張海洋

（遼寧有色勘察研究院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110013）

1 工程概況

該上游尾礦庫現(xiàn)狀壩頂標(biāo)高為885.0m，壩底標(biāo)高810.0m，總壩高約為75m，為Ⅲ等尾礦庫。根據(jù)設(shè)計資料該尾礦庫初期壩壩頂標(biāo)高為826.0m，壩底標(biāo)高為810.0m，初期壩最大壩高為16.0m，壩頂寬度為5.0m，最大壩長為74.0m，初期壩上游坡坡比為1：2.0，下游坡坡比為1：1.7，初期壩壩型為透水堆石壩。該尾礦庫壩體經(jīng)過壓坡處理。堆積壩外坡比約為1：3.3，坡面有植被覆蓋，且部分壩體坡面修筑截水溝。該尾礦庫位于溝谷上游，由于接近尾礦庫使用最大庫容，擬在尾礦庫下游新建尾礦庫以滿足礦山生產(chǎn)需要。下游尾礦庫在今后生產(chǎn)使用中洪水期澄清水面標(biāo)高將達到840m，可以看出，洪水位達到840m后對尾礦庫的穩(wěn)定性是有利的，起到反壓作用，但在洪水期泄洪后將對上游尾礦庫將產(chǎn)生一定安全影響。因此本篇論文將對此問題進行定量分析。

2 計算原理

畢肖普法是一種改進的條分法，該法假定條塊間有水平力的存在，但條塊間不存在剪應(yīng)力。整個邊坡的安全系數(shù)為：

式中：i-第i條塊；αi-條塊地面中點切線與水平線夾角；Ui-條塊地面中點處孔隙水壓力；Wi-條塊重量；Qi-作用在條塊重心處的水平向地震慣性力；li-條塊底部長度；ci和fi-條塊地面中點處的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦系數(shù)。在不考慮地震影響時，公式中的Qi取為零。

3 參數(shù)選取

本次計算均采用勘察過程中實測數(shù)據(jù)進行計算，具體參數(shù)如表1所示。

表1 勘察參數(shù)選取

4 穩(wěn)定性計算

4.1 洪水水位穩(wěn)定性計算

在不考慮其他條件的情況下，洪水期尾礦庫水位達到840，分析可知該種情況下對尾礦庫的穩(wěn)定性是有利的，下游水位起到反壓作用，計算結(jié)果如圖1所示。

計算結(jié)果顯示在洪水水位，壩前水起反壓作用，該尾礦庫的穩(wěn)定性較好。

圖1 壩體畢肖普法穩(wěn)定性計算結(jié)果（穩(wěn)定性系數(shù)為1.587）

4.2 泄洪時穩(wěn)定性計算

由于尾礦庫泄洪后，壩前水體排出，壩體內(nèi)滲流將對壩體穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。此條件下為該尾礦穩(wěn)定性較差條件，規(guī)范中未列出該計算條件，但應(yīng)重點考慮，該條件下尾礦庫穩(wěn)定性計算結(jié)果如圖2所示。

圖2 壩體畢肖普法穩(wěn)定性計算結(jié)果（穩(wěn)定性系數(shù)為1.246）

可以看出該尾礦庫在該條件下計算穩(wěn)定性系數(shù)較洪水位條件下穩(wěn)定性系數(shù)減少較多，瑞畢肖普法減少0.341，且接近于極限狀態(tài)，滑移位置發(fā)生改變由原計算滑弧較深變?yōu)闇\層滑弧。

4.3 反壓后穩(wěn)定性計算

由上文計算可知該尾礦庫在泄洪后穩(wěn)定性處于極限狀態(tài)，因此建議采用反壓處理，反壓處理后，在泄洪條件下穩(wěn)定性計算結(jié)果如圖3所示。

圖3 壩體畢肖普法穩(wěn)定性計算結(jié)果（穩(wěn)定性系數(shù)為1.354）

由計算結(jié)果顯示經(jīng)過反壓處理后穩(wěn)定性系數(shù)達到安全要求。

5 結(jié)論

通過對該尾礦庫穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果顯示由于下游尾礦庫洪水期水位升高，在水位升高時對尾礦庫的穩(wěn)定性有利，但泄洪時對尾礦庫的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。此條件較為特殊，相關(guān)規(guī)范并無要求，但在工程分析中應(yīng)該給予考慮。