某露天礦山采礦工業場地邊坡滑坡治理

傅能武張 春

（1.紫金礦業集團股份有限公司；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

在持續的降雨入滲作用下，非飽和土體的物理力學性質也在不斷變化。雨水入滲至土體后，土體內部含水率增加，有效重度降低，從而導致邊坡發生失穩的概率增大。本研究針對某露天礦山采礦工業場地邊坡失穩問題，對其失穩機理進行探索，從而提出合適的應對方案［1-5］。

1 工程概況

本次滑坡的地點為采場西側邊坡（圖1），由于降雨入滲影響，邊坡不同高度處出現多條拉張裂縫，長度不一，且處于發展中；滑坡后緣裂縫位于+1 125 m標高處（圖2），距坡頂線最大水平距離約為8 m，滑坡前緣位于二級平臺處；三級平臺截水溝出現拉裂縫，邊坡坡面上素噴混凝土已呈現不等程度的裂縫，局部已經貫穿，平臺拉裂縫分布較明顯；二級平臺已經出現一定程度下沉，局部已出現拉溝，坡面上已出現剪切裂縫，破壞嚴重；滑體的最大高差約為20 m。邊坡巖性主要為角閃石、黑云母—角閃石和白云母片麻巖。膠結裂隙按充填類型分為黃鐵礦、黃鐵礦黃銅礦、方解石、石英和石膏方解石。在天然裂縫中，以壁光滑的平坦裂縫為主，多為黏土或方解石填充，斷層和斷層帶通常出現在巖體中，巖石在構造上被破碎，變得更加黏土質，強度顯著降低，并且具有更強烈的裂縫，帶有黏土填充和明顯的運動痕跡。巖石的強度從低到中不等，平均強度為29～38 MPa，巖體質量指標總體較差。

2 滑坡機理與反演分析

2.1 滑坡基理分析

由于雨水入滲至風化巖內部，邊坡內巖體受到雨水的不斷侵蝕，風化程度會越來越嚴重，土體強度參數不斷降低。另一方面，降雨時邊坡表層風化巖由非飽和狀態轉變轉變為暫態飽和狀態，飽水后風化巖強度參數、有效重度進一步降低，同時巖體受到滲流壓力等影響，其表層巖體易出現沖刷破壞以及淺層滑坡現象，層層剝落向后緣不斷延伸。通過現場踏勘發現，頂部1 215 m平臺分布多條裂縫，裂縫走向長度最長約為22 m，1 215 m平臺因雨水作用導致單臺階發生破壞，即由第二級（1 205～1 215 m）邊坡先局部坍塌破壞，導致坡腳處應力場失衡，第三級平臺（1 215～1 225 m）在第二級邊坡帶動下發生牽引式滑坡。破壞過程見圖3，先由滑面1導致滑面2，最終出現滑面3。

2.2 反演分析

針對本次滑坡區域，選取1—1剖面模型進行反演計算分析。根據《建筑邊坡技術規范》（GB 50330—2013），因邊坡裂縫目前只是開裂，沒有發生坍塌破壞，即處于不穩定與欠穩定狀態之間，綜合考慮，本次反演設定安全系數為1。根據資料，黏聚力暫定為18 kPa，重度為20 kN/m3。通過不停的進行試算，使安全系數接近1時，從而反演確定其內摩擦角。穩定性反演計算結果見圖4，此時內摩擦角為22°。此次反演計算的強度參數將為邊坡治理提供基礎性數據。

3 治理方案

邊坡目前處于欠穩定狀態，需要進行治理。此類型邊坡一般通過加固和削坡的方式進行處理。削坡方案的優點是費用低，缺點是需要尋找剝離物料堆排場地，且剝離施工對周邊環境影響大。加固措施可以克服削坡的缺點，但是費用較高。根據礦山環境及條件，削坡產生的剝離物料可以較便利地進行處理，所以，選擇削坡方案較合適。

削坡方案以削坡減載+客土噴播+截排水措施為主，單臺階進行1∶1.5放坡設計，平臺寬度為2或3.5 m，詳見圖5，坡面設置排水溝等。

針對削坡處理后的邊坡剖面，結合反演參數，采用Bishop法計算邊坡在荷載組合為自重+地下水+地震力情況下的穩定性，得到最小安全系數為1.118，滿足安全許可要求。

4 結論

（1）邊坡滑坡機理為1 215 m平臺因雨水作用導致單臺階發生破壞，引發坡腳處應力場失衡，從而上級平臺在下級失衡平臺的帶動下發生牽引式滑坡。

（2）削坡減載+客土噴播+截排水措施為主的治理方案較適合本礦山的邊坡治理工作，能夠達到安全要求。