某煤礦滑坡發育特征及防治措施

郭 磊

(山西省第三地質工程勘察院，山西晉中 030620)

山西省平遙興盛煤化有限責任公司木家莊煤礦滑坡位于山西省平遙縣卜宜鄉上神南村北，距平遙縣城約25 km。滑坡體位于碎屑巖剝蝕侵蝕低中山區，地處木家莊煤礦工業廣場南側。地貌類型屬構造剝蝕中低山區，地勢呈南高北低趨勢。地形地勢整體為東西兩條溝夾一南北向梁，梁頂被黃土覆蓋，厚度4 m～17 m，下覆由二疊系上石盒子組紫紅色薄～中厚層泥頁巖及砂巖組成。坡體前緣為木家莊煤礦工業廣場，坡頂部為上神南村。直接威脅木家莊煤礦工業廣場設施及神南村等村民的生命財產安全，通過對其穩定性進行分析，為實施工程治理提供了技術依據。

1 地質災害發育特征

木家莊煤礦滑坡體長360 m左右，寬約500 m，厚度15 m～38 m，均厚25 m，面積160 000 m2，體積約4 000 000 m3，為大型巖質滑坡。坡體頂部覆蓋有第四系中上更新統黃土，坡體前緣因建筑切坡而形成階梯狀，后緣梁頂形成長15 m～185 m的拉張裂縫，裂縫走向295°～330°，地面裂縫寬8 cm～14 cm，最長地裂縫L1影響寬度約4 m，在村民耕地地表形成“U”形槽;村莊內房屋裂縫寬3 mm～20 mm，目前已導致坡體上上神南村5戶居民房屋(L1地裂縫通過處)損壞嚴重而被迫搬遷，L1地裂縫以北住戶房屋不同程度開裂，局部自來水管錯斷，坡體前緣煤礦深井在28 m處錯位，工業廣場聯合建筑物墻體及地面開裂變形，副井口以南擋墻豎向開裂、擋墻腳地面鼓起。

該滑坡體結構大體可分為雙層結構，坡體表層為第四系上更新統黃土，厚度4 m～17 m，黃土呈淺黃褐色，稍濕，硬塑，菌絲發育;下部為二疊系上石盒子組泥巖和砂巖，砂巖多為細粒結構，中薄層狀;泥巖為薄層狀，泥質結構，強～弱風化。巖層后緣產狀為30°∠8°，為順層滑坡(見圖1)。

圖1 主滑剖面圖

在 ZK1-1，ZK1-2，ZK1-3，ZK2-3，ZK2-4，ZK3-2，ZK3-3，ZK3-4孔中基巖見有較為明顯的巖芯破碎現象。據此并結合該區水井錯位情況推測滑坡體存在中層和深層滑移面，據訪問當地老者，該滑坡體早在20世紀60年代就有滑動跡象，溝底基巖裂隙中有渾水流出，溝底以上基巖未見明顯滑動。后期隨著煤礦工業廣場的開工建設，前緣進行了不同程度的基巖切坡，使得切坡段以上坡體因失去支撐而局部產生滑動，最早為儲煤場以南坡體因切坡產生局部小型滑動(H3滑坡)，該滑坡體長約45 m，寬約70 m，均厚10 m，體積約31 500 m3，為小型巖質滑坡，2009年進行了治理;后期副井口以南坡體進行了切坡，導致坡體產生蠕滑(形成H2滑坡)，使副井口南地面鼓起，護坡擋墻縱向開裂，聯合建筑物局部開裂變形。該滑坡體長約200 m，寬約115 m，均厚14 m，體積約322 000 m3，為中型巖質滑坡。兩處坡體滑動均為中層滑動，滑動面形狀為折線型，傾向北東，中層滑動面傾角7°～11°，深層滑動面傾角6°～14°(主滑剖面見圖1)。滑床巖性:中層滑動面下滑床巖性主要為泥巖，強風化，泥質結構，多為順層面滑動;深層滑動面下滑床巖性主要為泥巖，強～弱風化，泥質結構，多為順層面滑動。

2 邊坡穩定性分析

該滑坡體自從2007年滑動以來，一直處于蠕動狀態。據簡易監測，2010年4月～2011年4月，后緣房屋裂縫加寬3 mm，前緣房屋裂縫也有所加寬，表明滑體仍有變形跡象。

從煤礦深井井管孔深28 m錯位及本次勘查鉆孔取芯結果來看，ZK2-3，ZK2-4，ZK3-2，ZK3-3，ZK3-4鉆孔內深部地層有破碎現象，且破碎情況深度與深井位置基本一致，因此推測滑體存在深部滑移面，但由于坡體削坡后前緣低洼處已回填，深部滑移面剪出口位于地面以下不同深度，形成反壓坡腳。

為驗證坡體穩定性，根據滑坡巖土物理力學參數建議值，參照DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查規范附錄上滑坡穩定性評價計算公式(式(1))，采用理正軟件選取滑坡主滑斷面Ⅱ—Ⅱ'剖面對坡體中層和深層目前的穩定性進行計算，驗算結果見表1。

表1 坡體穩定性驗算表

其中，Kf為穩定系數;Wi為第i條塊的重量，kN/m;Ci為第i條塊的內聚力，kPa;φi為第i條塊的內摩擦角，(°);Li為第i條塊的滑面長度，m;αi為第i條塊的滑面傾角，(°);A為地震加速度，g。

其中，φj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數(j=i)，即 φi=cos(αi－αi+1)－sin(αi－αi+1)tanφi+1。

計算結果表明，目前中層滑坡處于欠穩定狀態，需要進一步采取治理措施。深層滑坡由于前緣反壓坡腳，經計算，目前坡體處于基本穩定狀態。

根據坡體穩定性宏觀分析和穩定性計算結果，目前中層滑坡坡體仍處于不穩定狀態，需采取相應措施進行永久性治理。深層滑坡坡體由于前緣反壓坡腳，使得坡體暫時處于穩定狀態，如前緣繼續切坡或坡頂加載以及后緣裂縫大量滲水均可能導致深層滑坡體再次滑動，因此做好有關滑坡的防治措施非常必要。

3 防治工程

根據滑坡體的結構特征和穩定性以及主要受保護對象情況，擬采取分期治理方式，一期主要采取護坡、排水溝、抗滑樁工程等措施對坡體進行治理，保護對象主要為煤礦工業廣場設施;二期視坡體變形監測結果，重點對上神南村一帶坡體進行治理，保護對象主要為上神南村。

1)護坡工程。

針對通往聯合建筑物道路以南坡體較破碎、穩定性較差的現狀，擬對路南斜坡進行漿砌塊石護坡，護坡厚度0.6 m，高3 m，采用M7.5漿砌塊石砌筑，M10水泥砂漿勾縫;每10 m留設伸縮縫，縫寬20 mm，用瀝青填充。在護坡基礎頂面以上0.3 m處橫向每隔3 m設φ50 mm PVC管泄水孔一個，傾角不小于3%。

2)排水溝。

設計排水溝分主排水溝和小排水溝。主排水溝位于坡體前緣路的南側和聯合建筑物的西側以及村西溝谷內，自東南向西北和自南向北排泄，小排水溝位于變電站西側和上神南村內，將臺面和斜坡部位的地表水疏排至主排水溝。

3)抗滑樁。

為保證工業廣場以西滑坡體的長期穩定，在H2坡體的前緣設計抗滑樁，樁型為方形嵌巖樁，分兩排布設，一排位于聯合建筑物東北的平臺和護坡坡腳處;另一排布設于聯合建筑物和變電站之間斜坡處，樁間距6 m，其中一排布樁16根，樁長25 m;另一排布樁31根，樁長35 m。樁體采用鋼筋混凝土灌注樁。

4)填埋地裂縫。

為了防止雨季地表水順地裂縫下滲，擬對滑坡體后緣已形成的地裂縫實施填埋，采用3∶7的灰土分層填埋，分層夯實。

5)坡體變形監測。

在滑坡體的不同部位布置地面變形和房屋裂縫長期監測點，對坡體的變形情況實施定期監測，雨季加密觀測，便于掌握坡體的變形情況。

二期工程根據坡體變形監測結果，如坡體變形較大，應對上神南村一帶坡體進行治理。

總之，按前述的治理方案實施處治后，該滑坡體的穩定性將得到大大提高，坡體穩定性加強，其地質災害危險性明顯減小，對坡體前緣的煤礦工業廣場設施和人員的威脅將得到有效遏制。

［1］孫奮清.平遙興盛煤化有限責任公司木家莊煤礦滑坡勘查報告［R］.山西省第三地質工程勘察院，2011.

［2］鄭 婕，施 睿.抗滑樁在滑坡治理工程的應用［J］.山西建筑，2011，37(4):61-62.