岩土工程勘察报告稳定性评价1
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岩土工程勘察报告(稳定性评价部分)
(第二册共二册)
院长:
总工程师:
勘察设计研究院
二O一二年十月
岩土工程勘察(稳定性评价部分)
主要责任人及岗位
生产单位负责人:
审定人:
审核人:
工程技术负责人:
目录
1前言 (1)
2稳定性分析与计算 (1)
2.1坝肩稳定性分析 (1)
2.2初期坝及后期堆积坝稳定性分析 (1)
2.3坝体稳定性计算 (2)
3影响坝体稳定性的因素分析及工程措施方案 (5)
4降低浸润线后的坝体加高计算 (5)
5结论与建议 (7)
附图一:坝体稳定性计算图(现坝高)
附图二:坝体稳定性计算图(坝体加高20m)
1前言
xxxxx尾矿库、尾矿堆积坝岩土工程勘察工作,是受龙钢集团公司木龙沟铁矿委托,根据xxxx设计研究院提出的岩土工程勘察任务书之技术要求(见附件),由我院于2006年7月~8月完成。
本册为坝体稳定性评价报告。
2稳定性分析与计算
2.1坝肩稳定性分析
据工程地质测绘结果,初期坝和堆积坝的左、右坝肩,山体形态自然完整,基岩裸露,无影响坝肩稳定的不利组合的结构面,也无崩塌、滑坡等不良地质作用,坝肩稳定,有利于坝体稳定和继续加高。
2.2初期坝及后期堆积坝稳定性分析
据调查,尾矿库初期坝为一不透水浆切片石拱坝,坝体完整,整体强度较高,未发现切石松动、坝体裂缝等变形破坏的痕迹,地基持力层为⑥-2层中风化白云岩,坝肩支撑于两侧的基岩上,坝基及坝肩的地质条件良好,初期坝的稳定性好。仅在坝面上发现有多处渗水、漏水现象,目前不致影响坝体的稳定性。
在初期坝坝顶之上已筑有7级尾矿堆积的子坝,各级子坝高度1.60~3.80m不等,其中第三级子坝最高,达3.80m,堆积坝总高度约17.1m,总坡度比约1:3.1,各级子坝坡度约450~600,坝体形态较规则,坝体上未发现裂缝等变形破坏特征,干面滩长度约60m,综合分析认为,现状态下堆积坝体处于基本稳定状态。
据钻探揭露,坝体内浸润线较高,初期坝上方第一级马道处地下水位埋深为1.20m,已接近了初期坝顶,各子坝地下水位在排矿时接近了地表,在
第三级子坝坡脚,放矿时即有水从坡脚出逸。坝体内较高的浸润线和局部的渗流破坏对子坝的稳定性极为不利。
2.3坝体稳定性计算
为对尾矿坝的稳定性进行定量分析评价,假设滑动面为圆弧面,采用毕肖普法(Bishop法)对尾矿坝体进行稳定性计算,计算采用的公式为:
F
S =
∑{C
i
l
i
cosα
i
+[W
i
+W
qv
-μ
i
l
i
cosα
i
]×tanΦ
i
}×(1/m
αi) ∑W i sinαi+ W qh Y eq- Y c)÷r
m
αi=cosαi+tanΦi sinαi/F s
式中:F
s
稳定系数;
C
i
第i条块滑面粘聚力(kPa);
Φ
i
第i条块滑面内摩擦角(0);
α
i
第i条块滑面与水平线的夹角(0);
l
i
第i条块滑面长度(m);
W
i
第i条块的土体重量(kN);
W
qh
水平地震惯性力(kN);
W
qv
垂直地震惯性力(kN);
μ
i
垂直作用于第i条块滑面上的孔隙水压力(kN);
Y
eq
水平地震惯性力作用线的纵坐标(m);
Y c 滑弧圆心纵坐标(m);
r 滑动圆弧半径(m)。
根据工程地质剖面图2——2′概化的现状坝体稳定性计算简图详见附
图一。
根据本次勘察室内直剪(快剪、固结快剪)、三轴固结下不排水剪切试验结果,并结合已有的工程经验,综合确定的坝体稳定性计算参数列于表2.3-1。
现状坝体稳定性计算参数表2.3-1
计算考虑了天然和全饱和两种状态。天然状态指的是坝体现状状态,干面滩长度为60m,浸润线位置采用勘察时的浸润线位置;全包和状态是指尾矿土全部饱和,坝体上无干面滩,地下水位上升接近了坝体的表面。
计算结果列于表2.3-2
现状坝体稳定性计算结果表2.3-2
本尾矿库等级为四级,按《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)和
《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)有关规定,取坝坡抗滑稳定最小安全系数在天然状态下(正常运用条件下)为1.25,全饱和状态下(非常运用条件)为1.15,考虑水平地震惯性作用力情况下取1.10,表2.3-2计算结果表明现坝高条件下:
1)天然状态、无地震力作用下,稳定安全系数最小为1.17,小于规范规定的坝坡抗滑稳定最小安全系数 1.25,表明现状条件下的坝体是不安全的;天然状态、有地震力作用下,最小稳定安全系数为1.00,小于规范规定的1.10,坝体不安全。
2)全饱和状态、无地震力和有地震力作用下的稳定安全系数最小值分别为0.92和0.86,均小于1.0,坝体不稳定。坝体可能产生破坏的位置(滑动面位置)详见附图一。
由上可见,天然状态、有或无地震力作用坝体均不安全。全包和、有或无地震力作用下坝体均不稳定。现状坝体各种状态下的稳定安全系数均不满足规范的要求。
3影响坝体稳定的因素分析及工程措施方案
由于本尾矿库初期坝为不透水坝,尾矿库区内亦无有效的排渗措施,致使坝体内形成了较高的浸润线。理论计算及工程经验均表明,当尾矿坝坝体内浸润线较高时,对坝体稳定十分不利,高的浸润线一方面降低了坝体土层的抗剪强度,同时形成较大的静、动水压力,增大了下滑力。因此坝体中较高的浸润线成为影响坝体稳定的最主要因素。据调查,放矿时在第三级子坝坡脚出现渗流,若不采取措施降低地下水位,将影响堆积坝的稳定,也无法进行尾矿坝的继续加高。
根据尾矿坝场地条件及坝体底层条件,建议在初期坝后缘第一级或第二