譚杰驥

（長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

1 尾礦庫工程概況

某尾礦庫于1964年設(shè)計并投產(chǎn)，采用上游法筑壩，設(shè)計總庫容為8863.0×104m3，最終標(biāo)高+100.0m，設(shè)計總壩高（主壩）為84.5m，尾礦庫等別為三等庫。目前壩體標(biāo)高接近設(shè)計最終高程+100.0m，礦業(yè)公司擬對該尾礦庫實施閉庫。結(jié)合公司實際，利用現(xiàn)有的廢石土資源針對尾礦庫閉庫工程采取壩腳壓坡和灘面覆土等措施，一方面能提升尾礦庫閉庫后的安全度，另一方面將大量廢石土進(jìn)行綜合利用，具有較好的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2 尾礦庫壩前基礎(chǔ)條件

根據(jù)工程勘察報告，尾礦庫主壩前200m擬堆筑區(qū)域表層為素填土層和粉質(zhì)粘土層，物理力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)較低，不利于主壩加固工程壓坡體的穩(wěn)定。工程地質(zhì)剖面圖顯示該兩層深度將近8m～10m，若同時清除，開挖過程中易產(chǎn)生邊坡塌方、基坑積水等不利影響，且清基單項工程十分浩大。

3 尾礦庫軟弱地基處理方案研究

為考慮對尾礦庫壩體加固基礎(chǔ)處理設(shè)計工程進(jìn)行方案優(yōu)化，減少清基工程量，分別對軟弱地基處理提出不同方案。

（1）基礎(chǔ)全換填。該方法是用物理力學(xué)性質(zhì)較好的巖土材料置換天然基礎(chǔ)中的部分或全部軟土層，并分層夯實成低壓縮性的地基持力層，有利于提高基礎(chǔ)的承載能力，同時也有利于減少基礎(chǔ)的沉降量。

（2）基礎(chǔ)碎石樁加固。碎石樁是一種換土置換，即以性能良好的碎石來替換不良的地基土。一般采用振動、沖擊或水沖等施工方式，在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠壓入孔中，形成具有密實度高和直徑大的樁體，它與粘性土構(gòu)成復(fù)合地基而共同工作。碎石樁用于改善天然地基整體穩(wěn)定計算時，可使用復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度，再采用圓弧滑動法來進(jìn)行計算。地基抗剪強(qiáng)度的復(fù)合值可由下式求得：

（3）基礎(chǔ)固化注漿。由于粉質(zhì)粘土層本身具有一定承載力，但在動水壓力作用下，或是擾動后，粉質(zhì)粘土?xí)夯?，承載力迅速喪失。采用注漿固化處理，利用水泥-水玻璃漿液凝固時間可控的特點(diǎn)，通過控制漿液的凝固時間來控制漿液的擴(kuò)散半徑，使得漿液在粉質(zhì)粘土中劈裂和擠密，形成脈狀、層狀或網(wǎng)紋狀的注漿結(jié)石體，降低加固體的孔隙率，提高密實度，灌漿孔周圍形成置換體，提高地基承載力，與粉質(zhì)粘土層共同承擔(dān)上部荷載。由于該尾礦庫區(qū)域地下水位較高，全開挖過程清基工程量大，場地處置困難；根據(jù)計算，若基礎(chǔ)處理采用碎石樁需要約12000個，工程量大，施工周期較長，且投資相對較大。因此考慮采用基礎(chǔ)固化注漿處理軟弱地基。

4 固化注漿

注漿采用滿堂注漿方式，鉆孔梅花型布置，局部注漿孔間距根據(jù)地形和地基情況進(jìn)行調(diào)整。注漿孔注漿施工采用分序施工。注漿施工工藝流程為：放線定孔→鉆孔→下管→注漿→提管→封孔→移孔→補(bǔ)孔注漿。

圖1 高壓雙液注漿工藝流程圖

根據(jù)壩體加固方案，建立加固方案后壓坡體典型剖面的穩(wěn)定分析模型，分別對其進(jìn)行正常工況和地震工況下的抗滑穩(wěn)定安全性分析。表1給出了壓坡體典型剖面的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。圖2～圖5分別為瑞典圓弧法和簡化畢肖普法的最危險滑弧。

表1 壩體加固方案典型剖面壓坡體穩(wěn)定計算結(jié)果總表

根據(jù)表1計算結(jié)果可知，在各種工況下，壓坡體的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均能夠滿足規(guī)范要求。

圖2 壓坡體正常工況最危險滑弧(瑞典圓弧法）

圖3 壓坡體地震工況最危險滑弧(瑞典圓弧法）

圖4 壓坡體正常工況最危險滑弧(簡化畢肖普法）

圖5 壓坡體地震工況最危險滑弧(簡化畢肖普法）

5 結(jié)語

在軟弱基礎(chǔ)上建設(shè)的工程，由于其基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠，往往不能滿足工程的質(zhì)量，需對軟弱基礎(chǔ)進(jìn)行處理，從而提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，減少其沉降和不均勻下降。經(jīng)過固化注漿處理，根據(jù)壩體穩(wěn)定計算，正常運(yùn)行和特殊運(yùn)行工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。