楊輝明

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

高邊坡發(fā)生破壞失穩(wěn)是一種復(fù)雜的地質(zhì)災(zāi)害，往往造成極大的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，露天礦山的邊坡穩(wěn)定性預(yù)測分析一直是采礦以及巖土工程的重要問題之一［3］。某礦山西源嶺320～440m邊坡屬于典型的高陡邊坡案例，該邊坡處于設(shè)計(jì)的最終境界，因受復(fù)雜的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響，邊坡節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，加之采礦活動(dòng)和降雨作用發(fā)生整體坍塌。滑坡體對320平臺(tái)以下巖體產(chǎn)生擠壓，滑體范圍有可能進(jìn)一步擴(kuò)大，形成重大的安全隱患。為確保采礦作業(yè)安全順利進(jìn)行，有必要了解并掌握該邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，研究分析西源嶺邊坡的穩(wěn)定性，為今后邊坡工程管理提供依據(jù)，以便采取相應(yīng)的預(yù)防措施［5］。

2 礦區(qū)地形地貌

礦山所處地貌為低山丘陵地貌，屬構(gòu)造剝蝕地形。地形整體為北東高，南西低，區(qū)內(nèi)海拔最高為540m，最低為130m，地形起伏較大。地形切割強(qiáng)烈，沖溝發(fā)育較好，山尖多呈尖頂狀，自然邊坡較陡，坡角一般為30～50°，且大部分為巖質(zhì)邊坡，上覆碎石和土層，植被發(fā)育。

從邊坡外觀上看，西源嶺290～410m邊坡巖性主要為變質(zhì)凝灰?guī)r，局部為弱蝕變凝灰質(zhì)千枚巖。邊坡西北端為強(qiáng)風(fēng)化區(qū)段，巖體為土黃色-淺褐色碎石土，含泥較多，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，強(qiáng)度較低［4］。根據(jù)鉆探及地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，在西源嶺290m以上邊坡范圍內(nèi)所分布的地層巖性自上而下有第四系殘坡積層和滑坡堆積層、雙橋山群東坑組千枚巖和燕山期花崗閃長斑巖體。

3 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

3.1 斷層

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，在西源嶺邊坡共發(fā)現(xiàn)18條斷層。具體位置見圖1。

圖1 西源嶺邊坡調(diào)查斷層分布圖

按斷層走向分類，西源嶺邊坡斷層主要有4類，即NNE、NWW、NEE 和NNW。其中NNE 走向斷層最為發(fā)育，傾角30～89°；其次是NWW走向斷層，傾角29～70°。斷層的連接主要根據(jù)斷層性質(zhì)相同、產(chǎn)狀相近的原則，在不同臺(tái)階出露的同一斷層在平面圖上連接主要是確定斷層在坡肩處的位置。

圖2 西源嶺主要斷層赤平投影圖

將四組主要斷層、片理面和坡面組合在一起，繪制了如圖2的赤平投影圖，發(fā)現(xiàn)NWW1和NEE斷層與坡面大角度相交，主要起著切割巖體的作用，對坡體穩(wěn)定性影響較??；而NNW與坡面小角度相交，易發(fā)生順層滑動(dòng)；NNE斷層與坡面小角度相交，且多位于滑坡西側(cè)，易形成滑坡的西側(cè)邊界；NWW2斷層與坡面小角度相交，但傾角比坡度陡，易形成巖體破壞的后緣邊界［1］。

3.2 節(jié)理

在邊坡節(jié)理調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)西源嶺290～410m邊坡巖體節(jié)理發(fā)育，巖體破碎。節(jié)理產(chǎn)生原因主要由區(qū)域構(gòu)造產(chǎn)生的伴生節(jié)理，其次為邊坡開挖形成的卸荷裂隙以及由采礦爆破震動(dòng)產(chǎn)生的次生裂隙。

由于邊坡規(guī)模較大，對西源嶺275～410m邊坡進(jìn)行了分段調(diào)查，從下至上、從西至東將邊坡分為底部275平臺(tái)、290平臺(tái)、320平臺(tái)、335平臺(tái)、350平臺(tái)西、350平臺(tái)東、410平臺(tái)西、410平臺(tái)東和坡頂邊坡。通過對整個(gè)西源嶺邊坡大型節(jié)理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：其中0～10°傾向節(jié)理最為發(fā)育，其次340～350°，300～320°，270～280°較為發(fā)育 ；東西走向最多，其次是南北走向；平均傾角50°。

通過以上統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)主要發(fā)育的大型節(jié)理主要有 6 組 ：（1）J1：261°∠30°；（2）J2：10°∠42°；（3）J3 ：350°∠60°；（4）J4 ：320°∠57°；（5）J5 ：274°∠64°；（6）J6 ：290°∠62°。其與坡面和層面的交切關(guān)系見圖3。

圖3 節(jié)理統(tǒng)計(jì)圖

3.3 節(jié)理裂隙發(fā)育規(guī)律

通過各平臺(tái)邊坡的節(jié)理統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律：

（1）各平臺(tái)邊坡從下至上，節(jié)理的發(fā)育數(shù)量由多變少，但節(jié)理的延伸長度由短變長。即坡腳以小型節(jié)理為主，坡頂主要發(fā)育大型節(jié)理和斷層。

（2）各平臺(tái)邊坡節(jié)理以陡傾節(jié)理為主，有部分少量緩傾節(jié)理分布在320-350平臺(tái)和坡腳處。

（3）大部分節(jié)理面與坡面大角度相交，對穩(wěn)定性影響較小，只有少數(shù)順坡向節(jié)理（傾向230～250°）對邊坡穩(wěn)定性影響較大［3］。

（4）巖體發(fā)現(xiàn)多處順坡向楔形體破壞的情況，如350平臺(tái)和坡頂平臺(tái)。

4 穩(wěn)定性分析

從工程地質(zhì)上分析將西源嶺邊坡分為3個(gè)區(qū)，分區(qū)主要?jiǎng)澐忠罁?jù)為地層巖性、巖石風(fēng)化程度、巖石完整性、斷層、節(jié)理及破壞變形情況等［5］，見圖4。

圖4 西源嶺工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)平面圖

（1）1區(qū)發(fā)育多組NWW走向斷層，走向與坡面大角度相交，且傾向多向坡內(nèi)，對邊坡穩(wěn)定性影響較小，320-440平臺(tái)邊坡坡度較陡，發(fā)育的節(jié)理主要為東西走向，與坡面均大角度相交，對邊坡穩(wěn)定性影響較小，但根據(jù)節(jié)理交切關(guān)系判斷存在順坡向楔形體滑動(dòng)的可能［2］。整體來說該邊坡屬于穩(wěn)定邊坡，局部地方可能發(fā)生楔形體崩塌。

（2）2區(qū)發(fā)育多組NWW走向和NNW走向斷層，NWW走向與坡面小角度相交，且傾向多向坡外，對邊坡穩(wěn)定性影響較大，高程320-440平臺(tái)已經(jīng)發(fā)生崩塌，垮塌的巖性邊界主要由斷層和近東西走向節(jié)理面或片理面構(gòu)成。整體來說該邊坡屬于不穩(wěn)定邊坡。

（3）3區(qū)發(fā)育多組NWW走向和NNE走向斷層，走向與坡面大角度相交，且傾向多向坡內(nèi)，對邊坡穩(wěn)定性影響較小。發(fā)育節(jié)理除了東西走向外還有大量南北走向的，東西走向節(jié)理與坡面大角度相交，對邊坡穩(wěn)定性影響較??；但南北走向節(jié)理與坡面小角度相交，對邊坡穩(wěn)定性影響較大，且根據(jù)節(jié)理交切關(guān)系判斷存在順坡向楔形體滑動(dòng)的可能［2］。整體來說該邊坡屬于欠穩(wěn)定邊坡，局部地方可能發(fā)生楔形體崩塌。

5 結(jié)論

根據(jù)西源嶺邊坡的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)、破壞模式和變形特征，對西源嶺邊坡提出了如下綜合治理措施：

（1）由于西源嶺2區(qū)已發(fā)生滑坡，巖體較破碎，建議對290m以上坡面采用框架錨索進(jìn)行支護(hù)，錨索錨固端應(yīng)嵌入穩(wěn)定巖層；

（2）在西源嶺3區(qū)危巖體處采取錨噴防治措施，錨固至穩(wěn)定基巖［6］；

（3）根據(jù)穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)水對邊坡穩(wěn)定性影響較大，建議在西源嶺邊坡周界修建截排水溝，削弱地表水對坡體穩(wěn)定性的影響；

（4）每開挖60m深度，應(yīng)對所揭露的下采邊坡進(jìn)行邊坡工程地質(zhì)復(fù)查，開展邊坡穩(wěn)定性專題研究，根據(jù)研究結(jié)果及時(shí)對該段邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)；

（5）大量的穩(wěn)定性分析研究表明，地下水與爆破震動(dòng)對邊坡穩(wěn)定性有較大影響，需要在今后的開采過程中采取相應(yīng)的排水及減震措施，以確保整體邊坡的穩(wěn)定［6］。

（6）加強(qiáng)該段邊坡的原位變形監(jiān)測，及時(shí)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)［6］，為及時(shí)制定邊坡處治對策提供依據(jù)。