紫金山金銅礦一天門(mén)滑坡體防治對(duì)策

李瑞祥

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司紫金山金銅礦)

紫金山金銅礦一天門(mén)滑坡體防治對(duì)策

李瑞祥

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司紫金山金銅礦)

2014年下半年，紫金山金銅礦一天門(mén)滑坡體出現(xiàn)了開(kāi)裂、松脫、變形、沉陷及多條裂縫，為此，對(duì)該滑坡產(chǎn)生裂縫的成因進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，并采取了坡面清理、毛石混凝土擋墻、錨桿、框架梁、噴錨網(wǎng)、排水等防治工程。治理后經(jīng)過(guò)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，達(dá)到了預(yù)期的治理效果，有效保障了邊坡上、下方構(gòu)筑物的安全。

滑坡體 防治措施 位移監(jiān)測(cè)

紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司紫金山金銅礦位于福建省西南部的上杭縣境內(nèi)，是一特大型上金下銅的金銅共生礦床。金礦產(chǎn)于600 m標(biāo)高以上的氧化帶中，為特大型低品位氧化金礦；銅礦產(chǎn)于600 m標(biāo)高以下的原生帶中，為埋藏深、儲(chǔ)量大、品位低的次火山高硫中低溫?zé)嵋禾卮笮偷V床，金礦體與銅礦體間有約50 m厚的無(wú)礦帶。目前紫金山金礦累計(jì)探明黃金金屬量約331 t，銅金屬量約200.9萬(wàn)t，礦山可采金礦石還可供生產(chǎn)3 a，銅礦還可供生產(chǎn)26 a。紫金山金銅礦聯(lián)合露天開(kāi)采2014年采剝總量為3 487萬(wàn)m3，產(chǎn)金約10 t，產(chǎn)銅約38 000 t。

2014年7月，紫金山金銅礦一天門(mén)滑坡體上部605 m標(biāo)高首次出現(xiàn)開(kāi)裂、松脫、變形、沉陷及多條裂縫，滑坡后緣張拉裂縫5～30 cm，且均有增大趨勢(shì)，公司宿舍樓和食堂排水溝也出現(xiàn)了開(kāi)裂、石砌墻鼓脹碎裂、排水渠變形錯(cuò)位等現(xiàn)象?；麦w中間噴漿坡面開(kāi)裂嚴(yán)重，滑坡體下部588 m標(biāo)高礦區(qū)主要運(yùn)輸公路出現(xiàn)滑動(dòng)舌向外伸出，且有渾水滲出，安全隱患嚴(yán)重，必須對(duì)該滑坡體進(jìn)行防治。

1 滑坡區(qū)地形地貌、氣候環(huán)境條件

滑坡區(qū)處于低山半坡地段，地勢(shì)較平坦，上部食堂(宿舍樓)高程為605 m，原地面標(biāo)高約603.5 m，回填約1.5 m厚度；下部公路高程約588.0 m；在其北東側(cè)4.5 m處有一條高約4～11 m的由強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀花崗巖構(gòu)成的巖質(zhì)邊坡，最大坡角55°，無(wú)支護(hù)措施；南東側(cè)為自然邊坡，坡角30°～35°，坡面上殘坡積較厚，厚度0.50～1.00 m，下部為強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀花崗巖，植被較發(fā)育；北側(cè)為平地?；聟^(qū)域邊坡主要為雜填土，基巖為強(qiáng)風(fēng)化碎塊狀花崗巖及第四系殘坡積土，該滑坡體高約17 m，走向長(zhǎng)約37 m。

紫金山礦區(qū)由于海拔較高，地形復(fù)雜，其氣候條件變化較大，年降雨量1 500～1 900 mm,主要集中在4—9月份，占年降雨量的80%，3—4月多雨霧天，夏秋多颶風(fēng)暴雨，常有災(zāi)害性風(fēng)雨襲擊，尤其是每年7、8月臺(tái)風(fēng)，容易引起山洪暴發(fā)，造成山體崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。礦區(qū)地下水水位埋深變化大、徑流短、排泄快，區(qū)內(nèi)地表徑流排泄條件好。大氣降水是礦區(qū)充水的主要因素，礦區(qū)大部分為補(bǔ)給區(qū)，徑流受風(fēng)化─構(gòu)造裂隙控制，以垂直徑流為主，上部快下部慢，主要礦區(qū)內(nèi)徑流區(qū)與補(bǔ)給區(qū)基本一致。巖石富水性受風(fēng)化程度及構(gòu)造影響，其空間分布不均勻。

2 滑坡發(fā)育特征

從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況看，滑坡體上部(即滑坡后緣)局部出現(xiàn)沉陷、開(kāi)裂、松脫及多條裂縫，裂隙寬5～30 cm，且具有不斷增大趨勢(shì)，并造成水溝開(kāi)裂、沉陷及下沉；滑體中間噴漿坡面開(kāi)裂嚴(yán)重；滑體下部(即滑坡前緣)出現(xiàn)滑動(dòng)舌外伸現(xiàn)象，且有渾水滲出?；麦w上部(滑坡后緣)與滑坡體下部(滑坡前緣)已貫通，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況表明，該滑坡體正處于蠕動(dòng)階段?；麦w變化特征見(jiàn)圖1。

邊坡區(qū)的巖體裂隙較為發(fā)育，地下水滲透性較好，降水后地表水入滲地下，易沿層間破碎裂隙發(fā)育部位下滲，飽水后土層強(qiáng)度降低。由于坡體噴漿處排水設(shè)施不完善，致使該土質(zhì)邊坡第四系殘坡積土含水量處于完全飽和狀態(tài)，巖體內(nèi)摩擦角和凝聚力急劇下降，使邊坡易于下滑。

圖1 滑坡體變化特征

3 滑坡體防治工程

滑坡體防治措施有毛石混凝土擋墻、錨桿、框架梁、噴錨網(wǎng)、排水設(shè)施等，其治理工程圖如圖2。

圖2 滑坡治理工程剖面

3.1 毛石混凝土擋墻

采用自上而下、分區(qū)跳段的方式進(jìn)行坡面清理，可采用人工或機(jī)械撬挖強(qiáng)風(fēng)化層，不得使用爆破開(kāi)挖，削方前做好管網(wǎng)和周邊排水溝的保護(hù)，盡量減少開(kāi)挖后邊坡的暴露時(shí)間。

在邊坡底部施工毛石混凝土擋土墻，采用錨桿加固。錨桿長(zhǎng)3.0 m,入巖2.5 m，間距0.3～0.6 m,橫向間距1.5～2.0 m,也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整，誤差小于30 cm；擋土墻下部凸臺(tái)與路面基本一致，高600～700 mm，擋土墻放線(xiàn)施工外墻取直，分段擋土墻墻頂標(biāo)高一致，墻后砂礫石回填密實(shí)，預(yù)留施工縫，縫寬20 mm，分縫長(zhǎng)度不超過(guò)15 m；公路水溝以北設(shè)置毛石混凝土擋墻，高3.0 m，頂寬1.2 m，外坡1∶0.3，內(nèi)坡垂直；排水溝凈斷面尺寸(寬×高)600 mm×600 mm。擋土墻斷面形狀、排水孔、回填等詳見(jiàn)圖3。

3.2 錨 桿

(1)錨桿鉆孔。錨桿鉆孔前，清除松動(dòng)石塊和碎石；成孔過(guò)程中做好錨桿鉆孔施工記錄，包括鉆進(jìn)孔深、鉆進(jìn)速度、巖粉、地下水情況等；錨桿孔位測(cè)放準(zhǔn)確，與坡面角不小于15°，考慮到沉渣的影響，為確保錨桿長(zhǎng)度，實(shí)際鉆孔深度應(yīng)大于設(shè)計(jì)深度0.4 m；成孔后用高壓空氣清孔，成孔禁止帶水鉆進(jìn)；鉆進(jìn)中對(duì)每孔地層變化(巖粉情況)、進(jìn)尺等情況做現(xiàn)場(chǎng)記錄，若遇到塌孔應(yīng)立即停鉆，處理后重新鉆進(jìn)。

圖3 擋土墻結(jié)構(gòu)(單位：mm)

(2)錨桿注漿。注漿后插入錨桿，使桿體始終處于鉆孔中心；錨桿端部鋼筋與框架梁主筋焊接或綁扎牢固；采用全長(zhǎng)黏結(jié)性水泥砂漿錨桿，錨桿桿體采用φ25 mm螺紋鋼焊接，錨桿上焊接支撐架，錨桿孔徑110 mm，水平間距3 m；注漿材料選用水泥砂漿或純水泥漿，必要時(shí)可加入一定量的外加劑或摻和料；注漿時(shí)宜邊灌注邊拔出注漿管，待漿液溢出孔口時(shí)全部拔出,漿液硬化后不能充滿(mǎn)錨固體時(shí)應(yīng)補(bǔ)漿。錨桿框架梁施工順序?yàn)槠旅媲謇怼獪y(cè)放孔位—鉆孔—錨桿制安—注漿—支模—綁扎鋼筋—澆筑框架梁、肋—養(yǎng)護(hù)。

3.3 噴錨網(wǎng)

對(duì)加固治理區(qū)域?qū)嵤﹪婂^網(wǎng)護(hù)坡，封閉邊坡表面，噴錨網(wǎng)內(nèi)的鋼筋與掛網(wǎng)錨桿焊接形成支護(hù)整體。施工前應(yīng)清除坡面上的松散體；掛網(wǎng)錨桿采用φ18 mm螺紋鋼，間距2 m×2 m,長(zhǎng)2 m、4 m交錯(cuò)梅花狀布置,鋼筋網(wǎng)間距200 mm×200 mm,采用φ6.5 mm鋼筋；噴射混凝土厚100 mm,C20混凝土,注眼砂漿采用M30水泥砂漿；在噴錨邊坡坡面上設(shè)置泄水孔，網(wǎng)度4 000 mm×4 000 mm，長(zhǎng)200 mm，以利于坡面排水。坡面噴錨網(wǎng)布置圖如圖4所示。

3.4 鋼筋混凝土框架梁

在坡面現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架或?qū)㈩A(yù)制好的鋼筋混凝土構(gòu)件鋪設(shè)在坡面以形成框架，框架節(jié)點(diǎn)處可用錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索固定，鋼筋混凝土框架對(duì)淺層巖土體和深層巖體都有加固作用。

本工程鋼筋混凝土框架梁采用C30混凝土，橫豎梁截面尺寸均為400 mm×400 mm，水平間距為3.0 m，每4排橫梁配合3～4根豎梁為一個(gè)框架梁施工單元，預(yù)留20 mm伸縮縫，伸縮縫應(yīng)位于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的中間部位；框架梁主筋采用φ18 mm螺紋鋼，鋼筋保護(hù)層厚50 mm，對(duì)于坡面凸凹不平區(qū)域清理修整后，可順坡面形態(tài)進(jìn)行橫豎梁支模、扎筋、澆混凝土，如圖5所示。

圖4 坡面噴錨網(wǎng)布置(單位：mm)

圖5 框架梁布置(單位：mm)

3.5 排水設(shè)施

邊坡疏排水以“截、排和疏”為原則。排水溝坡度不小于3%，排水溝上部、下部分別與原水溝銜接，排水溝內(nèi)采用臺(tái)階跌水消能。排水溝施工后，靠坡面一側(cè)采用C20混凝土填實(shí)，其中六層綜合樓南側(cè)平臺(tái)處先用碎石回填。

4 邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)

治理后邊坡如圖6所示， 2014年10月對(duì)該邊坡進(jìn)行了踏勘與監(jiān)測(cè)。布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別為A1-1，A1-2，A1-3，B1-1，B1-2，1個(gè)工作基點(diǎn)A0，1個(gè)后視基準(zhǔn)點(diǎn)A1。測(cè)點(diǎn)與基點(diǎn)觀(guān)測(cè)樁均采用不銹鋼材質(zhì)的強(qiáng)制對(duì)中基座標(biāo)準(zhǔn)觀(guān)測(cè)樁，最大對(duì)中誤差為0.05 mm。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)如圖7所示。

2014年11月啟用標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)樁進(jìn)行位移沉降監(jiān)測(cè)，截止2015年2月,累計(jì)監(jiān)測(cè)5次，平均每月兩次。采用全站儀三維坐標(biāo)觀(guān)測(cè)法，5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的單次和累計(jì)位移量及時(shí)間曲線(xiàn)如圖8所示。從圖8可以看出，在本次監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)X值、Y值、Z值的累計(jì)變化量均在測(cè)量綜合誤差范圍內(nèi)呈離散形變化，其時(shí)間曲線(xiàn)均未出現(xiàn)線(xiàn)性增加或線(xiàn)性減小，在本次測(cè)量時(shí)間周期范圍內(nèi)均未出現(xiàn)明顯位移和沉降，說(shuō)明該邊坡治理是成功的。

圖6 治理效果

圖7 監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置

圖8 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化

5 結(jié) 語(yǔ)

紫金山金銅礦一天門(mén)滑坡體采取坡面清理、毛石混凝土擋墻、錨桿、框架梁、噴錨網(wǎng)、排水等工程措施治理，通過(guò)對(duì)治理后滑坡位移監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證了該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，綜合防治工程措施是成功的，取得了較好的治理效果。

2015-02-13)

李瑞祥(1971—)，男，高級(jí)工程師，注冊(cè)安全工程師，364200 福建省上杭縣。