安徽省礦區周邊施工項目邊坡地質災害發育特征及防治措施

李 彬

（煙臺市鈺豐地質技術服務有限公司，山東 煙臺 265300）

涇縣以丘陵低山為主，中山和平原所占面積很少，縣地貌具二起一伏的特征，東南部和西北部二處為隆起的丘陵山地區，其間鑲嵌一條帶狀河谷平原，總的地面高程，由西南向東北逐級遞減，具明顯階梯狀特點。項目區人類活動強烈，切坡建房、修路、斜坡堆放松散堆積物現象嚴重，遇降雨、震動等因素影響，易突發礦山地質災害[1]。

1 礦山地質災害發育特征

自20 世紀90 年代以來涇縣公路建設迅速發展，礦區周邊施工項目修建的S322 省道以及坡腳停車場及排水溝，人工削坡及開挖坡腳破壞了原有的應力結構[2]，根據現場勘查及查閱資料，該處勘查區內累計切坡長寬高為155m，40m，0m ～50m、平均坡度53°、巖性主要為含礫粉質黏土、粉質黏土夾粉土、卵石，造成滑坡地質災害隱患，主要威脅礦山工程項目施工人員生命安全[3]。邊坡現狀未進行相關的治理及維護，遇到暴雨等極端降水天氣，邊坡失穩的可能性較大。

2015 年曾發生過小規模的滑坡，礦區周邊項目區邊坡一直未進行工程治理，僅進行了圍擋并懸掛警示標志。該滑坡平面形態呈舌形，滑動面呈類圓弧型，主滑方向141°，坡度73°，坡體滑落的斷面較光滑，后緣陡坎長度4m ～5m，下錯高度約為3m，平均厚度0.7m，體積30m3，地表裂縫分布南側邊坡頂部卵石混凝土平臺，主要有1 條，呈現散射狀延伸，最大裂隙延伸長度5m，延伸方向35°。寬度3cm ～10cm，深度0.4m ～1.0m。

礦體下滑隱患直接威脅對象是邊坡下的在建工程項目，直接威脅對象≤10 人，威脅財產≤l00 萬元。根據地質災害危險性評估原則判定，本區發生滑坡、滑坡的可能性較大，危險性小，地質災害規模為小型。

根據對礦體下滑的勘查揭露，該地質災害發生是因為坡腳工程切坡，使下滑體下部失去支撐而變形，因此，按礦體的運移形式分類，屬牽引式滑坡。

2 穩定性計算結果分析

經計算，治理區內危巖體穩定系數在0.700 ～0.927 之間，判定為穩定性差。礦體由新生代第四系的含碎石粉質粘土、礫石及人工堆土組成。土體呈松散狀態，厚度8.5m ～19.9m，易于大氣降水入滲，結構松散，結合力差，易離散、移動；在季節性降雨和冰雪融水的作用下，土體自重增大，強度降低,破壞土體穩定性，導致滑帶物質被軟化，抗剪強度降低，在源于坡體自重而產生的下滑推力作用下，剪應力高度集中，導致后緣拉裂面與前緣剪裂面貫通，最終形成了滑坡地質災害。

3 礦山地質災害的治理方案

樁板墻加景觀治理分為兩部分：

第一部分：樁板墻長40m，總高度5.9m，頂部配以稍有落差的馬頭墻，墻體中部懸掛浮雕。

第二部分：樁板墻上部斜坡：總高10.8m，坡比1：1。削坡平距10.8m，合理設置排水系統。此部分分為三級：

（1）樁板墻的外側底部，種植龍球柏樹。

（2）綠植坡面采用金塔柏等常綠叢生灌木密植鋪設，無任何裝飾性圖案；金塔柏為叢生灌木，無主干，枝密生，直展，樹冠卵狀球形或球形。葉綠色。供觀賞及綠籬，象征堅貞。松枝傲骨崢嶸，柏樹莊重肅穆，且四季長青，歷嚴冬而不衰。它代表著是堅強不屈，不怕困難打倒的精神，它孤獨，正直，樸素，不怕嚴寒，四季常青。

（3）灌木綠籬，高出臺體地面約1.1m，兼作生態安全護欄。

3.1 削坡整形工程

在削坡區內根據地形條件自+40m 高程處按照1：1 的坡率進行削坡，使其構成整體，并對其進行夯實整形，面積約為817m2。通過對削坡整形后的邊坡進行穩定性計算，該邊坡清方后穩定系數為0.89，因+40m ～+34m 高程邊坡為近似直立，持續降雨條件下穩定系數小于1.0，此時處于不穩定狀態，需進行加固，來提高邊坡穩定性[5]。

3.2 錨索樁板

3.2.1 滑樁設計

樁間距（中對中）為5.0m，各樁基本在同一高程，加固段長約57m，總長112.7m，樁截面呈長方形，尺寸為1.2m×1.5m，樁長11.2m，其受荷段長5.2m，錨固段長6m。樁身所受推力計算=177.929（kN/m）。

3.2.2 抗滑樁內力驗算

對于抗滑樁，由巖土工程勘查報告知，此礦體的滑床總體上為較完整的砂巖，故計算方法可采用K 法[6]。將樁視為一豎向彈性地基梁，建立微分方程：

式中：KH—為地基的彈性抗力系數；

BP—為抗滑樁的計算寬度（m）。

背側——為擋土側；面側——為非擋土側。

背側最大彎矩=85.336（kN-m）距離樁頂8.431（m）。

面側最大彎矩=1141.786（kN-m）距離樁頂3.391（m）。

最大剪力=545.781（kN）距離樁頂5.200（m）。

樁頂位移=23（mm）。

錨索水平拉力=458.262（kN）。

3.2.3 樁身結構驗算

根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)、《工程結構可（GB50010-2010）等有關規定，結構重要性系數o=1.0、荷載分靠度設計統一標準》（GB50153-2008）、《混凝土結構設計規范》項系數G=1.0。

樁身混凝土采用C30 混凝土。混凝土軸心抗壓強度設計值fc=11900kPa，加筋抗拉強度設計值fY=300000kPa，鋼筋的彈性模量ES=2×108kPa。

a、樁身正截面設計

混凝土受壓區高度X 應滿足：x ≤ξbh0

式中：

ξb—受壓區混凝土同時達到其強度設計值時的相對界限受壓區高度；

經計算：ξbh0=0.55×1.95=1.07≥x，所需主鋼筋面積AS=xbfc/fy，主筋的配筋率須滿足＜5%要求。

b、樁身斜截面設計

h0/b=3/2=1.5＜4，要求0.25?cbh0≥Q。

0.7?tbh0＜Q，抗滑樁需按斜截面抗剪承載力計算進行箍筋的配筋結構設計。

3.3 排水工程

截水溝建設時依地形而建，在轉變處適當采用弧形溝和外接落水管，使其自然過渡，擋土墻頂部設置一口集水坑。

4 結論

礦山邊坡治理工程施工采取的是“動態信息化施工法”，即總體設計一次完成且隨地質條件的變化進一步細化。隨著工程建設開挖揭露的地質條件的變化，目前條件下的設計，將會有所變化，根據施工地質情況、監測的反饋信息，必要時對原設計做校正、調整和補充。

礦山地質災害嚴重威脅著人民生命財產安全，社會影響也大，制約了當地經濟建設和發展。通過治理，可體現出黨和政府走可持續發展道路的決心，是建設環境友好型社會的有力體現，得民心、順民意。因此，該地質災害治理工程的減災效益和社會效益巨大。