结合实例对建筑石料用灰岩矿区边坡稳定性的若干探讨

■王丽俊 刘军

（江苏省地质矿产局第二地质大队 江苏常州 213022）

结合实例对建筑石料用灰岩矿区边坡稳定性的若干探讨

■王丽俊 刘军

（江苏省地质矿产局第二地质大队 江苏常州 213022）

本文结合金坛市矿区实际，对建筑石料用灰岩矿区边坡稳定性的相关问题展开了若干探讨。

建筑石料用灰岩矿区边坡稳定性

1 矿区灾害隐患概况概况

金坛市渚山建筑石料用灰岩矿区位于金坛市薛埠镇西南约8公里处之渚山，距金坛市城区距离约25公里，矿区运输道路向西直通X304县道，进而与整个苏南公路、水路交通网相通。

由于矿山开采爆破，采坑边坡表层岩石受其影响，较为松散，坡面危石、浮石较多，加之边坡高陡，西坡存在小规模崩塌、滑坡隐患。

矿区采坑北—东段边坡坡顶即为矿区运输道路，道路北、东侧即为青龙洞水库，该段边坡外侧为临水坡，内侧即为开采临空面，边坡内外具水头差，加之爆破振动、重载运输荷载等，边坡稳定性受到影响，存在变形等的疑虑。

2 边坡安全等级

矿区东—北段边坡坡顶部、及其两侧无重要构筑物，主要可能危害是边坡垮塌后洪水冲入采坑，漫过南段边坡(标高68.6米)，冲向下游（在采坑已满水、水库达校核水位的条件下，预计最大约有80万立方米洪水。可短时间内漫过南坡坡顶），对下游村庄农田有较大危害，所造成的经济损失和社会影响较大，确定渚山建筑石料用灰岩矿区北—东段边坡安全等级为1级。

3 边坡稳定性分析与评价

3.1 边坡现状

渚山建筑石料用灰岩矿区北—东段边坡坡顶为运输道路，向西延伸与X304县道相接，向南通向矿区轧石场、水库坝区及其管理站，两者相接呈“7”形。

北段边坡坡顶标高73.0～76.9米，较为平坦，边坡总体走向85°左右，东西长180米左右，坡顶宽11～25米，断层F2位于边坡中部呈正交穿过，断层为平移断层，产状不明显，断裂带岩性相对破碎。边坡北坡面为临水坡，南坡面为开采坡面。临水坡坡顶线标高73.0～75.1米，坡脚66.0～71.6米，坡高3.2～9.1米，坡向近正北向，走向近东西向，坡度20～40°；南坡面坡顶线标高73.2～76.1米，坡脚45.7～45.9米，坡高27.5～30.4米，坡向近正南向，走向近东西向，总体坡度22～28°。

东段边坡坡顶标高73.2～84.5米，北低南高，边坡总体走向167°左右，南北长400米左右，坡顶一般宽7.5～25米，南部与堆场、轧石场相接，宽度达40米以上。边坡东坡面为临水坡，西坡面为开采坡面。临水坡坡顶线标高73.4～77.5米，坡脚65.0～68.5米，坡高2.9～9.0米，坡向84°左右，坡度20～40°；西坡面坡顶标高73.2～84.5米，坡脚30.6～45.6米，坡高27.6～46米，坡向164°，总体坡度25～40°，靠近南部堆场较陡，自上而下设置了3个平台，形成4个台阶，上平台标高66.1～74.8米，北低南高，宽3～10米，为开采平台，部分区域缺失，分布在边坡南部，其上方台阶高度10～15米，坡度30～55°；中平台标高55～63米，宽3～22米，基本贯通全采坑边坡；，其上方台阶高度10～20米，坡度30～60°；下平台标高43～45米，宽8～70米，为当前主采平台，其上方台阶高度10～15米，坡度35～60°，下方台阶高0～15米，北低南高，其下为采坑坑底。

总体而言，北—东段边坡北、东临水坡高度较小，坡度较小，基本无地质灾害隐患，北—东段边坡南、西开采坡总体坡高大、坡度不大，但台阶坡高不高，坡度较大，存在地质灾害隐患。

3.2 稳定性分析

3.2.1 定性分析

经过走访、询问、矿山历史资料收集分析，矿山2006年开采以来，北—东段临水坡从未发现过明显变形迹象，因开采坡浅层遗留浮石、危石，局部发生过少量块石坠落，边坡整体未发生过变形迹象。

经现场调查，渚山建筑石料用灰岩矿区北—东段边坡坡顶未见明显裂缝、除开采坡面遗留的表层浮石、危石外，边坡未见鼓胀突出，开采坡底未见明显渗水等变形现象，总体未见不稳定迹象。

综上，北—东段边坡当前总体处于稳定状态。

3.2.2 定量分析

3.2.2.1 典型剖面选择

根据边坡现状，在北段中部设置了剖面1-1’、2-2’，在东段边坡中部设置了剖面3-3’，采用AutoCAD软件绘制。

照片1北段边坡现状（拍摄方向北偏西）

图1 北段边坡极射赤平投影图1---结构面编号S---坡面大圆F---摩擦圆

图3-2 东段边坡极射赤平投影图2---结构面编号S---坡面大圆F---摩擦圆

3.2.2.2 分析评价方法

矿区北—东段边坡属于岩质边坡，可采用极射赤平投影法初步判别总体边坡稳定性，即可在剖面1-1’、3-3’处采用此法；北段边坡局部岩性相对较差，可采用极限平衡法进行计算评价，在剖面2-2’处。

3.2.2.3 极射赤平投影法

（1）北段边坡：

①参数的确定：结构面① （层面）产状：65∠85；

坡面倾向 αs：175°，倾角βs：47°；

摩擦角φ：35°。

②分析评价过程及结果：

根据图1，采用大圆法分析，结构面①未分布在≥φ、≤βs圈定的可能滑动区内。说明北段边坡在现状条件下，以结构面①为主要结构面时，是稳定的。

（2）东段边坡：①参数的确定：结构面②产状：235∠73；

坡面倾向αs：235°，倾角βs：31°；

摩擦角φ：35°。

②分析评价过程及结果：

根据图2，采用大圆法分析，按βs≥β≥的原则无法圈定出可能滑动区，说明东段边坡在现状条件下，以结构面②为主要结构面时，是稳定的。

4 结论、存在问题与建议

4.1 结论

金坛市薛埠镇渚山建筑石料用灰岩矿区北—东段边坡位于该矿区采坑东北部，边坡坡顶即为运输道路，北、东侧为青龙洞水库，南、西侧为采坑，由于边坡一侧临水，一侧临空，尤其临空侧边坡高陡，由于各种因素，边坡存在不稳定隐患，且采坑南段边坡标高比水库大坝低，存在边坡垮塌洪水漫顶的可能性，存在重大隐患，矿山开采企业委托我院对该段边坡进行稳定性评价。

经我院评价工作，认为矿区北—东段边坡在现状已至终采边坡条件下，水库水位至校核水位时总体稳定。矿区其他可开采地段按开发利用方案要求继续开采，对所评价边坡的稳定性影响较小。

4.2 存在问题与建议

矿区北—东段边坡虽然评价稳定，但矿区如继续开采，还需加强对边坡的巡查监测，禁止对该段边坡再开采，其他边坡开采时，除严格按开发利用方案开采外，应“坚持安全第一”，采取合理爆破方式，降低振动影响，适当降低边坡坡度，加大平台宽度，提高边坡稳定性。

[1]陈祖煜著.土质边坡稳定分析 [M].中国水利水电出版社,2003.

[2]龚晓南编著.高等土力学 [M].浙江大学出版社,1996.

P62[文献码]B

1000-405X（2015）-10-369-2