APP下载

瓮福磷矿穿岩洞翁章沟排土场北侧边坡的稳定性分析

2021-04-15赵叶江

西部探矿工程 2021年4期
关键词:第四系排土场台阶

赵叶江

(贵州有色地质工程勘察公司,贵州贵阳550005)

1 概述

瓮福磷矿穿岩洞翁章沟排土场位于贵州省瓮安县北部银盏镇翁章沟,距离瓮安县城约11km,有乡村公路、矿山公路相通,交通条件较便利。排土场于2008年开始建设并投入使用,截止2019年1月份,整个排土场已形成规模大于50×104m3的堆积体。排土场北侧现已形成+1052~+1100m、+1100~+1130m、+1130~+1160m、+1160~+1190m、+1190~+1220m、+1220~+1250m、+1250~+1280m、+1280~+1310m 等 8 个排土台阶,其中+1280~+1310m为矿山目前主要排土区域,还未形成完整台阶,已经形成的各台阶坡脚内侧已修筑了截(排)水沟,+1052~+1100m、+1100~+1130m两级台阶边坡坡面进行了拱形骨架护坡。排土场北侧边坡全景见图1。

图1 穿岩洞翁章沟排土场现状全景图

为了保证项目生产的正常运营,排土场边坡的正常堆放及整个磷矿生产经营项目的安全生产,该排土场边坡的稳定性不仅仅关系到排土场下方村民住宅、道路、行人、车辆的安全,更关系到的露天矿及磷矿的生产安全及其稳定发展,为此对排土场边坡的水文地质、工程地质、岩土体结构、参数等的研究必不可少,为排土场边坡的稳定性评价及排土场的设计和优化提供基础性的技术依据。

2 水文地质与工程地质条件

2.1 区域地质

场地大地构造位置位于上扬子地台(二级单元)上扬子陆块南部被动边缘褶冲带(三级单元)之凤冈滑脱褶皱带与都匀滑脱褶皱带两个四级构造单元的交汇部位,主体位于凤冈滑脱褶皱带上,具有北北东向、近南北向的构造线特征。区域主要出露地层和主要岩性见表1。

2.2 岩土体结构

根据工程地质调查测绘及钻探揭露,场地出露地层由新到老依次为:第四系素填土(Qml)、第四系粉质粘土(Qel+dl)、寒武系第二统金顶山组(∈2j)与明心寺组(∈2m)砂质泥岩。场地岩土特征如下:

①第四系素填土(Qml):为灰、深灰色、褐黄色等,主要由碎石土、砂土填料组成,含少量杂物,填料来源主要为东侧穿岩洞露天采场,自2008年开始持续不断堆积至今,汽车运输自卸、推土机配合排土回填堆积,主要分布于排土场范围,成分以白云岩、硅质白云岩、含磷白云岩、硅质岩、含炭粘土岩为主,颗粒级配良好,均匀性差,主要呈稍密状态。主要分布于排土场范围,厚度0~260m。

②第四系粉质粘土(Qel+dl):稍湿,褐黄色,含少量母岩风化残屑、残块,断面较光滑,主要呈可塑状态。主要分布于翁章沟两岸斜坡及谷底,厚0.3~5.0m。

表1 区域地层简表

③寒武系第二统金顶山组(∈2j)与明心寺组(∈2m):灰白色,泥质结构,节理裂隙发育,节理面见铁质浸染,按其风化状态分为强风化泥岩与中风化泥岩两个岩质单元。在排土场周边大部分地段均有出露。

2.3 水文地质条件

场区地下水主要为第四系松散层中孔隙水、基岩裂隙水。孔隙水为上层滞水存在于第四系各类松散堆积层中;基岩裂隙水存在于相对隔水层金顶山组(∈2j)、明心寺组(∈2m)砂质泥岩中。第四系孔隙上层滞水存在于第四系各类松散堆积层中,主要接受降雨入渗和人类生产生活排水以及位置较高的裂隙泉水补给,水位埋深浅,在场地北侧坡脚以泉水形式排泄。基岩裂隙水主要赋存于全、强风化带内的各类裂隙中,主要接受降水入渗和上层孔隙水补给,分布较为均匀,其径流流程不长,呈层流状态从分水岭向坡麓缓慢运移,以裂隙下降泉形式排泄向沟谷。

3 稳定性分析

3.1 计算参数的确定

本次稳定性分析通过颗粒配级分析试验、重型圆锥动力触探试验、现场直剪试验、压实度检测、钻孔注水试验、瑞利波速特征、剪切波测试、地微振测试等综合分析得出排土场素填土指标,见表2。

表2 排土场北侧边坡岩土物理力学参数取值建议表

3.2 边坡的破坏模式

边坡为填方土质边坡,填方底部粉质粘土土层较薄且地形较缓,边坡沿基地滑动破坏失稳的可能性小,土质边坡破坏模式为土体内圆弧形滑面滑动破坏。

3.3 圆弧滑动条分法计算分析

根据《工程地质手册》第五版,圆弧滑动条分法计算公式,选取0-0′剖面在天然工况及暴雨工况下,对排土场北侧边坡整体及坡面台阶边坡进行稳定性系数定量计算,计算模型及简图见图2~图4,计算结果见表3。

图2 排土场边坡整体稳定性计算简图

4 结论与建议

(1)根据上述综合计算分析可知,排土场北侧边坡整体在天然工况下处于稳定状态,在极端暴雨工况下处于基本稳定状态。排土场北侧边坡坡面台阶边坡在天然工况下处于基本稳定状态,在极端暴雨工况下处于欠稳定状态。未来连续极端暴雨条件下,台阶边坡整体失稳的可能性大。

图3 排土场台阶边坡稳定性计算简图

图4 排土场台阶边坡稳定性计算简图

表3 排土场边坡稳定性状态划分表

(2)建议采用工程治理+增设截排水沟等措施进一步保障排土场边坡的稳定性。

(3)场地周围均有采矿活动,矿山采矿爆破作业对排土场北侧边坡稳定性有一定影响,建议加强排土场周边采矿工程监管并划定禁采区,避免排土场周边采矿工程活动对排土场北侧边坡稳定性的影响。

(4)建议对北侧排土场增设深层位移监测并做好地表位移的监测工作以及地表巡排查工作,对各平台的变形垮塌、地表开裂等情况及时上报汇同相关部门处理。

猜你喜欢

第四系排土场台阶
第四系胶结砂层水文地质钻进技术研究初探
石宝铁矿排土场稳定性研究
排土场的安全防护对策措施与事故分析
露天矿排土场边坡稳定性分析及评价机制
江苏丹阳地区第四系物性特征研究
革故鼎新 尘毒治理上台阶
走在除法的台阶上
河北平原区第四系(200m以浅)岩土体综合热导率特征综述
北疆第四系覆盖层上明渠结构优化研究
台阶