張 偉

（江西省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一二大隊，江西 鷹潭 335000）

1 地質災害隱患體特征及穩(wěn)定性

1.1 隱患體基本特征

隱患體邊坡：最高處約57m，坡向325°，坡度40°～45°，切坡總長約105m，坡體巖性為強-中風化泥質粉砂質千枚巖，節(jié)理發(fā)育，地層產(chǎn)狀232°∠45°，順向裂隙L1:產(chǎn)狀340°∠75°，延伸長0.3m，裂面粗糙；裂隙L2:產(chǎn)狀73°∠52°，延伸長1 m，裂面粗糙。切坡面及坡頂出現(xiàn)零星臨空體，在持續(xù)強降雨的影響下，邊坡存在局部失穩(wěn)的可能。據(jù)勘查資料數(shù)據(jù)，潛在滑坡方量約1500m3，潛在經(jīng)濟損失近1600 萬元。邊坡北東側邊坡下部簡易干砌擋墻出現(xiàn)明顯外傾變形，墻面出現(xiàn)張拉裂縫，主要誘因推測為未設置反濾層及泄水管造成土體孔隙水壓力增大引起，該側坡體坡高約30m，坡度約29°，整體滑動可能性較小。

1.2 成因機制分析

據(jù)現(xiàn)場勘查分析，區(qū)內不穩(wěn)定邊坡主要受以下幾個因素影響。

（1）地層巖性因素。地層巖性是構成邊坡的物質基礎，巖性決定了巖土體的強度、抗風化能力、遇水軟化度等性質，這些都會直接影響邊坡的穩(wěn)定性。勘查區(qū)邊坡主要由泥質粉砂質千枚巖組成，夾第四系松散碎石土組成，巖石表層風化較強烈，基巖完整程度較差、節(jié)理裂隙較發(fā)育、多組裂隙切割形成不穩(wěn)定楔形體；上覆殘坡積層主要為碎石土，孔隙率較大，透水性好，不利于邊坡的穩(wěn)定性[1]。

（2）地形地貌因素。項目區(qū)屬剝蝕崗地地貌，斜坡坡度20°～30°，局部達45°，局部坡度陡高差大，人類工程活動使坡腳地帶形成陡坡，坡體前緣局部臨空；坡面裸露，破壞了斜坡上原有植被和表層覆蓋物的結構，微地貌破壞較嚴重，是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。

（3）大氣降水因素。區(qū)內汛期雨量充沛，強降雨過程中大量地表水滲入土層及裂隙中，使下水位迅速抬升，孔隙水壓力和浮托力驟然增大，與此同時，巖土界面、裂隙面和巖土體內部應力集中區(qū)的軟弱界面在地下水的作用下，物理力學強度降低，從而大大降低了邊坡的穩(wěn)定性。因此，集中持續(xù)的強降雨是導致該區(qū)發(fā)生地質災害的主控因素之一。

（4）采礦工程活動因素。當?shù)仄髽I(yè)在采礦過程中對坡體進行了切坡，切坡改變了原斜坡的平衡條件。

在上述因素的共同作用下，自重加暴雨使坡面巖土體層內部錯動產(chǎn)生滑動，使巖體沿組合結構面組合形成的不穩(wěn)定楔形體等產(chǎn)生崩滑，從而引發(fā)形成了地質災害。

1.3 穩(wěn)定性定性分析

（1）邊坡特征。坡體總長105m，高約57m，坡向325°，坡度40°～45°，坡體巖性為強-中風化泥質粉砂質千枚巖，節(jié)理發(fā)育，地層產(chǎn)狀232°∠45°，屬逆向坡。邊坡分為三級，一級坡高約15m，坡度38°，二級坡高約16m，坡度41°，三級坡高約14m，坡度44°，局部陡峭，坡面較粗糙。

（2）邊坡結構面發(fā)育特征：節(jié)理裂隙發(fā)育，主要節(jié)理裂隙有三組：①J1 產(chǎn)狀340°∠75°，延伸長度約0.3m，閉合狀，裂面粗糙，無充填，線密度2～3 條/米；②J2 產(chǎn)狀73°∠52°，延伸長度1m，閉合狀，裂面粗糙，無充填，線密度1～2 條/米；③J3產(chǎn)狀232°∠45°，延伸長度大于3m，閉合狀，裂面粗糙，無充填，線密度2～3 條/米。

綜上，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》，結構面發(fā)育2～3 組，間距0.5m～1m，主要結構面為裂隙和層面，結合程度好，坡體結構類型為塊狀結構，巖石屬于較完整程度[2]。

（3）邊坡失穩(wěn)模式分析

圖1 結構面赤平極射投影圖

從赤平投影分析圖1 可以看出，邊坡為坡向320°的塊狀坡，發(fā)生整體滑動的可能性較小，但由于邊坡高陡，內部存在由J1、J2 和J3 組成的楔形體，在暴雨和特大暴雨條件下，容易產(chǎn)生楔形滑移破壞形成崩塌，其中J1 和J2 為側向割裂面，J3 為后緣割裂面及滑動面，失穩(wěn)體單塊規(guī)模較小。

綜上所述，可以判定邊坡存在小規(guī)模楔形破壞的可能，在不利工況下，邊坡的局部穩(wěn)定較差，易形成崩塌災害。

2 防治工程方案設計

依據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析結果，設計邊坡采用“局部放坡+錨桿格構+截排水溝+坡面綠化”的綜合治理措施進行治理。

2.1 放坡工程

根據(jù)施工需要對斜坡局部較陡峭段進行適當放坡，并進行坡面修整，采取三級放坡，根據(jù)邊坡現(xiàn)狀，設計一級切坡高約15m，坡比一般1:1.25，平臺寬約2m；二級切坡高約16m，坡比一般1:1.25，平臺寬約2m；三級切坡高14m，坡比一般1:1.25，其上與自然斜坡相接（部分坡段坡比略有調整，詳見剖面圖）。

2.2 格構錨桿

框架格構總面積約7200m2，對邊坡采用矩形錨桿格構進行防護，放坡坡率1:1.25～1.15，格構網(wǎng)格內采用鋪草皮治理，格梁截面尺寸統(tǒng)一采用400mm×400mm，格梁寬400mm，格構梁刻入邊坡300mm，外露100mm。格構梁混凝土強度等級采用C30，在格梁的最下緣作一排水凸緣，使格梁兼作排水作用，排出坡面流水。格構骨架水平間距為3m，主骨架寬40cm，主骨架兩側各設寬5cm、高出坡面6cm 的C10 砼預制塊形成泄水槽，拱頂下緣設高出坡面6cm 的C10 砼預制塊形成匯水槽，格構內植草護坡。

錨桿采用HRB400 級鋼筋，鋼筋長度5m，錨固長度3m，自由端長度2m，錨固段位于強風化層，鋼筋直徑為32mm。錨桿桿體材料可使用普通鋼材，灌漿材料使用普通硅酸鹽水泥，外加劑使用量需根據(jù)試驗確定，漿體材料28d 的無側限抗壓強度不應低于25MPa，錨具應采用鋼材或塑料制作加工，并應具有補償張拉和松弛的功能，套管、防腐材料使用應符合相應規(guī)范要求[3]。

2.3 護面墻

設計采用仰斜式重力擋土墻對邊坡進行支護，擋墻材料采用M7.5 漿砌塊（毛）石，塊（毛）石強度不低于MU30。擋土墻長8m，墻高1.5m，以天然地基為基礎，基礎埋深0.5m，擋墻高度可根據(jù)地形作適當調整。墻體每5m 設一道變形伸縮縫，縫寬2cm；擋土墻設置泄水孔，水平間距為1m，豎向間距1m，梅花形布置，孔徑100mm，墻后設厚30cm 反濾層，上下夯填30cm 的粘土封閉。

2.4 截排水溝

在平臺內側、坡腳及邊坡外緣設置截排水溝，并將防治工程截排水工程與周邊排水系統(tǒng)銜接，設計截排水溝總長度約610m。

2.4.1 坡面地表水流量計算

（1）產(chǎn)流分析：在設計確定坡面排水流量時，僅考慮少量的地表水下滲和蒸發(fā)。

（2）坡面地表排水流量的確定：本設計采用中國公路科學研究提出的經(jīng)驗公式計算確定截排水溝地表水匯流量，設計頻率按50 年一遇選取。

流量經(jīng)驗公式為：

式中：Qp——設計頻率地表水匯流量（m3/s）。φ——徑流系數(shù)；本次設計取0.7。SP——設計降雨強度（mm/h），取50。F——匯水面積（Km2）。

截排水溝的設計參數(shù)見下表。

表1 截排水溝工程流量表

2.4.2 截排水溝水力計算

根據(jù)各段溝渠的溝底縱坡率及設計排水量，進行了水利計算和溝渠的水利設計。由于坡面坡降較大，溝渠水流均為急速，在進行渠道水力設計時，削能和跌水控制是首要考慮的因素。由于排水溝渠的修筑材料根據(jù)實際施工條件采用漿砌片石，而對于漿砌石渠道，其最大抗沖能力為3.0m/s，本設計中排水溝渠的流速設計標準取為3.0m/s。

采用勻速流公式計算各項水力要素：

根據(jù)以上水力計算結果，考慮最佳水力斷面時的寬深比，可得出截排水溝斷面設計指標（表2）。

表2 截排水溝水力計算結果及斷面設計表

2.4.3 截排水溝結構設計

（1）溝渠的襯砌：水力計算的設計流速控制在3.0m/s 以內，溝渠采用現(xiàn)澆砼制作。

（2）溝渠分縫：為防止溫差裂縫和溝渠基礎不均勻沉陷造成的溝渠裂縫，所有襯砌設置伸縮縫，采用間距15m 設置一道伸縮縫。縫寬為2cm，縫內填塞瀝青麻絲。

（3）溝渠開挖：為保障溝渠穩(wěn)定，所有新建溝渠均座落于挖方之上，開挖深度應大于溝底厚度與側墻高度之和。襯砌兩側進行回填和夯實、削坡處理。

2.5 綠化工程

采用草皮移植鋪設法，裁剪草皮的草源應生長良好，密度高，草塊切成30cm×30cm，厚2cm～3cm 方塊體，可采用密鋪或間鋪，密鋪應互相銜接不留縫隙，要求快速成坪，間鋪草塊要求草塊間縫隙不得超過4cm，且草塊必須占草坪總量的70%，同時間隙間回填草籽，草坪鋪設完成厚應壓實、澆水，密鋪草皮無枯死，生長正常，覆蓋率達到95%，鋪設完成后，在規(guī)定時間內應進行施肥和養(yǎng)護，保證當年存活率＞80%。

3 結語

礦山邊坡隱患體潛在危害巨大，在暴雨條件下，有可能局部失穩(wěn)，有必要對邊坡進行治理。設計方案采用削坡+錨桿+截排水溝結合坡面覆綠對邊坡進行治理，治理工程費用具有較高的經(jīng)濟效益，經(jīng)濟上合理。對其進行治理，不僅能最大限度的減少損失，保證當?shù)鼐用裾Ｉa(chǎn)生活，且將地質災害治理工程融入當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中，促進當?shù)亟?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。