傅能武張 春

（1.紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司）

在持續(xù)的降雨入滲作用下，非飽和土體的物理力學(xué)性質(zhì)也在不斷變化。雨水入滲至土體后，土體內(nèi)部含水率增加，有效重度降低，從而導(dǎo)致邊坡發(fā)生失穩(wěn)的概率增大。本研究針對(duì)某露天礦山采礦工業(yè)場(chǎng)地邊坡失穩(wěn)問(wèn)題，對(duì)其失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行探索，從而提出合適的應(yīng)對(duì)方案［1-5］。

1 工程概況

本次滑坡的地點(diǎn)為采場(chǎng)西側(cè)邊坡（圖1），由于降雨入滲影響，邊坡不同高度處出現(xiàn)多條拉張裂縫，長(zhǎng)度不一，且處于發(fā)展中；滑坡后緣裂縫位于+1 125 m標(biāo)高處（圖2），距坡頂線最大水平距離約為8 m，滑坡前緣位于二級(jí)平臺(tái)處；三級(jí)平臺(tái)截水溝出現(xiàn)拉裂縫，邊坡坡面上素噴混凝土已呈現(xiàn)不等程度的裂縫，局部已經(jīng)貫穿，平臺(tái)拉裂縫分布較明顯；二級(jí)平臺(tái)已經(jīng)出現(xiàn)一定程度下沉，局部已出現(xiàn)拉溝，坡面上已出現(xiàn)剪切裂縫，破壞嚴(yán)重；滑體的最大高差約為20 m。邊坡巖性主要為角閃石、黑云母—角閃石和白云母片麻巖。膠結(jié)裂隙按充填類型分為黃鐵礦、黃鐵礦黃銅礦、方解石、石英和石膏方解石。在天然裂縫中，以壁光滑的平坦裂縫為主，多為黏土或方解石填充，斷層和斷層帶通常出現(xiàn)在巖體中，巖石在構(gòu)造上被破碎，變得更加黏土質(zhì)，強(qiáng)度顯著降低，并且具有更強(qiáng)烈的裂縫，帶有黏土填充和明顯的運(yùn)動(dòng)痕跡。巖石的強(qiáng)度從低到中不等，平均強(qiáng)度為29～38 MPa，巖體質(zhì)量指標(biāo)總體較差。

2 滑坡機(jī)理與反演分析

2.1 滑坡基理分析

由于雨水入滲至風(fēng)化巖內(nèi)部，邊坡內(nèi)巖體受到雨水的不斷侵蝕，風(fēng)化程度會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，土體強(qiáng)度參數(shù)不斷降低。另一方面，降雨時(shí)邊坡表層風(fēng)化巖由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闀簯B(tài)飽和狀態(tài)，飽水后風(fēng)化巖強(qiáng)度參數(shù)、有效重度進(jìn)一步降低，同時(shí)巖體受到滲流壓力等影響，其表層巖體易出現(xiàn)沖刷破壞以及淺層滑坡現(xiàn)象，層層剝落向后緣不斷延伸。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)，頂部1 215 m平臺(tái)分布多條裂縫，裂縫走向長(zhǎng)度最長(zhǎng)約為22 m，1 215 m平臺(tái)因雨水作用導(dǎo)致單臺(tái)階發(fā)生破壞，即由第二級(jí)（1 205～1 215 m）邊坡先局部坍塌破壞，導(dǎo)致坡腳處應(yīng)力場(chǎng)失衡，第三級(jí)平臺(tái)（1 215～1 225 m）在第二級(jí)邊坡帶動(dòng)下發(fā)生牽引式滑坡。破壞過(guò)程見(jiàn)圖3，先由滑面1導(dǎo)致滑面2，最終出現(xiàn)滑面3。

2.2 反演分析

針對(duì)本次滑坡區(qū)域，選取1—1剖面模型進(jìn)行反演計(jì)算分析。根據(jù)《建筑邊坡技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013），因邊坡裂縫目前只是開(kāi)裂，沒(méi)有發(fā)生坍塌破壞，即處于不穩(wěn)定與欠穩(wěn)定狀態(tài)之間，綜合考慮，本次反演設(shè)定安全系數(shù)為1。根據(jù)資料，黏聚力暫定為18 kPa，重度為20 kN/m3。通過(guò)不停的進(jìn)行試算，使安全系數(shù)接近1時(shí)，從而反演確定其內(nèi)摩擦角。穩(wěn)定性反演計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4，此時(shí)內(nèi)摩擦角為22°。此次反演計(jì)算的強(qiáng)度參數(shù)將為邊坡治理提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

3 治理方案

邊坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，需要進(jìn)行治理。此類型邊坡一般通過(guò)加固和削坡的方式進(jìn)行處理。削坡方案的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低，缺點(diǎn)是需要尋找剝離物料堆排場(chǎng)地，且剝離施工對(duì)周邊環(huán)境影響大。加固措施可以克服削坡的缺點(diǎn)，但是費(fèi)用較高。根據(jù)礦山環(huán)境及條件，削坡產(chǎn)生的剝離物料可以較便利地進(jìn)行處理，所以，選擇削坡方案較合適。

削坡方案以削坡減載+客土噴播+截排水措施為主，單臺(tái)階進(jìn)行1∶1.5放坡設(shè)計(jì)，平臺(tái)寬度為2或3.5 m，詳見(jiàn)圖5，坡面設(shè)置排水溝等。

針對(duì)削坡處理后的邊坡剖面，結(jié)合反演參數(shù)，采用Bishop法計(jì)算邊坡在荷載組合為自重+地下水+地震力情況下的穩(wěn)定性，得到最小安全系數(shù)為1.118，滿足安全許可要求。

4 結(jié)論

（1）邊坡滑坡機(jī)理為1 215 m平臺(tái)因雨水作用導(dǎo)致單臺(tái)階發(fā)生破壞，引發(fā)坡腳處應(yīng)力場(chǎng)失衡，從而上級(jí)平臺(tái)在下級(jí)失衡平臺(tái)的帶動(dòng)下發(fā)生牽引式滑坡。

（2）削坡減載+客土噴播+截排水措施為主的治理方案較適合本礦山的邊坡治理工作，能夠達(dá)到安全要求。