甕福磷礦穿巖洞翁章溝排土場北側邊坡的穩定性分析

趙葉江

（貴州有色地質工程勘察公司，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翁章溝，距離甕安縣城約11km，有鄉村公路、礦山公路相通，交通條件較便利。排土場于2008年開始建設并投入使用，截止2019年1月份，整個排土場已形成規模大于50×104m3的堆積體。排土場北側現已形成+1052～+1100m、+1100～+1130m、+1130～+1160m、+1160～+1190m、+1190～+1220m、+1220～+1250m、+1250～+1280m、+1280～+1310m 等 8 個排土臺階，其中+1280～+1310m為礦山目前主要排土區域，還未形成完整臺階，已經形成的各臺階坡腳內側已修筑了截（排）水溝，+1052～+1100m、+1100～+1130m兩級臺階邊坡坡面進行了拱形骨架護坡。排土場北側邊坡全景見圖1。

圖1 穿巖洞翁章溝排土場現狀全景圖

為了保證項目生產的正常運營，排土場邊坡的正常堆放及整個磷礦生產經營項目的安全生產，該排土場邊坡的穩定性不僅僅關系到排土場下方村民住宅、道路、行人、車輛的安全，更關系到的露天礦及磷礦的生產安全及其穩定發展，為此對排土場邊坡的水文地質、工程地質、巖土體結構、參數等的研究必不可少，為排土場邊坡的穩定性評價及排土場的設計和優化提供基礎性的技術依據。

2 水文地質與工程地質條件

2.1 區域地質

場地大地構造位置位于上揚子地臺（二級單元）上揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶（三級單元）之鳳岡滑脫褶皺帶與都勻滑脫褶皺帶兩個四級構造單元的交匯部位，主體位于鳳岡滑脫褶皺帶上，具有北北東向、近南北向的構造線特征。區域主要出露地層和主要巖性見表1。

2.2 巖土體結構

根據工程地質調查測繪及鉆探揭露，場地出露地層由新到老依次為：第四系素填土（Qml）、第四系粉質粘土（Qel+dl）、寒武系第二統金頂山組（∈2j）與明心寺組（∈2m）砂質泥巖。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穿巖洞露天采場，自2008年開始持續不斷堆積至今，汽車運輸自卸、推土機配合排土回填堆積，主要分布于排土場范圍，成分以白云巖、硅質白云巖、含磷白云巖、硅質巖、含炭粘土巖為主，顆粒級配良好，均勻性差，主要呈稍密狀態。主要分布于排土場范圍，厚度0～260m。

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

表1 區域地層簡表

③寒武系第二統金頂山組（∈2j）與明心寺組（∈2m）：灰白色，泥質結構，節理裂隙發育，節理面見鐵質浸染，按其風化狀態分為強風化泥巖與中風化泥巖兩個巖質單元。在排土場周邊大部分地段均有出露。

2.3 水文地質條件

場區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生活排水以及位置較高的裂隙泉水補給，水位埋深淺，在場地北側坡腳以泉水形式排泄。基巖裂隙水主要賦存于全、強風化帶內的各類裂隙中，主要接受降水入滲和上層孔隙水補給，分布較為均勻，其徑流流程不長，呈層流狀態從分水嶺向坡麓緩慢運移，以裂隙下降泉形式排泄向溝谷。

3 穩定性分析

3.1 計算參數的確定

本次穩定性分析通過顆粒配級分析試驗、重型圓錐動力觸探試驗、現場直剪試驗、壓實度檢測、鉆孔注水試驗、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，見表2。

表2 排土場北側邊坡巖土物理力學參數取值建議表

3.2 邊坡的破壞模式

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

3.3 圓弧滑動條分法計算分析

根據《工程地質手冊》第五版，圓弧滑動條分法計算公式，選取0-0′剖面在天然工況及暴雨工況下，對排土場北側邊坡整體及坡面臺階邊坡進行穩定性系數定量計算，計算模型及簡圖見圖2～圖4，計算結果見表3。

圖2 排土場邊坡整體穩定性計算簡圖

4 結論與建議

（1）根據上述綜合計算分析可知，排土場北側邊坡整體在天然工況下處于穩定狀態，在極端暴雨工況下處于基本穩定狀態。排土場北側邊坡坡面臺階邊坡在天然工況下處于基本穩定狀態，在極端暴雨工況下處于欠穩定狀態。未來連續極端暴雨條件下，臺階邊坡整體失穩的可能性大。

圖3 排土場臺階邊坡穩定性計算簡圖

圖4 排土場臺階邊坡穩定性計算簡圖

表3 排土場邊坡穩定性狀態劃分表

（2）建議采用工程治理+增設截排水溝等措施進一步保障排土場邊坡的穩定性。

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

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