1.四川省水利水电勘测设计研究院有限公司 成都 610072；2. 四川岷江港航电开发有限责任公司 乐山 614000；3.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 成都 610072
摘要：川南地区以山地丘陵地形为主，雨水充足，地表水汇集形成众多的沟谷溪流，地质条件复杂多样，在不侵占国家基本农田红线的情况下，灌区工程堆渣场大多布置于沟谷之中，其稳定性备受关注，通过计算手段可预判其安全性能，降低施工作业风险，为工程的顺利推进保驾护航。
关键词：软塑状黏土；堆渣场；安全系数；稳定性
目前，对于堆渣场稳定性的相关报道颇多，涉及行业广泛，包括矿山工程[1]、隧洞工程[2]、水利水电工程[3]等；并且研究手段已经多样化，常见的分析软件有GeoStudio [4]、ABAQUS [5]等，本文采用河海大学研发的岩土分析软件AutoBank，多工况分析堆渣场的稳定性，以配合实际的设计工作。
1工程概况
四川省某灌区工程主要解决长江北岸及川南地区的农业、城镇等生产生活用水需求。该工程包含一条总干渠和多条支渠，全场达上120多公里。工程规模如此庞大，将会产生众多的弃渣，因此需要设计、建设众多的堆渣场。
拟选渣场地面高程大多在280～400m之间，以中～深丘陵为主地貌。渣场选址多为沟槽、低洼地域，常常伴随着季节性的积水。沟槽位置一般覆盖层较厚，以软塑状粘土为主，遇水软化，强度降低，稳定性较差。
根据环保水保的需要，灌区堆渣场堆渣完成后要进行表土覆盖，为便于后期开展复垦复耕作业，设计渣场各马道垂直高差不超过10m，宽度为4m，利于农业生产机械通行。考虑到弃渣料的强度较低，需要缓坡堆渣，设计坡比为1：2.5，四周沿着地形布设截排水设施，尽可能的减小水流对堆渣体的冲刷破坏，提高堆渣场的运行安全度。
2 堆渣场的稳定性分析
2.1 计算模型的建立
根据地形测绘资料和堆渣场的周围边界情况，运用AutoBank软件对堆渣场的典型设计断面进行分析，具体步骤为：（1）建立堆渣场典型设计断面的计算模型，见图1；（2）定义分析工况（有无地震、降雨）；（3）进行材料分区，生成计算网格，施加边界条件；（4）根据不同的工况，计算堆渣体的稳定性；（5）对照规范，分析计算结果。
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图1 堆渣场典型设计断面计算模型
2.2 计算工况
根据《水利水电工程水土保持技术规范》（SL 575-2012）中关于堆渣场稳定性计算的要求，由于研究对象为均质渣体，故采用简化毕肖普法，即考虑条块间的相互作用力。各计算工况均为堆渣完成且无渗流的情况，其中工况一（边界条件为：无地震+无渗流+无降雨）为正常运用工况，工况2（边界条件为：地震+无渗流+无降雨）和工况3（边界条件为：无地震+无渗流+降雨）为非正常运用工况。
2.3 计算参数的选取
（1）本次计算中的堆渣体、覆盖层、岩层（强风化层、弱风化层和新鲜岩层）等岩土体的物理力学参数均通过现场采样，进行室内试验并结合现场地理地质条件后综合考虑得到，其中抗剪强度参数采用有效应力指标，详见表1。
表1 岩土体物理力学参数取值
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3计算结果
根据计算模型和计算参数，利用AutoBank软件分别对堆渣场在正常运行工况和非正常运行工况下，划定搜索范围，自动搜索最危险滑动面进行计算分析。堆渣场抗滑稳定性计算结果整理汇总见表2。
表2 堆渣场抗滑稳定性计算结果汇总
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4结论
（1）本堆渣场在各运行工况下，均满足规范的抗滑稳定的要求，处于安全可靠状态。
（2）在考虑地震作用时，堆渣场稳定性安全系数明显降低，在高地震烈度区堆渣要注意渣场的选址，远离人居影响区域。
（3）降雨入渗对堆渣场的稳定性有一定的削弱作用，设计修建过程中要充分考虑其汇流能力，并设置必要合理的截排水措施。
（4）堆渣场作为各建设行业户外施工的重要组成部分，其稳定性不可忽视，设计生产人员要从选址到工程措施等多方面保障其安全运行。
参考文献：
[1] 刘小飞,李林,蒋耀港.某矿山渣场稳定性分析[J].化工矿物与加工,2017,46(10):47-48+54.
[2] 许贵生.基于Geo-Studio的降雨条件下隧道弃渣场边坡稳定性分析[J].科学技术创新,2021(02):127-131.
[3] 李晓凌,岳克栋.乌东德水电站阴地沟渣场边坡稳定性分析[J].人民长江,2013,44(03):30-32.
[4] 毛雪松,宋玉品,吴谦,刘龙旗,肖亚军.渗流条件下弃渣场边坡的稳定性分析[J].兰州理工大学学报,2018,44(02):139-143.
[5] 袁利伟,金龙哲,李素敏,陈玉明.基于ABAQUS的尾渣场稳定性分析[J].安全与环境学报,2014,14(01):101-104.
作者简介：杨学超，男，1991.10，白族，硕士研究生，云南大理，工程师，从事水利工程设计工作。