丹梯石灰岩矿排土场边坡稳定性评价

李付兵　丁惠琼　赵世康　云南省有色地质局三一七队

摘要：通过边坡结构要素、边坡变形和破坏以及完整性、已有支挡和防护措施的分析，结合排土场边坡稳定性计算成果，对排土场边坡稳定性综合评价，在自重、自重+暴雨、自重+地震工况下，总体处于稳定状态。

关键词：丹梯；排土场；变形；边坡；稳定性

丹梯石灰岩矿矿区北东侧有一处排土场，该排土场位于沟谷中利用冲沟填埋，排土场沿沟谷长约350m，宽约250m，面23积约8.8万m；堆高约40m，堆置容量约160万m。在基于野外调查的基础上，借助前人资料数值对丹梯石灰岩矿排土场进行自重、自重+暴雨、自重+地震三种工况进行稳定性验算，并结合排土场现状及治理工程效果做出初步的定性评价。1.排土场稳定系数设计标准。

丹梯石灰岩矿排土场现状堆高80m，总堆置容量157万m3，确定排土场边坡稳定性安全系数为1.20。2.排土场各材料物理参数取值。根据相关工程经验分析、试算后，确定各种材料的物理力学参数，见表1。3.排土场稳定性计算。本次排土场稳定性计算采用“边坡综合分析软件”建模分自重、自重＋暴雨、自重＋地震三种工况选取单级平台边坡，选取综合边坡最有可能滑动的滑动面，计算其稳定系数。自重工况：在该工况下，排土场处于自然静力状态，其稳定性主要受上覆岩土自重的影响。软件采用简化Bishop极限平衡法搜索、计算排土场在自然状态下的最危险滑动面及其稳定系数。自重+暴雨工况：在该工况下，降雨会使堆渣和碎石土的粘聚力和内摩擦角降低，容重增大，同时增加水的作用力。孔隙水压力主要考虑静水压力，暴雨期间取三分之二孔隙水柱高[3]。软件采用简化Bishop极限平衡法，搜索、计算排土场在自重+暴雨状态下的最危险滑动面及其稳定系数。自重+地震工况：在该工况下，地震作用力会使排土场稳定性降低。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，地震作用综合系数取0.25，地震作用重要性系数取1.00，水平向地震系数取0.1。软件采用简化Bishop极限平衡法搜索、计算排土场在自然+地震状态下的最危险滑动面及其稳定系数。一、边坡工程概况

1.边坡现状概况。

丹梯石灰岩矿排土场，该排土场共分1995m、2010m、2025m、2035m、2045m、2065m等六个平台分层碾压堆放；平台高度10-15m；经计算现堆填量已达157万m3，堆填阶段坡度角9-39°，最终边坡角24°。2.边坡支护工程概况。

边坡下部主沟谷及次沟谷各有1道桩墙结合坝，有效的提高了堆填体的抗滑力。目前已运行5年有余，未发现开裂、倾[1]覆等情况，运行良好。其余单级边坡坡面未设置相应支护措施。二、要素分析

1.边坡结构要素及坡率分析。

排土场共分6个台阶分层碾压堆放，排土场累计垂直高度80m，最终边坡角24°。排土场宽度5-173m，坡度1-2%，单级排土边坡高度均10-15m，综合边坡坡比1:2.24（约24°），但局部分级边坡（第②层、第⑤层）坡比大于1:1.5，存在局部分级边坡小范围滑动的可能性。2.边坡截排水条件分析。

排土场除外围有场外截水沟，堆体下部设置有透水暗涵及透水盲沟，大气降水除部分下渗外，大部分沿低洼处排泄直接冲刷单级边坡坡面，导致坡面填土饱和，抗剪强度较低，容易引发滑坡及坡面泥石流的发生。3.边坡变形、破坏以及完整性分析。现状未见开裂、滑动迹象，边坡较为完整。2035m、2045m平台距离边坡边缘2-6m处分布有2-4条与边坡平行的裂缝，裂缝宽3-10cm。开裂原因主要为2035m、2045m两级平台边坡坡度角局部大于自然安息角，且堆填时间较短（1-2年）压实度不够，导致单级边坡在距离平台2-6m发生圆弧形滑动[2]。但该两层边坡距离下部边坡距离较远（5-173m），发生小范围滑坡也不会越过下部平台造成危害。4.已有支挡、防护措施分析。排土场已有支挡、防护措施，主要是在排土场下部主沟谷及次沟谷各有1道桩墙结合坝，该桩墙结合坝较大的提高了堆渣体边坡整体稳定性，有效降低了堆渣体发生深层滑坡的机率。主沟谷增设的柔性拦石墙与桩墙结合坝距离约为60m，最大程度的防止了可能出现的堆渣体越顶滑坡或滚石对主沟谷下游区域的威胁，确保了下游村庄安全。四、边坡稳定性综合分析

通过边坡结构要素、边坡变形和破坏以及完整性、已有支挡和防护措施的分析，结合排土场边坡稳定性计算成果，对排土场边坡稳定性综合评价如下：（1）单级阶段边坡，在自重工况、自重+地震工况下，总体处于稳定状态；在自重+暴雨工况下，局部（2025-2010m、阶段2010-1995m阶段、1995m到抗滑桩顶阶段）处于基本稳定-欠稳定状态，存在变形、破坏的隐患。（2）综合边坡，在自重、自重+暴雨、自重+地震工况下，总体处于稳定状态。参考文献：[1]何兴江.地下采矿与地质环境互馈机理及矿山地质环境治理研究[D].成都理工大学,2008.[2]工程地质手册(第四版)[M]，中国建筑工业出版社,2007.[3]大理恒泰安全科技有限公司.云南三江水泥有限公司云龙县丹梯石灰岩矿排土场安全预评价报告[R].2012.三、边坡稳定性评价

表1　排土场岩土层物理参数取值表

地层编号

1234

地层名称堆渣含砾粉质粘土全风化花岗岩中风化石灰岩

重度

天然γ（kN/m3）水下γ（kN/m3）

23222226

24232326

粘聚力

天然C（kPa）

830301000

水下c（kPa）

627.528*

内摩擦角度

天然φ（°）

30272550

水下φ（°）

2626.524.6*

36城市周刊CHENGSHIZHOUKAN 2019/39