石人溝鐵礦充填站邊坡穩(wěn)定性分析

石人溝鐵礦充填站邊坡穩(wěn)定性分析

石人溝礦區(qū)充采站建在采礦廢物沉積處，西側為室外井的斜坡。充采站距河岸1.5.3m，最大高度55.4m，分為三個和四個步驟。邊坡頂部的土層是礫石和土壤，中部和底部由強風化片麻巖組成。填土段厚度12.5~17.5m,坡度42°~45°,下部巖石坡體坡度44°~73°,已經(jīng)進行了噴射混凝土護面。穩(wěn)定性分析報告顯示,邊坡上部填土段的穩(wěn)定性不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,為了保護充填站正常運行,需對充填站邊坡進行加固處理。1巖石結構情況根據(jù)充填站巖土工程勘察報告,邊坡地層主要為回填礦渣和太古界強風化片麻巖(ArS)碎塊。根據(jù)地層巖性特征和物理力學性質指標,將場地地基土從上至下劃分為3個工程地質層。(1)素填土。雜色—黃褐色,稍濕—濕,稍密—中密。以碎石為主,碎石直徑0.2~1.0m,碎石空隙間無充填物,局部夾薄層含碎石粉質黏土、建筑垃圾等。該層層厚7.0~17.5m,形成于10a前。(2)殘積土。黃褐色,濕,中密。巖石結構組織全部破壞,已風化成土狀,鍬鎬易挖掘,干鉆易鉆進,含未完全風化的碎石塊。該層層厚0.4~0.5m。(3)強—中風化片麻巖?；尹S色。結構大部分破壞,礦物成分顯著變化,風化裂隙發(fā)育,巖體較破碎?？紤]到素填土層經(jīng)過強夯處理,重度由勘察報告提的17.5kN/m3提高到18.5kN/m3。2注漿孔與注漿量注漿加固是用有一定強度的凝固漿液充填填土間的空隙,膠結碎石,提高填土的抗剪強度,以使邊坡穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。注漿治理范圍為充填站以西及其南6m,北側10m,加固段沿走向長度75.0m。由于注漿加固工程投資較大,注漿效果因場地原因具有不確定性,因此需進行注漿試驗,以確定注漿孔的加固可行性、注漿參數(shù)和施工順序。先在坡頂南北兩側各取一個注漿孔進行試驗,檢驗注漿影響范圍、確定孔距和注漿參數(shù)。(1)注漿孔布置。注漿孔沿邊坡走向共布置3排:第一排布置在坡頂,距離充填站車間外墻1.5m(對不滿足該距離的可適當調(diào)整);第二排位于第一排的西側,水平距離5m;第三排位于第二排的西側,水平距離5m。各排注漿孔南北向水平距離2.0m。共布置110個注漿孔,總進尺810m。成孔直徑不小于108mm,可采用鉆孔或沖擊成孔。確定注漿孔深度為滑弧以下3~4m,故注漿孔深度取6.0~8.0m。(2)注漿管。采用ue78889mm無縫鋼管,壁厚不小于3mm,鋼管底部采用ue78889mm、直徑3mm厚鋼板焊接封底,鋼管每隔500mm截面上均勻布置4個10mm注漿孔。(3)漿液配比與材料。設計漿液初凝時間為1~4h,單孔平均注漿量約5.5m3。設計漿液配比為m(水)∶m(水泥)∶m(粉煤灰)=(0.45~0.6)∶0.6∶0.4,水玻璃摻入量為固體材料的2%~5%,結石體抗壓強度為2.0MPa。(4)注漿壓力。因填土空隙大,連通性好,采用灌漿法,對局部密實地段,最大注漿壓力1.0MPa。3預應力管道注漿(1)注漿順序。先對充填站的南、北兩側進行注漿,從兩側往中間施工;因填土中成孔困難,可采用自上而下注漿,對難以成孔的地段先注漿,待24h以后再向下成孔。為減少漿液損失,采用隔孔注漿及間歇注漿相結合,單孔連續(xù)注漿量不大于1.0m3。(2)施工設備。XY-100鉆機2臺,MDL-150潛孔錘鉆機1臺,注漿泵2臺,最大壓力6MPa,1m3自制漿液攪拌機2臺。(3)鉆孔。采用φ108mm鉆頭開孔,機械鉆孔或沖擊成孔,鉆孔垂直度小于2%。鉆孔未到達設計孔深時,可先下PVC套管注漿,注漿管直徑及加固方法同鋼管,底部應封孔。鉆孔終孔后應下?lián)茏{鋼管至孔底,注漿完成后,注漿鋼管不再拔出。(4)制漿。施工前先按照設計的漿液配比先進行試驗,得出確切的試驗數(shù)據(jù)后再實施?，F(xiàn)場按照實驗室確定的配比進行制漿,使用材料重量誤差小于3%,漿液攪拌時間不小于3~7min。(5)注漿。為防止?jié){液過于分散和流失,每個鉆孔分3~5次注漿,每次注漿量不大于1m3,注漿時間間隔12h以上,注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi),每孔設計注漿量不小于5.5m3。當注漿工作開始之后,需要定時觀測并記錄注漿泵的吸漿量、泵壓以及注漿孔孔口表壓,同時對注漿孔附近的孔深變化進行觀測并記錄,對注漿過程中所發(fā)生的各種現(xiàn)象進行詳細的記錄,并根據(jù)現(xiàn)場情況及施工的相關規(guī)定,隨時調(diào)整注漿液濃度和灌漿量,當注漿量流失嚴重時,應加大注漿液濃度。注漿終止標準:每孔設計注漿量達到5.5m3可終止注漿。施工監(jiān)測通過對邊坡上部不穩(wěn)定填土段坡體進行注漿加固,邊坡表面未見明顯的裂縫、滲水、鼓脹突出等變形現(xiàn)象,坡面干燥,固土護坡效果明顯,總體未見不穩(wěn)定跡象。4邊坡穩(wěn)定性計算結果通過對注漿加固后邊坡土體進行檢測,確定邊坡各主要巖土參數(shù)見表1。根據(jù)邊坡剖面圖,選取Ⅰ-Ⅰ~Ⅲ-Ⅲ剖面,通過理正軟件(理正6.0版),采用瑞典條分法對各工況邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)計算,計算結果見表2。根據(jù)表2計算結果,采用注漿加固后的邊坡在各計算工況下的安全穩(wěn)定系數(shù)均滿足