜陡于1：2．0。

5．2．4 堆积坝坝体构造应符合下列规定：
    1 堆积坝坝顶宽度应按敷设布料管、运行检修道路和机械施工要求确定，并不小于5m。
    2 堆积坝坝顶应铺以盖面材料，可采用压密的砂砾石、碎石、单层干砌块石或泥结石材料。
    3 堆积坝坝顶设有布料管时，布料管线宜靠近坝顶上游侧。
    4 堆积坝坝顶面应有坡向库内的排水坡，坡度宜采用2％～3％。
    5 堆积坝与岸坡的连接应妥善处理。岸坡应彻底清基，岸坡开挖应大致平顺。
    6 堆积坝下游坡和岸坡连接处以及堆积坝下游坡脚处应设排水沟；
    7 堆积坝下游坡面应设置草皮护坡。

5．2．5 浆体干法赤泥堆场的堆积坝是否设置排渗设施以及排渗设施的设置范围和间距，应结合前期坝坝型和类似工程实测浸润线，经渗流计算或渗流试验确定。

5．2．6 当采用赤泥构筑堆积坝时，应符合下列规定：
    1 碾压赤泥筑坝应有足够数量的符合条件的干赤泥，其含水率应接近最优含水率，数量宜为筑坝所需方量的1．5倍；
    2 筑坝前坝基强度应符合筑坝要求；
    3 设计前应通过勘察取得赤泥的物理力学指标；
    4 填筑赤泥的压实度不应低于0．95；
    5 施工时应分层压实，每层厚度不大于0．5m；
    6 内外坝坡处，填筑时需加不小于0．3m宽的超填量，宜采用最终一次削坡成形；
    7 赤泥筑坝施工前，应进行现场碾压试验，确定符合设计要求的碾压参数。

5．2．7 赤泥取样与试验应满足下列规定：
    1 碾压赤泥筑坝的赤泥采用堆场内含水率接近最优含水率的干赤泥，应取代表性赤泥样进行试验。
    2 赤泥筑坝料试验应按现行行业标准《土工试验规程》SL 237的有关规定进行。
    3 赤泥土工试验应进行下列内容：
        1)比重、干密度和含水率；
        2)颗粒分析试验；
        3)渗透试验；
        4)击实试验；
        5)剪切试验；
        6)固结试验。

5．3 稳定计算

5．3．1 干法赤泥堆场必须根据堆场的等别、坝址所处地区的抗震设防烈度进行坝体抗滑稳定计算。

5．3．2 赤泥堆场初期坝与堆积坝的抗滑稳定性应根据坝型、坝体材料、堆存工艺及地基土的物理力学性质和各种运行工况，根据各种荷载组合计算确定。计算方法应采用瑞典圆弧法或简化毕肖甫法。地震荷载应按拟静力法计算。

5．3．3 坝体稳定计算应符合下列规定：
    1 设计应对初期坝顶标高、各等别特征坝顶标高和最终堆积标高相应的堆积坝体最大坝高断面分别进行抗滑稳定计算；
    2 在堆场设计阶段，可按类似堆场赤泥的物理力学性质，进行初期坝体和堆积坝加高后的抗滑稳定计算；
    3 堆积坝加高前进行稳定分析时，应具有该堆场赤泥堆积体的物理、力学特性试验资料及现场原位测试资料，综合判断赤泥的工程性质。

5．3．4 三等及三等以下的赤泥堆场在赤泥坝堆至1／2～2／3最终设计总坝高时，一等及二等赤泥堆场在赤泥坝堆至1／3～1／2最终设计总坝高时，应对坝体进行全面的工程地质和水文地质勘察；对于堆场投产后排放规模或工艺流程发生重大改变，或赤泥性质或堆存工艺与初步设计相差较大时，可不受堆高的限制，根据需要进行全面勘察；设计单位应根据勘察结果对赤泥坝进行论证，验证最终坝体的稳定性并确定后期的处理措施。

5．3．5 抗滑稳定计算宜采用总应力法。当需涉及孔隙水压力消散和强度增长时，可采用有效应力法。计算所采用的强度指标测定方法应与计算方法相符。抗剪强度指标试验方法的选用应符合表5．3．5的规定。

表5．3．5 抗剪强度指标试验方法

    注：C为凝聚力(kPa)，φ为内摩擦角(°)。

5．3．6 干法赤泥堆场稳定计算的荷载应包含下列三类，荷载的组合应根据不同运行工况按表5．3．6进行组合：
    1 坝体自重；
    2 坝体及坝基中的孔隙压力；
    3 地震荷载。

表5．3．6 荷载的组合

5．3．7 坝体抗滑稳定计算工况应按表5．3．7采用。

表5．3．7 坝体抗滑稳定计算工况

计算工况	运行条件
正常运行	库内无降雨、无自由水面
洪水运行	库内水面达到最高洪水位
特殊运行	正常运行条件遇地震

    注：滤饼干法赤泥堆场采用库尾排放方式时，稳定计算可不计算洪水运行工况。

5．3．8 坝坡抗滑稳定最小安全系数不应小于表5．3．8规定的数值。

表5．3．8 坝坡抗滑稳定最小安全系数

5．3．9 新建干法赤泥堆场赤泥坝的稳定计算断面应根据赤泥的设计固结度或压实度进行概化分区。各区赤泥的物理力学性质指标可根据类似赤泥坝的勘察资料确定，扩建、改建及中期论证的赤泥堆场赤泥坝稳定计算断面应根据勘察资料进行概化分区。

5．3．10 三级及三级以下的赤泥坝可采用现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306中的地震基本烈度作为地震设计烈度，一级和二级赤泥坝的地震设计烈度应按批准的场地危险性分析结果确定。涉及地震荷载时，应按现行行业标准《水工建筑物抗震设计规范》DL 5073的有关规定进行计算。

5．3．11 除一级和二级赤泥坝外，场地设计基本地震加速度还应按表5．3．11选用。

表5．3．11 场地设计基本地震加速度a

地震烈度	6	7	8	9
水平加速度a	0.05g	0.10g、0.15g	0.20g、0.30g	0.40g

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6 堆场排洪

6．1 防洪标准及排洪设施

6．1．1 干法赤泥堆场必须设置可靠的排洪设施，并应满足在设计洪水条件下防洪安全和正常生产的要求。

6．1．2 赤泥堆场各使用期的防洪标准应根据使用期库的等别、库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害程度按表6．1．2的规定确定，并应符合下列规定：

表6．1．2 赤泥堆场各使用期的防洪标准

赤泥堆场各使用期等别	一	二	三	四	五
洪水重现期（a）	1000～5000或PMF	500～1000	200～500	100～200	100

    注：PMF 为可能最大洪水。

    1 当确定的堆场等别的库容或坝高偏于该等下限，堆场使用年限较短或失事后对下游不会造成严重危害者可取下限，反之应取上限。对于高堆坝或下游有重要居民点的，防洪标准可提高一等。堆场失事后可能对下游环境造成极其严重危害时，防洪标准应提高，也可按可能最大洪水进行设计。
    2 采用露天废弃采坑及凹地储存赤泥的堆场，周边未建赤泥坝时，防洪应按百年一遇的洪水设计；建赤泥坝时，应根据坝高及其对应的库容确定库的等别及防洪标准。

6．1．3 赤泥堆场的排洪方式应根据地形、地质条件、洪水总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限因素，经过技术经济比较确定，并应符合下列规定：
    1 上游式赤泥堆场宜采用排水井(或斜槽)-排水管(或隧洞)排洪系统。
    2 堆场在地形条件许可时，可采用溢洪道排洪。
    3 当上游汇水面积较大，库内调洪难以满足要求时，可采用上游设拦洪坝截洪和库内另设排洪系统的联合排洪系统。拦洪坝以上的库外排洪系统不宜与库内排洪系统合并；当与库内排洪系统合并时，应进行论证，合并后的排水管或隧洞宜采用无压流控制。当采用压力流控制时应进行可靠性技术论证，也可通过水工模型试验确定。
    4 除库尾排放的滤饼干法赤泥堆场外，三等及三等以上赤泥堆场不得采用截洪沟排洪。
    5 当堆场周边地形、地质条件适合时，四等及五等赤泥堆场经论证可设截洪沟截洪分流。
    6 赤泥堆场不得采用机械排洪。

6．1．4 赤泥堆场应设置防止泥石流、滑坡、树木杂物影响泄洪能力的工程措施。

6．2 洪水计算

6．2．1 干法赤泥堆场洪水计算应根据当地水文图册或适用于特小汇水面积的计算公式进行计算。当采用全国通用的公式时，应采用当地的水文参数。有条件时，应结合现场洪水调查予以验证。

6．2．2 设计洪水的降雨历时应采用24h计算，经论证也可采用短历时计算。

6．3 调洪演算及排水构筑物设置

6．3．1 干法赤泥堆场排水构筑物形式及尺寸应根据水力计算和调洪演算确定，满足设计流态和防洪安全要求。当滤饼干法赤泥堆场采用库尾排放方式时，可不进行调洪演算。

6．3．2 浆体干法赤泥堆场各级赤泥坝坝顶与设计洪水位的高差不应小于表6．3．2的最小安全超高值。同时，滩顶至设计洪水位水边线的距离不应小于表6．3．2的最小干滩长度值。

表6．3．2 浆体干法赤泥堆场赤泥坝的最小安全超高与最小干滩长度(m)

坝的级别	1	2	3	4	5
最小安全超高	1.5	1.0	0.7	0.5	0.4
最小干滩长度	150	100	50	35	25

6．3．3 滤饼干法赤泥堆场采用库前、库中或四周排放方式时，其各级赤泥坝坝顶与设计洪水位的高差不应小于本规范表6．3．2的最小安全超高值。同时，滩顶至设计洪水位水边线的距离不应小于表6．3．3的最小干滩长度值。

表6．3．3 滤饼干法赤泥堆场赤泥坝的最小干滩长度(m)

坝的级别	1	2	3	4	5
最小干滩长度	100	70	50	35	25

6．3．4 调洪计算应采用水量平衡法按下式计算：

    式中：Q_S、Q_Z——时段始、终赤泥堆场的来洪流量(m³／s)；
          q_S、q_Z——时段始、终赤泥堆场的泄洪流量(m³／s)；
          V_S、V_Z——时段始、终赤泥堆场的蓄洪量(m³)；
          △t——该时段的时间(h)。

6．3．5 浆体干法赤泥堆场分隔为多个库区时，各库区应分别设置排水构筑物，并分别进行洪水计算和调洪演算。

6．3．6 堆场的一次洪水排出时间应小于72h。

6．3．7 滤饼干法赤泥堆场采用库前、库中或四周排放方式时，可在进水构筑物附近设置调洪池，其容量应满足赤泥堆场各使用期降雨时调蓄洪水的需要。库区赤泥层表面应按不小于1％的坡度坡向调洪池。调洪池边坡坡比不宜大于1：6，边坡上适当位置应设置供操作人员上下的台阶。

6．3．8 滤饼干法赤泥堆场采用库尾排放方式时，排洪构筑物设置应符合下列规定：
    1 库前应建设拦挡坝。其高度应满足储存一次洪水冲刷挟带的赤泥量，该量应根据赤泥滤饼冲刷试验确定。缺少资料时，可按下式估算确定：

    式中：W_CH——最大一次冲泥量(m³)；
          H_P——设计频率的最大24h的降雨量(mm)；
          a——赤泥细度系数，可取0．25；
          F——终期赤泥堆积区面积(k㎡)；
          P——赤泥堆场等别系数，一等库取0．45，二等库取0．35，三等库取0．30，四等库取0．25，五等库取0．20。

    2 在拦挡坝前应设置排水井-排水管排洪系统，排水井进口底标高应高于设计赤泥淤积标高0．5m以上。
    3 在赤泥堆积区应设临时截水沟，排入两侧截洪沟；在赤泥堆积体最终的下游坡面应设置永久性纵横向截排水沟，被截径流汇至拦挡坝前，经井、管排出坝外。
    4 拦挡坝未设置坝肩溢洪道时，排水井-排水管系统的泄洪能力不应低于堆场设计频率的洪峰流量；拦挡坝设置了坝肩溢洪道时，溢洪道的泄洪能力不应低于堆场设计频率的洪峰流量。

6．4 排水构筑物要求

6．4．1 滤饼干法赤泥堆场的进水构筑物的形式应根据洪水量大小、堆场地形条件确定。排洪量较小时，可采用窗口式排水井或斜槽，排洪量较大时宜采用框架式排水井。当采用排水井时，其内径不宜小于1．2m。

6．4．2 浆体干法赤泥堆场的进水构筑物宜采用逐段加高的排水竖井。井壁应开设供正常运行时排泄赤泥附液的小孔，井壁外围应设置防止赤泥进入竖井的反滤层。竖井直径和每段高度应根据排洪时洪水从井顶溢流的泄流能力计算确定。

6．4．3 堆场排水构筑物宜控制常年洪水不产生无压与有压流交替工作状态。当设计为有压流时，排水管接缝处的止水应满足工作水压的要求。

6．4．4 排水管或隧洞中的最大流速不应大于管(洞)壁材料的容许流速。

6．4．5 排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段。无法避开时，应进行地基处理设计。

6．4．6 排水井底部应设置消力坑。消力池坑深度不宜小于1m。排水管或隧洞变坡、转弯和出口处，应视具体情况采取消能防冲措施。

6．4．7 排洪管或斜槽的净高不宜小于1．2m。隧洞的净高不宜小于1．8m，净宽不宜小于1．5m。排洪管或隧洞的最小设计坡度不宜小于0．003。

6．4．8 排水隧洞岩石条件较好且在允许流速范围内时，可设置喷锚支护或不衬砌。

6．4．9 排水构筑物可采用钢筋混凝土结构或钢结构，并应按岩土压力、自重、内外水压力、弹性抗力、风荷载、地震力和施工吊装等荷载的最不利组合进行设计。

6．4．10 排水构筑物采用钢结构时，内、外壁应采取防腐措施。

6．4．11 钢筋混凝土排洪构筑物的结构设计应按现行行业标准《水工混凝土结构设计规范》SL 191的有关规定执行，排水隧洞设计应按现行行业标准《水工隧洞设计规范》SL 279和《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077的有关规定执行。排水管道应按现行国家标准《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332的有关规定执行。

6．4．12 钢筋混凝土排水管应根据地基和气温条件确定分缝长度。建在岩基上的排水管，宜每隔15m～25m设一条温度缝；在岩性变化或断层处应设沉降缝；建在土基上的排水管，宜每隔4m～8m设一条沉降缝。接缝处可采用橡胶或塑料止水带。当排水管的地基为软弱土层或沉陷量过大时，应进行地基加固处理。

6．4．13 钢制排水管应设置可曲绕橡胶柔性管接头，并应符合下列规定：
    1 建在岩基上的排水管宜每隔15m～25m设一个管接头；
    2 在岩性变化或断层处应设管接头；
    3 建在土基上的排水管宜每隔8m设一个管接头；
    4 管接头外壁宜采用钢筋混凝土环管保护，环管内径宜比管接头外径大0．1m。环管长度宜比管接头长度大0．6m。环管壁厚应根据最大赤泥荷载计算确定。

6．4．14 排水管通过土坝地段，宜每隔10m～15m设一道截水环。管道两侧及管顶以上0．5m的回填土应人工夯实，其密实度不应低于坝体的填筑标准。排水管道过堆石坝地段，应在管周围填筑级配良好的碎石过渡层，厚度不应小于0．5m。

6．4．15 赤泥堆场内的沟埋式和平埋式管段可就地取土回填，管道两侧回填土应夯实，管顶部应松填，其厚度不应小于0．5m。

6．4．16 排洪系统设计应采用终止使用时在井座上部或支洞末端进行封堵的措施。

6．4．17 在排洪构筑物上或赤泥堆场内适当地点应设立清晰醒目的高程标尺。

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7 堆场排渗及回水

7．1 排渗及回水系统设置

7．1．1 干法赤泥堆场应设置收集赤泥附液和初期雨水的回水系统，回水系统应由排渗层、竖井、排水管、回水池、回水泵房、回水管组成。场内回水构筑物可与排水构筑物合并设置。排水系统在回水池附近应设置分流井，并设置连接回水池的进水支管，进水支管上应设置电动阀门。

7．1．2 浆体干法赤泥堆场采用排水竖井兼作回水构筑物时，竖井井壁应均匀开设小孔，开孔率应根据回水量计算确定。井壁四周应设置可有效阻挡赤泥进入的砂石反滤层。反滤层级配应根据赤泥颗粒级配和反滤准则确定。

7．1．3 浆体干法赤泥堆场应在初期坝上游坡面及堆场底部满铺砂石排渗层，并应符合下列规定：
    1 排渗层应铺设在防渗层上部，其级配应根据赤泥颗粒级配和反滤准则确定。
    2 排渗层可根据堆场等别、赤泥排放量因素采用单层结构或双层结构。三等及以上赤泥堆场宜采用双层结构。
    3 排渗层采用单层结构时，厚度不宜小于0．5m；采用双层结构时，上层厚度不宜小于0．4m，可用级配良好的细砂构成；下层厚度不宜小于0．3m，可用级配良好的碎石构成，上、下层的颗粒级配应满足反滤要求。底部排渗层的下层内宜敷设排渗管网，由穿孔钢管或穿孔排水铸铁管构成。
    4 底部排渗层应坡向排水竖井，竖井与排渗层的交接段应均匀开孔，并在井壁四周设置反滤层。

7．2 回水池及泵房

7．2．1 赤泥坝下游应设置回水池，并应符合下列规定：
    1 回水池有效容积宜满足收集库区中小降雨的需要，可按场址的60min降雨量均值计算。缺水地区需回收利用库区雨水时，可利用回水池作雨水收集池，其有效容积可按容纳场址多年最大24h降雨量均值计算。
    2 回水池宜至少分为两格。浆体干法赤泥堆场的正常回水宜与初期雨水分格存放。
    3 回水池应设置水位计并与进水支管上的电动阀门连锁，当回水池水位距池顶0．3m时自动关闭电动阀门并发出报警信号。
    4 岩溶地区赤泥堆场的回水池结构设计，应按地下水可能达到的最高水位设置抗浮设施。
    5 回水池进水阀门关闭后，洪水pH值小于9时可直接排放，pH值大于9时，应加废酸进行中和处理达标后再排放。当回水池有效容积大于设计频率的24h洪水量时，可不设置中和处理设施。
    6 回水池结构设计应设置抗渗设施。
    7 回水池设计应设置清理设施。

7．2．2 对于沟谷型赤泥堆场，当库形、地质条件适宜在堆场下游建设挡水坝形成回水库时，回水库有效容积宜按容纳场址设计频率下24h降雨量计算。挡水坝应按水库坝的有关规范设计，回水库应设置全面的水平防渗设施。

7．2．3 回水泵房设计应符合现行国家标准《泵站设计规范》GB 50265的有关规定，并应符合下列规定：
    1 回水泵流量应根据回水量和厂区工艺系统接纳能力经计算确定；
    2 回水泵扬程应根据回水池最低水位、厂区回水用户高程、回水管线阻力损失计算确定；
    3 回水泵应设置备用；
    4 回水泵房应设置吊装、计量和配电设施。

7．2．4 回水管线可与赤泥输送管线共架敷设，管径、壁厚应根据回水量和回水泵扬程经计算确定。

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8 赤泥浆输送

8．1 赤泥泵站

8．1．1 赤泥泵站的数量应根据不同工况的流体力学计算结果和选用的泵型经计算确定。在设备性能允许、技术论证经济合理的前提下，应减少泵站数量。

8．1．2 赤泥输送主泵应根据输送的赤泥浆流量、所需扬程、赤泥浆浓度进行选型。浆体干法赤泥堆存工艺的赤泥浆输送泵站宜采用隔膜泵。滤饼干法赤泥堆存工艺的赤泥浆输送宜采用离心泵、水隔离泵或油隔离泵。

8．1．3 氧化铝厂排出的赤泥浆体正常流量应按下式计算：

    式中：Q_k——赤泥浆体正常流量(m³／s)；
          W——赤泥干固体量(t／d)；
          ρ_g——赤泥的颗粒密度(t／m³)；
          ρ_s——水的密度(t／m³)；
          m——赤泥浆体中水重与固体重之比(水固比)。

8．1．4 赤泥浆输送流量波动范围宜取±10％。

8．1．5 赤泥浆体输送应确定输送的临界流速和摩阻损失，可按相应的试验或按类似工程的实测资料计算确定。

8．1．6 赤泥浆输送含水率大于150％时，赤泥浆输送泵的扬程及电机功率可按现行国家标准《尾矿设施设计规范》GB 50863中关于尾矿输送的有关公式计算。

8．1．7 赤泥浆输送含水率小于150％时，赤泥浆输送泵的扬程及电机功率宜根据赤泥输送流变试验确定，或根据相似工程试验资料经推算确定。

8．1．8 赤泥输送泵的备用数量应根据赤泥的磨蚀性、选用矿浆泵的类型、材质、泵站的工作条件以及检修水平确定。主泵数量在3台以下时，宜备用1台；主泵数量多于3台时，备用泵不宜少于2台。

8．1．9 每台(组)泵应设置独立的赤泥贮槽，并应符合下列规定：
    1 贮槽内应设置电动搅拌装置。
    2 赤泥贮槽的有效容积宜大于8h的扬送赤泥浆量。
    3 赤泥贮槽应设自动液位指示器，其指示部分应设于控制室。在最高、最低液面应报警，并在最低液面时自动停止给料泵。
    4 赤泥贮槽应设有上下用的斜梯、槽内爬梯及有栏杆维护的操作平台。

8．1．10 每台隔膜泵进料口应配置2台过滤器，1台工作，1台备用。

8．1．11 泵站内应设置地沟，其宽度不得小于0．3m，地沟以不应小于0．02的坡度坡向污水池。室内地坪面坡向地沟的坡度不应小于0．01。污水池内应设置污水泵，将废水及废渣送回工艺系统。

8．1．12 采用离心式矿浆泵多段扬送赤泥浆时，泵与泵之间宜采用赤泥贮槽衔接或在同一泵站内直接串联。当采用在同一泵站内直接串联时，其总扬程应在泵体强度允许范围之内。

8．1．13 当离心式矿浆泵采用三角胶带输送机或联轴器传动时，应设置安全罩。

8．1．14 隔膜泵和油隔离矿浆泵缓冲装置宜采用高压充气方式。泵站内应设专用的充气装置，并需备用。充气压力应大于泵工作压力300kPa～500kPa，容量可采用0．4m³～1．0m³。在缓冲装置上应设安全超压保护装置。

8．1．15 泵站内设置隔膜泵、水隔离泵时应设置给水系统，给水水量、水压和水质等参数由制造商提供。泵站内设置油隔离泵时应安设加油装置及调节油位的给水装置，给水水压不应小于100kPa。

8．1．16 赤泥泵站的起重设备应按表8．1．16确定。

表8．1．16 赤泥泵站的起重设备

泵或电机的重量（t）	起重设备名称
＜0.5	手拉葫芦或电动葫芦
0.5～1.5	电动葫芦或手拉葫芦
1.5～4.0	电动葫芦
＞4.0	电动桥式起重机或电动悬挂式起重机

    注：泵的重量按最大部件计算。

8．1．17 泵站内赤泥浆管上操作较频繁的阀门，直径小于300mm时，宜采用手动阀；直径等于或大于300mm时，宜采用电动或气动阀。

8．1．18 赤泥泵的配置应设计成压入式，其给料压力应由赤泥泵设备制造商提供。

8．1．19 泵站内赤泥输送泵、管道及阀门的布置应符合下列规定：
    1 在设备、阀门、管件发生故障时，对泵站的正常工作影响最小。
    2 在技术经济论证合理的情况下，宜布置成一台(组)泵配置一条输送管道的独立系统。
    3 阀门应设置在操作及检修方便的地点。阀门的手轮中心与操作面距离宜为0．75m～1．5m。不需经常操作的阀门安装高度可采用1．5m～1．8m。当安装高度无法降低且又需要经常操作时，应设置操作踏步。阀门手轮中心与操作面的距离超过1．8m时，应设置链轮挂钩，链轮的链子距地面宜为0．8m。链子下端宜挂在靠近的墙上或柱子上。
    4 管道布置宜阀门少，转角小，转点少，并避免直交和死角过长。
    5 管道有碍通行时，应设跨越管道的走台。
    6 管道应具有不小于0．03的坡度，最低段应设有放空管。
    7 管道不得在电气设备上方通过。    8 管道及阀门应设置支座。

8．2 赤泥浆输送管线

8．2．1 赤泥浆输送宜采用有压管道输送方式。

8．2．2 赤泥浆输送管线线路的选择和设计应符合下列规定：
    1 符合企业及线路通过地区总体规划要求；
    2 不占或少占农田；
    3 线路短，土石方及构筑物工程量小；
    4 减少及减小平面与纵断面上的转角；
    5 避免穿过居民住宅区、铁路及公路；
    6 避开滑坡、崩塌、沉陷、泥石流、沼泽及其他不良工程地质地段和洪水淹没区；
    7 邻近道路、水源和电源。

8．2．3 赤泥浆输送管线的输送能力应与氧化铝厂排出赤泥量相适应，并宜设置备用管。当氧化铝厂各期赤泥量变化较大，设置一条工作管道不经济时，可分期敷设多条工作管道。

8．2．4 赤泥浆输送管道宜采用无缝钢管及管件。其壁厚应根据管材许用应力、管道试验压力及磨蚀余量计算确定。

8．2．5 赤泥浆输送管道的临界流速和摩阻损失应根据流变试验资料、经验数据、经验公式计算及类似系统运行资料，经综合分析后确定。

8．2．6 赤泥浆输送管道的最大设计流速不宜超过临界流速的1．5倍。

8．2．7 赤泥浆输送管道宜采用明设。经论证技术经济合理时，也可采用埋地敷设方式。

8．2．8 寒冷地区明设管道应采取保温措施，还应按需要设置伴热防冻措施。

8．2．9 输送管架与铁路或公路交叉时应符合下列规定：
    1 与铁路或公路的交叉应取得该铁路或公路所属管理部门的批复文件；
    2 与铁路或公路宜垂直交叉；
    3 管架跨越公路时，路面上的净高不应小于5m，柱(墩)边与公路边缘的距离不应小于1m。跨越铁路时轨顶以上的净高不应小于6．5m，柱(墩)边与铁路中心线的距离不应小于2．5m。

8．2．10 输送管道与河流交叉时应符合下列规定：
    1 与河流的交叉应取得该河流所属管理部门的批复文件；
    2 与河流宜垂直交叉；
    3 跨越河流时，应利用已有的桥梁。当需新建管桥时，对于通航河流，桥下的净空应符合航运部门的要求；对不通航河流，桥梁底应比洪水重现期50a～100a一遇的洪水位高1．0m。

8．2．11 赤泥浆输送管道敷设应具有不小于0．005的坡度。

8．2．12 赤泥浆输送管道最低处宜设置放料阀及事故池。放料阀的操作宜采用自动控制。

8．2．13 赤泥浆输送管道沿线宜设置检修巡视便道。

8．2．14 赤泥浆输送管道的隆起点应设置手动或自动排气阀。

8．2．15 赤泥浆输送管道设置阀门处应配置阀门操作平台，并应设置爬梯及栏杆。

8．1．16 管道固定支架和柔性补偿的设置应视温差、管道布置情况经计算确定。管道柔性补偿宜采用水平方型补偿器。

8．2．17 赤泥浆输送管道宜采用焊接，焊缝检验应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定。

8．2．18 赤泥浆输送管道的防腐和保温应符合下列规定：
    1 管道外壁应进行防腐。管道防腐应符合现行国家标准《工业金属管道工程施工规范》GB 50235、《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726和《工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范》GB 50727的有关规定。
    2 当管道需要保温时，应符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程施工规范》GB 50126和《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》GB 50185的有关规定。
    3 管道的基本识别色、识别符号和安全标识应符合现行国家标准《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》GB 7231的有关规定。

8．2．19 管道的适当位置可根据需要设置取样、压力测量装置。

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9 赤泥过滤及滤饼输送

9．1 赤泥过滤

9．1．1 滤饼干法赤泥堆场应设置赤泥过滤工段。过滤设备宜采用压滤机。

9．1．2 中小型氧化销厂的赤泥过滤工段可设置在厂区或堆场附近，大型氧化铝厂的赤泥过滤工段宜设置在堆场附近。

9．1．3 当赤泥过滤工段设置在厂区时，宜采用汽车运输方式将赤泥滤饼运输进堆场。当赤泥过滤工段设置在堆场区域时，可采用胶带输送机运输或汽车运输方式运送赤泥滤饼。

9．1．4 当赤泥过滤工段设置在堆场附近时，宜配置在高程较高的位置，并应根据赤泥浆输送管线走向、堆场道路设置和胶带输送机廊走向确定。

9．1．5 赤泥过滤工段应设置赤泥贮槽，其有效容积应满足贮存3h～5h赤泥浆的需要。赤泥储槽应设置搅拌装置。

9．1．6 当过滤设备采用压滤机时，压滤机的工作台数应按式(9．1．6)计算。压滤机的备用台数宜按工作台数的20％计算，计算结果应取整数。

    式中：N——压滤机的工作台数(台)；
          W₁——每天需脱水的赤泥干固体量(t／d)；
          W₂——每台压滤机每个周期产出干滤饼量(t／周期)；
          T₁——每台压滤机每天的工作时间(h)；
          T₂——每台压滤机每个过滤周期运行时间(min／周期)。

9．1．7 每台压滤机应配置一台喂料泵。喂料泵的流量应按下式计算：

    式中：Q——喂料泵流量(m³／h)；
          W₂——每台压滤机每个周期产出干滤饼量(t)；
          G_s——赤泥的比重；
          λ₁——赤泥浆的含水率；
          t——压滤机每次进料时间(min)。

9．1．8 赤泥滤液量及滤液槽有效容积应按下列公式计算：

    式中：Q_y——赤泥滤液量(m³／h)；
          V_y——滤液槽有效容积(m³)；
          W₁——每天需脱水的赤泥干固体量(t／d)；
          λ₁——赤泥浆的含水率；
          λ₂——赤泥滤饼的含水率；
          T₃——滤液槽贮存滤液的时间，可取2h～4h；
          ρ_滤液——滤液的密度，取1000kg／m³～1050kg／m³。

9．1．9 滤液泵选型应根据滤液量、滤液槽最低液位、工艺回水用户高程、滤液管线阻力损失计算确定。滤液泵应至少设置1台备用。

9．1．10 滤布冲洗泵选型应根据压滤机设备要求的流量、冲洗压力确定，并应至少设置1台备用。

9．1．11 空压机选型应根据压滤机设备要求的气量、压力确定。

9．1．12 压滤厂房内转运赤泥滤饼用的胶带输送机带宽不宜小于1．0m。

9．1．13 当采用汽车运输赤泥滤饼时，压滤厂房内应设置装车用的下料斗，下料斗应设置备用并采用电动开关。

9．1．14 当采用汽车运输赤泥滤饼时，压滤厂房内宜设置滤饼暂存库，其容积应能存放48h的滤饼量。暂存库内应配置装载机、推土机及其他作业机械。当压滤厂房设置有应急胶带输送机及其他备用设施时，可不设置滤饼暂存库。

9．1．15 压滤厂房内应设置配电室、控制室、休息室和值班室。

9．2 赤泥滤饼输送

9．2．1 当赤泥滤饼从压滤厂房到赤泥堆场采用汽车运输方式时，应符合下列规定：
    1 运输车辆宜选择载重量为15t～30t的自卸汽车。
    2 运输车辆的工作台数应按下列公式计算，并应按计算结果中的台数多者取值。

    式中：N_c1——按赤泥运输质量计算的运输车辆的工作台数(台)；
          λ₂——赤泥滤饼的含水率；
          T_c——包含装车、卸车、从压滤厂房至堆场路途往返一次所需平均时间(min)；
          T_g——每天运输的工作时间(h)；
          W_c——每台汽车的载重量(t)；
          N_c2——按赤泥运输体积计算的运输车辆的工作台数(台)；
          γ_d——赤泥滤饼的干密度(t／m³)；
          V_c——每台汽车可装载赤泥的容积(m³)。
    3 运输车辆的备用台数宜取工作台数的20％。
    4 运输车辆车厢底部宜设置防粘板。
    5 运输道路构造应满足重型车辆长期通行需要，当需要会车时，路面宽度不宜小于8m。不需要会车时，路面宽度不宜小于5m。
    6 运输道路沿线应设置照明设施。
    7 运输道路最大坡度不宜大于9％。
    8 运输道路应与堆场环库道路平顺连接。

9．2．2 当赤泥滤饼从压滤厂房到赤泥堆场采用胶带输送机运输方式时，应符合下列规定：
    1 胶带输送机数量应根据需运输的赤泥滤饼产量和胶带输送机的运输能力经计算确定，并宜设置备用；
    2 运输胶带输送机宽度不宜小于1．2m，行走速度宜为1．6m／s～2．5m／s；
    3 胶带输送机的安装坡度不宜大于16°；
    4 胶带输送机应设置防雨、防冻措施以及检修、巡视设施。

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10 堆场环保措施

10．1 环保措施

10．1．1 干法赤泥堆场必须设置防渗层。

10．1．2 干法赤泥堆场防渗层设计应符合现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599-2001中Ⅱ类场的第5．1节、第5．3节、第6．1节、第6．2节的规定。

10．1．3 干法赤泥堆场应设置收集赤泥附液和初期雨水的回水设施，当回水池容积小于一次洪水总量时，外排水水质应符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB 8978的有关规定。当雨水直接外排不能满足排放标准要求时，应进行中和处理。

10．1．4 在库区地形地质条件允许的情况下，赤泥堆场应设置周边截水沟进行清污分流。截水沟过流断面设计标准宜按十年一遇暴雨标准设置。

10．1．5 当干法赤泥堆场表面可能产生扬尘时，应用洒水车喷洒表面。

10．1．6 干法赤泥堆场的防渗层应设置在稳定的地基上。防渗层施工前，应对地基进行可靠处理，并应平整场地使之满足防渗层的铺设要求。

10．2 地基处理

10．2．1 堆场地基处理应为赤泥堆存提供稳定的基础。

10．2．2 赤泥堆场地基处理应符合下列规定：
    1 处理后的地基在赤泥荷载作用下其沉降变形量在设计允许范围内；
    2 当场区地下水位较高时，地基处理应对场区地下水进行有效疏排和导气；
    3 地基处理应对可能导致赤泥泄漏的通道采取有效封堵措施。

10．2．3 库区为湿陷性黄土地基时，视具体情况可采用挖除、翻压、预浸水、强夯、灰土挤密桩的方法处理。

10．2．4 库区存在软弱土地基时，可采用下列方法处理：
    1 当软弱土层厚度不大，且埋深较浅时，可采用挖除换填的方法处理；
    2 当软弱土层厚度较大，视具体情况可采用镇压、预压、打砂井、插排水板、抛石挤淤、爆破挤淤、振冲的方法处理。

10．2．5 库区存在可能液化土层时，视具体情况可采用挖除、加强排水、振动压密、强夯、振冲、设置砂石桩的方法处理。

10．2．6 库区存在采空区时，视具体情况可采用强夯、水泥灌浆的方法处理。

10．2．7 库区位于岩溶发育区时，其地基处理应符合下列规定：
    1 地基处理设计前应了解堆场区域地质构造和水文地质特点，确定本堆场的地下水流向和可能渗漏通道及其影响范围；
    2 地基处理设计应注意场平后各岩溶发育点高程的变化，区分需要处理的岩溶发育点和无须处理的岩溶发育点；
    3 岩溶地基处理应按从低到高的顺序逐层处理；
    4 场平后顶板埋藏深度不大于2m的岩溶发育点宜开挖揭露，再视其深浅宽窄，在清除充填物后，依次回填块石、碎石并夯实，开挖后顶面以下2m则填毛石混凝土至顶面，再在表面喷覆C15混凝土，厚度不小于300mm；
    5 落水洞处理后应从洞中引出通气管，连接到地下盲沟内集水管或沿地形敷设到边坡上；
    6 场平后顶板埋藏深度大于2m的隐伏溶洞，宜采用注浆的方法治理；
    7 堆场底部宜设置网状的排渗导气盲沟，盲沟内回填块石、碎石，并在盲沟内埋设穿孔的排渗导气管，并与落水洞处理中引出的通气管连通；
    8 当库区内存在断层时，其处理方式应根据地质勘察报告确定。

10．3 场地平整

10．3．1 场地平整应使堆场土石方量总体基本平衡。场地平整前应对堆场及其附近区域土石料的分布和储量进行详细勘察。

10．3．2 场地平整应保证堆场底部排水所需的最小坡度。平整后的库区各点均应坡向排水构筑物。

10．3．3 场地平整应整治堆场边坡。

10．3．4 场地平整应与地基处理结合按高程顺序施工。

10．4 防 渗 层

10．4．1 防渗层应由支持层、土工膜、保护层组成。

10．4．2 干法赤泥堆场防渗土工膜应采用高密度聚乙烯土工膜(HDPE膜)，其材质应符合现行国家标准《土工合成材料 聚乙烯土工膜》GB／T 17643的有关规定。

10．4．3 土工膜的设计、施工和验收应符合国家现行标准《土工合成材料应用技术规范》GB 50290和《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》SL／T 231的有关规定。

10．4．4 堆场设计文件应提出防渗层施工技术要求。

10．4．5 堆场防渗用土工膜的选择应符合下列规定：
    1 土工膜的膜材厚度不应小于1．5mm。当赤泥堆场处于岩溶发育区或设计赤泥堆积高度大于60m时，膜材厚度不应小于2．0mm。
    2 土工膜可根据堆场地形条件选用环保用光面膜、单糙面或双糙面高密度聚乙烯土工膜，一布一膜或两布一膜。堆场底部宜采用光面膜，一布一膜。堆场边坡宜采用单糙面膜或双糙面膜，两布一膜。
    3 土工膜宜选用黑色、加防老化添加剂的HDPE土工膜。
    4 土工膜幅宽宜选用6m～8m。

10．4．6 支持层设计应符合下列规定：
    1 支持层的形式应根据天然基础条件和所用土工膜特性进行选择。
    2 土工膜应铺设在密实的基础上。与膜接触的表面宜为碾压密实的细土料层、细砂层或混凝土层。层面应平整；当细粒土料缺乏时，可用土工聚合黏土材料(GCL)代替。
    3 支持层上有阴、阳角时应修圆，其半径不宜小于0．5m，并应在紧贴土工膜下面加设土工聚合黏土材料(GCL)。

10．4．7 保护层设计应符合下列规定：
    1 土工膜防渗层表面应设保护层。保护层的结构和材料应按使用条件及材料来源确定。
    2 边坡上土工膜的保护层应满足稳定性要求。
    3 保护层厚度宜按边坡稳定、日晒和冰冻、堆场作业工艺条件及施工要求经现场试验确定。

10．4．8 保护层应由垫层和面层组成，其设计应符合下列规定：
    1 垫层宜根据工程要求采用泡沫塑料片材或针刺土工织物；
    2 面层可采用黏土、干赤泥或其他不影响土工膜完整性的细粒材料，其厚度对于浆体干法赤泥堆场不应小于0．3m，对于滤饼干法赤泥堆场不应小于0．6m。

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
    1)表示很严格，非这样做不可的：
      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

    《工业设备及管道绝热工程施工规范》GB 50126
    《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》GB 50185
    《工业金属管道工程施工规范》GB 50235
    《泵站设计规范》GB 50265
    《土工合成材料应用技术规范》GB 50290
    《工业金属管道设计规范》GB 50316
    《给水排水工程管道结构设计规范》GB 50332
    《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726
    《工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范》GB 50727
    《尾矿设施设计规范》GB 50863
    《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》GB 7231
    《污水综合排放标准》GB 8978
    《土工合成材料 聚乙烯土工膜》GB／T 17643
    《中国地震动参数区划图》GB 18306
    《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599
    《水工建筑物抗震设计规范》DL 5073
    《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077
    《水工混凝土结构设计规范》SL 191
    《土工试验规程》SL 237
    《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》SL／T 231
    《水工隧洞设计规范》SL 279

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