某垃圾填埋场坝体稳定性评估

2019-09-18高振兴

杨凌职业技术学院学报 2019年3期

高振兴, 田园

(杨凌职业技术学院, 陕西杨凌 712100)

1 工程概况

某生活垃圾填埋场位于县城北部4km城关镇龙垭村三组赵家沟内，总库容75万m3，设计平均处理规模为85 t/d，规划年限为2011～2025年，采用分期建设。其中，一期工程设计库容15万m3，设计使用年限3年。填埋场总库容建设规模为Ⅳ类，处理能力为Ⅳ级，设计防洪标准为20年一遇设计，50年一遇校核。现状下游拦挡坝底高程388.46 m，坝顶高程404.00 m，坝高15.66 m，坝体顶部长70.45 m，坝顶宽度5.0 m。

经过多年运行，目前该填埋场一期工程已经基本填满，亟需进行二期建设及配套。

2 坝体现状

下游拦挡坝坝顶高程、坝高、坝顶宽度与设计相符。现场调查未发现滑坡、崩塌等不良地质现象。两侧山坡及沟脑未见较大规模的碎石土堆积，沟内植被发育，沟道平缓，发生泥石流地质灾害的可能性低。在自然条件未遭受破坏的情况下，两侧山坡总体稳定。

现场踏勘发现：

(1)原设计垃圾坝一期工程已经填满，急需建设二期库区防渗；

(2)受投资限制，原设计中场覆盖措施未得到有效实施，致使雨水与渗滤液混为一起，致使坝内滤液产生量达200 m3/d，滤液产生量远高于原设计的50 m3/d，现状滤液处理设备能力严重不足；

(3)现状坝体沉降较为明显；外坡坡比，上段1∶2.0，下段1∶1.28，陡于设计，形成上缓下陡的现状，不利于坝体稳定；

(4)滤液出现翻坝溢流现象，严重影响坝体结构安全稳定；

(5)初级坝左岸坝肩位置截洪沟局部坍塌，左坝肩需要进行加固处理；

(6)进厂道路原布设位置现在已经填满垃圾，进厂道路需要进行改造；

(7)坝体缺乏必要的监测设备。

综上所述，现状坝体外坡坡比不满足设计要求，坝体压实度不够、滤液液面上升造成坝体浸润线上升、截洪沟和左坝肩局部坍塌，这些都会不同程度影响坝体安全稳定性，严重时可能会造成溃坝，影响下游安全，并造成污染，希望企业部门能够给予重视，及时处理这些问题，确保坝体安全。

3 坝体稳定性评估

3.1 计算模型和计算方法

3.1.1 计算模型计算工况：依据规范[1]为正常运行工况及洪水运行工况，目前滤液出现翻坝溢流现象，超出了洪水运行工况的条件，为更不利情况，所以采用目前的实际情况进行计算。

根据规范[2]，本工程所在区域抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05 g。根据规范[3]，6度时，尾矿坝可不进行抗震验算，但应满足规定的抗震构造和工程措施要求。所以计算不考虑地震工况。

垃圾坝稳定分析选取最大高度位置剖面进行计算；垃圾坝剖面概化模型采用实测最大剖面进行边坡抗滑稳定计算。

3.1.2 计算方法按照规范[1]规定，采用瑞典圆弧(条分)法进行边坡的稳定计算。

3.2 计算参数的选取

各土层的力学参数和浸润线数据均来源于×××勘测工程公司实测资料。力学参数如表1所示。

表1 各土层力学参数

3.3 边坡坡稳定计算

设计采用北京理正软件设计研究院设计的边坡稳定分析程序，按照现状边坡，进行坝坡的稳定性验算。

计算公式如下所示：

式中：W为条块重(kN)，W=W1+W2；W1为在坝坡外水位以上的条块湿重(kN)；W2为在坝坡外水位以下的条块浮重(kN)；Q、V分别为水平和垂直地震惯性力(kN)(向上为负、向下为正)；u为作用于土条底面的孔隙压力(kPa)；b为土条宽度(m)；α为条块重力线与通过此条块底面重点的半径之间的夹角(度)；cu、φu为土条底面的强度指标(kPa)、(度)；Mc为水平地震惯性力对圆心的力矩(kN.m)；R为圆弧半径(m)。

利用理正软件，导入相应数据，通过分析计算得到现状边坡最小安全系数为0.96，垃圾坝下游边坡最不利滑弧如图1所示。