某精矿管道桥架边坡滑坡成因分析及治理措施探讨

刘秀

（攀钢集团矿业有限公司，四川 攀枝花 617063）

2012 年9 月某选矿厂发现一期精矿管道桥架多处出现梁、柱间开裂，存在桥梁垮塌、支撑柱倒塌的重大安全隐患，如不及时处理，将直接影响某选矿厂的正常生产，甚至造成某选矿厂停产。经组织专家现场踏勘，发现造成此重大隐患的是某选矿厂检查站上方冲沟内原滑坡体发生了蠕动，而造成此蠕动的主要原因是暴雨影响、桥架上方公路反复垫渣、重车加载、石灰石矿采场爆破震动等。

1 滑坡体概况及特征

1.1 滑坡区位置及地形、地貌

某精矿管道桥架边坡滑坡区位于米易县弯丘乡瑞达水泥厂采场东侧，从某公路检查站往上大约350 米处，西北高东南低，属低中山构造剥蚀地貌的斜坡地形，场地海拔在1390～1420m，相对高差30 余米。因瑞达水泥厂采场开采和某公路修建，原始地形已受到破坏。

1.2 滑坡区水文地质条件

滑坡区内无水库、山塘等地表水体且周边无工业废水排放，大气降水与生活用水是地表水的主要来源。地下水位较低。

1.3 滑坡发育历史

该区域2010 年雨季发生过一次滑坡。致使该处厂区公路路基、路面整体沉降高差约2m，路面多处出现开裂，裂缝宽度5 ～20cm。公路外侧边坡下方挡墙的墙体多处出现裂缝，裂缝宽度5 ～30cm。挡墙前缘自然土坡多处开裂、沉降，最大裂缝宽度达1.5m。对某选矿厂和某铁矿通勤、生产型用车的通行安全构成了重大隐患。为便于车辆通行，某选矿厂用碎块石进行了回填并压实至原公路设计标高。从2010 年起，石灰石矿开采剥离的部分废石堆填在原滑坡体西侧，使滑坡体堆载增加，范围不断扩大。

1.4 滑坡边界、规模、形态特征

此次滑坡周界较为清楚，后缘位于某选矿厂厂区公路主干道K0+300 ～K0+370 段路面上方山体，向西延伸至石灰石矿废石堆填区域，距离约为35m，东侧基本与原冲沟西岸为界，前缘剪出口位于斜坡地形坡度由陡变缓位置。滑体平面上略呈“梨形”，滑坡体后缘宽度100m，前缘宽度30m，纵向长约100m，主滑方向112°，前缘高程1394m，后缘高程1419m，相对高差25m。该滑坡滑动变形明显，因滑坡造成地表出现大量张拉裂缝，滑坡中后部公路下方已建成的块石挡土墙出现隆起和多处纵向张裂缝，裂缝宽度3 ～10cm 不等。挡土墙东南侧属于滑坡中部，地形相对比较平缓，地形坡度角约为3 ～5°，其地面出现了多处横向拉裂缝，裂缝长5～30m 不等，宽度约为3 ～10mm，垂直错距约20 ～50mm。在连续降雨后，造成该滑坡体变形进一步加剧，裂缝进一步加宽，错距也逐渐增大，且处于持续变形、滑移中。

1.5 滑坡体物质组成及结构特征

（1）滑体。滑坡体物质组成主要为：填土、第四系坡残积层粉质黏土。滑体厚度变化较大，后缘和两侧较薄，中部和前缘较厚。滑坡体上的植物生长茂盛，仅少数处于横向拉裂缝位置的果树出现歪斜情况，说明该滑体处于蠕滑阶段，未出现剧烈扰动破坏迹象。

（2）滑带。滑带物质成分主要为第四系坡残积层粉质粘土，底部与强或中风化灰岩接触带有厚度0.30 ～1.10m软塑状粉质粘土，具有揉皱、变形和错动现象。滑动带埋深介于5.60 ～17.50m，滑坡体的中后部滑动面埋藏较深，两侧及前缘埋藏较浅。滑坡已经形成贯通的滑动面。

（3）滑床。滑床主要为强～中风化灰岩，局部为坡残积粉质粘土层，故其透水性较差。由于雨季大量地表水下渗并沿该层顶面流动，为滑坡形成提供了便利条件。

（4）变形范围。由于滑坡的变形范围已扩展至滑坡体下方的精矿管道桥架基础区域，滑坡体直接挤压部分管道桥架基础，导致其发生位移。

2 滑坡原因分析

根据滑坡体的概况、特征及相关勘察资料，分析该滑坡体的形成及演化机制，发现该滑坡体形成的主要原因如下。

2.1 地形地貌

该滑坡区属斜坡地形，地势北西高南东低，高差大，滑坡前缘逐渐变陡的地形构成临空面，不能给滑坡下滑提供支撑阻力，随着滑体不断蠕动变形，前缘滑体土将会不断下滑，对滑体后缘的阻力不断减小，下滑推力增大，为滑坡的牵引下滑提供了较大的动力势能和滑移空间。

2.2 地层属性和降雨影响

该滑坡体地层分为两层：上层为堆填土和第四系坡残积层粉质粘土，下层为强～中风化灰岩。非雨季时，上下两层接触带基本处于干裂状态。雨季或突遇强暴雨等工况下，上层土体透水性强，在雨水浸泡下，处于饱和，松散状态，土体容重增大，抗剪强度大大降低。下层强风化灰岩透水性相对较差，地表水下渗后在强风化灰岩表层形成地下径流，在上下层接触面形成软弱带，从而具备了边坡失稳的基本条件。

2.3 路面超载

该滑坡体的后缘所在厂区公路属于上山联络主干道，是厂区通勤和生产型用车的主要道路。道路车流量较大，特别是运载矿石的重车车辆多，车辆通过的震动荷载造成了路基、路面沉降。沉降后又回填了大量碎块石进行处理，更增加了坡面堆载，加速了滑体上层土体向下蠕动。

2.4 采场爆破和弃土堆填

该滑坡体附近的石灰石矿采场正处于开采期，爆破作业频繁。采场剥离的部分废石弃土又堆填在滑坡体上，造成滑体上部荷载增加。爆破震动和堆填荷载使滑体上下层之间接触带的土层软化程度增加，抗剪强度降低，造成滑坡规模不断扩大。

3 滑坡危害性

该滑坡已经发生一定的滑移和变形，上下地层之间形成了贯通的滑动面，且其滑坡仍在蠕动，处于不稳定状态。如果不及时处理，有产生较大规模整体滑动的可能，将严重影响铁矿、选厂通勤及运矿等车辆通行，并对一期精矿管道桥架构成严重威胁，影响正常生产甚至造成停产。

4 滑坡治理措施

为了确保车辆安全通行和一期精矿管道安全运行。针对本滑体我公司采用了设置挡护设施、加强排水、削坡减载及加强生产管控等综合治理措施。

4.1 挡护设施

该滑坡后部滑体厚度较大，滑坡滑动带较陡，采用坡中设置桩板式抗滑桩挡土结构，坡脚设置护坡挡墙，坡面采用人字骨架护坡进行挡护，确保滑坡体整体稳定。桩板式抗滑桩采用钢筋砼结构，设置在沿原有挡土墙外侧2.5m 处，纵向长度85m，桩间距5m，桩基采用人工挖孔灌注桩，桩身和护壁砼均采用C30 砼。抗滑桩采用了三种型号：A 型桩截面尺寸1.6mx2.5m，桩长约23m，露出地面高度2 ～4.5m；B型桩截面尺寸1.5mx2.0m，桩长约21m，露出地面高度2 ～4m；C 型桩截面尺寸1.3m×1.6m，桩长约24m，露出地面高度1 ～2m。经理论计算，桩基础应嵌入中风化灰岩不小于4～5m。由于中风化灰岩人工成孔很困难，采用爆破的方式容易扰动周围土体。根据实际情况，采用了桩基础嵌入中风化灰岩不小于1m，基底采用岩石锚杆进行加强处理：锚杆直径为50mm，采用机械成孔，锚杆采用HRB400 直径28mm 钢筋，锚杆砂浆采用M40 水泥砂浆，锚杆入岩深度1.5m，伸入桩体内2m，锚杆与桩内相邻竖向主筋焊接。抗滑桩桩顶设置宽×高=1.5m×1.0m 冠梁。坡脚采用宽度2m、高约7.2m、基础埋深约1.7m 的C20 片石砼护坡挡墙。挡墙的顶部平台和挡墙底部外侧均设置浆砌片石排水沟。坡面进行修整，边坡坡率1:2，坡面采用浆砌片石人字骨架护坡，骨架内种草皮或小灌木，起到边坡固土的作用。

4.2 加强排水

在滑坡体所在公路两侧修建截洪沟，将滑坡体后缘斜坡的地表水汇集到截洪沟，并与公路原有边沟相接，进入公路排洪系统，防止雨季汇集的地表水涌入滑体。同时，在滑坡体东侧冲沟修建明沟，将冲沟汇水引排到下方厂区公路涵管中。

4.3 削坡减载

对滑坡体延伸到石灰石矿采场部分的坡面填土进行削坡减载处理，并禁止继续堆填。将卸载的部分填土反压在已受滑坡影响的一期精矿管道桥架的东侧与选矿厂厂区公路之间的冲沟内，反压填土分层碾压，并达到相关规程规范要求。

4.4 加强生产管控

加强滑坡区的废石弃土堆填管理，禁止将废石弃土堆填在滑坡体上。

加强选矿厂厂区公路主干道滑坡段车辆通行的管理，车辆通过滑坡段要限速行驶或限制超重车辆通行。加强石灰石矿采场爆破管理，降低爆破开采对滑坡土体影响。

5 结语

通过对该滑坡体的滑坡成因、发展趋势及危害性进行分析研究，提出了具体的治理措施。该滑坡体治理后，某选矿厂设置了动态监测系统，对本滑坡地段及附近地段的建（构）筑物进行长期观测，监测结果至今无异常，治理非常成功。我公司矿区均处于山区，每年到了雨季，边坡滑坡成了威胁安全生产的主要因素，为了保证矿山安全生产和正常运行，对边坡滑坡成因及治理措施进行研究，总结经验，探索经济有效的预防及治理措施是非常必要的。