巖土工程勘察在多金屬礦高邊坡工程中的應用

王 歡

（西藏華泰龍礦業開發有限公司，西藏 拉薩 850212）

1 高邊坡勘察的價值

高邊坡巖土工程勘察的結果是否準確全面將直接影響多金屬礦高邊坡工程建設的質量，而且還會影響各項設計參數的合理性。為此，必須充分發揮巖土工程勘察在多金屬礦高邊坡中的作用，開展針對性的勘察作業，在對高邊坡處理中應及時對邊坡變形、失穩等問題進行深入分析，在充分了解出現這些問題原因的基礎上，以及充分掌握高邊坡地層巖性、地質構造和周邊地形地勢等特征的情況下，對多金屬礦高邊坡工程可能會出現的破壞現象、危害等進行進一步的分析評價，然后根據工程的特點采取針對性的邊坡加固處理方案，為后期多金屬礦開采作業等工程奠定良好的基礎。所以，在高邊坡工程中，做好建設前的工程勘察和設計工作非常必要，對于海拔較高、地形地勢較為復雜的地方，為避免因受地形影響而出現不利于高邊坡工程施工，阻礙勘察工作的現象，必須做好前期高邊坡勘察作業的設計工作。對于勘察人員而言，必須要充分了解高邊坡工程的復雜性特征，然后全面掌握相應的勘察技術，尤其要把握好新的技術和設備，然后在實際勘察中先了解高邊坡形成的原因和危害，合理應用巖土工程勘察技術手段獲取全面的地質信息。

2 多金屬礦高邊坡的危害

多金屬礦高邊坡常見危害有高邊坡塌陷、滑坡、傾斜等。其中塌陷是因為邊坡開挖爆破等施工活動和排水以及其他防護活動措施不當而引起的，滑坡是因為受到了巖石卸載、地質分裂等的影響，或坡體風化、軟硬質和開挖情況對高邊坡穩定性產生影響，使得高邊坡出現側向變形。在雨季時，土質荷載超出規定范圍就會出現滑坡。傾斜主要和地質災害，比如地震等相關。地震使得巖石巖層斷裂，導致交界面上出現軟陡斜巖層，導致邊坡出現了大規模的傾斜。

3 多金屬礦高邊坡工程勘察存在的問題和改進

3.1 多金屬礦高邊坡工程勘察存在的問題

在現階段我國邊坡防護工程中，必須密切關注坡高和坡角之間的關系，并對基礎工程結構進行加固保護，才能避免邊坡受施工建設活動以及其他外界復雜因素的影響而出現邊坡失穩、變形等問題，這對于維護建筑物的安全穩定、保障施工人員的人身安全以及降低經濟損失具有十分重要的意義。對于金屬礦高邊坡工程而言，鑒于高邊坡的特點和危害，必須采取邊坡加固的方式進行維護處理，通過邊坡地質考察，全面掌握高邊坡形成原因、現在的情況，分析其穩定性，進行安全性分析。在早期工程建設規劃階段，由于對高邊坡的危害還不夠清楚，會存在遺留高邊坡的現象，現階段可以在全面掌握高邊坡危害及其存在問題的基礎上制定針對性的可行性的邊坡改造和維護計劃，對已形成的危害進行分析總結，然后結合存在的問題制定科學合理的處理方案以保障工程建設的順利展開，以取得高效經濟的效果。

3.2 多金屬礦高邊坡勘察改進

在巖土勘察中必須要明確高邊坡的性質、特點和危害等，首先要分析巖土土質，在施工勘察中邊坡坡面與坡頂是否因為施工操作設備而影響了其穩定性、是否因為建筑物的加大而對高邊坡最大承載力產生不利影響，是否在邊坡地基建設時、對巖石爆破時會對高邊坡的穩定性產生影響。其次應該充分考慮當地的降水量、土壤的儲水能力等，一般采用雨季時的降雨量對高邊坡影響進行分析考慮，雨水和地表水會向高邊坡地裂縫滲入，從而增加了邊坡的傾斜性，長此以往容易引起邊坡變形、失穩的問題。土質內在堆積大量的水分以后，使得土壤的孔隙變大，會導致坡體重量增加，容易在水的作用下發生滑坡。最后，必須要充分考慮地基被地下水破壞的程度，判斷地下水是否會影響高邊坡的穩定性，巖石的邊坡和舊的地質是否會出現新的問題等。在進行高邊坡地質分析時應重點對危害性、產生的原因進行深入分析，然后采取針對性的改進和解決方案。

4 多金屬礦高邊坡勘察設計方法

某多金屬礦邊坡總長度約180m，高約10～40m，邊坡呈整體折線式分布，整體坡度大概在40° ～45°范圍內，各級坡度約40° ～50°。邊坡坡頂以上是人工坡體，植被較為稀疏，坡度較陡，大約在35° ～45°范圍內。經過現場勘察，邊坡東邊坡段坡面出現了崩塌地質的災害，會對這一側的邊坡穩定性產生不利的影響。在長時間雨水沖擊下，雨水和其他水流從坡頂和坡面滲入結構內部，使邊坡坡體自重力增加，若超出邊坡本身最大的承載力就會出現變形、失穩等現象，導致抗剪切強度降低。在連續強降雨和其他水流的沖擊下，邊坡形成高陡峭的臨空面，從而出現崩塌、滑坡等地質災害。而該多金屬礦邊坡坡腳有不少廠區和宿舍樓，若出現崩塌等地質災害則會對坡腳地區的建筑物和人員構成極大的威脅，造成財產損失和人員傷亡事故，給企業帶來嚴重的損害，因此必須加強對該地區邊坡的地質情況調查和分析。

4.1 查看地面條件

在巖土工程勘察作業前，必須對當地的地質、地形等進行調查研究，分析巖石的性質，對巖石的分布情況和規律進行總體分析評價，分析總結巖石穩定性的原因，然后做好高邊坡勘察設計工作。在勘察時對地面條件進行查看是基礎，為全面了解高邊坡對地質的影響，首先就要了解高邊坡山坡走向、坡度高低、山坡上基本植被信息等，將山坡分成幾個部分，測量好坡度的形狀、坡度高度、坡度形成的角度等，并注意查看是否處在河流湖泊經過的地方，如果是在河流經過之處則需要對河流分布情況、數量、河岸穩定性等進行測量和全面分析。其次，應根據已有的地形邊坡地層信息、巖石風化情況等信息，對坡度走向、開挖高度和位置等進行給分析，同時應重點考察坡面巖石層，勘察有無出現軟弱層、水平狀巖石累積層等。接著對地質組織進行分析，深入了解近水平結構、分布位置和產生的原因。最后應該推測出現的時間、成因、分布狀態等，并對可能出現的情況展開針對性的分析研究和處理解決。

4.2 地質勘察

4.2.1 地層巖性分析

根據鉆探獲得的信息可知，場地內地層是全風化、強風化和中風化砂巖，各巖層的特征如下：第一，全風化巖層的顏色為黃褐色和淺黃色，巖芯呈堅硬的土狀，遇水會出現軟化的現象。在經過現場有效標貫試驗兩次校正后，N 值在35 擊和41 擊范圍之內，平均38 擊。場地內僅有ZK2、ZK3 鉆孔有揭露，揭露的厚度在2.5m～3.5m 之間，平均3m。第二，對于強風化砂巖而言，巖石為黃褐色和紫紅色，巖芯呈碎塊混土狀，遇水容易崩塌瓦解，局部夾較多中風化碎塊，出現分布不均的情況。巖土體基本質量等級是V 類?，F場進行多次有效貫標試驗，校正后的N 值在56 擊和67 擊范圍內，平均61 擊。全場所有的地鉆孔都有揭露，揭露的厚度在1.5m 和29m 之間，平均15m。第三，對于中風化砂巖層而言，巖層顏色呈灰黃色和灰色，結構為砂狀結構和塊狀結構，風化裂縫發育，巖芯呈碎塊狀，巖質較硬，錘擊可碎。屬于軟巖類，巖體的基本質量等級是IV 類。在控制深度內，場地內在ZK1～ZK4、6 號鉆孔都有揭露，揭露的厚度在2.7m～15m 范圍內，平均8.9m。

4.2.2 水文地質條件分析

對本場地內地下水進行分析，地下水的類型主要是基巖裂隙水，主要分布在基巖風化裂隙中，且基本都是塊狀基巖裂隙水，屬于微承壓水。含水巖層是測水組砂巖，含水介質是基巖風化裂隙和構造裂隙，呈網絡狀或脈狀分布，地下水的分布比較不均勻，且巖體裂隙發育充泥，巖土的滲透性和富水性較差。場地地下水主要來源是大氣降水補給，因為地勢較高，會順坡從坡頂向坡腳注入，在巖土勘察時測得的地下水混合穩定水位埋深在8m～19m。從水文地質綜合分析考察來看，可以得到以下結論：該場地地下水主要呈弱腐蝕性，在弱透水層中對砼具有微腐蝕性，場地環境類型為II 類。

4.3 高邊坡穩定性評估

4.3.1 多金屬礦邊坡穩定性定性分析

多金屬礦邊坡坡面噴砼護面，基巖露頭較少，只在東北段的幾個孔附近測量得到了地層產狀和結構面信息。根據現場情況以及鉆探的信息分析，因為間隔前期支護時間已經很長一段時間，邊坡前期已經支護加固，但是這部分護坡的資料信息無法查詢，只對邊坡分段進行定性分析?，F狀邊坡穩定性一般，邊坡雖然基本穩定，但是因為原來邊坡局部的坡度較為陡峭，且前期支護施工設施和技術都不太成熟，邊坡巖體在基巖裂縫水長期侵蝕下，出現了結構面凝聚力降低、強度下降等情況，進而可能會引起局部變形、滑坡和崩塌等穩定性缺失的現象。

4.3.2 多金屬礦邊坡穩定性定量分析

前期擋墻支護和上部坡度一起形成一個邊坡，但是擋墻邊坡可能會因為坡較高而使得上部坡體出現滑動、擋墻失穩的現象。考慮到擋墻和邊坡關系密切，為了保證邊坡的穩定性，就首先要保證下部結構擋墻支護結構的穩定性。為預測分析整個邊坡穩定性情況，可將邊坡分成擋墻穩定性計算與擋墻上部坡體穩定性計算。經綜合性分析和對安全性的分析，對邊坡整體穩定性做出預測評估。在進行邊坡穩定性定量分析時需要選擇代表性的地表進行計算，經計算后，得出以下結論：第一，坡面在天然的情況下邊坡穩定性系數都大于1，基本穩定，但是穩定系數的安全儲備值不高。第二，在連續性降雨情況下，邊坡穩定系數小于1，穩定系數低于規范安全系數的要求，該坡面處于不穩定的狀態。

經過綜合邊坡穩定性定性和定量分析以后，基本可以得出，該邊坡在自然情況下處于基本穩定，但安全系數不太高，在連續強降雨的影響下會出現邊坡失穩的問題，所以需要進一步分析邊坡失穩的原因和危害然后采取針對性的加固處理措施。

4.4 高邊坡設計

對高邊坡設計時必須根據實際情況合理選擇設計方法，一般情況是根據坡度的高低進行合理劃分，在設計中必須要注意的是不能超過相應的維度，必讀保證坡度的穩定性，主要是為避免出現植被受損壞的問題。為保證高邊坡的穩定、減少對高邊坡的沖刷侵蝕而產生變形、滑坡等地質災害，需要采取相應的邊坡加固處理措施。在邊坡地質勘察中，為保證勘察結果的準確全面性，為邊坡工程施工奠定基礎，則需要開展相對應的邊坡勘察設計工作，采取合理的勘察技術，提高設計的安全性，為后期建設施工提供良好的條件。

5 結語

綜上所述，在我國多金屬礦的高邊坡工程中，為保證工程建設以及后期金屬礦開采作業的安全順利，必須在前期充分研究高邊坡情況，了解高邊坡形成的原因、危害和地質地形特征，然后加強高邊坡地質勘察和檢測工作，搜集全面準確的地質信息，這些信息可以為后期作業提供參考依據。但是在高邊坡地質勘察中也存在不少問題，這些問題會直接影響對高邊坡形成原因、危害的分析，所以必須在了解已有地質信息的基礎上制定科學合理的勘察設計方案并采取有效的勘察手段。在實際工程勘察中，還需要了解當地地形地質情況，勘查邊坡的穩定性，保證在一定范圍內保持平衡?？傊哌吰略O計和勘察必須要保證高邊坡符合設計標準，且不會對后期工程作業產生影響，在一定程度上可以保障公共設施、人員的安全，避免出現滑坡、變形和失穩等現象，使得高邊坡的設計更加合理、更加人性化。