勘查技術(shù)在礦山危巖治理中的應(yīng)用

蘇 弦

（核工業(yè)柳州工程勘察院，廣西 柳州 545005）

關(guān)鍵字：勘查技術(shù)；礦山危巖治理；應(yīng)用

危巖體本身就是正在產(chǎn)生變形破壞的不安全因素,如需要在危巖體上進(jìn)行勘查施工,其安全隱患遠(yuǎn)比其他工程更大。基于此，開展危巖勘查非常有必要。

1 工程概況

危巖位于柳江縣百朋鎮(zhèn)六羊屯西南側(cè)山體礦山上，場(chǎng)地處于柳江縣郊峰林谷地地貌，地形較開闊。礦區(qū)場(chǎng)地原始地面標(biāo)高127.80m～129.60m，山頂高程269.50m～300.50m，相對(duì)高差100m～173m。山體陡峻，山腰以上多為懸崖峭壁。山體植被生長(zhǎng)矮小灌木叢及剌蓬。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

（1）氣象水文。場(chǎng)地地處北回歸線北側(cè)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。影響柳江的大氣環(huán)流主要是季風(fēng)環(huán)流，夏半年盛行偏南風(fēng)，高溫、高濕、多雨，冬半年盛行偏北風(fēng)，寒冷、干燥、少雨。地表水不甚發(fā)育。

（2）地層巖性。區(qū)內(nèi)山體出露礦體體系系中統(tǒng)（C2d）大埔組灰礦體，平地為第四系覆蓋，自上而下為：①第四系（Qel）：分布于山腳谷地，為溶余堆積礦山沉積物，厚度≥4.20m。②石炭系中統(tǒng)（C2d)：為淺灰色、灰色灰礦體，區(qū)域厚度＞68m。

（3）地質(zhì)構(gòu)造。場(chǎng)地位于河表向斜西翼，波廟斷層?xùn)|側(cè)、三門江斷層西側(cè)。區(qū)內(nèi)山體礦層傾向南東東，傾角8°～10°。受構(gòu)造影響，礦體主要發(fā)育2組節(jié)理：265°∠80°，165°∠80°，密度均為3條/m～5條/m，裂隙裂面較平直，多呈張開狀，裂寬5mm～300mm，多為空隙，延長(zhǎng)3m～20m或貫穿山頂。兩組節(jié)理相切。

（4）水文地質(zhì)。場(chǎng)區(qū)地下水類型主要為上層滯水和碳酸鹽巖裂隙溶洞水。①上層滯水：賦存于紅粘土層表層，主要受降雨入滲補(bǔ)給，不具統(tǒng)一水位，水量貧乏。②碳酸鹽礦礦體裂隙水：賦存于碳酸鹽礦體類裂隙溶洞中，主要接受大氣降水補(bǔ)給。據(jù)礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)資料，本區(qū)水文地下水富水性屬中等，正常水位埋深標(biāo)高在79m～80m左右。

3 礦山危巖特征及其穩(wěn)定性分析

（1）危巖特征。該礦區(qū)礦體由大埔組（C2d)灰礦組成，礦體的基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。礦層傾向南東東，傾角8°～10°。受到礦山構(gòu)造影響，礦體主要發(fā)育2組節(jié)理：265°∠80°，165°∠80°，密度均為3條/m～5條/m，礦帶裂隙裂面較平直，多呈張開狀，裂寬5mm～300mm，多為空隙，延長(zhǎng)3m～20m或貫穿山頂。兩組節(jié)理相切。受節(jié)理、層理切割和長(zhǎng)期的風(fēng)化侵蝕作用，山體陡崖（坡）上的少量礦體已脫離母礦體而形成礦山危巖。經(jīng)勘查，在高差約64m～100m的礦山陡崖段發(fā)育有6處礦山危巖體，體積約10.50m3～288.00m3，均為小型高位危巖。此外，礦山范圍內(nèi)的陡崖、斜坡上還存在一些小塊的松動(dòng)巖體或孤石（約160m3），在暴雨、震動(dòng)、自重力及風(fēng)化等作用下易發(fā)生向山下滑動(dòng)、崩塌，危及山下礦區(qū)工作人員和財(cái)產(chǎn)的安全，在危巖治理過程中應(yīng)逐個(gè)清除。

（2）危巖體穩(wěn)定性分析。主要采用以地質(zhì)歷史調(diào)查方法為主定性評(píng)價(jià)方法，結(jié)合古崩滑體形成機(jī)理分析進(jìn)行類比，并參考極限平衡法計(jì)算結(jié)果，對(duì)危巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》DZ/T0219-2006中的劃分標(biāo)準(zhǔn)，滑坡防治工程級(jí)別為Ⅱ級(jí)，防治安全系數(shù)取1.30，并按此系數(shù)對(duì)危巖邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體如表1所示。

4 礦山治理

（1）治理設(shè)計(jì)。本次礦山地質(zhì)勘查在現(xiàn)場(chǎng)和拍攝角度允許的條件下，力求對(duì)每個(gè)礦山點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，查明礦山地質(zhì)體結(jié)構(gòu)、空間幾何特征和體積、節(jié)理裂隙發(fā)育程度，并逐一拍照。上述成果滿足本次危巖治理設(shè)計(jì)的要求，可作為編制本危巖治理設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工條件概況。①工作區(qū)山高坡陡，山上灌木雜草叢生，使地面卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝等工程布置受到極大限制，使工效降低。②工作區(qū)危巖主要分布在陡崖上，工程布置如索道安裝難度大，使上山材料及山上危石二次搬運(yùn)工作量增大。

③場(chǎng)區(qū)內(nèi)具備施工用水用電，但線路較長(zhǎng)，輔助工程量較大。綜上所述，工作區(qū)山高坡陡，危巖分布在陡崖上，山上灌木雜草叢生，施工安全風(fēng)險(xiǎn)性大，各項(xiàng)安全措施輔助工程量大，費(fèi)用較高。

表1 危巖體穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)一覽表

（3）危巖治理的方案確定。根據(jù)勘查結(jié)果，危巖體分布于場(chǎng)地山體的北東、南東側(cè)陡崖上，危巖失穩(wěn)方式為傾倒、滑塌形式。本設(shè)計(jì)針對(duì)各危巖特征，采用了膨脹劑清除、錨桿加固治理方案。①對(duì)變形特征顯著、穩(wěn)定性差，沒有加固條件，一旦失穩(wěn)則威脅較大的危巖體，采用膨脹劑清除方法治理。②對(duì)規(guī)模相對(duì)較大且又有加固條件的危巖體，采用錨固加固措施。危巖錨固治理設(shè)計(jì)采用粘結(jié)式錨桿加固，錨桿桿體統(tǒng)一采用Φ25mm的Ⅱ級(jí)熱軋鋼筋；單根錨桿孔徑不小于Φ50mm，兩根錨桿徑不小于Φ110mm；錨桿進(jìn)入有效錨固段≥3.0m，錨桿與滑面交角為60°～90°。由于本次勘查未對(duì)危巖結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行原位測(cè)試，故本次錨固設(shè)計(jì)不考慮軟弱結(jié)構(gòu)面的殘余強(qiáng)度，即假想外傾軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度為零。

（4）危巖施工安全防護(hù)。本設(shè)計(jì)方案危巖施工安全防護(hù)設(shè)計(jì)采用三級(jí)防護(hù)：一是主動(dòng)性防護(hù)，利用腳手架和竹跳板對(duì)工作面采用全封閉式作業(yè)方式進(jìn)行防護(hù)，并對(duì)危巖體采用錨桿聯(lián)結(jié)鋼繩及鋼繩網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)（一級(jí)防護(hù)）；二是根據(jù)危巖分布情況及地形條件，對(duì)危巖分片分區(qū)集中防護(hù)（即山上二級(jí)防護(hù)）；三是在山腳緩坡地帶與擬建建筑物場(chǎng)地之間設(shè)置最后一套防護(hù)帶（即山下三級(jí)防護(hù)）。

5 結(jié)論

露天開采礦山危巖的勘查和設(shè)計(jì)治理、施工是一項(xiàng)高危風(fēng)險(xiǎn)工種，尤其是在高陡山體的植被茂密區(qū)域，危巖往往具有隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)，勘查過程中無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)排查。因此，危巖治理應(yīng)因地制宜，結(jié)合勘查治理區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，采用合理的勘查、設(shè)計(jì)方案以及安全施工、防護(hù)顯得尤為重要，并在設(shè)計(jì)治理中采用施工勘查結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工。