探讨矿山地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题

卓圣颖

（广东金东建设工程公司，广东 广州 510000）

对于露天的大面积矿山开挖，使矿山上岩土体上覆地层岩土体的卸载，造成地层向临空面的卸荷回弹，此时边坡内部的应力场发生改变。随着矿山开挖的继续进行，从而导致边坡上松散的岩土体常常沿着已存在的软弱结构面发生滑移，严重的会出现垮塌，滑坡。由于矿坑的出现已经严不但危及当地人民群众的生活安全，另一方面，也违背了环境建设的国家政策，破坏了当地的自然景观。20世纪80年代，我国露天矿西北部因列车通过时的扰动，从而产生了小规模的滑动，面积可达到64300m³，造成了4开采工作面被掩埋。虽然随着近几年许多矿场已经相对规范，这方面的事故也逐年减小。但是，过去矿山开挖所遗留下的矿坑的治理依然是一个很严重的问题，所以研究矿山施工过程中边坡稳定性的问题依然是非常有必要的。

1 滑坡的成因与主要影响因素

影响边坡稳定性的主要因素可分为内部因素与外部因素。内部因素主要包括岩土体的物性指标、岩体的结构（如节理、裂隙的发育程度）、地质构造（褶皱断层）。外部因素主要包括水的作用（是影响边坡稳定性的最主要的因素，包括地下水与地表水）、风化作用、人类的活动情况（矿山开挖时爆破的扰动，机器运作时对边坡产生的影响）、地震的作用。

2 边坡的划分

一般的边坡按照物质组成划分为：

（1）土质边坡：是发生在松散未固结的粘性土或砂性土斜坡上的滑坡造成的灾害。其成因经常是由于大规模降水引起的滑坡灾害。工程中根据土的性质可以细分为黄土滑坡、粘性土滑坡、堆积层滑坡等。

（2）岩质边坡：是沿结构面、断裂破碎带、节理裂隙密集带以及强度较低、塑性变形较强的软弱夹层发生滑动。以软硬相间的层状、薄层状沉积岩以及片理化岩石分布区最为发育.平面形态多为纵长式或纵横均等式或近似梯形.在剖面上由于不同滑动面各部分滑速不均一,在滑动体上形成多级台阶,并且在滑坡壁上出现滑坡擦痕或擦沟.岩质滑坡滑动规模相差悬殊,经常有大型和巨型滑坡,因此造成严重危害。

3 矿山边坡的主要特点

矿山开挖过程中形成的边坡一般比其它施工过程中形成的切坡更高，一般为几十米甚至上百米，走向常从几百米或几公里。

其坡度一般也更陡，有时甚至和矿坑的底部相互垂直。此时，沿走向所暴露的岩石便多，治理所需要的投入更大。

对于矿产开采，一般的需要几十年。开挖过程由上至下，由此便导致了上部岩层所需保持稳定的年限更长，而下部岩层所需保持其稳定性的年限较上部短。

矿山开挖过程中需要爆破开挖时的爆破荷载，机械运作的震动，以及车辆的往复对矿山的岩土体都会造成影响，也成为其稳定性的影响因素之一。

4 矿山边坡的主要治理方法

坡率法

（1）坡率法的概念

坡率法是指适用于土质或岩质边坡，在开挖过程中通过控制边坡高度和坡度，无需对边坡整体进行加固而利用自身稳定的一种人工边坡设计方法，可通过多次分级削坡（图1）完成边坡稳定性的实现。其通过控制边坡的高度和坡度使边坡的抗滑力和下滑力达到平衡。

图1 分级削坡

（2）坡率法的适用范围

坡率法的施工较其他施工方法简单且节约成本，适用于工程地质条件较好，地下水较低的岩土层，另外放坡开挖对场地的要求也需要足够大。同时，坡率法还可以与其他方一起使用（锚钉边坡、锚杆支护）。当受到场地条件没有足够的场地时，可在矿坑的下部采用挡土墙或锚喷支护，上部采用坡率法以减少经济成本。

（3）岩质边坡的削坡率

对于岩质边坡，在整个边坡一直处于稳定的情况下，合理的放坡率要同时考虑岩石性质、岩土体的地质构造、岩石体的风化程度，矿坑开挖的深度，以及地表水，地下水的等因素，结合实际工程经验以及已施工的边坡坡率，参考边坡设计规范完成设计。

若边坡可能发生滑动的地层存在明显结构面，且该结构面的倾向使向着边坡的临空面外侧。此时，在考虑其内摩擦角ψ和内聚力c的同时，还要考虑该结构面的倾角。可通过稳定性的计算来确定放坡率，当该结构面的倾角α＞ψ且α＜边坡坡角β时，会最容易发生滑动破坏（表1）。

表1 边坡层面的岩石性质

（4）土质边坡削坡率

对于土质边坡，施工时应考虑边坡高度、地表水、地下水的作用，同时考虑土的对其进行土的物性指标实验，得到其含水量，相对密度等指数，同时还要考虑当地降水，地震等因素。综合考虑之后确定其削坡率，对于不同土的性质如下表（表2）。

表2 土质边坡削坡率

（5）人工加固法

当受场地条件约束不能采用坡率法时，我们可以采用人工加固的方法进行矿山开挖施工边坡的维护，其具体有以下几种方法：

（1）当边坡的坡度不符合要求时，矿产开采已经过山顶的矿坑可以进行削坡减载的方法。若高度不大，可以对坡脚进行填压。

（2）若施工地段的地下会丰富，必须进行必要的排水措施，如进行排水沟，或者钻孔排水。

（3）对于地质构造较复杂，岩层间结构裂隙、软弱面多的岩土体可以采用设计抗滑桩以及挡土墙的方式进行处理。

（4）对于边坡岩体深部有较大的裂隙以及边坡上存在较大危岩的情况，应该采用深孔预应力锚索，结合长锚杆进行加固。

表3 常用的边坡加固方法

5 结语

对于本文讨论的矿山地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题，我们治理的方式应该首先考虑经济是否合适，施工过程是否安全简便，故应首选坡率法进行治理；若矿产所在地的地质构造复杂，岩土体的物性指标较为薄弱，结构裂隙发育多，这种情况下施工有难度，故采用锚杆，挡土墙抗滑桩的形式进行支护。

同时，坡率法可以根据现场的实际情况和人工加固法相互结合，做到节约经济成本。永久性边坡可采用锚钉、锚喷等措施。

参考文献

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[3]矿山地质灾害主要类型及防治对策研究[J].荆升利.能源与节能 .2017(07).