某棄碴場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析

程高軍

（中蘭鐵路客運(yùn)專(zhuān)線有限公司，甘肅 蘭州73000）

1 棄碴場(chǎng)邊坡概況

本項(xiàng)目位于新建鐵路蘭州至中川機(jī)場(chǎng)線南坡坪隧道出口處，棄碴場(chǎng)共棄碴41.2 萬(wàn)m3，其中斜井工區(qū)、出口棄碴與白家鋪一號(hào)隧道、白家鋪二號(hào)隧道合棄于拐子灣，拐子灣碴場(chǎng)占荒地94.6 畝。棄碴場(chǎng)右側(cè)邊坡坡高約17.0m，局部未分級(jí)堆填，坡面較陡，坡角約40°。坡面受降雨水流沖蝕作用強(qiáng)烈，沖溝深切于坡面。棄碴場(chǎng)正面邊坡分兩級(jí)堆填，中間平臺(tái)范圍大。棄碴堆填體較松散，雨水容易下滲，棄碴場(chǎng)范圍內(nèi)未見(jiàn)截排水措施，坡頂及坡面受降雨水流沖蝕作用強(qiáng)烈，坡面形成深切沖溝。坡頂分布有裂縫，雨水易滲入其中，進(jìn)入棄碴場(chǎng)堆填體內(nèi)部，影響棄碴場(chǎng)邊坡安全。結(jié)合人工及現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)遙測(cè)，得到了棄碴場(chǎng)的測(cè)繪地形圖，如圖1 所示，并選取典型斷面，對(duì)棄碴場(chǎng)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，棄碴場(chǎng)邊坡如圖2 所示。

圖1 棄碴場(chǎng)測(cè)繪平面圖

圖2 棄碴場(chǎng)邊坡

2 原始狀態(tài)邊坡穩(wěn)定性分析

棄碴場(chǎng)位于物流園上部臺(tái)階，邊坡高度大于10m，發(fā)生失穩(wěn)影響后果嚴(yán)重，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50335-2013），其安全等級(jí)屬于二級(jí)邊坡。選取典型斷面，采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)整體及局部分別進(jìn)行穩(wěn)定性分析，綜合考慮自然工況、降雨工況及地震工況條件進(jìn)行穩(wěn)定性分析，如圖3～8 所示。

圖3 自然-部分（安全系數(shù)1.272）

圖4 自然-整體 （安全系數(shù)1.294）

圖5 降雨-部分（安全系數(shù)0.935）

圖6 降雨-整體 （安全系數(shù)1.004）

圖7 地震-部分（安全系數(shù)0.839）

圖8 地震-整體 （安全系數(shù)1.093）

3 加固后邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)邊坡整治設(shè)計(jì)資料，采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)治理后的南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，綜合考慮自然工況、降雨工況及地震工況條件進(jìn)行穩(wěn)定性分析，如圖9～14 所示。

圖9 自然-部分（安全系數(shù)1.340）

圖10 自然-整體 （安全系數(shù)1.458）

圖11 降雨-部分（安全系數(shù)1.303）

圖12 降雨-整體 （安全系數(shù)1.406）

圖13 地震--部分（安全系數(shù)1.181）

圖14 地震-整體 （安全系數(shù)1.401）

4 加固前后邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

該棄碴場(chǎng)邊坡主要為土質(zhì)、類(lèi)土質(zhì)邊坡，人類(lèi)工程活動(dòng)較少，棄碴場(chǎng)邊坡?lián)p壞后不會(huì)危及人的生命，不會(huì)產(chǎn)生很大的社會(huì)影響，但有可能造成經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù) 《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013 相關(guān)規(guī)定，確定該棄碴場(chǎng)邊坡安全等級(jí)為Ⅱ級(jí)，表1 及表2 為整改前后不同工況下南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)比。

表1 自然條件下南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)

表2 整治條件下南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)

5 結(jié)論與建議

1）經(jīng)過(guò)對(duì)南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，選擇典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析，在自然條件下，該棄碴場(chǎng)整體穩(wěn)定性滿足要求，但在降雨條件下及地震條件下穩(wěn)定性不滿足要求；根據(jù)棄碴場(chǎng)整治設(shè)計(jì)方案對(duì)加固后的邊坡重新進(jìn)行穩(wěn)定性分析，發(fā)現(xiàn)在自然條件、降雨條件及地震條件下該棄碴場(chǎng)均能滿足穩(wěn)定性要求。

2）棄碴場(chǎng)位于物流園上部臺(tái)階，邊坡高度大于10m，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，其安全系數(shù)已接近極限狀態(tài)，在降雨及地震荷載作用下極易發(fā)生失穩(wěn)。建議立即對(duì)該棄碴場(chǎng)邊坡按照整治加固方案進(jìn)行卸載處理，設(shè)置臺(tái)階，放緩坡角，增加其穩(wěn)定性。

3）經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，南坡坪隧道出口棄碴場(chǎng)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)防排水系統(tǒng)，在坡頂、臺(tái)階宜設(shè)置截水溝，結(jié)合吊溝、急流槽、側(cè)溝等在整個(gè)棄碴場(chǎng)形成完善的排水系統(tǒng)，為保證邊坡穩(wěn)定和防止雨水沖刷，坡面宜設(shè)置框格或骨架滑坡，結(jié)合引排水設(shè)施，收集和整理坡體降雨，防止邊坡進(jìn)一步?jīng)_刷破壞。

4）該棄碴場(chǎng)坡腳即為一正在營(yíng)業(yè)的物流園，其安全等級(jí)為二級(jí)，若發(fā)生失穩(wěn)危害較大，建議設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，增加棄碴場(chǎng)邊坡安全儲(chǔ)備，棄碴場(chǎng)表面植被尚未形成，降雨容易發(fā)生沖蝕及造成水土流失，建議及時(shí)以種草、植樹(shù)等方式恢復(fù)植被。