四川廣安地區(qū)礦山邊坡穩(wěn)定性分析

舒述安，王 燦

（1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽 618000；2.四川省地質(zhì)工程勘察院，四川 成都 610072）

長久以來，在涉及礦區(qū)的生產(chǎn)活動中，我國人民飽受地質(zhì)災(zāi)害的困擾，山體崩塌是其中突出的一種。據(jù)統(tǒng)計，僅在2005年～2016年間，礦區(qū)山體崩塌災(zāi)害總數(shù)便達(dá)57089起[2]，由此造成的人民生命財產(chǎn)損失不計其數(shù)。對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)開發(fā)和基礎(chǔ)建設(shè)造成了巨大威脅。

本文以廣安市礦區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害為研究對象，分析其地質(zhì)環(huán)境和破壞特征，計算了危險礦體的穩(wěn)定性，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的防治措施。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

1.1 地形地貌

危險礦體最高點(diǎn)高程367m，最低點(diǎn)高程278m，相對高差約90m，整體呈后陡前緩，后緣陡崖坡度約50°～90°，前緣崩坡積松散堆積層坡度為3°～15°，屬中丘地貌類型。丘間溝谷縱橫，支溝發(fā)達(dá)，一般溝寬40m～80m，長3500m～4000m，比降2‰～3‰。

1.2 地層礦物特性

礦區(qū)上覆地層為第四系崩坡積層碎石土，磚紅色、黃褐色、灰白色，稍濕-濕，松散-中密。碎石成分以砂礦為主，多呈棱角狀，中風(fēng)化，直徑以1cm～3cm，5cm～8cm為主，少量2m～3m大塊石分布其中，厚度1.4m～7.6m。下伏危險體為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2s2）中風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化砂泥礦物互層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡單，形態(tài)單一，褶皺寬緩，地層傾角一般1°～5°，沿襄渝鐵路線以東地層傾角17°～60°。區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造主要受華鎣山大斷裂的影響，斷層、褶皺及節(jié)理裂隙均較發(fā)育。本地區(qū)新構(gòu)造抬升運(yùn)動較弱，區(qū)域礦震烈度為Ⅵ度，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。

1.4 水文地質(zhì)條件

所研究礦區(qū)內(nèi)地下水以裂隙水為主，局部地區(qū)含少量孔隙水。松散類型礦物質(zhì)孔隙水主要為上層滯水，具有較好的隔水性，上層崩坡積層碎塊石透水性較好，大氣降水滲入碎塊石土內(nèi)，得不到有效的排泄，賦存于崩坡積層內(nèi)，水量較小。地下水的補(bǔ)、逕、排及動態(tài)變化規(guī)律，受地層特性、地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌制約，勘查區(qū)地下水主要受大氣降雨補(bǔ)給，主要以地下逕流的形式排向下游,部分以地面蒸發(fā)的形式排泄。

1.5 人類工程活動

礦區(qū)周邊農(nóng)耕墾植較廣、最普遍、最頻繁的一類活動，坡頂灌溉水塘已將放水通道封閉，水流通過坡頂下滲至砂礦裂隙中直至底部，加速了下部礦層的風(fēng)化剝落，致使坡體發(fā)生強(qiáng)烈的風(fēng)化卸荷作用，此為危險礦體發(fā)生崩塌等地質(zhì)災(zāi)害重要因素。

2 危險礦體破壞特征

危險礦體由構(gòu)造裂隙、卸荷裂隙等切割而成，其形態(tài)受結(jié)構(gòu)面控制。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)所發(fā)育結(jié)構(gòu)面大多較為平直，傾角或陡立或平緩，由此導(dǎo)致礦體形態(tài)多呈近長方體狀、少量呈楔形體狀。礦化帶中發(fā)育危險礦體共計8處（詳見表1）。

表1 礦體形態(tài)統(tǒng)計表

近長方體、楔體狀礦物均由裂隙切割而成，當(dāng)在卸荷裂隙發(fā)育深度內(nèi)，有傾角平緩的層面裂隙切割，構(gòu)成礦床底部層面裂隙與卸荷裂隙組合，該組合形成近長方體狀危礦；層面與裂隙將礦體切割成楔體狀。

經(jīng)過初步統(tǒng)計，8處危險礦體總方量約4125m3，其中1、3、4號為規(guī)模較大者。總體上危險礦體以傾倒式為主，個別為墜落式、滑移式（圖1）。

3 礦床穩(wěn)定性評價

3.1 定性分析

根據(jù)詳細(xì)調(diào)查資料，著重對陡崖、陡坡段的礦體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面特征、斜坡形態(tài)類比分析，繪制出單個危險礦體的剖面及立面圖，并結(jié)合結(jié)構(gòu)面赤平投影圖對礦體崩落的可能性和方向進(jìn)行分析判斷，確定礦體可能的運(yùn)動方向。經(jīng)定性分析得出：礦區(qū)內(nèi)多數(shù)危險山體在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，但若受強(qiáng)降雨作用或地震作用則極易失穩(wěn)發(fā)生崩塌破壞。

3.2 定量計算

綜合分析蓮花石危礦區(qū)內(nèi)危礦體破壞特征和其荷載情況，依次選擇天然、持續(xù)暴雨、地震等三種工況計算評價危礦體穩(wěn)定性。

按照危險礦體失穩(wěn)類型可將礦體大概化分為滑移式、傾倒式和墜落式三類?？辈閰^(qū)內(nèi)主要為傾倒式，并有少量滑移式、墜落式危險礦體。按照陳洪凱教授的三種計算模型[4]分別進(jìn)行計算，得出以下計算結(jié)果，見表2。

表2 危礦體穩(wěn)定性計算結(jié)果

計算結(jié)果與定性分析結(jié)果一致，可知在天然狀態(tài)下，多數(shù)危礦體處于基本穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定—不穩(wěn)定狀態(tài)，在礦震狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定—不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)論

（1）通過現(xiàn)場勘查，查明礦體的變形特征及破壞模式，區(qū)內(nèi)共有8處危險礦體，其破壞模式可分為滑移式、傾倒式和墜落式三類。

（2）繪制了各個易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害礦體的剖面及立面圖，并結(jié)合結(jié)構(gòu)面赤平投影圖對危險礦體的穩(wěn)定性和可能的運(yùn)動方式進(jìn)行定性分析，分析結(jié)果表明區(qū)內(nèi)危險礦體在天然狀態(tài)下多處于基本穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，但若受強(qiáng)降雨作用或礦震作用則極易失穩(wěn)發(fā)生崩塌破壞。