大型金屬礦山邊坡滑坡的成因及治理措施

頡保亮，廖志威，石富軍，鄒平波

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京 210007）

大型金屬礦山邊坡安全是礦山開采工作中的一項重要環(huán)節(jié)，邊坡的穩(wěn)定性直接關系到人員和財產(chǎn)的安全。來自邊坡的滑坡能直接造成礦山設備損壞、生產(chǎn)停頓，甚至礦山報廢，因此大型金屬礦山的邊坡監(jiān)測和維護及邊坡安全至關重要。通過對大型金屬礦山邊坡滑坡的成因加以總結與分析，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，可以為今后的災害預警與綜合治理提供有益的經(jīng)驗信息。

1 大型金屬礦山邊坡滑坡成因

研究大型金屬礦山邊坡造成滑坡的原因，首先要研究滑坡發(fā)生的幾個條件因素。首先是地形，一馬平川的地方不會發(fā)生，陡峻的山區(qū)容易發(fā)生，這不僅是山區(qū)有一個向下滑動的趨勢，主要是在于坡體內的應力場狀態(tài)。其次是滑坡巖土體的性質，土質滑坡較多，巖質滑坡少之又少，雖然砂巖、泥巖、千枚巖、花崗巖等各種巖性的滑坡原理各不相同，但總之是松散的性質較為有利，所以滑坡大多發(fā)生在全風化與強風化層中。還有就是在人工切坡和降水這兩大罪魁禍首之下，許多滑坡就這么被觸發(fā)。人工切坡主要是使得坡腳增大，這嚴重改變了滑坡體的應力場，使得向下滑動的趨勢陡然增加。而降水則大大影響了巖土體之間的凝聚力，最為核心的兩個指標是內聚力和內摩擦角度，其中后者的靈敏度更高，而且降水還可能會使不完整的結構面貫通，這一點也不容小覷[1]。

除此之外，地震對于大型金屬礦山邊坡滑坡的影響是肯定的。地震會一定程度上改變山體或者土質層變化，使得坡體更容易松動，或者造成滑坡巖壁結構改變，這對滑坡影響也大?？紤]到大型金屬礦山的開采目標多以煤礦為主，煤礦挖空一般是會引起地面塌陷，滑坡壁如果發(fā)生塌陷，會引起滑坡體不穩(wěn)定，從而引發(fā)滑坡，但是這屬于次要因素。按照專家說法，煤礦在滑坡面的另外一側，影響應該不大，而且距離有500m。

2 大型金屬礦山邊坡滑坡治理措施

由于滑坡是巖質或土質斜坡的局部穩(wěn)定性無法維持，在重力或其他荷載作用下，巖土體沿其軟弱破裂面整體下滑的地質災害。大規(guī)模滑坡明顯都是在重力作用下發(fā)生的。而由自重引起的滑坡，內在因素就無非是巖土松軟、地勢陡峭、干濕交替、構造面發(fā)育之類的要素。對于大型金屬礦山邊坡滑坡的治理措施，建立高效的山體滑坡監(jiān)測預報機制是勢在必行的。首先，各級地方政府、特別是縣、鄉(xiāng)政府、各個村委會必須對本地具有滑坡危險的大型金屬礦山進行檢查，對于居住在附近的村民及早盡可能的搬離[2]。

圖1 抗滑樁示意圖

必須建立滑坡山體動態(tài)的監(jiān)測機制。運用現(xiàn)代化的設備，在滑坡山體的周圍，建立數(shù)個自動化監(jiān)測點。與北斗導航系統(tǒng)相連。監(jiān)測數(shù)據(jù)實時到達各縣的監(jiān)測中心與中央政府的災害預警中心。監(jiān)測中心根據(jù)數(shù)據(jù)的變化，及時做出災害預警。

建立抗滑樁，也就是說在陡坡或者可能出現(xiàn)滑坡的地方，用鋼筋混凝土等材料澆筑成巨大的柱形，并使之立足于穩(wěn)定巖層之中，從而抵抗巖土體的下滑，如圖1所示。

抗滑樁作為邊坡支擋結構界的勞模，相較于其他類型的支擋結構具有以下優(yōu)點：

（1）以較小的圬工量取得較高的抗滑能力。“圬工量”一般用來指大體積結構物的體積，由于邊坡支擋結構通常規(guī)模巨大，因此圬工量往往成為工程造價的決定性因素。相較于依靠自重來平衡巖土壓力并因此圬工量巨大的擋土墻，合理利用鋼筋抗拉性能的常見的鋼筋混凝土柱抗滑樁則很好地削減了圬工量，同時又具有不俗的抗滑能力[3]。因此在設計慣例中，當樁后滑體推力低于20噸時可考慮采用擋土墻；高于20噸時可考慮采用抗滑樁。

（2）樁位可根據(jù)需要靈活布置?？够瑯妒怯梢桓影凑找欢ㄩg距排列而成，不像擋土墻那樣只能連續(xù)布置成一道墻[4]。因此我們可以將抗滑樁布設于滑坡體中最有利于抗滑的位置，對癥下藥地解決滑坡問題。

（3）施工設備較為簡單，施工便捷、安全，工期短。當前樁基施工體系已非常成熟，成排的抗滑樁可以按照一定間隔同時進行施工，且施工工作面富余；并且由于圬工量不多，因此施工過程中土方開挖量較少，從而盡量減少施工過程中邊坡突然失穩(wěn)下滑的可能性。

（4）開挖樁孔的同時可直接校驗地質情況。開挖樁孔時可以對取出的巖土體進行各項力學特性的試驗，試驗結果能夠對地質勘察設計文件進行檢驗，從而能及時發(fā)現(xiàn)問題并根據(jù)需要實施補救措施，最大限度保證施工安全、滑坡體穩(wěn)定和結構受力條件的合理性[5]。

3 結語

對于大型金屬礦山邊坡大規(guī)?；拢壳爸饕?jīng)濟有效的治理手段，通常是加強監(jiān)測。若檢測到滑坡后緣拉裂隙不斷增大，坡腳處隆起，即可判斷該滑坡近期有滑移風險，應加強監(jiān)測，必要時通知附近居民撤離。然而當前，我國存在大量未探明滑坡，應對全國進行地質災害詳查，識別出潛在滑坡，及時治理或搬遷才是上策，布設抗滑樁也是從根本上降低礦產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高礦山的安全性和穩(wěn)定性的重要手段。