GB 50547-2010 尾矿堆积坝岩土工程技术规范 （完整版）

1 总则

1.0.1　为在尾矿堆积坝岩土工程工作中贯彻执行国家有关的技术经济政策，做到安全适用，技术先进，经济合理，确保质量，保护环境，制定本规范。

1.0.2　本规范适用于尾矿堆积坝的勘察、评价、监测和治理。

1.0.3　尾矿堆积坝在堆筑运行过程中必须进行岩土工程勘察。

1.0.4 本规范规定了尾矿堆积坝岩土工程勘察、评价、监测和治理的基本技术要求。当本规范与国家法律、行政法规的规定相抵触时，应按国家法律、行政法规的规定执行。

1.0.5 尾矿堆积坝的勘察、评价、监测和治理除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语

2.0.1 尾矿 tailings
选矿和工业生产中形成的细粒或粗粒的，采用水力输送排放，可用土的特征描述的固体物质。本规范中尾矿还包括铝土矿提取氧化铝后的固体废弃物赤泥。

2.0.2 尾矿库 tailings pond
筑坝拦截谷口或围地构成的用以贮存尾矿的场所。堆存赤泥的常称为堆场。
2.0.3 初期坝 starter dam
用土、石材料筑成的，作为堆积坝的排渗或支撑体的坝。
2.0.4 尾矿堆积坝（堆积坝） tailings embankment(embankment)
生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿冲积堆筑而成的坝。
2.0.5 尾矿坝 tailings dam
挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物，常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。
2.0.6 全库容 the whole reservoir capacity
尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围的容积，包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容五个部分。设计最终堆积高程时的全库容称为总库容。
2.0.7 沉积滩 deposited beach
尾矿冲积形成的沉积体表层。其露出水面的部分称为干滩或干面滩。
2.0.8 滩长（干滩长度） beach length
由滩顶至库内水边长的水平距离。设计最高洪水位时的滩长称作最小滩长。
2.0.9 滩顶 beach crest
沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高点。
2.0.10 浸润线 seepage line
库区内的水体向坝体下游方向渗流时，在坝体内形成的自由水位。
2.0.11 堆积高度 accumulation height
尾矿堆积坝坝顶与初期坝坝顶的高差。

2.0.12 坝高 height of dam
堆积坝坝顶与初期坝坝轴线处坝底的高差。达到设计最终堆积高程时的坝高称为总坝高。

3 基本规定

3.0.1 尾矿堆积坝岩土工程勘察（以下简称“堆积坝勘察”）应依据委托单位提供的勘察任务书进行。任务书的内容应符合本规范附录A的要求。

3.0.2 堆积坝勘察可根据尾矿库等别确定其勘察等级。Ⅰ等至Ⅲ等尾矿库的堆积坝勘察等级宜定为甲级，其余可定为乙级。

3.0.3 尾矿库等别应根据该期的全库容和坝高按表3.0.3-1确定，尾矿堆积坝的级别应根据尾矿库的等别按表3.0.3-2确定。

表3.0.3-1 尾矿库等别

等别	全库容V(×106m3)	坝高H(m)
Ⅰ	Ⅱ等库具备提高等别条件者
Ⅱ	V≥100	H≥100
Ⅲ	10≤V＜100	60≤H＜100
Ⅳ	1≤V＜10	30≤H＜60
Ⅴ	V＜1	H＜30

注：1 当库容与坝高指标分属不同等别时，按高的等别；当等别相差大于1时，按高等别降低1等；
2 当尾矿库失事将使下游的重要城镇、工矿企业或铁路干线遭受严重灾害者，可按本表确定的等别提高1等。
表3.0.3-2 尾矿堆积坝级别

尾矿库等别	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
尾矿堆积坝级别	1	2	3	4	5

3.0.4 堆积坝勘察应分别在堆积至总坝高的1/3和2/3时进行，对总坝高小于30m的堆积坝可减少勘察次数。坝的堆筑运行有异常情况时应随时进行勘察。闭库勘察宜在闭库前或闭库时进行。

3.0.5 尾矿可根据其粒度成分和塑性指数按表3.0.5确定其类别和名称，尾矿的性状可根据其分类参照国家现行有关标准中相应土类的性状进行描述。对烧结法赤泥除按表3.0.5分类外，还可根据其固化程度划分为固化、半固化和未固化。

表3.0.5 尾矿分类

类别	名称	分类标准
砂性尾矿	尾砾砂	粒径大于2mm的颗粒质量占总质量的25％～50％
	尾粗砂	粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50％
	尾中砂	粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50％
	尾细砂	粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85％
	尾粉砂	粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50％
粉性尾矿	尾粉土	粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50％，且塑性指数不大于10
黏性尾矿	尾粉质黏土	塑性指数大于10，且小于或等于17
	尾黏土	塑性指数大于17

注：1 定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定；
2 塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉入土中深度为10mm时测定的液限计算而得。

4 勘察工作布置

5 原位测试与室内试验

6 岩土工程分析评价

6.0.1 岩土工程的分析评价应在工程地质测绘、勘探和取样、原位测试、室内试验的基础上结合尾矿堆积坝的特点和要求进行。

6.0.2 岩土工程分析评价应根据堆积坝的勘察成果，结合尾矿的沉积规律进行概化分区，并根据工程需要选用适宜的分析计算方法。尾矿和坝基土的各项物理力学参数应按概化分区进行统计。
6.0.3 尾矿堆积坝的岩土工程分析评价应包括渗流稳定性分析、静力稳定性分析；在地震动峰值加速度不小于0.10g的地区还应包括动力稳定性分析和液化稳定分析。
对地震动峰值加速度小于0.10g的地区的5级尾矿堆积坝，当坝外坡比小于1：4时，除尾黏土和尾粉质黏土组成的堆积物以及软弱坝基外，可不进行稳定性计算。
6.0.4 坝体稳定性计算应选取不少于两个筑坝高度分别进行计算，第一计算阶段应为勘察时的已有坝高，第二计算阶段为最终设计坝高。此外，尚应根据设计要求对其他条件下堆积坝的稳定性进行分析计算。
6.0.5 尾矿堆积坝岩土工程分析应按所采用的分析方法选取相应的各项岩土工程参数。尾矿和坝基土的抗剪强度指标应根据计算方法和土的类别按表6.0.5选取。

6.0.6 抗滑稳定性计算参数选取尚应符合下列规定：
1 洪水运行条件下应采用浸润线调整后的指标。
2 计算参数除应考虑试验室与原位实测数据外，还应结合有关工程经验数据和通过反分析确定。

表6.0.5 尾矿及坝基土的抗剪强度指标

强度计算 方法	土的类别	试验方法和强度指标	试样起始状态
总应力法	无黏性土	固结不排水剪，ccu、Φcu	1.坝体材料 含水量及密度宜 与原状样一致； 浸润线以下应预 先饱和； 试验应力应与坝 体实际应力一致 2.坝基应采用原 状土样
	少黏性土	固结快剪，c、Φ
		固结不排水剪，ccu、Φcu
	黏性土	固结快剪，c、Φ
		固结不排水剪，ccu、Φcu
有效应力法	无黏性土	慢剪，c、Φ
		固结排水剪，cd、Φd
	黏性土	慢剪，c、Φ
		固结不排水剪、测孔压，ccu、Φcu，c＇、Φ＇

注：1 少黏性土指黏粒含量小于15％的尾矿；
2 软弱尾黏土类黏性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程度确定；当采用十字板抗剪强度指标时，应考虑土体固结后强度的增长。

6.0.7 尾矿堆积坝应进行渗流稳定分析，并应包括以下内容：
1 确定堆积坝体的浸润线及其下游可能出逸点的位置。
2 计算坝体和坝基的渗流量。
3 当发生坝坡或坝基浸润线出逸时，应确定渗透流量，评价产生管涌、流土的可能性，评价其出逸比降以及堆积坝中不同尾矿土层之间的渗透比降。

6.0.8 渗流计算应考虑尾矿筑坝时放矿方式的影响。对1级～3级堆积坝宜采用二维或三维有限元法等数值分析方法进行渗流分析，山区尾矿库渗流分析宜进行三维有限元法计算或由模拟试验确定。对4级、5级堆积坝的渗流可根据排渗条件采用二维渗流计算方法进行近似计算或按国家现行有关标准的规定进行计算。
6.0.9 尾矿堆积坝的静力稳定性分析宜采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，也可采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法。对1级～3级堆积坝尚宜选用适宜的模型进行二维或三维有限元法的应力应变分析。

6.0.10 尾矿堆积坝进行稳定性分析和评价时应根据要求采用正常运行、洪水运行和特殊运行三种不同条件分别计算，各种计算条件下的荷载组合应根据运行情况按表6.0.10采用。

表6.0.10 不同计算条件的荷载组合

荷载类型 计算条件		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：荷载类别表示如下：1－筑坝期正常高水位的渗透压力；2－坝体自重；3－坝体及坝基中的超静孔隙水压力；4－最高洪水位有可能形成的稳定渗透压力；5－地震荷载。

6.0.11 当采用简化毕肖普法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数K不应小于表6.0.11-1规定的数值；当采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数K不应小于表6.0.11-2规定的数值。

表6.0.11-1 坝坡抗滑稳定最小安全系数（简化毕肖普法）

坝的级别 计算条件	1	2	3	4、5
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	1.05	1.15	1.10

表6.0.11-2 坝坡抗滑稳定最小安全系数（瑞典圆弧法）

坝的级别 计算条件	1	2	3	4、5
正常运行	1.30	1.25	1.20	1.15
洪水运行	1.20	1.15	1.10	1.05
特殊运行	1.10	1.05	1.05	1.00

6.0.12 尾矿堆积坝的动力稳定性分析可采用拟静力法进行计算，对1级～3级尾矿堆积坝尚宜采用二维或三维有限元法进行动力分析。

6.0.13 当采用有限元法进行坝体静力或动力的应力应变分析时，单元划分除应考虑概化尾矿分层界面外，还应结合监测成果考虑浸润线位置，荷载中还应考虑渗透压力；选择的计算模型应与试验统计模型相对应。

6.0.14 尾矿的液化判别和评价可按现行国家标准规定的方法执行。对4级、5级尾矿堆积坝的液化分析可采用一维简化动力法计算，对1级～3级尾矿堆积坝可采用二维时程分析法计算。

7 勘察文件编制

7.0.1 勘察报告应在原始资料整理、检查和分析的基础上编制，应做到资料齐全、论证有据、评价正确、建议合理。

7.0.2 岩土工程勘察报告应根据任务要求、工程特点、地质条件和所需要评价的问题进行编制，并包括下列内容：
1 工程概况，包括尾矿堆积坝的设计参数、现状条件和运行状况等。
2 勘察技术要求、勘察工作实施的依据和技术标准。
3 勘察方法和勘察工作量。
4 场地位置、地形、地貌及区域地质概况。
5 坝址的工程地质条件，包括地层、地质构造、不良地质作用以及尾矿堆积层的层位分布、岩性特征、沉积规律等。
6 初期坝、堆积体及坝基岩土的工程性能指标等。
7 堆积坝水文条件和水文地质条件。
8 场地地震动参数。
9 堆积坝的岩土工程分析和评价。
10 堆积坝存在病患的分析和整治处理措施建议。
11 对监测项目及监测工作的建议。
12 为保障堆积坝的稳定与安全运营的管理方面的建议和措施。
7.0.3 勘察报告应附下列图表：
1 勘探点主要数据一览表。
2 图例。
3 勘探点平面布置图。
4 工程地质剖面图。
5 稳定性分析计算图表。
6 原位测试成果图表。
7 室内试验成果图表。
7.0.4 勘察报告可根据需要附下列图表：
1 区域地质图。
2 综合工程地质图。
3 工程地质柱状图。
4 与工程有关的照片。
5 各种有关的物探测试成果图表。
6 其他需要的图表。
7.0.5 勘察报告可根据需要附下列附件：
1 工程任务委托书（或含勘察技术要求的勘察合同）。
2 与工程相关的重要函电。
3 与工程相关的审查报告或审查会议纪要。
4 专门性试验、专题研究报告或监测报告。
5 其他需要的报告及资料。
7.0.6 勘察文件的文字、术语、符号、数值、计量单位、标点符号均应符合国家现行有关标准的规定。

8 监测

9 加固与治理

附录A 尾矿堆积坝岩土工程勘察任务书

附录A 尾矿堆积坝岩土工程勘察任务书

表A 尾矿堆积坝岩土工程勘察任务书

建设单位				工程名称
已建初期坝	坝型		坝体结构		坝体材料
	高度：m		顶宽：m	底宽：m	坝基埋深：m
	坝顶高程：m		坝基底面高程：m		坝坡比：上游 下游
设计堆积坝	设计最终坝高：m		设计全库容：m3		堆坝材料：
	堆坝方法：上游式/下游式/中线式		每级子坝高度： m		马道宽度：m
	子坝坡比：		堆积速率：m/a
已建堆积坝	已有堆积高度：m		子坝级数：	每级子坝高度：m	马道宽度：m
	子坝坡比：		堆积速率：m/a
排水构筑物	初期坝排渗设施：
	尾矿库排水构筑物：
随任务书 提供资料		1
		2
勘察评价要求	□1.查明堆积坝及其上游一定范围内已有堆积物的成分，颗粒组成、密实度、沉积规律； □2.查明堆积物的岩土工程特性； □3.查明坝体浸润线及变化规律； □4.分析评价现状坝高和最终坝高时的渗透稳定性和静力稳定性； □5.分析评价在地震基本烈度为 度时的现状坝高和最终坝高的稳定性，并进行液化分析； □6.分析评价堆积坝运行中的环境问题； □7.对堆积坝的运行、管理、监测提出建议，对堆积坝存在的病患提出防治建议。
委托勘察日期：年 月 日				要求提交成果日期：年 月 日
				要求提交成果份数：份

委托单位（盖章）： 设计单位（盖章）：
委托人：填任务书人：
电话： 电话：

附录B 尾矿堆积坝工程地质钻探要求

附录C 孔隙水压力计埋设方法

C.0.1 孔隙水压力计可采用钻孔法埋设，钻孔直径110mm～150mm，清水钻进。如果使用泥浆护壁钻孔，当钻孔达到最终深度时必须进行清水洗孔。

C.0.2 成孔后应先填入约20cm厚度的中砂，随之将最下面一个孔隙水压力传感器送到预定深度，再用中砂掩盖，中砂掩盖至传感器以上50cm左右，然后用黏土球封堵至上一个孔隙水压力传感器设置深度。再填入20cm厚度中砂，开始埋设上一层孔隙水压力传感器，直至把不同深度的孔隙水压力传感器全部埋设完成，剩余孔段用黏土球封孔，并做好孔隙水压力计的接头和电缆管的安装保护。
C.0.3 孔隙水压力计埋设过程中，应随时检测，发现故障时必须及时处理。