露天東幫邊坡治理方案研究及優(yōu)化

馬開川

(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，馬關(guān) 都龍 663700）

近年來隨著生產(chǎn)規(guī)模從210萬t調(diào)整到360萬t采剝作業(yè)量的加大，采場采用陡幫條帶式開采，逐漸形成由多級組合臺階組成的終了高邊坡,邊坡高差達到450m。嚴重威脅到礦山的安全生產(chǎn)，同時位移區(qū)域具有高、陡、靠近邊坡邊界、影響因素多等特征也給治理施工工作帶來很多困難。本文在礦山現(xiàn)有治理方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往露天礦邊坡工程的經(jīng)驗教訓，從邊坡的特點、影響露采邊坡穩(wěn)定性的主要因素出發(fā)，提出現(xiàn)有東幫邊坡的治理優(yōu)化措施，對東幫邊坡的治理有重要意義[1]。

1 東幫邊坡概況及穩(wěn)定性因素分析

1.1 東幫邊坡基本概況

采場臺階由北向南梯降，東幫邊坡標高910～1380m，高差達到410m,邊坡角約25°，采場主要揭露地層為第四系（Q）、寒武系中統(tǒng)田蓬組（∈2t）變質(zhì)巖系中，滑坡往往主要以小型工程滑坡為代表。礦山部分采場處于三面分水嶺環(huán)繞、向南傾低的單面斜坡，為邊坡匯水形成了一定的條件，同時，其成為礦段地下水、大氣降水排泄的唯一通道，構(gòu)成獨立的地表水匯水單元,礦區(qū)力學參數(shù)在地下水影響下下降較大。

1.2 采場東幫邊坡的影響因素分析

1.2.1 工程地質(zhì)條件差

1.2.2 水文地質(zhì)條件條件差

通過水位孔水位觀測，雨季期間，地下水位都有不同程度的上升，下部各含水層與隔水層間相互間夾，地下水相互補給較差，導致大量補給水流從邊坡中沿構(gòu)造面流出，邊坡臺階間形成了不同規(guī)模的滑動面，開挖過程中坡面上裂隙面的揭露，地下水位的變化，巖石應力的重新分布導致邊坡臺階局部滑坡嚴重。

1.2.3 采場邊坡坡形影響

采場邊坡表面為紅色粘土層，下部為風化石英云母片巖，210萬t/a生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)初期，后期臺階邊坡采用50°釆剝，但卸載過程中隨著釆剝臺階的下降，工作平盤變的狹窄，造成東幫邊坡管理的難度和邊坡維護成本的增加。

1.2.4 采掘爆破影響

采場年釆剝方量達到1400萬m3，爆破頻率快，平均月達15次，單次爆破量17噸，爆破過程中，炸藥產(chǎn)生的沖擊波氣體等造成臺階坡面表面巖石松動和破壞;爆破中產(chǎn)生的水平震動影響邊坡應力重分布，降低邊坡的有效的安全系數(shù)，最終導致邊坡的垮落。

2 現(xiàn)邊坡穩(wěn)定的治理技術(shù)措施及效果

根據(jù)滑坡區(qū)范圍地形地質(zhì)條件及滑動范圍擴大的特征，結(jié)合目前工程邊坡支護措施、施工狀況，最終確定采用削坡減載結(jié)合邊坡面防護方案對邊坡滑坡治理方案。

(五)PPP融資模式的使用，可以在一定程度上提高建設項目的質(zhì)量，增強品質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)政府與企業(yè)兩者利益上的共享。PPP項目是政府與企業(yè)共同進行的，能夠與政府進行合作，說明企業(yè)一定有自身的實力，包括建設項目的經(jīng)驗和技術(shù)等，而建設項目的質(zhì)量直接關(guān)系到企業(yè)的獲益情況，所以必定會全力以赴。同時，政府對PPP項目付費時，會根據(jù)建設項目的質(zhì)量要求進行付費，倘若達不到建設項目原定計劃的要求，則會對建設項目的經(jīng)費進行一定的扣除。這種現(xiàn)象其實在PPP項目開始之前，政府和企業(yè)之間就對項目的收益分配情況進行了協(xié)商，這樣不僅能夠確保雙方的利益不會受損，還能夠有效避免利益分配不均問題的出現(xiàn)。

2.1 削坡減載對邊坡截排水

2.1.1 削坡減載

對滑坡體采取削坡減載，調(diào)整現(xiàn)有邊坡結(jié)構(gòu)參數(shù)，臺階邊坡角度由55°調(diào)整為50°，自1320標高至1200標高從上而下進行分臺階削坡減載，降低邊坡角度,平臺寬度15m，臺階高15m，臺階坡面角50°，剝離區(qū)域南北長約698.7m，東西寬約157.7m，挖方量約計100萬m3，以達到消除滑坡災害隱患，并避免次生災害隱患。

2.1.2 截流邊坡排水

在卸載區(qū)域規(guī)劃了排水系統(tǒng)。由北向南修建素混凝土砌筑排水溝道，排水溝溝底縱坡為1%，上部平臺積水經(jīng)平臺沉砂池匯集，通過斜坡段鋼混三面溝排水溝排往下一平臺，最終排入現(xiàn)有主排水系統(tǒng)。

圖1 卸載區(qū)排水規(guī)劃圖

2.2 坡面防護方案

2.2.1 網(wǎng)噴方式治理

根據(jù)邊坡地質(zhì)情況及邊坡現(xiàn)狀，采用網(wǎng)噴方法對該邊坡進行治理。網(wǎng)噴防護措施，可以降低治理成本，同時通過網(wǎng)噴這樣的密閉處理，一是可以避免大氣降雨對邊坡的破壞和影響，有效防止水的侵蝕，避免巖土體強度惡化；二是掛網(wǎng)后可以增強巖土體的強度，減少爆破振動對邊坡的影響。

2.2.2 (LDPE)土工膜邊坡防水處理

利用土工膜的不透水性隔斷采場邊坡漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形，同時，它們對細菌和化學作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕，在避光使用情況下，使用壽命長等特點。將土工膜鋪設在采場邊坡，按順序進行縫合，以達到采場邊坡防水[2,3]。

3 邊坡治理方案存在的問題及優(yōu)化措施

3.1 邊坡治理現(xiàn)狀分析

3.1.1 未完全考慮邊坡具有的動態(tài)性和變形性

因東幫邊坡區(qū)域，邊坡上部平臺主要沿F0斷層分布，卸載后，采場受應力重新分布，導致平臺出現(xiàn)大量邊坡裂隙及小構(gòu)造，雨季來臨，大量的平臺匯水通過構(gòu)造面滲透至地表以下，同時邊坡巖性主要以片巖為主，在地表水的滲透下，并沿巖性匯集至平臺底部，導致平臺下部含水保和，片巖泥化，導致臺階邊坡陶腳和隆起，邊坡排水溝道起不到排水作用。

3.1.2 地質(zhì)條件認識的局限性和階段性

采場邊坡地質(zhì)資料的認識主要來自于前期找礦和生產(chǎn)勘探的認識，因采場采用分期釆剝,采場邊坡隨著露天生產(chǎn)勘探的推進，采場找礦有了新的突破，采場基礎(chǔ)地質(zhì)儲量增加，露天境界為非最終邊坡，生產(chǎn)中邊坡隨著釆剝作業(yè)的循環(huán)推進，導致了露天邊坡的重復性投資。

3.1.3 未充分考慮降雨斷裂破碎帶對礦床充水及降雨入滲過程中孔隙水壓力影響

邊坡經(jīng)過卸載后，排洪溝道雖經(jīng)過抹面處理，在邊坡蠕變的情況下，將臺階平臺進行拉裂并與主要構(gòu)造面進行聯(lián)通，雨霧天，大量的水將沿構(gòu)造面進行滲透，造成邊坡含水保和邊坡巖性體重變化導致臺階出現(xiàn)淘腳，加速邊坡位移，其次邊坡采用土工膜防護后，將臺階及邊坡大量地表水進行匯集，因位移區(qū)域大量構(gòu)造的存在導致了地表水的集中注入邊坡，促進了邊坡的位移。

3.2 邊坡治理優(yōu)化

現(xiàn)有邊坡治理措施主要有削坡減載、清坡壓腳、和地表截排水等措施，對于巖性物理力學性質(zhì)差、構(gòu)造發(fā)育匯水面積大的露天礦滑坡治理都有一定的局限，降低邊坡巖性含水性，對地表水有效截擋和地下水的快速疏干才是邊坡治理中的關(guān)鍵。

3.2.1 露天采場爆破靠幫技術(shù)改進

引進高精度數(shù)碼電子雷管，開展不同礦巖地質(zhì)屬性區(qū)域的爆破技術(shù)參數(shù)，根據(jù)試驗期間所測得的爆破振動數(shù)據(jù)，開展綜合研究，對所收集的數(shù)據(jù)進行處理，綜合分析其質(zhì)點（X-Y-Z三維分量上）的振動速度，進一步優(yōu)化試驗研究，并最終得出相應各自最佳的爆破技術(shù)參數(shù)方案。

數(shù)碼電子雷管使用有效降低爆破振動速度，改善單孔爆破振動波的疊加情況，提高振動信號的主振頻帶寬，分散炸藥爆轟能量的集中爆發(fā)，保證了邊坡的安全允許爆破振動速度，降低爆破時產(chǎn)生的震動波，并將其對東幫軟弱性巖層帶其造成的累計損傷降至最低，最大限度的保障東幫邊坡F0斷層上盤巖體的穩(wěn)定性。

查清邊坡工程地質(zhì)、水文地質(zhì)，設計水平疏干巷道。因邊坡結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)育、水文地質(zhì)復雜，在水位地質(zhì)及邊坡構(gòu)造不清的條件下，平巷疏干系統(tǒng)在富含水性差的片巖巖層中，難以達到降低治理段邊坡巖體中地下水位和水壓力，提高邊坡穩(wěn)定性。

3.2.2 土工膜鋪設V形匯水優(yōu)化。

鑒于土工膜具有不透水性能，較好地防護漏水通道，同時，其自身具有較大的韌性和延展性，能夠較好的適用于壩體的變形。本次采用塑料PVC軟管及相關(guān)軟質(zhì)材料，采用V形方式固定采場邊坡上土工膜，在固定土工膜的基礎(chǔ)上將平臺上可匯水集中引入主PVC管，少部分匯集水經(jīng)過平臺沉沙池后引入PVC管一同排出，各平臺匯集水由PVC管匯集后最終通過采場主排洪溝道排出采場外，達到排水受邊坡位移而達不到排洪目的，同時減少了對現(xiàn)場邊坡依賴和誰在邊坡停留時間。

4 結(jié)語

本文通過在現(xiàn)有邊坡治理的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀，對影響邊坡穩(wěn)定的影響因素進行分析，并結(jié)合影響因素分別通過在爆破中應用高精度電子雷管，減小了爆破對邊坡的震動破壞，最大程度保留了邊坡原始強度，結(jié)合采場匯水面積廣，構(gòu)造發(fā)育等特性，采用V形邊坡防護治理方案對地表水進行了有效攔截，在完善邊坡地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，指導水平巷道開挖，以達到對滲透水的快速疏干等方式，達到了邊坡治理的目的。各項措施的靈活運用實現(xiàn)了對露天邊坡樹立了綜合治理，體現(xiàn)了邊坡治理的經(jīng)濟合理、施工方便、確保生產(chǎn)的原則。