大型金属矿山边坡滑坡的成因及治理措施

颉保亮，廖志威，石富军，邹平波

（江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007）

大型金属矿山边坡安全是矿山开采工作中的一项重要环节，边坡的稳定性直接关系到人员和财产的安全。来自边坡的滑坡能直接造成矿山设备损坏、生产停顿，甚至矿山报废，因此大型金属矿山的边坡监测和维护及边坡安全至关重要。通过对大型金属矿山边坡滑坡的成因加以总结与分析，发现其中的规律，可以为今后的灾害预警与综合治理提供有益的经验信息。

1 大型金属矿山边坡滑坡成因

研究大型金属矿山边坡造成滑坡的原因，首先要研究滑坡发生的几个条件因素。首先是地形，一马平川的地方不会发生，陡峻的山区容易发生，这不仅是山区有一个向下滑动的趋势，主要是在于坡体内的应力场状态。其次是滑坡岩土体的性质，土质滑坡较多，岩质滑坡少之又少，虽然砂岩、泥岩、千枚岩、花岗岩等各种岩性的滑坡原理各不相同，但总之是松散的性质较为有利，所以滑坡大多发生在全风化与强风化层中。还有就是在人工切坡和降水这两大罪魁祸首之下，许多滑坡就这么被触发。人工切坡主要是使得坡脚增大，这严重改变了滑坡体的应力场，使得向下滑动的趋势陡然增加。而降水则大大影响了岩土体之间的凝聚力，最为核心的两个指标是内聚力和内摩擦角度，其中后者的灵敏度更高，而且降水还可能会使不完整的结构面贯通，这一点也不容小觑[1]。

除此之外，地震对于大型金属矿山边坡滑坡的影响是肯定的。地震会一定程度上改变山体或者土质层变化，使得坡体更容易松动，或者造成滑坡岩壁结构改变，这对滑坡影响也大。考虑到大型金属矿山的开采目标多以煤矿为主，煤矿挖空一般是会引起地面塌陷，滑坡壁如果发生塌陷，会引起滑坡体不稳定，从而引发滑坡，但是这属于次要因素。按照专家说法，煤矿在滑坡面的另外一侧，影响应该不大，而且距离有500m。

2 大型金属矿山边坡滑坡治理措施

由于滑坡是岩质或土质斜坡的局部稳定性无法维持，在重力或其他荷载作用下，岩土体沿其软弱破裂面整体下滑的地质灾害。大规模滑坡明显都是在重力作用下发生的。而由自重引起的滑坡，内在因素就无非是岩土松软、地势陡峭、干湿交替、构造面发育之类的要素。对于大型金属矿山边坡滑坡的治理措施，建立高效的山体滑坡监测预报机制是势在必行的。首先，各级地方政府、特别是县、乡政府、各个村委会必须对本地具有滑坡危险的大型金属矿山进行检查，对于居住在附近的村民及早尽可能的搬离[2]。

图1 抗滑桩示意图

必须建立滑坡山体动态的监测机制。运用现代化的设备，在滑坡山体的周围，建立数个自动化监测点。与北斗导航系统相连。监测数据实时到达各县的监测中心与中央政府的灾害预警中心。监测中心根据数据的变化，及时做出灾害预警。

建立抗滑桩，也就是说在陡坡或者可能出现滑坡的地方，用钢筋混凝土等材料浇筑成巨大的柱形，并使之立足于稳定岩层之中，从而抵抗岩土体的下滑，如图1所示。

抗滑桩作为边坡支挡结构界的劳模，相较于其他类型的支挡结构具有以下优点：

（1）以较小的圬工量取得较高的抗滑能力。“圬工量”一般用来指大体积结构物的体积，由于边坡支挡结构通常规模巨大，因此圬工量往往成为工程造价的决定性因素。相较于依靠自重来平衡岩土压力并因此圬工量巨大的挡土墙，合理利用钢筋抗拉性能的常见的钢筋混凝土柱抗滑桩则很好地削减了圬工量，同时又具有不俗的抗滑能力[3]。因此在设计惯例中，当桩后滑体推力低于20吨时可考虑采用挡土墙；高于20吨时可考虑采用抗滑桩。

（2）桩位可根据需要灵活布置。抗滑桩是由一根根柱子按照一定间距排列而成，不像挡土墙那样只能连续布置成一道墙[4]。因此我们可以将抗滑桩布设于滑坡体中最有利于抗滑的位置，对症下药地解决滑坡问题。

（3）施工设备较为简单，施工便捷、安全，工期短。当前桩基施工体系已非常成熟，成排的抗滑桩可以按照一定间隔同时进行施工，且施工工作面富余；并且由于圬工量不多，因此施工过程中土方开挖量较少，从而尽量减少施工过程中边坡突然失稳下滑的可能性。

（4）开挖桩孔的同时可直接校验地质情况。开挖桩孔时可以对取出的岩土体进行各项力学特性的试验，试验结果能够对地质勘察设计文件进行检验，从而能及时发现问题并根据需要实施补救措施，最大限度保证施工安全、滑坡体稳定和结构受力条件的合理性[5]。

3 结语

对于大型金属矿山边坡大规模滑坡，目前主要经济有效的治理手段，通常是加强监测。若检测到滑坡后缘拉裂隙不断增大，坡脚处隆起，即可判断该滑坡近期有滑移风险，应加强监测，必要时通知附近居民撤离。然而当前，我国存在大量未探明滑坡，应对全国进行地质灾害详查，识别出潜在滑坡，及时治理或搬迁才是上策，布设抗滑桩也是从根本上降低矿产企业的生产成本，提高矿山的安全性和稳定性的重要手段。