抚顺西露天矿千台山滑坡稳定性分析与治理研究

王 卓，白朝能

（1.辽宁省第十地质大队，辽宁抚顺113004；2.中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）

抚顺西露天矿千台山滑坡稳定性分析与治理研究

王 卓*1，白朝能2

（1.辽宁省第十地质大队，辽宁抚顺113004；2.中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）

抚顺西露天矿千台山滑坡总体积约1×108m3，滑体厚度大于50m，属巨型滑坡，危险区面积达3.68km2。该滑坡直接威胁当地居民及多家企业的生命财产安全，一旦成灾，后果将十分严重。对其稳定性及加固治理措施进行了初步研究，结果表明：该滑坡欠稳定，需进行加固治理，通过削坡及压脚工程可有效提高其稳定性。

滑坡；稳定性分析；治理工程；削坡；压脚

1 概述

千台山滑坡位于抚顺市区南部，估算总体积约1× 108m3，滑坡体面积3.13km2，危险区面积3.68km2。自2010年8月以来，滑坡体多处出现地表裂缝，并有由最初的点状向线状发展趋势。至2012年年初，地表裂缝总体发展为南北两条，呈东西向弧形展布，凹向北，总长约3090m，最大断陷带宽度约12～13m，多处断续状地表拉张裂缝逐渐趋于连接，地裂缝开裂强度加大、加深，并伴有错落下沉，其影响范围、破坏程度有进一步扩大的趋势，这一情况引起当地政府及社会各界高度关注。滑坡体后缘北距西露天矿坑南帮边缘280～460m，南距居民居住地千台社区、东立社区60～100m，滑坡体东端在胜利开发区的多家企业通过，一旦成灾，威胁对象众多，威胁资产巨大。本文介绍了该滑坡的总体概况，并对其稳定性及治理措施进行了初步研究。

2 滑坡体概况

2.1 滑坡体基本特征

该滑坡南北向纵长约1200～1500m，东西向横宽约3100m，滑面埋深大于50m，为深层滑坡。滑坡变形体位于西露天矿南帮区域，前缘位于西露天矿坑底部，高程约-270～-310m，后缘高程约100～205m，边坡高差400～500m。

滑坡体主要成分是中生代粟子沟组凝灰岩层、老虎台组玄武岩层以及分布于其中的软弱夹层，下伏基岩为太古代花岗质片麻岩层。通过2条剖面、7个钻孔的揭示，推测滑坡体深部有2～3条滑带，分别为玄武岩中较为连续的泥化夹层及玄武岩与花岗片麻岩接触部位的泥化夹层；滑床为花岗片麻岩层。

2.2 滑坡体变形特征

千台山滑坡地表裂缝是在2010年8月巡视工作中发现的。技术人员在以后的追踪调查与监测过程中发现，滑坡体前缘出现明显鼓胀变形，剪涨裂隙发育，土石松散，小型坍塌时有发生；滑坡体中段可见明显砌体拉裂；滑坡体后缘出现2条地裂缝，总长约3km，地表显现出南高北低错落式弧形陡坎，并形成一定宽度的凹陷洼地。

自2012年8月以来监测数据显示，截至2013年3月12日，2条裂缝均持续垂直错落和水平张裂，水平位移速率达4.49～11.8mm/d，垂直沉降速率达2.06～6.96mm/d，且呈现加速趋势；变形严重的监测点显示最大垂直落差达4.05m。2013年3月19～25日监测数据显示，一周内平均水平位移速率16.62～20.35mm/d，平均垂直沉降速率7.67～12.72mm/d，滑坡仍处于持续变形滑移阶段，与前期相比，略呈加速趋势。表1给出了滑坡后缘地裂缝不同部位静态GPS变形情况。

3 滑坡稳定性分析与评价

钻探揭示在玄武岩中，中部的玄武岩夹煤线层、下部的玄武岩夹凝灰岩层以及玄武岩与片麻岩不整合接触部位均有破碎带出现，滑坡体易沿煤线和破碎带发生滑动。滑坡主轴E400剖面存在4条潜在滑动面，第1条潜在滑动面为煤线，平均深度为95m，后3条沿破碎带滑动，平均深度分别为145m，170m和230m。潜在滑动面的位置如图1所示。

表1 滑坡后缘地裂缝不同部位静态GPS变形情况统计表

图1 滑坡主轴E400剖面潜在滑面示意图

边坡稳定性分析方法中极限平衡法是边坡工程分析与设计中最主要的且最有效的实用分析方法，并为各国规范所采用。其基本原理是先假定多个滑坡可能的滑动面，然后根据静力平衡条件和莫尔—库伦强度准则计算沿各滑动面滑动的可能性，从中寻找稳定系数最小者，其对应的滑动面即为滑坡滑动可能性最大的滑动面。本次稳定性分析中采用了Sarma、Janbu和不平衡推力法等几种方法，分别分析了4条潜在滑动面的稳定系数。

3.1 滑体物理力学参数的选取

该滑坡体主要由玄武岩组成，潜在滑面有2种，分别为玄武岩夹煤线和泥化夹层破碎带。滑体与滑面物理力学参数如表2所示。其中，玄武岩夹煤线的参数由室内4组中型剪切摩擦试验获得。

表2 滑体物理力学参数

3.2 稳定性计算结果及评价

表3列出了该滑坡采用Sarma法、Janbu法和不平衡推力法得出的稳定性系数。由表3可知，除滑面①外，Sarma法、Janbu法和不平衡推力法计算的各滑面稳定性系数基本小于1，坡体处于不稳定状态。通过对比发现，滑面③的稳定性系数最小，滑面③为最危险滑动面。

表3 滑坡主轴E400剖面稳定性系数计算结果

4 治理措施研究

综合考虑滑坡的稳定性评价结果，为保证滑坡体的稳定，并达到满足工程要求的安全系数，本文对滑坡治理方案进行了一定的探讨。滑坡治理的方法有多种，常用的有排水工程、抗滑桩工程、挡土墙工程、锚索工程及削坡与压脚工程等。其中，削坡与压脚方案比较经济且施工速度相对较快，在公路工程[1]、矿山工程[2]、水利工程[3-4]及机场工程[5]的边坡治理工程中均有成功应用的实例，千台山滑坡属欠稳定滑坡，但稳定系数均接近1，因此出于经济与安全经济的考虑，本文探讨了采用削坡卸荷及压脚措施提高滑坡稳定性的可行性。

4.1 削坡方案

削方卸荷目的是把滑体上部分岩体移走，以减轻滑体重量，提高滑坡的稳定性。本次设计考虑在滑坡后缘卸荷，削坡后坡率控制在1∶8.14，面总削方量为65501m3/m。滑坡主轴E400的削坡卸荷的剖面图如图2所示。

图2 削坡剖面图

滑坡进行削坡减载后，由Sarma法、Janbu法对E400剖面分别进行稳定性分析，计算结果如表4所示。

表4 削坡治理后剖面稳定性系数

由表4可知，削方减载后，滑坡稳定系数有较大的提高，在现状水位条件下，稳定性系数均提高到1.15以上，根据工程的重要性和工程地质条件勘察的详细程度，在本项目中削坡后稳定系数达到1.15以上就可以满足工程安全要求。

4.2 压脚方案

压脚稳坡是在边坡坡脚堆筑碎石土或者废石，借以支撑滑体或者增加滑体下部滑动面上的摩擦力，从而提高边坡的稳定性。本文对抚顺西露天矿千台山滑坡压脚治理的可能性进行探讨，压脚纵剖面图如图3所示。

图3 压脚纵剖面图

滑坡进行压脚后，由Sarma法、Janbu法对E400剖面进行了稳定性分析，各滑面稳定性系数如表5所示。

由2个剖面稳定系数可见，压脚治理后，滑坡稳定系数有较大的提高，在现状水位条件下，稳定性系数均提高到1.15以上，根据工程的重要性和工程地质条件勘察的详细程度，在本项目中压脚后稳定系数达到1.15以上就可以满足工程安全要求。

表5 压脚后剖面稳定性系数表

5 结论

本文对抚顺西露天矿千台山滑坡的稳定性及治理方案进行了分析，主要得出如下2点结论：

（1）通过稳定性分析得到E400各滑面稳定性系数多在0.908至1.073之间，坡体处于不稳定状态。通过对比发现，滑面③的稳定性系数最小，为最危险滑动面。

（2）通过对滑坡治理可能性的探讨，削坡、压脚均可提高边坡的稳定性，使其稳定系数均达到1.15以上，满足工程安全要求。

[1]廖隽.卸载法在治理公路土质挖方滑坡中的应用[J].山西建筑，2012（34）：172-173.

[2]党艾华.预裂爆破在金堆城露天采场北部边坡卸载工程中的应用[J].中国钼业，1999(6):35-37.

[3]陈富强，杨光华，刘惠康，等.抛石反压法在某软土填方边坡中的成功应用[J].岩土工程学报，2013（增刊2）：749-752.

[4]王乐华，郭永成，韩梅.削坡减载法在边坡稳定治理中应用[J].三峡大学学报：自然科学版，2009（4）：57-60.

[5]陈金锋，宋二祥.西南山区机场高填方边坡反压护道优化设计[J].工程力学，2012，29(6):85-91.

表3 基于工程经济性的评价指标划分标准

4 结论

（1）本文在总结福建省山地丘陵地区土质滑坡的相关评价因子的基础上，并按各评价因子的性质将其划分为内在因素、诱发因素、地质灾害发生历史3个类别。

（2）建立了拥有3类主控因素（内在因素、诱发因素、地质灾害发生历史），及每个主控因素下设两级评价因子的地质灾害易发程度评价体系，并以土质滑坡为例进行了详细的说明。

（3）提出了从建设用地选址（岩土稳定性）和场地利用（工程经济性）2个层次出发的最终评价指标，为福建省利用山地丘陵进行城镇建设用地选址和经济开发利用提供了重要标准和依据。

（4）本文提出的地质灾害易发程度评价体系将会在福建省山地丘陵地区开发建设中得到正式应用，该体系在实践中将得到检验和进一步的完善。

参考文献：

[1]周天智，陈刚，赵旭峰，等.福建省滑坡分布规律及成因分析[J].重庆科技学院学报：自然科学版，2007,9（2）:17-19.

[2]柳侃，吴钦文.福建省土质滑坡分类探讨[J].探矿工程,2003（增）:91-92.

[3]冉光静,李晓,陈刚.福建省滑坡发育强度分布规律及影响因素分析[J].西部探矿工程，2009（2）：20-22.

[4]程庆展.福建省地质灾害类型与评价分区研究[硕士学位论文][D].福州：福建师范大学.

[5]傅有机.闽北地区常见几种地质灾害及防治措施[J].福建地质，2007，26（2）:108-112.

[6]戴俊涛，郭力群，李安露.福建崩塌、滑坡地质灾害现状及防治措施[J].福建建筑，2011（5）：71-72.

[7]黄春鹏，刘志逊，苏茂凯.福建省地质灾害的现状及防治对策[J].地质灾害与环境保护，2003，11（1）:27-30.

Research on StabilityAnalysis and Control Project Of Fushun Western Open-Pit Qiantaishan Landslide

WANG Zhuo1,BAI Chao-neng2
(1.The 10th Geological Brigade of Liaoning Province,Fushun Liaoning 113004,China;2.China Railway Eryuan Engineering Group Co.Ltd,Chengdu Sichuan 610031,China)

Fushun western open-pit Qiantaishan landslide is a giant landslide of which total volume is about 100 million m3,sliding body thickness is greater than 50m,and damage area is 3.68km2. The landslide is a direct threat to the lives and property of local residents and a number of enterprises,once it causes the disaster,the consequences will be very serious.In this paper,the stability and control measures is preliminary researched,the results showed that:the landslide is less stable,should be reinforced,and its stability can be effectively improved through a deep cutting and presser foot engineering.

landslide；stability analysis；control project；unloading；loading berm

P642.22

A

1004-5716(2015)03-0003-04

2014-09-04

2014-09-18

王卓（1975-），男（汉族），辽宁昌图人，高级工程师，现从事水工环技术管理工作。