某弃碴场边坡稳定性计算分析

程高军

（中兰铁路客运专线有限公司，甘肃 兰州73000）

1 弃碴场边坡概况

本项目位于新建铁路兰州至中川机场线南坡坪隧道出口处，弃碴场共弃碴41.2 万m3，其中斜井工区、出口弃碴与白家铺一号隧道、白家铺二号隧道合弃于拐子湾，拐子湾碴场占荒地94.6 亩。弃碴场右侧边坡坡高约17.0m，局部未分级堆填，坡面较陡，坡角约40°。坡面受降雨水流冲蚀作用强烈，冲沟深切于坡面。弃碴场正面边坡分两级堆填，中间平台范围大。弃碴堆填体较松散，雨水容易下渗，弃碴场范围内未见截排水措施，坡顶及坡面受降雨水流冲蚀作用强烈，坡面形成深切冲沟。坡顶分布有裂缝，雨水易渗入其中，进入弃碴场堆填体内部，影响弃碴场边坡安全。结合人工及现场无人机遥测，得到了弃碴场的测绘地形图，如图1 所示，并选取典型断面，对弃碴场边坡进行稳定性分析，弃碴场边坡如图2 所示。

图1 弃碴场测绘平面图

图2 弃碴场边坡

2 原始状态边坡稳定性分析

弃碴场位于物流园上部台阶，边坡高度大于10m，发生失稳影响后果严重，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50335-2013），其安全等级属于二级边坡。选取典型断面，采用圆弧滑动法对南坡坪隧道出口弃碴场整体及局部分别进行稳定性分析，综合考虑自然工况、降雨工况及地震工况条件进行稳定性分析，如图3～8 所示。

图3 自然-部分（安全系数1.272）

图4 自然-整体 （安全系数1.294）

图5 降雨-部分（安全系数0.935）

图6 降雨-整体 （安全系数1.004）

图7 地震-部分（安全系数0.839）

图8 地震-整体 （安全系数1.093）

3 加固后边坡稳定性分析

根据南坡坪隧道出口弃碴场边坡整治设计资料，采用圆弧滑动法对治理后的南坡坪隧道出口弃碴场边坡进行稳定性分析，综合考虑自然工况、降雨工况及地震工况条件进行稳定性分析，如图9～14 所示。

图9 自然-部分（安全系数1.340）

图10 自然-整体 （安全系数1.458）

图11 降雨-部分（安全系数1.303）

图12 降雨-整体 （安全系数1.406）

图13 地震--部分（安全系数1.181）

图14 地震-整体 （安全系数1.401）

4 加固前后边坡稳定性评价

该弃碴场边坡主要为土质、类土质边坡，人类工程活动较少，弃碴场边坡损坏后不会危及人的生命，不会产生很大的社会影响，但有可能造成经济损失。根据 《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 相关规定，确定该弃碴场边坡安全等级为Ⅱ级，表1 及表2 为整改前后不同工况下南坡坪隧道出口弃碴场边坡稳定状态对比。

表1 自然条件下南坡坪隧道出口弃碴场边坡稳定状态

表2 整治条件下南坡坪隧道出口弃碴场边坡稳定状态

5 结论与建议

1）经过对南坡坪隧道出口弃碴场现场调查及现场测绘，选择典型断面进行稳定性计算分析，在自然条件下，该弃碴场整体稳定性满足要求，但在降雨条件下及地震条件下稳定性不满足要求；根据弃碴场整治设计方案对加固后的边坡重新进行稳定性分析，发现在自然条件、降雨条件及地震条件下该弃碴场均能满足稳定性要求。

2）弃碴场位于物流园上部台阶，边坡高度大于10m，根据边坡稳定性计算结果，其安全系数已接近极限状态，在降雨及地震荷载作用下极易发生失稳。建议立即对该弃碴场边坡按照整治加固方案进行卸载处理，设置台阶，放缓坡角，增加其稳定性。

3）经过现场调查，南坡坪隧道出口弃碴场范围内未发现防排水系统，在坡顶、台阶宜设置截水沟，结合吊沟、急流槽、侧沟等在整个弃碴场形成完善的排水系统，为保证边坡稳定和防止雨水冲刷，坡面宜设置框格或骨架滑坡，结合引排水设施，收集和整理坡体降雨，防止边坡进一步冲刷破坏。

4）该弃碴场坡脚即为一正在营业的物流园，其安全等级为二级，若发生失稳危害较大，建议设置支挡结构，增加弃碴场边坡安全储备，弃碴场表面植被尚未形成，降雨容易发生冲蚀及造成水土流失，建议及时以种草、植树等方式恢复植被。