某精礦管道橋架邊坡滑坡成因分析及治理措施探討

劉秀

（攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司，四川 攀枝花 617063）

2012 年9 月某選礦廠發(fā)現(xiàn)一期精礦管道橋架多處出現(xiàn)梁、柱間開(kāi)裂，存在橋梁垮塌、支撐柱倒塌的重大安全隱患，如不及時(shí)處理，將直接影響某選礦廠的正常生產(chǎn)，甚至造成某選礦廠停產(chǎn)。經(jīng)組織專家現(xiàn)場(chǎng)踏勘，發(fā)現(xiàn)造成此重大隱患的是某選礦廠檢查站上方?jīng)_溝內(nèi)原滑坡體發(fā)生了蠕動(dòng)，而造成此蠕動(dòng)的主要原因是暴雨影響、橋架上方公路反復(fù)墊渣、重車加載、石灰石礦采場(chǎng)爆破震動(dòng)等。

1 滑坡體概況及特征

1.1 滑坡區(qū)位置及地形、地貌

某精礦管道橋架邊坡滑坡區(qū)位于米易縣彎丘鄉(xiāng)瑞達(dá)水泥廠采場(chǎng)東側(cè)，從某公路檢查站往上大約350 米處，西北高東南低，屬低中山構(gòu)造剝蝕地貌的斜坡地形，場(chǎng)地海拔在1390～1420m，相對(duì)高差30 余米。因瑞達(dá)水泥廠采場(chǎng)開(kāi)采和某公路修建，原始地形已受到破壞。

1.2 滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)內(nèi)無(wú)水庫(kù)、山塘等地表水體且周邊無(wú)工業(yè)廢水排放，大氣降水與生活用水是地表水的主要來(lái)源。地下水位較低。

1.3 滑坡發(fā)育歷史

該區(qū)域2010 年雨季發(fā)生過(guò)一次滑坡。致使該處廠區(qū)公路路基、路面整體沉降高差約2m，路面多處出現(xiàn)開(kāi)裂，裂縫寬度5 ～20cm。公路外側(cè)邊坡下方擋墻的墻體多處出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度5 ～30cm。擋墻前緣自然土坡多處開(kāi)裂、沉降，最大裂縫寬度達(dá)1.5m。對(duì)某選礦廠和某鐵礦通勤、生產(chǎn)型用車的通行安全構(gòu)成了重大隱患。為便于車輛通行，某選礦廠用碎塊石進(jìn)行了回填并壓實(shí)至原公路設(shè)計(jì)標(biāo)高。從2010 年起，石灰石礦開(kāi)采剝離的部分廢石堆填在原滑坡體西側(cè)，使滑坡體堆載增加，范圍不斷擴(kuò)大。

1.4 滑坡邊界、規(guī)模、形態(tài)特征

此次滑坡周界較為清楚，后緣位于某選礦廠廠區(qū)公路主干道K0+300 ～K0+370 段路面上方山體，向西延伸至石灰石礦廢石堆填區(qū)域，距離約為35m，東側(cè)基本與原沖溝西岸為界，前緣剪出口位于斜坡地形坡度由陡變緩位置?；w平面上略呈“梨形”，滑坡體后緣寬度100m，前緣寬度30m，縱向長(zhǎng)約100m，主滑方向112°，前緣高程1394m，后緣高程1419m，相對(duì)高差25m。該滑坡滑動(dòng)變形明顯，因滑坡造成地表出現(xiàn)大量張拉裂縫，滑坡中后部公路下方已建成的塊石擋土墻出現(xiàn)隆起和多處縱向張裂縫，裂縫寬度3 ～10cm 不等。擋土墻東南側(cè)屬于滑坡中部，地形相對(duì)比較平緩，地形坡度角約為3 ～5°，其地面出現(xiàn)了多處橫向拉裂縫，裂縫長(zhǎng)5～30m 不等，寬度約為3 ～10mm，垂直錯(cuò)距約20 ～50mm。在連續(xù)降雨后，造成該滑坡體變形進(jìn)一步加劇，裂縫進(jìn)一步加寬，錯(cuò)距也逐漸增大，且處于持續(xù)變形、滑移中。

1.5 滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

（1）滑體?；麦w物質(zhì)組成主要為：填土、第四系坡殘積層粉質(zhì)黏土?；w厚度變化較大，后緣和兩側(cè)較薄，中部和前緣較厚?；麦w上的植物生長(zhǎng)茂盛，僅少數(shù)處于橫向拉裂縫位置的果樹(shù)出現(xiàn)歪斜情況，說(shuō)明該滑體處于蠕滑階段，未出現(xiàn)劇烈擾動(dòng)破壞跡象。

（2）滑帶。滑帶物質(zhì)成分主要為第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土，底部與強(qiáng)或中風(fēng)化灰?guī)r接觸帶有厚度0.30 ～1.10m軟塑狀粉質(zhì)粘土，具有揉皺、變形和錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象?；瑒?dòng)帶埋深介于5.60 ～17.50m，滑坡體的中后部滑動(dòng)面埋藏較深，兩側(cè)及前緣埋藏較淺。滑坡已經(jīng)形成貫通的滑動(dòng)面。

（3）滑床。滑床主要為強(qiáng)～中風(fēng)化灰?guī)r，局部為坡殘積粉質(zhì)粘土層，故其透水性較差。由于雨季大量地表水下滲并沿該層頂面流動(dòng)，為滑坡形成提供了便利條件。

（4）變形范圍。由于滑坡的變形范圍已擴(kuò)展至滑坡體下方的精礦管道橋架基礎(chǔ)區(qū)域，滑坡體直接擠壓部分管道橋架基礎(chǔ)，導(dǎo)致其發(fā)生位移。

2 滑坡原因分析

根據(jù)滑坡體的概況、特征及相關(guān)勘察資料，分析該滑坡體的形成及演化機(jī)制，發(fā)現(xiàn)該滑坡體形成的主要原因如下。

2.1 地形地貌

該滑坡區(qū)屬斜坡地形，地勢(shì)北西高南東低，高差大，滑坡前緣逐漸變陡的地形構(gòu)成臨空面，不能給滑坡下滑提供支撐阻力，隨著滑體不斷蠕動(dòng)變形，前緣滑體土將會(huì)不斷下滑，對(duì)滑體后緣的阻力不斷減小，下滑推力增大，為滑坡的牽引下滑提供了較大的動(dòng)力勢(shì)能和滑移空間。

2.2 地層屬性和降雨影響

該滑坡體地層分為兩層：上層為堆填土和第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土，下層為強(qiáng)～中風(fēng)化灰?guī)r。非雨季時(shí)，上下兩層接觸帶基本處于干裂狀態(tài)。雨季或突遇強(qiáng)暴雨等工況下，上層土體透水性強(qiáng)，在雨水浸泡下，處于飽和，松散狀態(tài)，土體容重增大，抗剪強(qiáng)度大大降低。下層強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r透水性相對(duì)較差，地表水下滲后在強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r表層形成地下徑流，在上下層接觸面形成軟弱帶，從而具備了邊坡失穩(wěn)的基本條件。

2.3 路面超載

該滑坡體的后緣所在廠區(qū)公路屬于上山聯(lián)絡(luò)主干道，是廠區(qū)通勤和生產(chǎn)型用車的主要道路。道路車流量較大，特別是運(yùn)載礦石的重車車輛多，車輛通過(guò)的震動(dòng)荷載造成了路基、路面沉降。沉降后又回填了大量碎塊石進(jìn)行處理，更增加了坡面堆載，加速了滑體上層土體向下蠕動(dòng)。

2.4 采場(chǎng)爆破和棄土堆填

該滑坡體附近的石灰石礦采場(chǎng)正處于開(kāi)采期，爆破作業(yè)頻繁。采場(chǎng)剝離的部分廢石棄土又堆填在滑坡體上，造成滑體上部荷載增加。爆破震動(dòng)和堆填荷載使滑體上下層之間接觸帶的土層軟化程度增加，抗剪強(qiáng)度降低，造成滑坡規(guī)模不斷擴(kuò)大。

3 滑坡危害性

該滑坡已經(jīng)發(fā)生一定的滑移和變形，上下地層之間形成了貫通的滑動(dòng)面，且其滑坡仍在蠕動(dòng)，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。如果不及時(shí)處理，有產(chǎn)生較大規(guī)模整體滑動(dòng)的可能，將嚴(yán)重影響鐵礦、選廠通勤及運(yùn)礦等車輛通行，并對(duì)一期精礦管道橋架構(gòu)成嚴(yán)重威脅，影響正常生產(chǎn)甚至造成停產(chǎn)。

4 滑坡治理措施

為了確保車輛安全通行和一期精礦管道安全運(yùn)行。針對(duì)本滑體我公司采用了設(shè)置擋護(hù)設(shè)施、加強(qiáng)排水、削坡減載及加強(qiáng)生產(chǎn)管控等綜合治理措施。

4.1 擋護(hù)設(shè)施

該滑坡后部滑體厚度較大，滑坡滑動(dòng)帶較陡，采用坡中設(shè)置樁板式抗滑樁擋土結(jié)構(gòu)，坡腳設(shè)置護(hù)坡?lián)鯄?，坡面采用人字骨架護(hù)坡進(jìn)行擋護(hù)，確?；麦w整體穩(wěn)定。樁板式抗滑樁采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)置在沿原有擋土墻外側(cè)2.5m 處，縱向長(zhǎng)度85m，樁間距5m，樁基采用人工挖孔灌注樁，樁身和護(hù)壁砼均采用C30 砼?？够瑯恫捎昧巳N型號(hào)：A 型樁截面尺寸1.6mx2.5m，樁長(zhǎng)約23m，露出地面高度2 ～4.5m；B型樁截面尺寸1.5mx2.0m，樁長(zhǎng)約21m，露出地面高度2 ～4m；C 型樁截面尺寸1.3m×1.6m，樁長(zhǎng)約24m，露出地面高度1 ～2m。經(jīng)理論計(jì)算，樁基礎(chǔ)應(yīng)嵌入中風(fēng)化灰?guī)r不小于4～5m。由于中風(fēng)化灰?guī)r人工成孔很困難，采用爆破的方式容易擾動(dòng)周圍土體。根據(jù)實(shí)際情況，采用了樁基礎(chǔ)嵌入中風(fēng)化灰?guī)r不小于1m，基底采用巖石錨桿進(jìn)行加強(qiáng)處理：錨桿直徑為50mm，采用機(jī)械成孔，錨桿采用HRB400 直徑28mm 鋼筋，錨桿砂漿采用M40 水泥砂漿，錨桿入巖深度1.5m，伸入樁體內(nèi)2m，錨桿與樁內(nèi)相鄰豎向主筋焊接。抗滑樁樁頂設(shè)置寬×高=1.5m×1.0m 冠梁。坡腳采用寬度2m、高約7.2m、基礎(chǔ)埋深約1.7m 的C20 片石砼護(hù)坡?lián)鯄?。擋墻的頂部平臺(tái)和擋墻底部外側(cè)均設(shè)置漿砌片石排水溝。坡面進(jìn)行修整，邊坡坡率1:2，坡面采用漿砌片石人字骨架護(hù)坡，骨架內(nèi)種草皮或小灌木，起到邊坡固土的作用。

4.2 加強(qiáng)排水

在滑坡體所在公路兩側(cè)修建截洪溝，將滑坡體后緣斜坡的地表水匯集到截洪溝，并與公路原有邊溝相接，進(jìn)入公路排洪系統(tǒng)，防止雨季匯集的地表水涌入滑體。同時(shí)，在滑坡體東側(cè)沖溝修建明溝，將沖溝匯水引排到下方廠區(qū)公路涵管中。

4.3 削坡減載

對(duì)滑坡體延伸到石灰石礦采場(chǎng)部分的坡面填土進(jìn)行削坡減載處理，并禁止繼續(xù)堆填。將卸載的部分填土反壓在已受滑坡影響的一期精礦管道橋架的東側(cè)與選礦廠廠區(qū)公路之間的沖溝內(nèi)，反壓填土分層碾壓，并達(dá)到相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求。

4.4 加強(qiáng)生產(chǎn)管控

加強(qiáng)滑坡區(qū)的廢石棄土堆填管理，禁止將廢石棄土堆填在滑坡體上。

加強(qiáng)選礦廠廠區(qū)公路主干道滑坡段車輛通行的管理，車輛通過(guò)滑坡段要限速行駛或限制超重車輛通行。加強(qiáng)石灰石礦采場(chǎng)爆破管理，降低爆破開(kāi)采對(duì)滑坡土體影響。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該滑坡體的滑坡成因、發(fā)展趨勢(shì)及危害性進(jìn)行分析研究，提出了具體的治理措施。該滑坡體治理后，某選礦廠設(shè)置了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)本滑坡地段及附近地段的建（構(gòu)）筑物進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果至今無(wú)異常，治理非常成功。我公司礦區(qū)均處于山區(qū)，每年到了雨季，邊坡滑坡成了威脅安全生產(chǎn)的主要因素，為了保證礦山安全生產(chǎn)和正常運(yùn)行，對(duì)邊坡滑坡成因及治理措施進(jìn)行研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)防及治理措施是非常必要的。