甘肅白銀某尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害特征與治理措施

曾正偉

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局白銀礦產(chǎn)勘查院，甘肅 白銀 730999）

1 尾礦庫地質(zhì)概況

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及本次實(shí)地調(diào)查結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)出露的地層主要有三疊系砂礫巖（T）、第四系全新統(tǒng)殘坡積物第四系全新統(tǒng)人工堆積物（白銀區(qū)地處北河西構(gòu)造體系東段、祁呂賀蘭山字型構(gòu)造西翼、隴西旋卷構(gòu)造帶上，經(jīng)歷了從加里東期、燕山期和喜山期多次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造形跡復(fù)雜。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂走向受區(qū)域構(gòu)造控制，以北西西向?yàn)橹?，其次為北北東向[1]。項(xiàng)目區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以垂直升降運(yùn)動(dòng)為主，明顯地具有繼承性、差異性的特點(diǎn)。河谷發(fā)育Ⅰ-Ⅶ級(jí)階地，各階地高差十分顯著，一般高差5m～90m，這種多階地的存在及階地高差懸殊變化，表現(xiàn)出區(qū)域性升降運(yùn)動(dòng)劇烈而頻繁的另一特征[2]。礦區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕的中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形特點(diǎn)為高差小而坡度陡，地表徑流條件良好，地下水主要受大氣降水及間歇性洪流滲透補(bǔ)給，項(xiàng)目區(qū)沒有地表水體，補(bǔ)給來源為大氣降水，水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。

2 工程地質(zhì)

依據(jù)《巖土體工程地質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)》（DZ/T0219—2004）對(duì)區(qū)內(nèi)巖土體進(jìn)行工程地質(zhì)分類，主要?jiǎng)澐譃閹r體與土體兩種類型，分類敘述如下。

2.1 巖體工程地質(zhì)類型及特征

依據(jù)巖體建造類型、巖體結(jié)構(gòu)、巖相類型及其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行劃分，將區(qū)內(nèi)巖體劃分為以下工程地質(zhì)巖組：中厚層—薄層半堅(jiān)硬至軟弱砂巖夾頁巖巖組（T）：構(gòu)成項(xiàng)目區(qū)山體基座，由三迭系組成。巖性為砂巖、板巖，頁巖，中厚層—薄層狀結(jié)構(gòu)[3]。該巖組中砂巖、砂礫巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，頁巖則較軟弱，抗壓強(qiáng)度在11MPa～50MPa，具軟硬相間的特點(diǎn)，為不良工程地質(zhì)巖組。

2.2 土體工程地質(zhì)類型及特征

根據(jù)土體的組成物質(zhì)和結(jié)構(gòu)連接的基本特征，可將勘查區(qū)分布的土體劃分為特殊土和一般土兩大類。其中，一般土體主要有碎石土，特殊土為人工堆積物。

主要分布于庫區(qū)周邊山體表層，巖性以碎石、粉土為主，松散。其中碎石分選性、磨圓度差，粒徑變化較大，一般20mm～100mm。碎石母巖成份以砂巖、砂礫巖等為主。該類土體孔隙比大，透水性強(qiáng)，壓縮性高，其物理力學(xué)性質(zhì)差，工程地質(zhì)性質(zhì)差，不宜直接作為建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)持力層。

主要分布于尾礦庫庫內(nèi)，雜色，較松散，土質(zhì)不均，密實(shí)度低。填土成分以重金屬尾砂等為主。該類土體物理力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，承載力特征值fak=60kPa～100kPa，工程地質(zhì)性質(zhì)差異性變化較大，不宜作為建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)持力層。

3 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀分析

3.1 不穩(wěn)定斜坡調(diào)查

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害主要為原尾礦排放過程中周邊產(chǎn)生的不穩(wěn)定斜坡以及庫區(qū)內(nèi)由于回采產(chǎn)生的局部不穩(wěn)定斜坡。由于前期建設(shè)單位已經(jīng)實(shí)施了部分不穩(wěn)定斜坡的治理工作（6處），對(duì)庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害有很好的防治效果。本次經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)查，依據(jù)邊坡穩(wěn)定性野外判別方法和本方案設(shè)計(jì)治理的思路，新增對(duì)3處不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行治理，斜坡特征描述見表1。

表1 3處不穩(wěn)定斜特征表

3.2 穩(wěn)定性分析

根據(jù)邊坡所處的地質(zhì)環(huán)境條件，重點(diǎn)依據(jù)變形跡象，并與同類斜坡發(fā)生的條件進(jìn)行類比，按照斜坡穩(wěn)定性野外判別表，綜合分析后判定其穩(wěn)定性。X1、X2、X3不穩(wěn)定邊坡主要由第四系全新統(tǒng)人工堆土（尾礦渣）組成。其中，人工堆積物坡腳無攔擋、坡體平均坡度＞40°、坡肩結(jié)構(gòu)松散，降水易入滲。

因此，在降雨、機(jī)械振動(dòng)及地震等不利工況條件下，坡體有可能失穩(wěn)變形，發(fā)生滑塌現(xiàn)象。評(píng)價(jià)結(jié)果為，評(píng)估區(qū)內(nèi)發(fā)育的X1、X2、X3不穩(wěn)定邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性差，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大。

3.3 可能造成的損失分析

評(píng)估區(qū)發(fā)育的X1、X2、X3不穩(wěn)定斜坡，其破壞方式主要以小型崩塌、滑坡為主，現(xiàn)狀情況下X1、X2、X3不穩(wěn)定斜坡坡體對(duì)工業(yè)場(chǎng)地、過往車輛及工作人員造成安全造成威脅和破壞，所造成的損失估計(jì)見表2。根據(jù)《甘肅省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)程》相關(guān)規(guī)范，三處不穩(wěn)定斜坡均為威脅損失小。

表2 不穩(wěn)定斜坡可能造成的損失分析

3.4 地質(zhì)環(huán)境影響程度評(píng)價(jià)

根據(jù)《甘肅省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)程》相關(guān)規(guī)范以及《編制規(guī)范》附錄E《礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度分級(jí)表》，分析判定評(píng)估區(qū)內(nèi)X1、X2、X3不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響程度見表3。

表3 不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)環(huán)境的影響程度分析

4 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)分析

由于尾礦庫現(xiàn)狀屬于閉庫階段，不再接納尾礦，所產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害影響也是本方案實(shí)施治理過程中對(duì)3處不穩(wěn)定斜坡的災(zāi)害發(fā)生的可能的加劇作用，預(yù)測(cè)其發(fā)生可能性與威脅損失與現(xiàn)狀一致。因此，預(yù)測(cè)X1、X2、X3不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害影響程度均為較嚴(yán)重。

5 尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害治理技術(shù)措施

對(duì)尾礦庫現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)及生產(chǎn)建設(shè)中預(yù)測(cè)存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行綜合治理，治理率100%，徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

根據(jù)評(píng)估結(jié)果和防治工程部署，主要治理工程為對(duì)新增3處不穩(wěn)定斜坡的削坡工程。

5.1 工程設(shè)計(jì)

尾礦庫范圍不穩(wěn)定性斜坡X1分布在尾礦庫東北側(cè)，長(zhǎng)約1180m，高度在5m～11m之間，平均坡比1:1；X2分布在已經(jīng)治理的尾礦庫東南交兩處邊坡之間，長(zhǎng)約198m，高度在5m～6m之間，平均坡比1:1；X3位于駕駛學(xué)校東西側(cè)，長(zhǎng)約592m，高度在8m～10m之間，平均坡比1:1。對(duì)于邊坡處理，本方案設(shè)計(jì)邊坡堆高度在6m以內(nèi)的，一級(jí)削坡，削坡坡比1:3。高度在6m以上的邊坡，設(shè)計(jì)對(duì)斜坡坡面進(jìn)行分二級(jí)削坡，所有坡面均按1:3坡率進(jìn)行放坡，盡量與周邊原始地形相協(xié)調(diào)。削坡后，在坡頂邊緣填筑土埂，防止坡面水流沖刷。之后進(jìn)行敷設(shè)土工膜，再覆土綠化（根據(jù)規(guī)范和建設(shè)單位要求，覆土50cm）。

5.2 技術(shù)措施

（1）邊坡清理及削坡施工之前，要做好現(xiàn)場(chǎng)警戒、警示等安全防護(hù)工作。防止有人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)；施工人員必須經(jīng)過安全培訓(xùn)，嚴(yán)格按照施工順序作業(yè)。

（2）坡面削坡須符合設(shè)計(jì)圖要求。清理范圍延伸到坡腳邊界，不得隨意擴(kuò)大，增加擾動(dòng)占地。

（3）坡面削坡時(shí)對(duì)局部陡傾坡段進(jìn)行適當(dāng)挖除后繼續(xù)下一道工序，坡面清理不得有較大的凸起和凹陷，應(yīng)與周圍平順連接。

（4）削坡、清理采用自上而下，分區(qū)跳段的方式進(jìn)行，每段施工長(zhǎng)度一般控制15m，任何部位均不得采用自下而上的開挖方式施工。

（5）清理的土方采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)挖裝，自卸汽車廢方運(yùn)輸至內(nèi)側(cè)填方段或者直接由推土機(jī)平整。平整時(shí)在距離坡頂1.0m處填筑土埂，以防邊坡徑流沖刷。土埂尺寸上頂寬30cm、下底寬90cm、高30cm。

（6）削坡平整后，應(yīng)機(jī)械壓實(shí)再鋪設(shè)土工膜。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)整治后的坡面現(xiàn)狀，做好土工膜搭接工藝，保證無下滲漏洞。根據(jù)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50290-98），本工程土工膜采用復(fù)合土工膜（兩布一膜），主要目的為防滲。復(fù)合土工膜厚度不小于0.75mm。

（7）土工膜敷設(shè)完備后，進(jìn)行覆土綠化，覆土主要采用小型膠輪機(jī)械以防止土工膜碾壓破損，局部地方可由人工覆土。草種選擇冰草、草木犀、沙打旺混合，人工撒播。