甕福磷礦穿巖洞翁章溝排土場北側(cè)邊坡的穩(wěn)定性分析

趙葉江

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州貴陽550005）

1 概述

甕福磷礦穿巖洞翁章溝排土場位于貴州省甕安縣北部銀盞鎮(zhèn)翁章溝，距離甕安縣城約11km，有鄉(xiāng)村公路、礦山公路相通，交通條件較便利。排土場于2008年開始建設(shè)并投入使用，截止2019年1月份，整個(gè)排土場已形成規(guī)模大于50×104m3的堆積體。排土場北側(cè)現(xiàn)已形成+1052～+1100m、+1100～+1130m、+1130～+1160m、+1160～+1190m、+1190～+1220m、+1220～+1250m、+1250～+1280m、+1280～+1310m 等 8 個(gè)排土臺(tái)階，其中+1280～+1310m為礦山目前主要排土區(qū)域，還未形成完整臺(tái)階，已經(jīng)形成的各臺(tái)階坡腳內(nèi)側(cè)已修筑了截（排）水溝，+1052～+1100m、+1100～+1130m兩級(jí)臺(tái)階邊坡坡面進(jìn)行了拱形骨架護(hù)坡。排土場北側(cè)邊坡全景見圖1。

圖1 穿巖洞翁章溝排土場現(xiàn)狀全景圖

為了保證項(xiàng)目生產(chǎn)的正常運(yùn)營，排土場邊坡的正常堆放及整個(gè)磷礦生產(chǎn)經(jīng)營項(xiàng)目的安全生產(chǎn)，該排土場邊坡的穩(wěn)定性不僅僅關(guān)系到排土場下方村民住宅、道路、行人、車輛的安全，更關(guān)系到的露天礦及磷礦的生產(chǎn)安全及其穩(wěn)定發(fā)展，為此對排土場邊坡的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖土體結(jié)構(gòu)、參數(shù)等的研究必不可少，為排土場邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及排土場的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供基礎(chǔ)性的技術(shù)依據(jù)。

2 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域地質(zhì)

場地大地構(gòu)造位置位于上揚(yáng)子地臺(tái)（二級(jí)單元）上揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶（三級(jí)單元）之鳳岡滑脫褶皺帶與都勻滑脫褶皺帶兩個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元的交匯部位，主體位于鳳岡滑脫褶皺帶上，具有北北東向、近南北向的構(gòu)造線特征。區(qū)域主要出露地層和主要巖性見表1。

2.2 巖土體結(jié)構(gòu)

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查測繪及鉆探揭露，場地出露地層由新到老依次為：第四系素填土（Qml）、第四系粉質(zhì)粘土（Qel+dl）、寒武系第二統(tǒng)金頂山組（∈2j）與明心寺組（∈2m）砂質(zhì)泥巖。場地巖土特征如下：

①第四系素填土（Qml）：為灰、深灰色、褐黃色等，主要由碎石土、砂土填料組成，含少量雜物，填料來源主要為東側(cè)穿巖洞露天采場，自2008年開始持續(xù)不斷堆積至今，汽車運(yùn)輸自卸、推土機(jī)配合排土回填堆積，主要分布于排土場范圍，成分以白云巖、硅質(zhì)白云巖、含磷白云巖、硅質(zhì)巖、含炭粘土巖為主，顆粒級(jí)配良好，均勻性差，主要呈稍密狀態(tài)。主要分布于排土場范圍，厚度0～260m。

②第四系粉質(zhì)粘土（Qel+dl）：稍濕，褐黃色，含少量母巖風(fēng)化殘屑、殘塊，斷面較光滑，主要呈可塑狀態(tài)。主要分布于翁章溝兩岸斜坡及谷底，厚0.3～5.0m。

表1 區(qū)域地層簡表

③寒武系第二統(tǒng)金頂山組（∈2j）與明心寺組（∈2m）：灰白色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理面見鐵質(zhì)浸染，按其風(fēng)化狀態(tài)分為強(qiáng)風(fēng)化泥巖與中風(fēng)化泥巖兩個(gè)巖質(zhì)單元。在排土場周邊大部分地段均有出露。

2.3 水文地質(zhì)條件

場區(qū)地下水主要為第四系松散層中孔隙水、基巖裂隙水。孔隙水為上層滯水存在于第四系各類松散堆積層中；基巖裂隙水存在于相對隔水層金頂山組（∈2j）、明心寺組（∈2m）砂質(zhì)泥巖中。第四系孔隙上層滯水存在于第四系各類松散堆積層中，主要接受降雨入滲和人類生產(chǎn)生活排水以及位置較高的裂隙泉水補(bǔ)給，水位埋深淺，在場地北側(cè)坡腳以泉水形式排泄。基巖裂隙水主要賦存于全、強(qiáng)風(fēng)化帶內(nèi)的各類裂隙中，主要接受降水入滲和上層孔隙水補(bǔ)給，分布較為均勻，其徑流流程不長，呈層流狀態(tài)從分水嶺向坡麓緩慢運(yùn)移，以裂隙下降泉形式排泄向溝谷。

3 穩(wěn)定性分析

3.1 計(jì)算參數(shù)的確定

本次穩(wěn)定性分析通過顆粒配級(jí)分析試驗(yàn)、重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、現(xiàn)場直剪試驗(yàn)、壓實(shí)度檢測、鉆孔注水試驗(yàn)、瑞利波速特征、剪切波測試、地微振測試等綜合分析得出排土場素填土指標(biāo)，見表2。

表2 排土場北側(cè)邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)取值建議表

3.2 邊坡的破壞模式

邊坡為填方土質(zhì)邊坡，填方底部粉質(zhì)粘土土層較薄且地形較緩，邊坡沿基地滑動(dòng)破壞失穩(wěn)的可能性小，土質(zhì)邊坡破壞模式為土體內(nèi)圓弧形滑面滑動(dòng)破壞。

3.3 圓弧滑動(dòng)條分法計(jì)算分析

根據(jù)《工程地質(zhì)手冊》第五版，圓弧滑動(dòng)條分法計(jì)算公式，選取0-0′剖面在天然工況及暴雨工況下，對排土場北側(cè)邊坡整體及坡面臺(tái)階邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性系數(shù)定量計(jì)算，計(jì)算模型及簡圖見圖2～圖4，計(jì)算結(jié)果見表3。

圖2 排土場邊坡整體穩(wěn)定性計(jì)算簡圖

4 結(jié)論與建議

（1）根據(jù)上述綜合計(jì)算分析可知，排土場北側(cè)邊坡整體在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在極端暴雨工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。排土場北側(cè)邊坡坡面臺(tái)階邊坡在天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在極端暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。未來連續(xù)極端暴雨條件下，臺(tái)階邊坡整體失穩(wěn)的可能性大。

圖3 排土場臺(tái)階邊坡穩(wěn)定性計(jì)算簡圖

圖4 排土場臺(tái)階邊坡穩(wěn)定性計(jì)算簡圖

表3 排土場邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)劃分表

（2）建議采用工程治理+增設(shè)截排水溝等措施進(jìn)一步保障排土場邊坡的穩(wěn)定性。

（3）場地周圍均有采礦活動(dòng)，礦山采礦爆破作業(yè)對排土場北側(cè)邊坡穩(wěn)定性有一定影響，建議加強(qiáng)排土場周邊采礦工程監(jiān)管并劃定禁采區(qū)，避免排土場周邊采礦工程活動(dòng)對排土場北側(cè)邊坡穩(wěn)定性的影響。

（4）建議對北側(cè)排土場增設(shè)深層位移監(jiān)測并做好地表位移的監(jiān)測工作以及地表巡排查工作，對各平臺(tái)的變形垮塌、地表開裂等情況及時(shí)上報(bào)匯同相關(guān)部門處理。