GEO5某矿渣边坡支护设计

1 项目背景

       某矿区地下水污染综合防治工程受甲方委托在矿区勘查工作和收集周边工程建设勘查资料的基础上，遵循地质灾害防治的基本原则，对矿区矿渣堆整形、矿渣堆及堆体两侧坡面护坡、拦渣坝、截排水沟、不稳定边坡支护、危岩清除等防治工程从安全有效性、技术可行性、经济合理性进行论证，提出具有针对性、系统性的最优综合防治工程方案。

2 工程地质条件

       针对矿区矿渣堆边坡开展调勘查，共划分8个不稳定斜坡，分别进行坡面稳定性分析评价，通过钻探取样及现场大重度试验及现场2处已经滑移边坡坡面反演综合确定不稳定斜坡物质组成成分为：

       ①素填土（角砾为主）：分布于矿区坡面中下部，参数取值天然状态：重度=19.0kN/m3，C=6.0kPa，φ=28.00°，饱和状态：重度=19.6kN/m3，C=0.5kPa，φ=21.00°；

       ②素填土（碎石为主）：分布于矿区坡面上部，参数取值天然状态：重度=19.2kN/m3，C=2.0kPa，φ=31.00°，饱和状态：重度=19.8kN/m3，C=1.2kPa，φ=27.00°；

       ③强风化片岩：分布于矿渣堆下部，厚2-8m，天然单轴抗压强度14MPa，饱和单轴抗压强度10.4MPa；

       ④中风化片岩：分布于强风化基岩下，分布于3-10m以下，天然单轴抗压强度32.62MPa，饱和单轴抗压强度16.54MPa；

       其岩土体的渗透系数通过钻孔压水试验及现场双环实验确定①层素填土地表矿渣渗透系数值0.14～0.22cm/s，平均值K=0.18cm/s，为强透水性；①层素填土地表覆土渗透系数值2.75×10-5～4.90×10-5cm/s，平均值K=3.83×10-5m/d，为弱透水性；③-1强风化片岩渗透系数值1.29×10-3～7.02×10-3cm/s，平均值K=4.24×10-3cm/s（约72Lu），为中等透水性；③-2中风化渗透系数值2.29～9.38×10-5cm/s，平均值5.44×10-5（约4.6Lu），为弱透水性。

       综合调勘查结果及周边1：5000水文地质调查成果，地下水均为大气降雨补给，主要以矿渣堆素填土及坡面表层粉质粘土的孔隙潜水存在，局部受地形切割出露为下降泉径流；下部基岩裂隙水弱含水性，径流较近，因此综合地下水污染防治效果，本次主要采取对矿渣堆整形加封闭矿渣堆减少降雨入渗为主的方法治理。

3 斜坡稳定性计算及支护设计

       根据不稳定斜坡变形现状，及区内水文地形等特点，分别对不稳定斜坡天然、地震和暴雨工况进行计算。

1号不稳定斜坡天然工况计算

1号不稳定斜坡地震工况计算

1号不稳定斜坡暴雨工况计算

       对所有8个不稳定斜坡均进行计算后，所有斜坡均处于基本稳定到欠稳定状态，需要进行支护设计。

       本次堆积矿渣高度在5m-15m，且矿渣堆主要为强风化片岩，使用加筋土挡墙工程可以有效利用矿渣，且较为经济。加筋土挡墙可以分级台阶做坡度，在面层开展防渗措施。因此本次支护方案采用加筋土挡墙设计。

       考虑到加筋土墙的土工格栅的蠕变、耐久、安装等损失，最终加筋土墙采用双向聚酯（PET）的土工格栅的材料，防腐等级在2-13，它的质控出厂抗拉强度可达400kN/m。

加筋土挡墙设计

加筋后整体稳定性分析

4 总结

       本次项目主要是基于地下水污染防治防渗目的开展的边坡整形消纳支挡工程设计，主要基于前期调查，确定污染来源主要为大气降水淋滤矿渣造成的水污染，未发现有深层基岩泉水出露的条件下，开展边坡稳定性分析，在此基础上进行加筋土挡墙设计。

       GEO5边坡稳定系分析模块可以一个文件分析多种工况问题，减少重复建模操作，加筋土挡墙设计模块支持多级台阶设置，对本设计方案提供了计算支撑。