蒙自矿冶有限责任公司白牛厂银矿白羊矿段采矿工程8#排土场稳定性评价

秦龙华

（云南省有色地质局三〇六队，云南 昆明 650217）

蒙自矿冶有限责任公司白牛厂银矿白羊矿段采矿工程8#排土场为山坡类型排土场，平面形态呈扇形，单台堆放，坡面坡度38°～43°，坡面长度为50m～100m，总堆填渣量约48万m3，该排土场已服务矿山17年，服务周期已满。因此，对蒙自矿冶有限责任公司白牛厂银矿白羊矿段采矿工程8#排土场进行稳定性分析非常必要。

1 排土场工程地质与水文地质

该区位于云贵高原，滇东喀斯特高原-滇东南岩溶山原亚区西部，区内河谷侵蚀地貌发育，山坡陡峻，属构造溶蚀侵蚀高中山地貌，总体地势南高北低。区域内未见打的断裂构造，岩石组合主要为板岩、泥质砂岩、灰岩等，属于稳固性较好的岩石。

该区属于亚热带季风气候，年平均气温15.3℃，气温最高是5-7月，最高气温30.6℃（2014年5月），最低是12月至次年的2月，最低气温-5.4℃（2016年1月）。每年降雨量多集中在雨季的6-9月，占全年降雨量的66%～83%。年降雨量832.5mm～1362.6mm，平均降雨量1196.6mm，年蒸发量1103.5mm，日最大降雨量达75.8mm（2016年8月19日）。冬季偶有降雪。风向以西南风为主，平均风速3.4m/s，风力最大达7级，风速12.5m/s～16.6m/s。

2 排土场地基分析

该排土场区域内岩石节理、裂隙发育一般，岩石块度多在1cm-7cm之间，基岩顶板与第四系接触部位有明显的风化层存在，其节理、裂隙较发育，并以风化成因为主。近地表处发育强烈，岩石易破裂，局部风化成泥土状。据强度试验资料，中风化板岩饱和单轴抗压强度Rw=16.9Mpa，该岩层为较软岩，中风化灰岩饱和单轴抗压强度Rw=27.4Mpa，该岩层属较硬岩。

根据排土场场地岩土名称、性状及物理性质等及相关规范，判定场地土属场地中硬土；该建筑场地类别判定为Ⅱ类；建筑抗震不利地段；场地抗震设防烈度为7度。

该排土场所在场区地形起伏不大，场区及其周边地势较平缓，地层结构较不复杂，地貌类型单一，分布联系，又无大面积的地表水体，无明显不良地质现象，场地稳定性良好。

3 影响排土场稳定的因素

（1）地形条件：原始地形属陡坡地形，对排土场稳定性不利。

（2）地层结构：场地地层结构中等复杂。土层主要由第四系（Q4ml）废石填料层，第四系残坡积（Q4el+dl）粘土层，寒武系中统大丫口组（Є2d）板岩、灰岩组成。

总体而言，粘土层，受水浸扰后抗剪强度降低，会形成不利结构面，废石填料层较厚，中间夹有填土层，填土遇水后抗剪强度降低，会形成不利结构面。

（3）水文条件：大气降水易在地层界面富集，而地层界面同时又是边坡稳定性的控制面，因此应注意大气降水下渗的影响，还应注意地表水对堆场边坡稳定性的影响。通过验算表明，在降雨工况下，排土场稳定性将降低。

4 排土场稳定性分析

4.1 典型剖面选取

在本次试验中，选取蒙自矿冶有限责任公司白牛厂银矿白羊矿段采矿工程8#排土场中的最危险区域的3个典型剖面为研究对象来分析其稳定性，并进一步分析排土场的整体稳定性。这些剖面所在排土场平面图中的位置见图1。

图1 排土场典型剖面分布

其中，（a）剖面A-A′、（b）B-B′和（c）C-C′的剖面图形如图2所示。

图2 排土场典型剖面

4.2 岩土物理力学参数

根据该排土场的地质勘查资料及其排土场岩土工程勘察报告，在对排土场稳定性进行分析时选取的计算参数如下表1所示。

表1 岩土参数

4.3 破坏类型分析

根据排土场的岩土工程、水文地质条件及其地基分析，得出排土场可能发生的破坏来下为边坡内部滑动和沿地基接触面滑坡。当排土场边坡高度超过其所堆放的稳定极限高度时，内部渣土在自身荷载作用下，一般产生边坡内部圆弧型滑动，当地基填料渣体与地基接触面之间的摩擦强度小于渣体内部的抗剪强度时，排土场一般易产生沿地基接触面圆弧滑动。

4.4 稳定性计算方法

排土场平台边坡稳定性按圆弧瑞典条分法进行计算，采用理正岩土计算6.5PB4版中的自动搜索最危险滑裂面（圆弧滑动法）进行计算，计算结果见表2。

表2 稳定性计算结果

5 计算结果分析及安全措施

根据圆弧法瑞典条分法，计算出来的稳定性系数易取1.15～1.20。小于这个系数的剖面为可能发生破坏的坡面，B-B′剖面为潜在的不安全区域的剖面，发生边坡浅层滑坡的概率比较大。而根据计算结果可知，边坡在考虑水的影响时处于临界状态，但考虑地震的影响时处于欠稳定状态，符合排土场实际情况。

排土场破坏的主要影响因素是基底的软弱岩土层、坡面截排水、堆放台阶高度等，在进行关闭排土场设计时，可考虑采用增大放坡率（削坡）、减小台阶高度（分多级台阶设置）、做好坡面维护及截排水相关工作等措施，以此确保排土场的整体稳定性。