露天东帮边坡治理方案研究及优化

马开川

(云南华联锌铟股份有限公司，马关 都龙 663700）

近年来随着生产规模从210万t调整到360万t采剥作业量的加大，采场采用陡帮条带式开采，逐渐形成由多级组合台阶组成的终了高边坡,边坡高差达到450m。严重威胁到矿山的安全生产，同时位移区域具有高、陡、靠近边坡边界、影响因素多等特征也给治理施工工作带来很多困难。本文在矿山现有治理方案的基础上，结合以往露天矿边坡工程的经验教训，从边坡的特点、影响露采边坡稳定性的主要因素出发，提出现有东帮边坡的治理优化措施，对东帮边坡的治理有重要意义[1]。

1 东帮边坡概况及稳定性因素分析

1.1 东帮边坡基本概况

采场台阶由北向南梯降，东帮边坡标高910～1380m，高差达到410m,边坡角约25°，采场主要揭露地层为第四系（Q）、寒武系中统田蓬组（∈2t）变质岩系中，滑坡往往主要以小型工程滑坡为代表。矿山部分采场处于三面分水岭环绕、向南倾低的单面斜坡，为边坡汇水形成了一定的条件，同时，其成为矿段地下水、大气降水排泄的唯一通道，构成独立的地表水汇水单元,矿区力学参数在地下水影响下下降较大。

1.2 采场东帮边坡的影响因素分析

1.2.1 工程地质条件差

1.2.2 水文地质条件条件差

通过水位孔水位观测，雨季期间，地下水位都有不同程度的上升，下部各含水层与隔水层间相互间夹，地下水相互补给较差，导致大量补给水流从边坡中沿构造面流出，边坡台阶间形成了不同规模的滑动面，开挖过程中坡面上裂隙面的揭露，地下水位的变化，岩石应力的重新分布导致边坡台阶局部滑坡严重。

1.2.3 采场边坡坡形影响

采场边坡表面为红色粘土层，下部为风化石英云母片岩，210万t/a生产规模生产初期，后期台阶边坡采用50°釆剥，但卸载过程中随着釆剥台阶的下降，工作平盘变的狭窄，造成东帮边坡管理的难度和边坡维护成本的增加。

1.2.4 采掘爆破影响

采场年釆剥方量达到1400万m³，爆破频率快，平均月达15次，单次爆破量17吨，爆破过程中，炸药产生的冲击波气体等造成台阶坡面表面岩石松动和破坏;爆破中产生的水平震动影响边坡应力重分布，降低边坡的有效的安全系数，最终导致边坡的垮落。

2 现边坡稳定的治理技术措施及效果

根据滑坡区范围地形地质条件及滑动范围扩大的特征，结合目前工程边坡支护措施、施工状况，最终确定采用削坡减载结合边坡面防护方案对边坡滑坡治理方案。

(五)PPP融资模式的使用，可以在一定程度上提高建设项目的质量，增强品质，能够实现政府与企业两者利益上的共享。PPP项目是政府与企业共同进行的，能够与政府进行合作，说明企业一定有自身的实力，包括建设项目的经验和技术等，而建设项目的质量直接关系到企业的获益情况，所以必定会全力以赴。同时，政府对PPP项目付费时，会根据建设项目的质量要求进行付费，倘若达不到建设项目原定计划的要求，则会对建设项目的经费进行一定的扣除。这种现象其实在PPP项目开始之前，政府和企业之间就对项目的收益分配情况进行了协商，这样不仅能够确保双方的利益不会受损，还能够有效避免利益分配不均问题的出现。

2.1 削坡减载对边坡截排水

2.1.1 削坡减载

对滑坡体采取削坡减载，调整现有边坡结构参数，台阶边坡角度由55°调整为50°，自1320标高至1200标高从上而下进行分台阶削坡减载，降低边坡角度,平台宽度15m，台阶高15m，台阶坡面角50°，剥离区域南北长约698.7m，东西宽约157.7m，挖方量约计100万m³，以达到消除滑坡灾害隐患，并避免次生灾害隐患。

2.1.2 截流边坡排水

在卸载区域规划了排水系统。由北向南修建素混凝土砌筑排水沟道，排水沟沟底纵坡为1%，上部平台积水经平台沉砂池汇集，通过斜坡段钢混三面沟排水沟排往下一平台，最终排入现有主排水系统。

图1 卸载区排水规划图

2.2 坡面防护方案

2.2.1 网喷方式治理

根据边坡地质情况及边坡现状，采用网喷方法对该边坡进行治理。网喷防护措施，可以降低治理成本，同时通过网喷这样的密闭处理，一是可以避免大气降雨对边坡的破坏和影响，有效防止水的侵蚀，避免岩土体强度恶化；二是挂网后可以增强岩土体的强度，减少爆破振动对边坡的影响。

2.2.2 (LDPE)土工膜边坡防水处理

利用土工膜的不透水性隔断采场边坡漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形，同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀，在避光使用情况下，使用寿命长等特点。将土工膜铺设在采场边坡，按顺序进行缝合，以达到采场边坡防水[2,3]。

3 边坡治理方案存在的问题及优化措施

3.1 边坡治理现状分析

3.1.1 未完全考虑边坡具有的动态性和变形性

因东帮边坡区域，边坡上部平台主要沿F0断层分布，卸载后，采场受应力重新分布，导致平台出现大量边坡裂隙及小构造，雨季来临，大量的平台汇水通过构造面渗透至地表以下，同时边坡岩性主要以片岩为主，在地表水的渗透下，并沿岩性汇集至平台底部，导致平台下部含水保和，片岩泥化，导致台阶边坡陶脚和隆起，边坡排水沟道起不到排水作用。

3.1.2 地质条件认识的局限性和阶段性

采场边坡地质资料的认识主要来自于前期找矿和生产勘探的认识，因采场采用分期釆剥,采场边坡随着露天生产勘探的推进，采场找矿有了新的突破，采场基础地质储量增加，露天境界为非最终边坡，生产中边坡随着釆剥作业的循环推进，导致了露天边坡的重复性投资。

3.1.3 未充分考虑降雨断裂破碎带对矿床充水及降雨入渗过程中孔隙水压力影响

边坡经过卸载后，排洪沟道虽经过抹面处理，在边坡蠕变的情况下，将台阶平台进行拉裂并与主要构造面进行联通，雨雾天，大量的水将沿构造面进行渗透，造成边坡含水保和边坡岩性体重变化导致台阶出现淘脚，加速边坡位移，其次边坡采用土工膜防护后，将台阶及边坡大量地表水进行汇集，因位移区域大量构造的存在导致了地表水的集中注入边坡，促进了边坡的位移。

3.2 边坡治理优化

现有边坡治理措施主要有削坡减载、清坡压脚、和地表截排水等措施，对于岩性物理力学性质差、构造发育汇水面积大的露天矿滑坡治理都有一定的局限，降低边坡岩性含水性，对地表水有效截挡和地下水的快速疏干才是边坡治理中的关键。

3.2.1 露天采场爆破靠帮技术改进

引进高精度数码电子雷管，开展不同矿岩地质属性区域的爆破技术参数，根据试验期间所测得的爆破振动数据，开展综合研究，对所收集的数据进行处理，综合分析其质点（X-Y-Z三维分量上）的振动速度，进一步优化试验研究，并最终得出相应各自最佳的爆破技术参数方案。

数码电子雷管使用有效降低爆破振动速度，改善单孔爆破振动波的叠加情况，提高振动信号的主振频带宽，分散炸药爆轰能量的集中爆发，保证了边坡的安全允许爆破振动速度，降低爆破时产生的震动波，并将其对东帮软弱性岩层带其造成的累计损伤降至最低，最大限度的保障东帮边坡F0断层上盘岩体的稳定性。

查清边坡工程地质、水文地质，设计水平疏干巷道。因边坡结构构造发育、水文地质复杂，在水位地质及边坡构造不清的条件下，平巷疏干系统在富含水性差的片岩岩层中，难以达到降低治理段边坡岩体中地下水位和水压力，提高边坡稳定性。

3.2.2 土工膜铺设V形汇水优化。

鉴于土工膜具有不透水性能，较好地防护漏水通道，同时，其自身具有较大的韧性和延展性，能够较好的适用于坝体的变形。本次采用塑料PVC软管及相关软质材料，采用V形方式固定采场边坡上土工膜，在固定土工膜的基础上将平台上可汇水集中引入主PVC管，少部分汇集水经过平台沉沙池后引入PVC管一同排出，各平台汇集水由PVC管汇集后最终通过采场主排洪沟道排出采场外，达到排水受边坡位移而达不到排洪目的，同时减少了对现场边坡依赖和谁在边坡停留时间。

4 结语

本文通过在现有边坡治理的基础上，结合生产现状，对影响边坡稳定的影响因素进行分析，并结合影响因素分别通过在爆破中应用高精度电子雷管，减小了爆破对边坡的震动破坏，最大程度保留了边坡原始强度，结合采场汇水面积广，构造发育等特性，采用V形边坡防护治理方案对地表水进行了有效拦截，在完善边坡地质资料的基础上，指导水平巷道开挖，以达到对渗透水的快速疏干等方式，达到了边坡治理的目的。各项措施的灵活运用实现了对露天边坡树立了综合治理，体现了边坡治理的经济合理、施工方便、确保生产的原则。