某煤矿滑坡发育特征及防治措施

郭 磊

(山西省第三地质工程勘察院，山西晋中 030620)

山西省平遥兴盛煤化有限责任公司木家庄煤矿滑坡位于山西省平遥县卜宜乡上神南村北，距平遥县城约25 km。滑坡体位于碎屑岩剥蚀侵蚀低中山区，地处木家庄煤矿工业广场南侧。地貌类型属构造剥蚀中低山区，地势呈南高北低趋势。地形地势整体为东西两条沟夹一南北向梁，梁顶被黄土覆盖，厚度4 m～17 m，下覆由二叠系上石盒子组紫红色薄～中厚层泥页岩及砂岩组成。坡体前缘为木家庄煤矿工业广场，坡顶部为上神南村。直接威胁木家庄煤矿工业广场设施及神南村等村民的生命财产安全，通过对其稳定性进行分析，为实施工程治理提供了技术依据。

1 地质灾害发育特征

木家庄煤矿滑坡体长360 m左右，宽约500 m，厚度15 m～38 m，均厚25 m，面积160 000 m2，体积约4 000 000 m3，为大型岩质滑坡。坡体顶部覆盖有第四系中上更新统黄土，坡体前缘因建筑切坡而形成阶梯状，后缘梁顶形成长15 m～185 m的拉张裂缝，裂缝走向295°～330°，地面裂缝宽8 cm～14 cm，最长地裂缝L1影响宽度约4 m，在村民耕地地表形成“U”形槽;村庄内房屋裂缝宽3 mm～20 mm，目前已导致坡体上上神南村5户居民房屋(L1地裂缝通过处)损坏严重而被迫搬迁，L1地裂缝以北住户房屋不同程度开裂，局部自来水管错断，坡体前缘煤矿深井在28 m处错位，工业广场联合建筑物墙体及地面开裂变形，副井口以南挡墙竖向开裂、挡墙脚地面鼓起。

该滑坡体结构大体可分为双层结构，坡体表层为第四系上更新统黄土，厚度4 m～17 m，黄土呈浅黄褐色，稍湿，硬塑，菌丝发育;下部为二叠系上石盒子组泥岩和砂岩，砂岩多为细粒结构，中薄层状;泥岩为薄层状，泥质结构，强～弱风化。岩层后缘产状为30°∠8°，为顺层滑坡(见图1)。

图1 主滑剖面图

在 ZK1-1，ZK1-2，ZK1-3，ZK2-3，ZK2-4，ZK3-2，ZK3-3，ZK3-4孔中基岩见有较为明显的岩芯破碎现象。据此并结合该区水井错位情况推测滑坡体存在中层和深层滑移面，据访问当地老者，该滑坡体早在20世纪60年代就有滑动迹象，沟底基岩裂隙中有浑水流出，沟底以上基岩未见明显滑动。后期随着煤矿工业广场的开工建设，前缘进行了不同程度的基岩切坡，使得切坡段以上坡体因失去支撑而局部产生滑动，最早为储煤场以南坡体因切坡产生局部小型滑动(H3滑坡)，该滑坡体长约45 m，宽约70 m，均厚10 m，体积约31 500 m3，为小型岩质滑坡，2009年进行了治理;后期副井口以南坡体进行了切坡，导致坡体产生蠕滑(形成H2滑坡)，使副井口南地面鼓起，护坡挡墙纵向开裂，联合建筑物局部开裂变形。该滑坡体长约200 m，宽约115 m，均厚14 m，体积约322 000 m3，为中型岩质滑坡。两处坡体滑动均为中层滑动，滑动面形状为折线型，倾向北东，中层滑动面倾角7°～11°，深层滑动面倾角6°～14°(主滑剖面见图1)。滑床岩性:中层滑动面下滑床岩性主要为泥岩，强风化，泥质结构，多为顺层面滑动;深层滑动面下滑床岩性主要为泥岩，强～弱风化，泥质结构，多为顺层面滑动。

2 边坡稳定性分析

该滑坡体自从2007年滑动以来，一直处于蠕动状态。据简易监测，2010年4月～2011年4月，后缘房屋裂缝加宽3 mm，前缘房屋裂缝也有所加宽，表明滑体仍有变形迹象。

从煤矿深井井管孔深28 m错位及本次勘查钻孔取芯结果来看，ZK2-3，ZK2-4，ZK3-2，ZK3-3，ZK3-4钻孔内深部地层有破碎现象，且破碎情况深度与深井位置基本一致，因此推测滑体存在深部滑移面，但由于坡体削坡后前缘低洼处已回填，深部滑移面剪出口位于地面以下不同深度，形成反压坡脚。

为验证坡体稳定性，根据滑坡岩土物理力学参数建议值，参照DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查规范附录上滑坡稳定性评价计算公式(式(1))，采用理正软件选取滑坡主滑断面Ⅱ—Ⅱ'剖面对坡体中层和深层目前的稳定性进行计算，验算结果见表1。

表1 坡体稳定性验算表

其中，Kf为稳定系数;Wi为第i条块的重量，kN/m;Ci为第i条块的内聚力，kPa;φi为第i条块的内摩擦角，(°);Li为第i条块的滑面长度，m;αi为第i条块的滑面倾角，(°);A为地震加速度，g。

其中，φj为第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)，即 φi=cos(αi－αi+1)－sin(αi－αi+1)tanφi+1。

计算结果表明，目前中层滑坡处于欠稳定状态，需要进一步采取治理措施。深层滑坡由于前缘反压坡脚，经计算，目前坡体处于基本稳定状态。

根据坡体稳定性宏观分析和稳定性计算结果，目前中层滑坡坡体仍处于不稳定状态，需采取相应措施进行永久性治理。深层滑坡坡体由于前缘反压坡脚，使得坡体暂时处于稳定状态，如前缘继续切坡或坡顶加载以及后缘裂缝大量渗水均可能导致深层滑坡体再次滑动，因此做好有关滑坡的防治措施非常必要。

3 防治工程

根据滑坡体的结构特征和稳定性以及主要受保护对象情况，拟采取分期治理方式，一期主要采取护坡、排水沟、抗滑桩工程等措施对坡体进行治理，保护对象主要为煤矿工业广场设施;二期视坡体变形监测结果，重点对上神南村一带坡体进行治理，保护对象主要为上神南村。

1)护坡工程。

针对通往联合建筑物道路以南坡体较破碎、稳定性较差的现状，拟对路南斜坡进行浆砌块石护坡，护坡厚度0.6 m，高3 m，采用M7.5浆砌块石砌筑，M10水泥砂浆勾缝;每10 m留设伸缩缝，缝宽20 mm，用沥青填充。在护坡基础顶面以上0.3 m处横向每隔3 m设φ50 mm PVC管泄水孔一个，倾角不小于3%。

2)排水沟。

设计排水沟分主排水沟和小排水沟。主排水沟位于坡体前缘路的南侧和联合建筑物的西侧以及村西沟谷内，自东南向西北和自南向北排泄，小排水沟位于变电站西侧和上神南村内，将台面和斜坡部位的地表水疏排至主排水沟。

3)抗滑桩。

为保证工业广场以西滑坡体的长期稳定，在H2坡体的前缘设计抗滑桩，桩型为方形嵌岩桩，分两排布设，一排位于联合建筑物东北的平台和护坡坡脚处;另一排布设于联合建筑物和变电站之间斜坡处，桩间距6 m，其中一排布桩16根，桩长25 m;另一排布桩31根，桩长35 m。桩体采用钢筋混凝土灌注桩。

4)填埋地裂缝。

为了防止雨季地表水顺地裂缝下渗，拟对滑坡体后缘已形成的地裂缝实施填埋，采用3∶7的灰土分层填埋，分层夯实。

5)坡体变形监测。

在滑坡体的不同部位布置地面变形和房屋裂缝长期监测点，对坡体的变形情况实施定期监测，雨季加密观测，便于掌握坡体的变形情况。

二期工程根据坡体变形监测结果，如坡体变形较大，应对上神南村一带坡体进行治理。

总之，按前述的治理方案实施处治后，该滑坡体的稳定性将得到大大提高，坡体稳定性加强，其地质灾害危险性明显减小，对坡体前缘的煤矿工业广场设施和人员的威胁将得到有效遏制。

［1］孙奋清.平遥兴盛煤化有限责任公司木家庄煤矿滑坡勘查报告［R］.山西省第三地质工程勘察院，2011.

［2］郑 婕，施 睿.抗滑桩在滑坡治理工程的应用［J］.山西建筑，2011，37(4):61-62.