某排土场滑坡事故分析

赵 永 顺

(攀钢集团矿业有限公司设计研究院，四川 攀枝花 617063)

某排土场滑坡事故分析

赵 永 顺

(攀钢集团矿业有限公司设计研究院，四川 攀枝花 617063)

针对某排土场存在的问题，对排土场失稳滑坡的原因进行了分析，提出了排土场建设过程中要注意的各个环节，并对勘察、设计、施工、监理等工作重点作了阐述，以消除各种安全隐患。

排土场，勘察，软土地基，滑坡，监管

1 滑坡基本情况

1.1 排土场基本情况

某排土场原始地形为东侧低，南、西、北面高，整体向东倾斜的倒梨状沟谷斜坡地形，后缘山脊走向20°～25°，宽度约500 m，前缘挡渣坝处窄小，宽度约250 m。排土场内由南至北发育有两条主冲沟，两条冲沟中间为一缓坡山脊，场地标高介于1 563 m～1 698 m之间，地形坡度在场地1 625 m以下为15°左右，1 625 m以上坡度介于20°～40°，排土场北侧冲沟内在标高1 599 m～1 604 m之间有一鱼塘，占地面积约为4 300 m2。该土场2008年10月开始排土，2009年雨季前已排土20余万立方米，在滑坡前已堆积180余万立方米基建剥离的废土石，土石比为6∶4，岩石岩性为强风化～弱风化的辉长岩，堆积标高在1 600 m～1 690 m之间，形成了1 690 m，1 650 m，1 630 m三个排土台阶(见图1)。

1.2 滑坡基本情况

2011年2月27日6时40分左右，排土场突然发生滑坡，滑坡体属于矿山排弃废土石，总面积21万m2，滑坡总方量约56万m3，其中排土场内散体物质39万m3，由于滑坡滑动剥蚀带动滑动区软土17万m3，从滑坡后壁到滑坡前沿最远距离1 060 m，滑动距离约770 m，滑坡后壁垂高约90 m，滑坡后壁顶面到堆积体最前沿垂直高差约210 m，滑坡体沿着排土场松散堆积物与原地表软弱表土接触带滑动，在重力作用下，冲毁拦渣坝后，继续快速顺坡而下滑行600余米，掩埋两户农房，摧毁位于排土场下方的矿山公路(见图2)。

依据国土资源部2006年发布的DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查规范，该滑坡为中型推移式滑坡。

2 排土场工程建设存在问题

根据事故调查，工程建设存在主要如下问题：

1)设计院在没有进行排土场工程地质勘察情况下进行设计，设计依据不充分；

2)监理单位出具的质量评估报告与实际不符；

3)安全验收评价单位依据未实施的优化方案和监理单位出具的质量评估报告进行验收评价，对设计及工程完成实际情况没有进行复核，验收依据不准确，与实际不符；

4)在工程勘察结束后勘察单位明确在该区域必须采取清理软土层、疏水、建重力式挡渣坝等措施后，才能保证排土场的安全的情况下，业主没有停止施工和排土作业，也没有按照程序待新的设计审查批复后施工；

5)针对2011年1月16日13时许在该土场前沿南侧冲沟内发生的局部滑塌，设计院2011年2月14日出具了《关于某排土场排放过程中出现滑塌的应急处理意见》，意见中明确要求治理和疏通排水盲沟，对拦渣坝进行加固，并24 h监测，但业主未实施。

3 滑坡原因分析

3.1 排土场地质环境条件

1)地形地貌概况。

排土场场地地貌属于中低山构造剥蚀山麓堆积地貌，区内沟谷较为发育，微地貌复杂多变。现状弃土堆放地梨树湾原始地形为东侧低、南、西、北面高、整体向东倾斜的倒梨状沟谷斜坡地形，后缘山脊走向20°～25°，宽度约500 m，前缘挡渣坝处窄小，宽度约250 m。

2)区域地质构造及地震。

本地区在区域构造上属川滇南北向构造带中段西侧及滇藏“歹”字形构造体系的复合部位。区内构造形迹极为复杂，褶皱、断裂发育，以南北向及北东向构造为主，东西向及北西向构造次之。经收集有历史记载地震资料，场地内及周边地区(100 km范围内)未发生过7级以上地震，时间较近和强度较高的地震有：1955年鱼鲊6.7级地震，1955年云南武定6级地震，1955年华坪6级地震，1962年树河5.5级地震，1995年云南武定6.5级地震，2008年攀枝花鱼鲊的6.1级地震，2011年1月31日米易北部的3.2级地震，上述地震发生时区内均有震感。

3)排土场滑坡堆积区地层结构。

④粉质粘土：褐黄、紫红色，硬塑状态，稍湿。含风化正长岩碎石、砾砂20%～30%。无摇震反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。整个场地大部分地段均有分布，地层分布具有一定连续性，揭露厚度0.60 m～17.30 m。

④1粉质粘土：褐黄、紫红色，可塑状态，湿。含风化正长岩碎石、砾砂10%～20%。无摇震反应，切面稍光滑，干强度及韧性中等。主要分布于拟建1号,2号排土场中前部地段，地层分布具有一定连续性。揭露厚度1.60 m～19.10 m。

④2粉质粘土：褐黄、深灰色，软塑状态，很湿。局部含风化碎石、砾砂10%～20%。局部含多量碳化木屑、植物根茎。无摇震反应，切面稍粗糙，干强度及韧性低。部分钻孔中有揭露，主要呈透镜体状分布于④,④1层中，揭露厚度0.80 m～8.80 m。

④3粗砂：褐黄、褐灰色，石英—长石质，混粒结构，含粘性土约10%～15%，稍密，湿。部分钻孔中有揭露，呈透镜体状分布，厚度较薄。

上述冲洪积地层中④2层属较为典型的软弱下卧层，修建排土场过程中，应将浅部④2进行彻底清除，对深部④2应进行有效的地基处理。

4)软弱层分布范围。

据勘察报告，排土场地段及滑坡堆积体范围有软弱地层④2层粉质粘土，软弱土层分布位置形态及特征等如表1所示。

表1 软土④2层分布范围、形态及厚度统计表

5)水文地质条件。

排土场地处梨树湾，西侧山体走向为北东向，沿主脊两侧分布有分脊和支沟，地形起伏变化较大，支脊、冲沟、坎坡等微地貌发育，总体地势由西北向东南倾斜。

a.地表水。

排土场挡渣坝上方至山顶分水岭汇水面积约为0.35 km2，原始地形条件下，排土场和滑坡堆积体范围主要冲沟中旱季有水流，雨季水量增幅大，暴雨季节可形成瞬时洪水，排入威龙河。排土场内的梨树湾一带鱼塘面积相对较大，约4 300 m2，雨季积水。

据勘察报告，排土场地和滑坡堆积体范围内农民自行修建了较多小型集水池，大部分作为饮用水，少量作为灌溉果园、菜地之用。同时排土场地和滑坡堆积体范围内共有8个下降泉，各泉眼点四季均有水涌出，勘察期间累计流量176 m3/d，其中分布在排土场挡渣坝上游的3个泉水累计流量为86 m3/d，滑坡发生后，在排土场挡渣坝址处和坝址左前方形成2个集水坑，目前采用水泵向外抽水，抽出水量约120 m3/d，说明排土场内地下水丰富。

b.地下水。

6)地基岩土评价。

排土场和滑坡堆积体范围岩土层繁多，各岩土层物理力学性质差异较大，地基岩土在岩性构成、空间分布上变化很大。

据勘察报告，需要在施工过程中注意的地层工程特性评述如下：

①植物层：物质组成成分复杂，土质疏松，力学强度很低，可压缩性很高。修建排土场前应彻底清除，以免被掩埋后形成深部软弱易滑夹层。

①人工填土：物质组分复杂，堆积随意，结构松散，力学强度低，可压缩性大。不能作为天然地基土使用，堆渣前应清除。

③粉质粘土：孔隙比e=0.94，液性指数IL=0.35，呈可塑状态，局部硬塑；压缩模量ES=7.7 MPa，压缩系数a1-2=0.26 MPa-1，具中等压缩性；具有一定力学强度，可作为轻次型建(构)筑物基础持力层使用。作为排土场地基土，施工过程中发现土质较为疏松的部分应挖除。

④2粉质粘土：孔隙比e=0.99，液性指数IL=0.79，呈软塑状态；压缩模量ES=5.0 MPa，压缩系数a1-2=0.45 MPa-1，近高压缩性，力学强度很低。该层分布于浅表部的，应彻底清除；位于较深部位的构成场地内软弱下卧层，应进行有效的地基处理。

全风化正长岩：风化非常剧烈，岩体呈散体状结构。该层地基土均匀性差，仅可作为轻次型建(构)筑物基础持力层，可作为拟建排土场地基土使用，施工过程中发现过分松散的部分应挖除。

7)场地内出露的泉点对排土场稳定性的影响。

排土场内3个泉点累计流量86 m3/d，排土场弃土后，泉点被掩埋，地下水排泄条件发生变化，若处理不当地下水不能完全排出，有可能在泉点周围形成较大的地下水体及产生较大的孔隙水压力，弃渣(土)及场地内原有地层受地下水润湿、浸泡，抗剪强度锐减，岩土体容重增大，造成排土场局部或整体失稳。同时，排土场坝基或挡土墙地段地基土第四系坡洪积、冲洪积层颗粒粒径不均，容易发生潜蚀、管涌及流土，对挡土墙、坝基的稳定威胁大。

8)排土场软弱层对排土场稳定性影响分析。

排土场堆积区地表分布有软土，软土RT1位于北侧冲沟鱼塘以下，超过挡渣坝下游45 m，呈透镜体状，总面积23 465 m2，厚度1.4 m～6 m；软土RT3位于排土场北侧冲沟鱼塘上部地段表部，呈透镜体状，总面积4 100 m2，厚度3.6 m左右。根据室内试验结果，软土天然孔隙比0.98～1.0，天然含水量35.9%～36.9%，液性指数为0.77～0.80，压缩模量为3.5 MPa～6.5 MPa，内聚力15.2 kPa～20.4 kPa，内摩擦角10.7°～17.7°；除软土外，分布在表层和中部的粉质粘土其天然孔隙比抗剪强度也较低，承载力也较小，在饱水条件下，强度减弱。两套地层饱水后均为高压缩，低强度土体，受压极易产生压缩变形、剪切破坏，地基失效。由于粉质粘土层在排土场分布面积大，且处于排土场弃渣中前缘，在数十米高的弃渣荷载作用下，地基剪切破坏和地基失效是必然的。

3.2 排土场滑坡过程

据对原居住在滑坡前缘一带幸存者的访问调查，2011年2月27日6时40分左右，排土场方向传来“隆隆”的鸣声，还以为地震了，当他叫起家人，冲出房屋时，排土场滑坡体已冲到了房屋前。

通过事后对滑坡滑源区、高速滑动区、滑体堆积区的调查分析。排土场的废土石直接座落在软土之上，软土地基承受不了高达90 m的排土场废土石的荷载而失效，突然产生滑坡。滑体在滑动过程中，推动排土场坡脚与拦渣坝之间软土，摧毁拦渣坝，将排土场左下侧的小山脊削去一部分后，快速顺沟下滑，带动斜坡地带的粉质粘土一起滑动，抵达前缘的威龙沟直到稳定。

3.3 排土场滑坡原因分析

根据现状调查及排土场所处的地质环境条件、排土场建设过程，结合以上滑坡过程分析研究，该滑坡产生的原因是：

1)排土堆积物前端及基底存在大面积力学性质极差的粉质粘土，在排土前没有进行清除或采取加固措施，在排土堆积物荷载作用下，软弱地基失效；

2)排土区域泉眼较多，地下水丰富，在排土前未采取有效的排水措施，导致软弱地基土饱水而强度降低；

3)市防震减灾局文件显示，2011年1月31日晚上8点30分左右，米易县发生3.2级地震，震中位于湾丘乡万年沟，距离滑坡位置较近，白马等米易北部乡镇及米易县城震感强烈，市区轻微有感，对该排土场的影响烈度在4度～5度，引起排土场坡体晃动，改变了边坡地基应力分布状态，对该滑坡突然发生有影响；

4)2011年 2月23日的降雨雨水下渗不仅增加了排土场的荷载，而且使排土场前缘地基土进一步软化，对滑坡的产生有一定影响；

5)根据GB 50421—2007有色金属矿山排土场设计规范，排土场下方安全距离设置为排土总高度的1.5倍～2倍，本次滑坡滑动距离达到当前排土总高度7倍以上，远远超出了规范设防要求，主要原因是由于谷口外存在厚0.8 m～8.8 m的粉质粘土且含水丰富，强度极低，滑体带动粉质粘土快速滑动。

以上原因1)，2)是产生滑坡的直接原因，3)，4)是滑坡的影响因素，5)是滑坡造成严重后果的间接原因。

4 结论及事故教训

4.1 结论

在对施工的工程量核实后，发现工程量少于设计要求，施工单位未进行鱼塘地段(软基)的清基处理，也未实施该地段的排水盲沟工程，排土场滑坡部位的排水盲沟是简易盲沟。

此次排土场滑坡滑动距离在排土场滑坡的历史上十分罕见，其破坏范围已远远超出了排土场有关设计规范规定的安全防护距离。分析认为，主要是排土场下游斜坡地段的特殊水文工程地质条件——饱和粉质粘土层，加速了滑体的运动，扩大了排土场滑坡的规模与破坏力。

可以肯定，此次事故是排土场滑坡诱发其前缘斜坡软土地层移动，软土地层滑动又扩大了排土场滑坡距离与规模的极端复杂事件，是人的因素与自然地质因素共同作用的结果。

4.2 事故教训

1)必须坚持科学合理规划矿山建设，严格执行国家有关项目建设的相关规范和标准，重点落实好排土场、尾矿库、采场边坡等重要设施的措施工程，对建设在地质条件不良区域的重要设施要再次审查，做到尊重科学，依法建设。

2)不折不扣依法开展建设项目各个阶段工作，抓好安全评价、地质勘察、初步设计、施工、监理及竣工验收等关键性环节，坚持“合格一项，审批一个”，不合格，不开展下一个环节工作，各项工作要坚持标准，坚持原则，杜绝走形式，走过场。

3)企业必须要按相关规范和规程组织生产，编制排土计划，严格执行设计确定的排土工艺和排土顺序，做到科学合理排土。

4)政府及其相关负有安全生产监管职能的部门必须依法履行监管职责，认真、负责、严格执法，对安全生产违法行为及相关问题要做到“发现一项查处一项”，绝不姑息迁就。同时，还要加强对企业的日常作业过程的安全监管，不留死角。

5)以提高各级、各类人员的安全素质为出发点，加强企业安全教育培训力度。逐步克服企业各级人员对安全工作的消极情绪和对事故隐患的麻痹思想，增强企业各级人员安全履责能力和遵章守纪的自觉性。同时，要采取有力措施加强对矿山区域范围内相关企业和人员的宣传教育，提高相关人员的安全意识和基本安全常识，促进矿山企业安全和谐发展。

6)督促企业健全完善安全管理体系，落实主体安全责任，加大隐患排查治理，建立自我约束机制，构建科学合理的安全管理制度，依法开展企业生产经营活动。

[1] YS 5230—1996，边坡工程勘察规范[S].

[2] GB 16423—1996，金属非金属露天矿山安全规程[S].

[3] GB 50421—2007，有色金属矿山排土场设计规范[S].

[4] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查规范[S].

[5] 肖树芳，李铁汉.岩体力学[M].北京：地质出版社，1986.

[6] 林宗元.岩土工程勘察设计手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1996.

[7] 陈忠达.公路挡土墙设计[M].北京：人民交通出版社，2003.

[8] 赵明阶，何光春.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社,2003.

[9] 赵明华.土力学与基础工程[M].武汉：武汉工业大学出版社，2000.

On analysis of sliding slope accidents of some dump

Zhao Yongshun

(DesignandResearchInstitute,PanSteelGroupCo.,Ltd,Panzhihua617063,China)

According to some problems at some dump, the paper analyzes reasons for the sliding slope losing stability, points out all kinds of steps in the construction process of the dump, and illustrates the key points for the survey, design, construction and supervision, so as to eliminate all sorts of hidden hazards.

dump, survey, soft soil foundation, sliding slope, supervision

2015-02-07

赵永顺(1978- )，男，工程师

1009-6825(2015)11-0069-03

P642.22

A