朱學(xué)勝

（中鐵建銅冠投資有限公司）

厄瓜多爾米拉多銅礦選礦工業(yè)場(chǎng)地工程位于南美洲厄瓜多爾東南部濕潤(rùn)地區(qū)，具有典型的亞馬遜地區(qū)雨林氣候特點(diǎn)。年平均和月平均的氣溫和降水量變化小，最低氣溫為17.3℃，最高氣溫為29.9℃，年平均氣溫為21.8℃；年平均降水量達(dá)3 000 mm。降雨入滲是導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑坡的重大誘因之一。雨水入滲至土體后，土體內(nèi)部含水率增加，有效重度降低，因此，降雨入滲是導(dǎo)致邊坡發(fā)生失穩(wěn)的一個(gè)重要因素，已經(jīng)受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。為降低地質(zhì)災(zāi)害對(duì)礦方安全生產(chǎn)產(chǎn)生的危害，分析國(guó)外某銅礦選廠邊坡滑坡工程案例，為地質(zhì)災(zāi)害的綜合治理提供一些對(duì)策。

1 工程概況

本次滑坡的地點(diǎn)為厄瓜多爾某選礦廠磨礦廠南側(cè)2#邊坡東側(cè)。由于降雨入滲影響，土體強(qiáng)度降低，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；滑坡后緣裂縫頂部最遠(yuǎn)處位于+936 m標(biāo)高處，距坡頂線距離約為37 m，后緣裂縫最大高差達(dá)3 m（圖1），二級(jí)平臺(tái)截水溝出現(xiàn)下沉錯(cuò)位及坍塌（圖2），頂部平臺(tái)上素混凝土路面已呈現(xiàn)長(zhǎng)度、寬度不等的拉裂縫，平臺(tái)拉裂縫分布較明顯；坡體上已出現(xiàn)剪切裂縫，滑體的最大高差為36 m，西北角為磨礦廠房，+900 m平臺(tái)為選礦回水管原鋪設(shè)平臺(tái)（現(xiàn)已挪至坡腳），本次滑坡對(duì)選礦磨礦廠的安全生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。

2 滑坡機(jī)理分析

土質(zhì)邊坡由于降雨入滲［1］的作用，邊坡表層土體由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闀簯B(tài)飽和狀態(tài)，飽水后黏土層一方面強(qiáng)度參數(shù)、有效容重急劇下降，另一方面受到滲流壓力的影響，其表層物料易出現(xiàn)水土流失以及淺層滑坡現(xiàn)象，導(dǎo)致單臺(tái)階發(fā)生破壞。

隨著降雨持續(xù)，土體內(nèi)部勢(shì)必會(huì)變成飽和非飽和土體；在土體底部，由于土體與基巖滲透系數(shù)［2］存在顯著差異，雨水入滲至基巖表面之后，基巖透水性非常低，必然會(huì)導(dǎo)致雨水在土巖結(jié)構(gòu)面匯集，形成暫態(tài)飽和區(qū)，在此暫態(tài)飽和區(qū)域，土體強(qiáng)度參數(shù)勢(shì)必會(huì)顯著下降，導(dǎo)致土體在土巖結(jié)構(gòu)面發(fā)生深層次破壞，其過(guò)程見(jiàn)圖3。

3 反演分析

針對(duì)本次滑坡區(qū)域，設(shè)置1條主剖面Ⅰ—Ⅰ，選?、颉蚱拭婺Ｐ瓦M(jìn)行反演計(jì)算分析，由于該邊坡目前已出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，即不穩(wěn)定狀態(tài)，因此根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)確定為小于1，本次反演設(shè)定安全系數(shù)為0.9，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1，滑動(dòng)面見(jiàn)圖4。

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4 穩(wěn)定性分析

4.1 削坡減載

針對(duì)現(xiàn)狀滑體，首先對(duì)其削坡減載［3］，減小整體邊坡角（圖5），研究總體邊坡角與安全系數(shù)變化趨勢(shì)，為優(yōu)化邊坡結(jié)構(gòu)參數(shù)提供技術(shù)依據(jù)，從圖6可以看出，安全系數(shù)隨邊坡整體邊坡角的逐漸降低而變大，即邊坡越陡，穩(wěn)定性越差，因此，適當(dāng)放緩邊坡整體邊坡角，有利于邊坡的安全穩(wěn)定。

4.2 壓坡

在邊坡治理過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)地形限制，單純依靠削坡減載的方式治理，很難滿足安全穩(wěn)定要求，為此，需要在坡腳區(qū)域采取反壓措施［4］，提高邊坡穩(wěn)定性（圖7）。即在邊坡的滑坡前緣抗滑段區(qū)域，采用力學(xué)性質(zhì)較好的采場(chǎng)風(fēng)化料回填，同時(shí)加強(qiáng)反壓區(qū)地下水引排，其安全系數(shù)與壓坡厚度關(guān)系曲線見(jiàn)圖8。

從圖8結(jié)果可知，邊坡安全系數(shù)［5-6］總體隨壓坡厚度的增加而增加，在壓坡厚度為9 m以前，安全系數(shù)總體變化較小，主要由于邊坡剪出口位于坡腳底部平面一段距離，壓坡厚度不夠所致。隨著壓坡厚度的增加，一方面由于堆壓物料的強(qiáng)度參數(shù)較高，另一方面由于壓坡之后，總體邊坡角也隨之放緩，故當(dāng)壓坡厚度達(dá)到9 m以后，邊坡安全系數(shù)顯著增加，壓坡效果顯著。

4.3 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果分析

通過(guò)削坡與壓坡方案穩(wěn)定性分析之后，在其理論分析基礎(chǔ)上，對(duì)米拉多銅礦的2#邊坡進(jìn)行治理對(duì)策分析，因地形條件限制，對(duì)2#邊坡滑體進(jìn)行整體（圖9中現(xiàn)狀線與理論推測(cè)滑動(dòng)面包圍區(qū)域）削坡的條件不具備，因此，僅對(duì)其滑體部分進(jìn)行清除，由于現(xiàn)狀整體邊坡角為28°，根據(jù)圖6穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，將整體放緩至24°，留下部分滑體。經(jīng)過(guò)削坡減載后其穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，穩(wěn)定性結(jié)果見(jiàn)圖10。

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通過(guò)對(duì)原滑體穩(wěn)定性計(jì)算表明：經(jīng)過(guò)削坡減載之后，原滑體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但未達(dá)到規(guī)范允許的安全系數(shù)［7］（規(guī)范允許安全系數(shù)為1.3），因此，邊坡安全儲(chǔ)備不足，需采取其它的工程措施對(duì)其進(jìn)行處理，本次滑坡［8］通過(guò)對(duì)坡腳進(jìn)行反壓措施進(jìn)行處理，其穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

通過(guò)對(duì)原滑體進(jìn)行削坡和壓坡穩(wěn)定性計(jì)算表明：原滑體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到規(guī)范允許的安全系數(shù)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

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5 結(jié) 論

結(jié)合國(guó)外某銅礦選廠邊坡滑坡工程，基于極限平衡法，研究其滑坡破壞機(jī)理，在其基礎(chǔ)上，分析削坡減載和反壓措施對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響，研究表明：

（1）由于降雨入滲，邊坡表層土體由非飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闀簯B(tài)飽和狀態(tài)，飽水后黏土層一方面強(qiáng)度參數(shù)、有效重度急劇下降，另一方面受到滲流壓力的影響，其表層物料易出現(xiàn)水土流失以及淺層滑坡現(xiàn)象，導(dǎo)致單臺(tái)階發(fā)生破壞。

（2）在邊坡中若存在土巖結(jié)構(gòu)面，在雨水的作用下，即使坡度很緩也會(huì)發(fā)生蠕滑，導(dǎo)致邊坡發(fā)生深層次破壞。

（3）采取削坡減載措施，安全系數(shù)隨整體邊坡角的逐漸降低而變大，邊坡越陡，穩(wěn)定性越差，適當(dāng)放緩整體邊坡角有利于邊坡的安全穩(wěn)定；采取堆載反壓措施后，即在邊坡的滑坡前緣抗滑段區(qū)域，采用力學(xué)性質(zhì)較好的采場(chǎng)風(fēng)化料回填，同時(shí)加強(qiáng)反壓區(qū)地下水引排，治理效果顯著。