某精礦管道橋架邊坡滑坡成因分析及治理措施探討

劉秀

（攀鋼集團礦業有限公司，四川 攀枝花 617063）

2012 年9 月某選礦廠發現一期精礦管道橋架多處出現梁、柱間開裂，存在橋梁垮塌、支撐柱倒塌的重大安全隱患，如不及時處理，將直接影響某選礦廠的正常生產，甚至造成某選礦廠停產。經組織專家現場踏勘，發現造成此重大隱患的是某選礦廠檢查站上方沖溝內原滑坡體發生了蠕動，而造成此蠕動的主要原因是暴雨影響、橋架上方公路反復墊渣、重車加載、石灰石礦采場爆破震動等。

1 滑坡體概況及特征

1.1 滑坡區位置及地形、地貌

某精礦管道橋架邊坡滑坡區位于米易縣彎丘鄉瑞達水泥廠采場東側，從某公路檢查站往上大約350 米處，西北高東南低，屬低中山構造剝蝕地貌的斜坡地形，場地海拔在1390～1420m，相對高差30 余米。因瑞達水泥廠采場開采和某公路修建，原始地形已受到破壞。

1.2 滑坡區水文地質條件

滑坡區內無水庫、山塘等地表水體且周邊無工業廢水排放，大氣降水與生活用水是地表水的主要來源。地下水位較低。

1.3 滑坡發育歷史

該區域2010 年雨季發生過一次滑坡。致使該處廠區公路路基、路面整體沉降高差約2m，路面多處出現開裂，裂縫寬度5 ～20cm。公路外側邊坡下方擋墻的墻體多處出現裂縫，裂縫寬度5 ～30cm。擋墻前緣自然土坡多處開裂、沉降，最大裂縫寬度達1.5m。對某選礦廠和某鐵礦通勤、生產型用車的通行安全構成了重大隱患。為便于車輛通行，某選礦廠用碎塊石進行了回填并壓實至原公路設計標高。從2010 年起，石灰石礦開采剝離的部分廢石堆填在原滑坡體西側，使滑坡體堆載增加，范圍不斷擴大。

1.4 滑坡邊界、規模、形態特征

此次滑坡周界較為清楚，后緣位于某選礦廠廠區公路主干道K0+300 ～K0+370 段路面上方山體，向西延伸至石灰石礦廢石堆填區域，距離約為35m，東側基本與原沖溝西岸為界，前緣剪出口位于斜坡地形坡度由陡變緩位置。滑體平面上略呈“梨形”，滑坡體后緣寬度100m，前緣寬度30m，縱向長約100m，主滑方向112°，前緣高程1394m，后緣高程1419m，相對高差25m。該滑坡滑動變形明顯，因滑坡造成地表出現大量張拉裂縫，滑坡中后部公路下方已建成的塊石擋土墻出現隆起和多處縱向張裂縫，裂縫寬度3 ～10cm 不等。擋土墻東南側屬于滑坡中部，地形相對比較平緩，地形坡度角約為3 ～5°，其地面出現了多處橫向拉裂縫，裂縫長5～30m 不等，寬度約為3 ～10mm，垂直錯距約20 ～50mm。在連續降雨后，造成該滑坡體變形進一步加劇，裂縫進一步加寬，錯距也逐漸增大，且處于持續變形、滑移中。

1.5 滑坡體物質組成及結構特征

（1）滑體。滑坡體物質組成主要為：填土、第四系坡殘積層粉質黏土。滑體厚度變化較大，后緣和兩側較薄，中部和前緣較厚。滑坡體上的植物生長茂盛，僅少數處于橫向拉裂縫位置的果樹出現歪斜情況，說明該滑體處于蠕滑階段，未出現劇烈擾動破壞跡象。

（2）滑帶。滑帶物質成分主要為第四系坡殘積層粉質粘土，底部與強或中風化灰巖接觸帶有厚度0.30 ～1.10m軟塑狀粉質粘土，具有揉皺、變形和錯動現象。滑動帶埋深介于5.60 ～17.50m，滑坡體的中后部滑動面埋藏較深，兩側及前緣埋藏較淺。滑坡已經形成貫通的滑動面。

（3）滑床。滑床主要為強～中風化灰巖，局部為坡殘積粉質粘土層，故其透水性較差。由于雨季大量地表水下滲并沿該層頂面流動，為滑坡形成提供了便利條件。

（4）變形范圍。由于滑坡的變形范圍已擴展至滑坡體下方的精礦管道橋架基礎區域，滑坡體直接擠壓部分管道橋架基礎，導致其發生位移。

2 滑坡原因分析

根據滑坡體的概況、特征及相關勘察資料，分析該滑坡體的形成及演化機制，發現該滑坡體形成的主要原因如下。

2.1 地形地貌

該滑坡區屬斜坡地形，地勢北西高南東低，高差大，滑坡前緣逐漸變陡的地形構成臨空面，不能給滑坡下滑提供支撐阻力，隨著滑體不斷蠕動變形，前緣滑體土將會不斷下滑，對滑體后緣的阻力不斷減小，下滑推力增大，為滑坡的牽引下滑提供了較大的動力勢能和滑移空間。

2.2 地層屬性和降雨影響

該滑坡體地層分為兩層：上層為堆填土和第四系坡殘積層粉質粘土，下層為強～中風化灰巖。非雨季時，上下兩層接觸帶基本處于干裂狀態。雨季或突遇強暴雨等工況下，上層土體透水性強，在雨水浸泡下，處于飽和，松散狀態，土體容重增大，抗剪強度大大降低。下層強風化灰巖透水性相對較差，地表水下滲后在強風化灰巖表層形成地下徑流，在上下層接觸面形成軟弱帶，從而具備了邊坡失穩的基本條件。

2.3 路面超載

該滑坡體的后緣所在廠區公路屬于上山聯絡主干道，是廠區通勤和生產型用車的主要道路。道路車流量較大，特別是運載礦石的重車車輛多，車輛通過的震動荷載造成了路基、路面沉降。沉降后又回填了大量碎塊石進行處理，更增加了坡面堆載，加速了滑體上層土體向下蠕動。

2.4 采場爆破和棄土堆填

該滑坡體附近的石灰石礦采場正處于開采期，爆破作業頻繁。采場剝離的部分廢石棄土又堆填在滑坡體上，造成滑體上部荷載增加。爆破震動和堆填荷載使滑體上下層之間接觸帶的土層軟化程度增加，抗剪強度降低，造成滑坡規模不斷擴大。

3 滑坡危害性

該滑坡已經發生一定的滑移和變形，上下地層之間形成了貫通的滑動面，且其滑坡仍在蠕動，處于不穩定狀態。如果不及時處理，有產生較大規模整體滑動的可能，將嚴重影響鐵礦、選廠通勤及運礦等車輛通行，并對一期精礦管道橋架構成嚴重威脅，影響正常生產甚至造成停產。

4 滑坡治理措施

為了確保車輛安全通行和一期精礦管道安全運行。針對本滑體我公司采用了設置擋護設施、加強排水、削坡減載及加強生產管控等綜合治理措施。

4.1 擋護設施

該滑坡后部滑體厚度較大，滑坡滑動帶較陡，采用坡中設置樁板式抗滑樁擋土結構，坡腳設置護坡擋墻，坡面采用人字骨架護坡進行擋護，確保滑坡體整體穩定。樁板式抗滑樁采用鋼筋砼結構，設置在沿原有擋土墻外側2.5m 處，縱向長度85m，樁間距5m，樁基采用人工挖孔灌注樁，樁身和護壁砼均采用C30 砼。抗滑樁采用了三種型號：A 型樁截面尺寸1.6mx2.5m，樁長約23m，露出地面高度2 ～4.5m；B型樁截面尺寸1.5mx2.0m，樁長約21m，露出地面高度2 ～4m；C 型樁截面尺寸1.3m×1.6m，樁長約24m，露出地面高度1 ～2m。經理論計算，樁基礎應嵌入中風化灰巖不小于4～5m。由于中風化灰巖人工成孔很困難，采用爆破的方式容易擾動周圍土體。根據實際情況，采用了樁基礎嵌入中風化灰巖不小于1m，基底采用巖石錨桿進行加強處理：錨桿直徑為50mm，采用機械成孔，錨桿采用HRB400 直徑28mm 鋼筋，錨桿砂漿采用M40 水泥砂漿，錨桿入巖深度1.5m，伸入樁體內2m，錨桿與樁內相鄰豎向主筋焊接。抗滑樁樁頂設置寬×高=1.5m×1.0m 冠梁。坡腳采用寬度2m、高約7.2m、基礎埋深約1.7m 的C20 片石砼護坡擋墻。擋墻的頂部平臺和擋墻底部外側均設置漿砌片石排水溝。坡面進行修整，邊坡坡率1:2，坡面采用漿砌片石人字骨架護坡，骨架內種草皮或小灌木，起到邊坡固土的作用。

4.2 加強排水

在滑坡體所在公路兩側修建截洪溝，將滑坡體后緣斜坡的地表水匯集到截洪溝，并與公路原有邊溝相接，進入公路排洪系統，防止雨季匯集的地表水涌入滑體。同時，在滑坡體東側沖溝修建明溝，將沖溝匯水引排到下方廠區公路涵管中。

4.3 削坡減載

對滑坡體延伸到石灰石礦采場部分的坡面填土進行削坡減載處理，并禁止繼續堆填。將卸載的部分填土反壓在已受滑坡影響的一期精礦管道橋架的東側與選礦廠廠區公路之間的沖溝內，反壓填土分層碾壓，并達到相關規程規范要求。

4.4 加強生產管控

加強滑坡區的廢石棄土堆填管理，禁止將廢石棄土堆填在滑坡體上。

加強選礦廠廠區公路主干道滑坡段車輛通行的管理，車輛通過滑坡段要限速行駛或限制超重車輛通行。加強石灰石礦采場爆破管理，降低爆破開采對滑坡土體影響。

5 結語

通過對該滑坡體的滑坡成因、發展趨勢及危害性進行分析研究，提出了具體的治理措施。該滑坡體治理后，某選礦廠設置了動態監測系統，對本滑坡地段及附近地段的建（構）筑物進行長期觀測，監測結果至今無異常，治理非常成功。我公司礦區均處于山區，每年到了雨季，邊坡滑坡成了威脅安全生產的主要因素，為了保證礦山安全生產和正常運行，對邊坡滑坡成因及治理措施進行研究，總結經驗，探索經濟有效的預防及治理措施是非常必要的。