某棄碴場邊坡穩(wěn)定性計算分析

程高軍

（中蘭鐵路客運專線有限公司，甘肅 蘭州73000）

1 棄碴場邊坡概況

本項目位于新建鐵路蘭州至中川機場線南坡坪隧道出口處，棄碴場共棄碴41.2 萬m3，其中斜井工區(qū)、出口棄碴與白家鋪一號隧道、白家鋪二號隧道合棄于拐子灣，拐子灣碴場占荒地94.6 畝。棄碴場右側邊坡坡高約17.0m，局部未分級堆填，坡面較陡，坡角約40°。坡面受降雨水流沖蝕作用強烈，沖溝深切于坡面。棄碴場正面邊坡分兩級堆填，中間平臺范圍大。棄碴堆填體較松散，雨水容易下滲，棄碴場范圍內(nèi)未見截排水措施，坡頂及坡面受降雨水流沖蝕作用強烈，坡面形成深切沖溝。坡頂分布有裂縫，雨水易滲入其中，進入棄碴場堆填體內(nèi)部，影響棄碴場邊坡安全。結合人工及現(xiàn)場無人機遙測，得到了棄碴場的測繪地形圖，如圖1 所示，并選取典型斷面，對棄碴場邊坡進行穩(wěn)定性分析，棄碴場邊坡如圖2 所示。

圖1 棄碴場測繪平面圖

圖2 棄碴場邊坡

2 原始狀態(tài)邊坡穩(wěn)定性分析

棄碴場位于物流園上部臺階，邊坡高度大于10m，發(fā)生失穩(wěn)影響后果嚴重，根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50335-2013），其安全等級屬于二級邊坡。選取典型斷面，采用圓弧滑動法對南坡坪隧道出口棄碴場整體及局部分別進行穩(wěn)定性分析，綜合考慮自然工況、降雨工況及地震工況條件進行穩(wěn)定性分析，如圖3～8 所示。

圖3 自然-部分（安全系數(shù)1.272）

圖4 自然-整體 （安全系數(shù)1.294）

圖5 降雨-部分（安全系數(shù)0.935）

圖6 降雨-整體 （安全系數(shù)1.004）

圖7 地震-部分（安全系數(shù)0.839）

圖8 地震-整體 （安全系數(shù)1.093）

3 加固后邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)南坡坪隧道出口棄碴場邊坡整治設計資料，采用圓弧滑動法對治理后的南坡坪隧道出口棄碴場邊坡進行穩(wěn)定性分析，綜合考慮自然工況、降雨工況及地震工況條件進行穩(wěn)定性分析，如圖9～14 所示。

圖9 自然-部分（安全系數(shù)1.340）

圖10 自然-整體 （安全系數(shù)1.458）

圖11 降雨-部分（安全系數(shù)1.303）

圖12 降雨-整體 （安全系數(shù)1.406）

圖13 地震--部分（安全系數(shù)1.181）

圖14 地震-整體 （安全系數(shù)1.401）

4 加固前后邊坡穩(wěn)定性評價

該棄碴場邊坡主要為土質、類土質邊坡，人類工程活動較少，棄碴場邊坡?lián)p壞后不會危及人的生命，不會產(chǎn)生很大的社會影響，但有可能造成經(jīng)濟損失。根據(jù) 《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330-2013 相關規(guī)定，確定該棄碴場邊坡安全等級為Ⅱ級，表1 及表2 為整改前后不同工況下南坡坪隧道出口棄碴場邊坡穩(wěn)定狀態(tài)對比。

表1 自然條件下南坡坪隧道出口棄碴場邊坡穩(wěn)定狀態(tài)

表2 整治條件下南坡坪隧道出口棄碴場邊坡穩(wěn)定狀態(tài)

5 結論與建議

1）經(jīng)過對南坡坪隧道出口棄碴場現(xiàn)場調(diào)查及現(xiàn)場測繪，選擇典型斷面進行穩(wěn)定性計算分析，在自然條件下，該棄碴場整體穩(wěn)定性滿足要求，但在降雨條件下及地震條件下穩(wěn)定性不滿足要求；根據(jù)棄碴場整治設計方案對加固后的邊坡重新進行穩(wěn)定性分析，發(fā)現(xiàn)在自然條件、降雨條件及地震條件下該棄碴場均能滿足穩(wěn)定性要求。

2）棄碴場位于物流園上部臺階，邊坡高度大于10m，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計算結果，其安全系數(shù)已接近極限狀態(tài)，在降雨及地震荷載作用下極易發(fā)生失穩(wěn)。建議立即對該棄碴場邊坡按照整治加固方案進行卸載處理，設置臺階，放緩坡角，增加其穩(wěn)定性。

3）經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，南坡坪隧道出口棄碴場范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)防排水系統(tǒng)，在坡頂、臺階宜設置截水溝，結合吊溝、急流槽、側溝等在整個棄碴場形成完善的排水系統(tǒng)，為保證邊坡穩(wěn)定和防止雨水沖刷，坡面宜設置框格或骨架滑坡，結合引排水設施，收集和整理坡體降雨，防止邊坡進一步?jīng)_刷破壞。

4）該棄碴場坡腳即為一正在營業(yè)的物流園，其安全等級為二級，若發(fā)生失穩(wěn)危害較大，建議設置支擋結構，增加棄碴場邊坡安全儲備，棄碴場表面植被尚未形成，降雨容易發(fā)生沖蝕及造成水土流失，建議及時以種草、植樹等方式恢復植被。