岩土工程勘察在多金属矿高边坡工程中的应用

王 欢

（西藏华泰龙矿业开发有限公司，西藏 拉萨 850212）

1 高边坡勘察的价值

高边坡岩土工程勘察的结果是否准确全面将直接影响多金属矿高边坡工程建设的质量，而且还会影响各项设计参数的合理性。为此，必须充分发挥岩土工程勘察在多金属矿高边坡中的作用，开展针对性的勘察作业，在对高边坡处理中应及时对边坡变形、失稳等问题进行深入分析，在充分了解出现这些问题原因的基础上，以及充分掌握高边坡地层岩性、地质构造和周边地形地势等特征的情况下，对多金属矿高边坡工程可能会出现的破坏现象、危害等进行进一步的分析评价，然后根据工程的特点采取针对性的边坡加固处理方案，为后期多金属矿开采作业等工程奠定良好的基础。所以，在高边坡工程中，做好建设前的工程勘察和设计工作非常必要，对于海拔较高、地形地势较为复杂的地方，为避免因受地形影响而出现不利于高边坡工程施工，阻碍勘察工作的现象，必须做好前期高边坡勘察作业的设计工作。对于勘察人员而言，必须要充分了解高边坡工程的复杂性特征，然后全面掌握相应的勘察技术，尤其要把握好新的技术和设备，然后在实际勘察中先了解高边坡形成的原因和危害，合理应用岩土工程勘察技术手段获取全面的地质信息。

2 多金属矿高边坡的危害

多金属矿高边坡常见危害有高边坡塌陷、滑坡、倾斜等。其中塌陷是因为边坡开挖爆破等施工活动和排水以及其他防护活动措施不当而引起的，滑坡是因为受到了岩石卸载、地质分裂等的影响，或坡体风化、软硬质和开挖情况对高边坡稳定性产生影响，使得高边坡出现侧向变形。在雨季时，土质荷载超出规定范围就会出现滑坡。倾斜主要和地质灾害，比如地震等相关。地震使得岩石岩层断裂，导致交界面上出现软陡斜岩层，导致边坡出现了大规模的倾斜。

3 多金属矿高边坡工程勘察存在的问题和改进

3.1 多金属矿高边坡工程勘察存在的问题

在现阶段我国边坡防护工程中，必须密切关注坡高和坡角之间的关系，并对基础工程结构进行加固保护，才能避免边坡受施工建设活动以及其他外界复杂因素的影响而出现边坡失稳、变形等问题，这对于维护建筑物的安全稳定、保障施工人员的人身安全以及降低经济损失具有十分重要的意义。对于金属矿高边坡工程而言，鉴于高边坡的特点和危害，必须采取边坡加固的方式进行维护处理，通过边坡地质考察，全面掌握高边坡形成原因、现在的情况，分析其稳定性，进行安全性分析。在早期工程建设规划阶段，由于对高边坡的危害还不够清楚，会存在遗留高边坡的现象，现阶段可以在全面掌握高边坡危害及其存在问题的基础上制定针对性的可行性的边坡改造和维护计划，对已形成的危害进行分析总结，然后结合存在的问题制定科学合理的处理方案以保障工程建设的顺利展开，以取得高效经济的效果。

3.2 多金属矿高边坡勘察改进

在岩土勘察中必须要明确高边坡的性质、特点和危害等，首先要分析岩土土质，在施工勘察中边坡坡面与坡顶是否因为施工操作设备而影响了其稳定性、是否因为建筑物的加大而对高边坡最大承载力产生不利影响，是否在边坡地基建设时、对岩石爆破时会对高边坡的稳定性产生影响。其次应该充分考虑当地的降水量、土壤的储水能力等，一般采用雨季时的降雨量对高边坡影响进行分析考虑，雨水和地表水会向高边坡地裂缝渗入，从而增加了边坡的倾斜性，长此以往容易引起边坡变形、失稳的问题。土质内在堆积大量的水分以后，使得土壤的孔隙变大，会导致坡体重量增加，容易在水的作用下发生滑坡。最后，必须要充分考虑地基被地下水破坏的程度，判断地下水是否会影响高边坡的稳定性，岩石的边坡和旧的地质是否会出现新的问题等。在进行高边坡地质分析时应重点对危害性、产生的原因进行深入分析，然后采取针对性的改进和解决方案。

4 多金属矿高边坡勘察设计方法

某多金属矿边坡总长度约180m，高约10～40m，边坡呈整体折线式分布，整体坡度大概在40° ～45°范围内，各级坡度约40° ～50°。边坡坡顶以上是人工坡体，植被较为稀疏，坡度较陡，大约在35° ～45°范围内。经过现场勘察，边坡东边坡段坡面出现了崩塌地质的灾害，会对这一侧的边坡稳定性产生不利的影响。在长时间雨水冲击下，雨水和其他水流从坡顶和坡面渗入结构内部，使边坡坡体自重力增加，若超出边坡本身最大的承载力就会出现变形、失稳等现象，导致抗剪切强度降低。在连续强降雨和其他水流的冲击下，边坡形成高陡峭的临空面，从而出现崩塌、滑坡等地质灾害。而该多金属矿边坡坡脚有不少厂区和宿舍楼，若出现崩塌等地质灾害则会对坡脚地区的建筑物和人员构成极大的威胁，造成财产损失和人员伤亡事故，给企业带来严重的损害，因此必须加强对该地区边坡的地质情况调查和分析。

4.1 查看地面条件

在岩土工程勘察作业前，必须对当地的地质、地形等进行调查研究，分析岩石的性质，对岩石的分布情况和规律进行总体分析评价，分析总结岩石稳定性的原因，然后做好高边坡勘察设计工作。在勘察时对地面条件进行查看是基础，为全面了解高边坡对地质的影响，首先就要了解高边坡山坡走向、坡度高低、山坡上基本植被信息等，将山坡分成几个部分，测量好坡度的形状、坡度高度、坡度形成的角度等，并注意查看是否处在河流湖泊经过的地方，如果是在河流经过之处则需要对河流分布情况、数量、河岸稳定性等进行测量和全面分析。其次，应根据已有的地形边坡地层信息、岩石风化情况等信息，对坡度走向、开挖高度和位置等进行给分析，同时应重点考察坡面岩石层，勘察有无出现软弱层、水平状岩石累积层等。接着对地质组织进行分析，深入了解近水平结构、分布位置和产生的原因。最后应该推测出现的时间、成因、分布状态等，并对可能出现的情况展开针对性的分析研究和处理解决。

4.2 地质勘察

4.2.1 地层岩性分析

根据钻探获得的信息可知，场地内地层是全风化、强风化和中风化砂岩，各岩层的特征如下：第一，全风化岩层的颜色为黄褐色和浅黄色，岩芯呈坚硬的土状，遇水会出现软化的现象。在经过现场有效标贯试验两次校正后，N 值在35 击和41 击范围之内，平均38 击。场地内仅有ZK2、ZK3 钻孔有揭露，揭露的厚度在2.5m～3.5m 之间，平均3m。第二，对于强风化砂岩而言，岩石为黄褐色和紫红色，岩芯呈碎块混土状，遇水容易崩塌瓦解，局部夹较多中风化碎块，出现分布不均的情况。岩土体基本质量等级是V 类。现场进行多次有效贯标试验，校正后的N 值在56 击和67 击范围内，平均61 击。全场所有的地钻孔都有揭露，揭露的厚度在1.5m 和29m 之间，平均15m。第三，对于中风化砂岩层而言，岩层颜色呈灰黄色和灰色，结构为砂状结构和块状结构，风化裂缝发育，岩芯呈碎块状，岩质较硬，锤击可碎。属于软岩类，岩体的基本质量等级是IV 类。在控制深度内，场地内在ZK1～ZK4、6 号钻孔都有揭露，揭露的厚度在2.7m～15m 范围内，平均8.9m。

4.2.2 水文地质条件分析

对本场地内地下水进行分析，地下水的类型主要是基岩裂隙水，主要分布在基岩风化裂隙中，且基本都是块状基岩裂隙水，属于微承压水。含水岩层是测水组砂岩，含水介质是基岩风化裂隙和构造裂隙，呈网络状或脉状分布，地下水的分布比较不均匀，且岩体裂隙发育充泥，岩土的渗透性和富水性较差。场地地下水主要来源是大气降水补给，因为地势较高，会顺坡从坡顶向坡脚注入，在岩土勘察时测得的地下水混合稳定水位埋深在8m～19m。从水文地质综合分析考察来看，可以得到以下结论：该场地地下水主要呈弱腐蚀性，在弱透水层中对砼具有微腐蚀性，场地环境类型为II 类。

4.3 高边坡稳定性评估

4.3.1 多金属矿边坡稳定性定性分析

多金属矿边坡坡面喷砼护面，基岩露头较少，只在东北段的几个孔附近测量得到了地层产状和结构面信息。根据现场情况以及钻探的信息分析，因为间隔前期支护时间已经很长一段时间，边坡前期已经支护加固，但是这部分护坡的资料信息无法查询，只对边坡分段进行定性分析。现状边坡稳定性一般，边坡虽然基本稳定，但是因为原来边坡局部的坡度较为陡峭，且前期支护施工设施和技术都不太成熟，边坡岩体在基岩裂缝水长期侵蚀下，出现了结构面凝聚力降低、强度下降等情况，进而可能会引起局部变形、滑坡和崩塌等稳定性缺失的现象。

4.3.2 多金属矿边坡稳定性定量分析

前期挡墙支护和上部坡度一起形成一个边坡，但是挡墙边坡可能会因为坡较高而使得上部坡体出现滑动、挡墙失稳的现象。考虑到挡墙和边坡关系密切，为了保证边坡的稳定性，就首先要保证下部结构挡墙支护结构的稳定性。为预测分析整个边坡稳定性情况，可将边坡分成挡墙稳定性计算与挡墙上部坡体稳定性计算。经综合性分析和对安全性的分析，对边坡整体稳定性做出预测评估。在进行边坡稳定性定量分析时需要选择代表性的地表进行计算，经计算后，得出以下结论：第一，坡面在天然的情况下边坡稳定性系数都大于1，基本稳定，但是稳定系数的安全储备值不高。第二，在连续性降雨情况下，边坡稳定系数小于1，稳定系数低于规范安全系数的要求，该坡面处于不稳定的状态。

经过综合边坡稳定性定性和定量分析以后，基本可以得出，该边坡在自然情况下处于基本稳定，但安全系数不太高，在连续强降雨的影响下会出现边坡失稳的问题，所以需要进一步分析边坡失稳的原因和危害然后采取针对性的加固处理措施。

4.4 高边坡设计

对高边坡设计时必须根据实际情况合理选择设计方法，一般情况是根据坡度的高低进行合理划分，在设计中必须要注意的是不能超过相应的维度，必读保证坡度的稳定性，主要是为避免出现植被受损坏的问题。为保证高边坡的稳定、减少对高边坡的冲刷侵蚀而产生变形、滑坡等地质灾害，需要采取相应的边坡加固处理措施。在边坡地质勘察中，为保证勘察结果的准确全面性，为边坡工程施工奠定基础，则需要开展相对应的边坡勘察设计工作，采取合理的勘察技术，提高设计的安全性，为后期建设施工提供良好的条件。

5 结语

综上所述，在我国多金属矿的高边坡工程中，为保证工程建设以及后期金属矿开采作业的安全顺利，必须在前期充分研究高边坡情况，了解高边坡形成的原因、危害和地质地形特征，然后加强高边坡地质勘察和检测工作，搜集全面准确的地质信息，这些信息可以为后期作业提供参考依据。但是在高边坡地质勘察中也存在不少问题，这些问题会直接影响对高边坡形成原因、危害的分析，所以必须在了解已有地质信息的基础上制定科学合理的勘察设计方案并采取有效的勘察手段。在实际工程勘察中，还需要了解当地地形地质情况，勘查边坡的稳定性，保证在一定范围内保持平衡。总之，高边坡设计和勘察必须要保证高边坡符合设计标准，且不会对后期工程作业产生影响，在一定程度上可以保障公共设施、人员的安全，避免出现滑坡、变形和失稳等现象，使得高边坡的设计更加合理、更加人性化。