蒙自礦冶有限責(zé)任公司白牛廠銀礦白羊礦段采礦工程8#排土場(chǎng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

秦龍華

（云南省有色地質(zhì)局三〇六隊(duì)，云南 昆明 650217）

蒙自礦冶有限責(zé)任公司白牛廠銀礦白羊礦段采礦工程8#排土場(chǎng)為山坡類型排土場(chǎng)，平面形態(tài)呈扇形，單臺(tái)堆放，坡面坡度38°～43°，坡面長度為50m～100m，總堆填渣量約48萬m3，該排土場(chǎng)已服務(wù)礦山17年，服務(wù)周期已滿。因此，對(duì)蒙自礦冶有限責(zé)任公司白牛廠銀礦白羊礦段采礦工程8#排土場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析非常必要。

1 排土場(chǎng)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

該區(qū)位于云貴高原，滇東喀斯特高原-滇東南巖溶山原亞區(qū)西部，區(qū)內(nèi)河谷侵蝕地貌發(fā)育，山坡陡峻，屬構(gòu)造溶蝕侵蝕高中山地貌，總體地勢(shì)南高北低。區(qū)域內(nèi)未見打的斷裂構(gòu)造，巖石組合主要為板巖、泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r等，屬于穩(wěn)固性較好的巖石。

該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫15.3℃，氣溫最高是5-7月，最高氣溫30.6℃（2014年5月），最低是12月至次年的2月，最低氣溫-5.4℃（2016年1月）。每年降雨量多集中在雨季的6-9月，占全年降雨量的66%～83%。年降雨量832.5mm～1362.6mm，平均降雨量1196.6mm，年蒸發(fā)量1103.5mm，日最大降雨量達(dá)75.8mm（2016年8月19日）。冬季偶有降雪。風(fēng)向以西南風(fēng)為主，平均風(fēng)速3.4m/s，風(fēng)力最大達(dá)7級(jí)，風(fēng)速12.5m/s～16.6m/s。

2 排土場(chǎng)地基分析

該排土場(chǎng)區(qū)域內(nèi)巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育一般，巖石塊度多在1cm-7cm之間，基巖頂板與第四系接觸部位有明顯的風(fēng)化層存在，其節(jié)理、裂隙較發(fā)育，并以風(fēng)化成因?yàn)橹?。近地表處發(fā)育強(qiáng)烈，巖石易破裂，局部風(fēng)化成泥土狀。據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)資料，中風(fēng)化板巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rw=16.9Mpa，該巖層為較軟巖，中風(fēng)化灰?guī)r飽和單軸抗壓強(qiáng)度Rw=27.4Mpa，該巖層屬較硬巖。

根據(jù)排土場(chǎng)場(chǎng)地巖土名稱、性狀及物理性質(zhì)等及相關(guān)規(guī)范，判定場(chǎng)地土屬場(chǎng)地中硬土；該建筑場(chǎng)地類別判定為Ⅱ類；建筑抗震不利地段；場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度。

該排土場(chǎng)所在場(chǎng)區(qū)地形起伏不大，場(chǎng)區(qū)及其周邊地勢(shì)較平緩，地層結(jié)構(gòu)較不復(fù)雜，地貌類型單一，分布聯(lián)系，又無大面積的地表水體，無明顯不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地穩(wěn)定性良好。

3 影響排土場(chǎng)穩(wěn)定的因素

（1）地形條件：原始地形屬陡坡地形，對(duì)排土場(chǎng)穩(wěn)定性不利。

（2）地層結(jié)構(gòu)：場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜。土層主要由第四系（Q4ml）廢石填料層，第四系殘坡積（Q4el+dl）粘土層，寒武系中統(tǒng)大丫口組（?2d）板巖、灰?guī)r組成。

總體而言，粘土層，受水浸擾后抗剪強(qiáng)度降低，會(huì)形成不利結(jié)構(gòu)面，廢石填料層較厚，中間夾有填土層，填土遇水后抗剪強(qiáng)度降低，會(huì)形成不利結(jié)構(gòu)面。

（3）水文條件：大氣降水易在地層界面富集，而地層界面同時(shí)又是邊坡穩(wěn)定性的控制面，因此應(yīng)注意大氣降水下滲的影響，還應(yīng)注意地表水對(duì)堆場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的影響。通過驗(yàn)算表明，在降雨工況下，排土場(chǎng)穩(wěn)定性將降低。

4 排土場(chǎng)穩(wěn)定性分析

4.1 典型剖面選取

在本次試驗(yàn)中，選取蒙自礦冶有限責(zé)任公司白牛廠銀礦白羊礦段采礦工程8#排土場(chǎng)中的最危險(xiǎn)區(qū)域的3個(gè)典型剖面為研究對(duì)象來分析其穩(wěn)定性，并進(jìn)一步分析排土場(chǎng)的整體穩(wěn)定性。這些剖面所在排土場(chǎng)平面圖中的位置見圖1。

圖1 排土場(chǎng)典型剖面分布

其中，（a）剖面A-A′、（b）B-B′和（c）C-C′的剖面圖形如圖2所示。

圖2 排土場(chǎng)典型剖面

4.2 巖土物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)該排土場(chǎng)的地質(zhì)勘查資料及其排土場(chǎng)巖土工程勘察報(bào)告，在對(duì)排土場(chǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行分析時(shí)選取的計(jì)算參數(shù)如下表1所示。

表1 巖土參數(shù)

4.3 破壞類型分析

根據(jù)排土場(chǎng)的巖土工程、水文地質(zhì)條件及其地基分析，得出排土場(chǎng)可能發(fā)生的破壞來下為邊坡內(nèi)部滑動(dòng)和沿地基接觸面滑坡。當(dāng)排土場(chǎng)邊坡高度超過其所堆放的穩(wěn)定極限高度時(shí)，內(nèi)部渣土在自身荷載作用下，一般產(chǎn)生邊坡內(nèi)部圓弧型滑動(dòng)，當(dāng)?shù)鼗盍显w與地基接觸面之間的摩擦強(qiáng)度小于渣體內(nèi)部的抗剪強(qiáng)度時(shí)，排土場(chǎng)一般易產(chǎn)生沿地基接觸面圓弧滑動(dòng)。

4.4 穩(wěn)定性計(jì)算方法

排土場(chǎng)平臺(tái)邊坡穩(wěn)定性按圓弧瑞典條分法進(jìn)行計(jì)算，采用理正巖土計(jì)算6.5PB4版中的自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面（圓弧滑動(dòng)法）進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

5 計(jì)算結(jié)果分析及安全措施

根據(jù)圓弧法瑞典條分法，計(jì)算出來的穩(wěn)定性系數(shù)易取1.15～1.20。小于這個(gè)系數(shù)的剖面為可能發(fā)生破壞的坡面，B-B′剖面為潛在的不安全區(qū)域的剖面，發(fā)生邊坡淺層滑坡的概率比較大。而根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，邊坡在考慮水的影響時(shí)處于臨界狀態(tài)，但考慮地震的影響時(shí)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，符合排土場(chǎng)實(shí)際情況。

排土場(chǎng)破壞的主要影響因素是基底的軟弱巖土層、坡面截排水、堆放臺(tái)階高度等，在進(jìn)行關(guān)閉排土場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮采用增大放坡率（削坡）、減小臺(tái)階高度（分多級(jí)臺(tái)階設(shè)置）、做好坡面維護(hù)及截排水相關(guān)工作等措施，以此確保排土場(chǎng)的整體穩(wěn)定性。