乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析
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第４ ４卷 第 ３期 ２０１３年 ２月
人 民 长 江 Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ
， Ｎ ｏ ． ３ Ｖ ｏ ｌ ． ４ ４ Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ３
文章编号： １ ０ ０ １－ ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３－ ０ ０ ３ ０－ ０ ３
乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析
李 晓 凌， 岳 克 栋
（ 长江勘测规划设计研究院 环境公司， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要： 乌东德水电站阴地沟渣场属大型渣场， 人工 堆 渣 边 坡 最 高 达 １ ６ ５ｍ ， 且 位 于 水 库 水 位 变 动 区， 渣场稳定 性对 工 程 施 工 安 全 尤 为 重 要。 采 用 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ软 件 对 渣 场 边 坡 中 的 控 制 性 结 构 面 进 行 了 稳 定 性 计 算 和 分 析， 得出了 ５种不同工况的稳定性分析结果。利用计算 结 果 对 渣 场 边 坡 的 稳 定 性 进 行 了 评 价， 并提出了防治 措施。其成果可供类似工程借鉴。 关 键 词： 渣场边坡；极限平衡法；Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件；稳定性计算 中图法分类号：Ｐ ６ ４ ２ 文献标志码：Ａ
乌东德水电站工程在建设过程中为堆存开挖弃 渣， 选择了 ５处渣场， 其中， 在坝址上游 ５ ． ９ｋ ｍ 处的阴 地沟渣场是电站开挖弃渣的主要场所， 具有容量较大， ６ ５ｍ） ， 水库蓄水之后渣场高程 堆渣边坡高（ 最高 达 １ ９ ４ ５～ ９ ７ ５ｍ 位于水库水位变动区， 渣场 顶 部 需 要 复 耕 等特点。因此， 渣场边 坡 的 稳 定 性 对 于 整 个 渣 场 的 安 全尤为重要。 目前， 对渣场稳定性的分析计算， 一般还是沿用土 力学的传统理论进行。其稳定性分析方法主要有三大 类： 极限平衡法、 数值分析法和不确定性分析方法。 本文应 用 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ对 该 渣 场 边 坡 稳 定 性 进 行 了分析， 为渣场的稳定性评价提供了比较可靠的依据。
模型， 进行边坡的稳 定 性 分 析 和 计 算， 具 有 速 度 快， 精 度高， 可视化等优势。
２ 场地地质情况简介
研究区域位于金沙江左岸， 下距乌东德坝址约 ５ ． ９ ｋ ｍ ， 主沟长 １ ９ ． ９ ９ｋ ｍ ， 区域形态呈东西向条带状， 地势 表现为东北高、 西南低， 分水岭最 高处 高程 约 ３１ ５ ０ｍ ， １ ７ｍ ， 最大相对高差 ２３ ３ ３ｍ 。阴 地沟切 沟口高程约 ８ １ ０ｍ ， 最 大切 割深 度约 ３ ０ｍ ， 石板东 割较深， 一般 ５～ 沟、 石膏湾沟、 小卧 嘎 沟、 肖 沟 等 支 沟 切 割 略 浅。 该 沟 上中部大多见基岩直 接 裸 露， 下部多由第四系地层覆 盖， 局部基岩零星出露， 第四系松散堆积物主要有崩坡 积、 滑坡堆积及冲洪 积 等 碎 块 石 土、 粉 土 等， 主要分布 于阴地沟主沟两侧。 综合 评 价 认 为， 该 沟 两 侧 由 基 岩 夹 持， 且为逆向 坡， 稳定条件较好， 不 会 发 生 较 大 规 模 的 滑 坡 和 崩 塌。 因此， 该冲沟是较好的弃渣场地。但是， 由于该沟汇水 面积较大， 地 表 有 一 定 的 松 散 堆 积 物， 为一泥石流沟 道， 且渣场范围处于 流 通 区 内， 因 此， 需做好泥石流排 导工程设计。
１ Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件功能及计算原理简介
Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件 是 由 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ公 司 开 发 的 一 个岩土工程计算的综合性软件， 与渗流计算结合时， 可 计算在降雨、 库水位升降、 地震及其不同组合情况下的 边坡稳定性， 被广泛应用于岩土工程计算与专业研究。 Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ软 件 包 含 边 坡 稳 定 性 分 析 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ、 岩土 ｉ ｇ ｍ ａ ／ Ｗ、 地下水渗流分析 Ｓ ｅ ｅ ｐ ／ Ｗ以 应力 应 变 分 析 Ｓ 及地震应力应变分析 Ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ／ Ｗ 等一系列 的分 析模块。 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ 的计算原理采用极限平衡 法， 包括瑞典 其中， 条分法（ Ｏ ｒ ｄ ｉ －ｎ ａ ｒ ｙ法） 、 Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ法、 Ｊ ａ ｎ ｂ ｕ法、 Ｍ －Ｐ法 等。 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ软 件 与 其 他 有 限 元 分 析 软 件 如 Ａ Ｎ 由于采用纯二维平台， 可以在短时 间 内建立 Ｓ Ｙ Ｓ相比，
收稿日期： ２ ０ １ ２－ ０ ９－ ２ ７
３ 模型及计算参数 ３ ． １ 计算模型的建立
根据地形地质资 料 和 该 渣 场 的 边 界 条 件 特 征， 运
作者简介： 李晓凌， 男， 高级工程师， 主要从事水土保持与环境工程设计工作。 Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ： ５ ２ ５ ３ ５ ３ ０ ９ １ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
第 ３期
李晓凌， 等： 乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析
３ １
用Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件对渣场控制性结构面进行稳定性 分析的步骤如下： （ １ ）建立渣场控制性结构面的计算模型， 见图 １ ； （ ２ ）定义分析类 型 （ 包括渗流分析和边坡稳定分 析） ； ３ ）生成渗流计算网格， 施加边界条件， 进行渗流 （ ； 计算， 见图 ２ （ ４ ）根据不同工 况， 在不同渗流计算的基础上分 析渣场边坡稳定性； （ ５ ）完成计算， 分析结果。
２ ）人工堆渣， 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 由 于 渣 料 （ 中除含少量的覆盖层 开 挖 料 外， 其余绝大部分是石渣 料， 渣料凝聚力较低， 因 此 稳 定 计 算 时， 考虑到其细料 中含有较多强度较低的片岩组分， 参照类似工程资料， 选取 φ ＝ ３ ８ ° ，ｃ＝ ５ｋ Ｐ ａ 。饱水 条 件 下 的 抗 剪 参 数， 则 ５ ° ，ｃ ＝０ 参照现场量 测 的 塌 滑 面 倾 角， 确 定 为 φ ＝３ ｋ Ｐ ａ 。 （ ３ ）采用碾压堆石拦渣坝。忽略坝体表面的材料 属性， 重点考虑 坝 体 本 身。 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 其 他参数按照坝体设计要求， 选取偏于保守的参数。 （ ４ ）下部基岩， 对稳定性计算结果影响不大， 按地 质勘测情况选取。 控制性结构面的稳定性计算物理力学参数建议取 值见表 ２ 。
表２ 物理力学参数建议取值
密度 ／ （ ｇ ·ｃ ｍ－３） 材料名称 天然 饱和 ２ １ ． ５ ２ ２ ． ９ ３ ０ ． ０ ２ ０ ． ４ 浮 １ １ ． ５ １ ２ ． ９ ２ ０ ． ０ １ ０ ． ４ 水下 ０ ２ ０ ４ ０ １ ０ 水上 ５ ２ ５ ４ ０ ２ ０ 水下 ３ ５ ３ ８ ３ ５ ２ ５ 水上 ３ ８ ４ ０ ３ ５ ２ ８ 凝聚力 ／ ＭＰ ａ 内摩擦角 ／ （ ° ）
图１ 渣场控制性结构面计算模型
渣体 拦渣坝 基岩 松散堆积物
１ ９ ． ４ ２ １ ． ４ ２ ４ ． ０ １ ８ ． ３
３ ． ４ 计算结果
根据上述稳定性 计 算 模 型、 计算工况以及计算参 数， 利用 Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 中的 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ 模块计算得该弃渣
图２ 渣场控制性结构面渗流计算网格
堆积体在 ５种不 同 工 况 下 的 整 体 稳 定 性 结 果。 其 中， 在 蓄 水 条 件 下 的 渣 场 边 坡 稳 定 性 计 算， 是先利用 Ｓ ｅ ｅ ｐ ／ Ｗ 模块进行渗流计算， 然后进行渣场边坡稳定性 在渗流条件下的耦合计算。 计算结果见表 ３ 。
表３ 渣场堆渣体稳定计算结果
计算方法 Ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ Ｊ ａ ｎ ｂ ｕ Ｍ －Ｐ 死水位 蓄水前 ５ ０ ａ一遇天然河道洪水位） ９ ４ ５ ｍ时 （ １ ． ８ １ ９ １ ． ８ ２ ３ １ ． ８ ７ ９ １ ． ８ ７ ９ １ ． ８ １ ９ １ ． ８ ２ ９ １ ． ７ ９ ２ １ ． ８ ７ ８ 正常蓄水位 蓄水前 ９ ７ ５ ｍ时 暴雨工况 １ ． ８ ６ ０ １ ． ８ ９ ９ １ ． ８ ９ ２ １ ． ９ ４ ９ １ ． ５ ２ ８ １ ． ５ ３ ９ １ ． ５ ６ ７ １ ． ５ ８ ７ 水位骤降 最不利工况 １ ． ７ ８ ３ １ ． ７ ９ ２ １ ． ８ ２ ７ １ ． ８ ４ ７
３ ． ２ 计算工况
计算按《 水利水电工程水土保持技术规范》 标准 执行， 确定以下 ５种工况为渣场稳定的计算工况， 详见 表１ 。
表１ 弃渣场稳定计算工况及抗滑安全系数
计算工况 正常运用工况 弃渣完毕未蓄水 水库死水位 水库正常蓄水位 非常运用工况 水位骤降 蓄水前长期降雨 抗滑安全系数 １ ． ２ ５ １ ． ２ ５ １ ． ２ ５ １ ． １ ０ １ ． １ ０
注： 堆渣 底 部 高 程 为 ８ １ ９ｍ ； 渣顶高程为 ９ ５ ０ｍ ； 堆渣坡度为 １ ∶ ２～ １ ∶ ２ ． ５ 。
３ ． ３ 计算参数的选取
（ １ ）松散堆积 物， 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 由 于 主 沟左侧残坡积土粒 度 相 对 较 细， 而研究区的土层滑塌 区域多分布于阴地 沟 主 沟 两 侧。 综 合 考 虑， 天然抗剪 强度参数取值 φ ＝ ２ ８ ° ， ｃ＝ ２ ０ｋ Ｐ ａ 。而饱水抗剪参数， 考虑粒度组成， 在天 然 抗 剪 强 度 参 数 的 基 础 上 适 当 降 低取值。
４ 计算结果评价及建议
（ １ ）通过控制性 结 构 面 的 稳 定 性 计 算 成 果 可 知， 各计算工况下渣体稳定安全系数均满足规范要求。其 中， 正常蓄水位工况安全系数最高， 蓄水前暴雨工况安 全系数最低。 ２ ）潜在的滑动 面 主 要 集 中 在 堆 渣 体 表 面， 较深 （
３ ２
人 民 长 江
２ ０ １ ３年
的滑动面存在的可能性较小。整个渣场边坡稳定性较 好。 （ ３ ）蓄水条件下边坡安全系数较高。故选择死水 位９ ４ ５ｍ 以上弃渣 堆 渣 坡 比 为 １ ∶ ２ ． ５ ， 以下堆渣坡比 ∶ ２ ， 使堆渣场更加经济合理。 为１ ４ ）应做好渣场边坡的表面防护。边坡正常水位 （ ９ ７ ５ｍ 以 上 采 取 混 凝 土 格 构 植 草 护 坡， 死水位 ９ ４ ５ｍ 以下坡面采取干砌石护坡， ９ ４ ５～ ９ ７ ５ｍ 之 间 坡 面 采 取 混凝土格构干砌石护坡。使露出水面的堆渣体在保证 安全性的前提下， 具有较好的生态环保性和景观效果， 水下部分满足防冲刷 要 求， 并便于水位降落时渣体积 水排出， 提高堆渣体安全性。
危害， 必须做好沟道泥石流排导工程设计。 渣场边坡稳定性在暴雨工况和水位骤降工况条件 下较差， 应做好渣 体 排 水 及 边 坡 防 护 工 作。 在 弃 渣 场 底部及渣体内每 ３ ０ｍ 高差布置纵横向排水盲沟， 周边 设置排水沟， 将弃渣 场 渣 体 积 水 和 弃 渣 区 周 边 地 区 产 生的径流及时有效 地 排 向 场 外。 同 时， 由于弃渣结构 松散， 易发生滑坡和坍塌， 应在保证边坡稳定和渣体积 ∶ ２或 水顺 畅 排 出 的 条 件 下， 将弃渣边坡削坡至 １ １ ∶ ２ ． ５ ， 并对边坡采取干砌石护坡而不是浆砌石等 透水 性较差的护坡形式， 以保证渣体边坡稳定。 一般 弃 渣 级 配 不 良， 肥 力 也 较 低， 保水保墒能力 差， 不利于植物成活及生长， 需要采取覆土措施。弃渣 场弃渣前需先剥离表土， 集中堆放在弃土场周围空地， 待弃渣结束后， 及时将表土回填至弃渣最终平台上， 覆 ０ｃ ｍ 以上， 并恢复植被， 以防止土壤产生 风 土厚度在 ４ 力和水力侵蚀。
（ 编辑： 赵凤超）
５ 防治措施建议
根据 规 范 要 求， 防 护 措 施 中 拦 渣 坝、 拦 洪 坝、 左岸 排洪渠、 右岸排洪渠等建筑物等级按 １级建筑物设计， 渣场防洪标准为 １ ０ ０ａ 一遇。为避 免渣场 遭 受 泥 石 流
人 民 长 江 Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ
， Ｎ ｏ ． ３ Ｖ ｏ ｌ ． ４ ４ Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ３
文章编号： １ ０ ０ １－ ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３－ ０ ０ ３ ０－ ０ ３
乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析
李 晓 凌， 岳 克 栋
（ 长江勘测规划设计研究院 环境公司， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要： 乌东德水电站阴地沟渣场属大型渣场， 人工 堆 渣 边 坡 最 高 达 １ ６ ５ｍ ， 且 位 于 水 库 水 位 变 动 区， 渣场稳定 性对 工 程 施 工 安 全 尤 为 重 要。 采 用 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ软 件 对 渣 场 边 坡 中 的 控 制 性 结 构 面 进 行 了 稳 定 性 计 算 和 分 析， 得出了 ５种不同工况的稳定性分析结果。利用计算 结 果 对 渣 场 边 坡 的 稳 定 性 进 行 了 评 价， 并提出了防治 措施。其成果可供类似工程借鉴。 关 键 词： 渣场边坡；极限平衡法；Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件；稳定性计算 中图法分类号：Ｐ ６ ４ ２ 文献标志码：Ａ
乌东德水电站工程在建设过程中为堆存开挖弃 渣， 选择了 ５处渣场， 其中， 在坝址上游 ５ ． ９ｋ ｍ 处的阴 地沟渣场是电站开挖弃渣的主要场所， 具有容量较大， ６ ５ｍ） ， 水库蓄水之后渣场高程 堆渣边坡高（ 最高 达 １ ９ ４ ５～ ９ ７ ５ｍ 位于水库水位变动区， 渣场 顶 部 需 要 复 耕 等特点。因此， 渣场边 坡 的 稳 定 性 对 于 整 个 渣 场 的 安 全尤为重要。 目前， 对渣场稳定性的分析计算， 一般还是沿用土 力学的传统理论进行。其稳定性分析方法主要有三大 类： 极限平衡法、 数值分析法和不确定性分析方法。 本文应 用 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ对 该 渣 场 边 坡 稳 定 性 进 行 了分析， 为渣场的稳定性评价提供了比较可靠的依据。
模型， 进行边坡的稳 定 性 分 析 和 计 算， 具 有 速 度 快， 精 度高， 可视化等优势。
２ 场地地质情况简介
研究区域位于金沙江左岸， 下距乌东德坝址约 ５ ． ９ ｋ ｍ ， 主沟长 １ ９ ． ９ ９ｋ ｍ ， 区域形态呈东西向条带状， 地势 表现为东北高、 西南低， 分水岭最 高处 高程 约 ３１ ５ ０ｍ ， １ ７ｍ ， 最大相对高差 ２３ ３ ３ｍ 。阴 地沟切 沟口高程约 ８ １ ０ｍ ， 最 大切 割深 度约 ３ ０ｍ ， 石板东 割较深， 一般 ５～ 沟、 石膏湾沟、 小卧 嘎 沟、 肖 沟 等 支 沟 切 割 略 浅。 该 沟 上中部大多见基岩直 接 裸 露， 下部多由第四系地层覆 盖， 局部基岩零星出露， 第四系松散堆积物主要有崩坡 积、 滑坡堆积及冲洪 积 等 碎 块 石 土、 粉 土 等， 主要分布 于阴地沟主沟两侧。 综合 评 价 认 为， 该 沟 两 侧 由 基 岩 夹 持， 且为逆向 坡， 稳定条件较好， 不 会 发 生 较 大 规 模 的 滑 坡 和 崩 塌。 因此， 该冲沟是较好的弃渣场地。但是， 由于该沟汇水 面积较大， 地 表 有 一 定 的 松 散 堆 积 物， 为一泥石流沟 道， 且渣场范围处于 流 通 区 内， 因 此， 需做好泥石流排 导工程设计。
１ Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件功能及计算原理简介
Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件 是 由 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ公 司 开 发 的 一 个岩土工程计算的综合性软件， 与渗流计算结合时， 可 计算在降雨、 库水位升降、 地震及其不同组合情况下的 边坡稳定性， 被广泛应用于岩土工程计算与专业研究。 Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ软 件 包 含 边 坡 稳 定 性 分 析 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ、 岩土 ｉ ｇ ｍ ａ ／ Ｗ、 地下水渗流分析 Ｓ ｅ ｅ ｐ ／ Ｗ以 应力 应 变 分 析 Ｓ 及地震应力应变分析 Ｑ ｕ ａ ｋ ｅ ／ Ｗ 等一系列 的分 析模块。 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ 的计算原理采用极限平衡 法， 包括瑞典 其中， 条分法（ Ｏ ｒ ｄ ｉ －ｎ ａ ｒ ｙ法） 、 Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ法、 Ｊ ａ ｎ ｂ ｕ法、 Ｍ －Ｐ法 等。 Ｇ ｅ ｏ－Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ软 件 与 其 他 有 限 元 分 析 软 件 如 Ａ Ｎ 由于采用纯二维平台， 可以在短时 间 内建立 Ｓ Ｙ Ｓ相比，
收稿日期： ２ ０ １ ２－ ０ ９－ ２ ７
３ 模型及计算参数 ３ ． １ 计算模型的建立
根据地形地质资 料 和 该 渣 场 的 边 界 条 件 特 征， 运
作者简介： 李晓凌， 男， 高级工程师， 主要从事水土保持与环境工程设计工作。 Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ： ５ ２ ５ ３ ５ ３ ０ ９ １ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
第 ３期
李晓凌， 等： 乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析
３ １
用Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 软件对渣场控制性结构面进行稳定性 分析的步骤如下： （ １ ）建立渣场控制性结构面的计算模型， 见图 １ ； （ ２ ）定义分析类 型 （ 包括渗流分析和边坡稳定分 析） ； ３ ）生成渗流计算网格， 施加边界条件， 进行渗流 （ ； 计算， 见图 ２ （ ４ ）根据不同工 况， 在不同渗流计算的基础上分 析渣场边坡稳定性； （ ５ ）完成计算， 分析结果。
２ ）人工堆渣， 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 由 于 渣 料 （ 中除含少量的覆盖层 开 挖 料 外， 其余绝大部分是石渣 料， 渣料凝聚力较低， 因 此 稳 定 计 算 时， 考虑到其细料 中含有较多强度较低的片岩组分， 参照类似工程资料， 选取 φ ＝ ３ ８ ° ，ｃ＝ ５ｋ Ｐ ａ 。饱水 条 件 下 的 抗 剪 参 数， 则 ５ ° ，ｃ ＝０ 参照现场量 测 的 塌 滑 面 倾 角， 确 定 为 φ ＝３ ｋ Ｐ ａ 。 （ ３ ）采用碾压堆石拦渣坝。忽略坝体表面的材料 属性， 重点考虑 坝 体 本 身。 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 其 他参数按照坝体设计要求， 选取偏于保守的参数。 （ ４ ）下部基岩， 对稳定性计算结果影响不大， 按地 质勘测情况选取。 控制性结构面的稳定性计算物理力学参数建议取 值见表 ２ 。
表２ 物理力学参数建议取值
密度 ／ （ ｇ ·ｃ ｍ－３） 材料名称 天然 饱和 ２ １ ． ５ ２ ２ ． ９ ３ ０ ． ０ ２ ０ ． ４ 浮 １ １ ． ５ １ ２ ． ９ ２ ０ ． ０ １ ０ ． ４ 水下 ０ ２ ０ ４ ０ １ ０ 水上 ５ ２ ５ ４ ０ ２ ０ 水下 ３ ５ ３ ８ ３ ５ ２ ５ 水上 ３ ８ ４ ０ ３ ５ ２ ８ 凝聚力 ／ ＭＰ ａ 内摩擦角 ／ （ ° ）
图１ 渣场控制性结构面计算模型
渣体 拦渣坝 基岩 松散堆积物
１ ９ ． ４ ２ １ ． ４ ２ ４ ． ０ １ ８ ． ３
３ ． ４ 计算结果
根据上述稳定性 计 算 模 型、 计算工况以及计算参 数， 利用 Ｇ ｅ ｏ －Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ 中的 Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ／ Ｗ 模块计算得该弃渣
图２ 渣场控制性结构面渗流计算网格
堆积体在 ５种不 同 工 况 下 的 整 体 稳 定 性 结 果。 其 中， 在 蓄 水 条 件 下 的 渣 场 边 坡 稳 定 性 计 算， 是先利用 Ｓ ｅ ｅ ｐ ／ Ｗ 模块进行渗流计算， 然后进行渣场边坡稳定性 在渗流条件下的耦合计算。 计算结果见表 ３ 。
表３ 渣场堆渣体稳定计算结果
计算方法 Ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｂ ｉ ｓ ｈ ｏ ｐ Ｊ ａ ｎ ｂ ｕ Ｍ －Ｐ 死水位 蓄水前 ５ ０ ａ一遇天然河道洪水位） ９ ４ ５ ｍ时 （ １ ． ８ １ ９ １ ． ８ ２ ３ １ ． ８ ７ ９ １ ． ８ ７ ９ １ ． ８ １ ９ １ ． ８ ２ ９ １ ． ７ ９ ２ １ ． ８ ７ ８ 正常蓄水位 蓄水前 ９ ７ ５ ｍ时 暴雨工况 １ ． ８ ６ ０ １ ． ８ ９ ９ １ ． ８ ９ ２ １ ． ９ ４ ９ １ ． ５ ２ ８ １ ． ５ ３ ９ １ ． ５ ６ ７ １ ． ５ ８ ７ 水位骤降 最不利工况 １ ． ７ ８ ３ １ ． ７ ９ ２ １ ． ８ ２ ７ １ ． ８ ４ ７
３ ． ２ 计算工况
计算按《 水利水电工程水土保持技术规范》 标准 执行， 确定以下 ５种工况为渣场稳定的计算工况， 详见 表１ 。
表１ 弃渣场稳定计算工况及抗滑安全系数
计算工况 正常运用工况 弃渣完毕未蓄水 水库死水位 水库正常蓄水位 非常运用工况 水位骤降 蓄水前长期降雨 抗滑安全系数 １ ． ２ ５ １ ． ２ ５ １ ． ２ ５ １ ． １ ０ １ ． １ ０
注： 堆渣 底 部 高 程 为 ８ １ ９ｍ ； 渣顶高程为 ９ ５ ０ｍ ； 堆渣坡度为 １ ∶ ２～ １ ∶ ２ ． ５ 。
３ ． ３ 计算参数的选取
（ １ ）松散堆积 物， 其 重 度 按 试 验 值 确 定。 由 于 主 沟左侧残坡积土粒 度 相 对 较 细， 而研究区的土层滑塌 区域多分布于阴地 沟 主 沟 两 侧。 综 合 考 虑， 天然抗剪 强度参数取值 φ ＝ ２ ８ ° ， ｃ＝ ２ ０ｋ Ｐ ａ 。而饱水抗剪参数， 考虑粒度组成， 在天 然 抗 剪 强 度 参 数 的 基 础 上 适 当 降 低取值。
４ 计算结果评价及建议
（ １ ）通过控制性 结 构 面 的 稳 定 性 计 算 成 果 可 知， 各计算工况下渣体稳定安全系数均满足规范要求。其 中， 正常蓄水位工况安全系数最高， 蓄水前暴雨工况安 全系数最低。 ２ ）潜在的滑动 面 主 要 集 中 在 堆 渣 体 表 面， 较深 （
３ ２
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２ ０ １ ３年
的滑动面存在的可能性较小。整个渣场边坡稳定性较 好。 （ ３ ）蓄水条件下边坡安全系数较高。故选择死水 位９ ４ ５ｍ 以上弃渣 堆 渣 坡 比 为 １ ∶ ２ ． ５ ， 以下堆渣坡比 ∶ ２ ， 使堆渣场更加经济合理。 为１ ４ ）应做好渣场边坡的表面防护。边坡正常水位 （ ９ ７ ５ｍ 以 上 采 取 混 凝 土 格 构 植 草 护 坡， 死水位 ９ ４ ５ｍ 以下坡面采取干砌石护坡， ９ ４ ５～ ９ ７ ５ｍ 之 间 坡 面 采 取 混凝土格构干砌石护坡。使露出水面的堆渣体在保证 安全性的前提下， 具有较好的生态环保性和景观效果， 水下部分满足防冲刷 要 求， 并便于水位降落时渣体积 水排出， 提高堆渣体安全性。
危害， 必须做好沟道泥石流排导工程设计。 渣场边坡稳定性在暴雨工况和水位骤降工况条件 下较差， 应做好渣 体 排 水 及 边 坡 防 护 工 作。 在 弃 渣 场 底部及渣体内每 ３ ０ｍ 高差布置纵横向排水盲沟， 周边 设置排水沟， 将弃渣 场 渣 体 积 水 和 弃 渣 区 周 边 地 区 产 生的径流及时有效 地 排 向 场 外。 同 时， 由于弃渣结构 松散， 易发生滑坡和坍塌， 应在保证边坡稳定和渣体积 ∶ ２或 水顺 畅 排 出 的 条 件 下， 将弃渣边坡削坡至 １ １ ∶ ２ ． ５ ， 并对边坡采取干砌石护坡而不是浆砌石等 透水 性较差的护坡形式， 以保证渣体边坡稳定。 一般 弃 渣 级 配 不 良， 肥 力 也 较 低， 保水保墒能力 差， 不利于植物成活及生长， 需要采取覆土措施。弃渣 场弃渣前需先剥离表土， 集中堆放在弃土场周围空地， 待弃渣结束后， 及时将表土回填至弃渣最终平台上， 覆 ０ｃ ｍ 以上， 并恢复植被， 以防止土壤产生 风 土厚度在 ４ 力和水力侵蚀。
（ 编辑： 赵凤超）
５ 防治措施建议
根据 规 范 要 求， 防 护 措 施 中 拦 渣 坝、 拦 洪 坝、 左岸 排洪渠、 右岸排洪渠等建筑物等级按 １级建筑物设计， 渣场防洪标准为 １ ０ ０ａ 一遇。为避 免渣场 遭 受 泥 石 流