露天礦山滑坡的成因和治理措施

楊 煜

（山西三建集團(tuán)有限公司， 山西 長(zhǎng)治 046000）

1 工程概況

該工程位于山西大同市，原為露天開采煤礦，占地約為38000 畝，開采礦坑有11 個(gè)，滑坡點(diǎn)有32 處，滑坡區(qū)域面積達(dá)2200 畝。滑坡區(qū)下大部分有地下水滲出，表面植被和土壤破壞嚴(yán)重。

2 滑坡的定義和危害

2.1 滑坡的定義

滑坡是斜坡巖土體沿著貫通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移地質(zhì)現(xiàn)象?；碌臋C(jī)制是某一滑移面上剪應(yīng)力超過了該面的抗剪強(qiáng)度所致（2008 年國土資源部、水利部、地礦部地質(zhì)災(zāi)害勘察規(guī)范）。

滑坡通俗的講，是原地形的巖土體在雨水、河流和人類生產(chǎn)、生活等外力的作用下，巖土體沿坡體的內(nèi)部軟弱面出現(xiàn)整體性失穩(wěn)現(xiàn)象。 滑坡是一種地質(zhì)災(zāi)害，其發(fā)生受地質(zhì)條件和自然力的作用，同時(shí)也受到人類工程活動(dòng)的影響。

2.2 滑坡的危害

滑坡作為主要自然災(zāi)害之一，常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命及財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。 通過對(duì)32 處滑坡區(qū)的調(diào)查，造成周邊村莊多數(shù)房屋裂縫、耕地坍陷、道路下陷、傷害人畜、毀壞森林、道路以及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施和水利水電設(shè)施等，有時(shí)造成停電、停水、威脅到礦山設(shè)施，廠房安全。并且除直接危害人類外，還常常產(chǎn)生一些次生災(zāi)害間接危害人類。

3 滑坡形成的原因

通過對(duì)該工程所有滑坡地區(qū)觀察、采樣、分析，發(fā)現(xiàn)滑坡形成的主要原因：一是受露天煤礦開采，山體地貌、巖土結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，造成原巖石土受力結(jié)構(gòu)失衡、失穩(wěn)，從而發(fā)生滑坡。二是受到雨水和地下水的影響而造成的。綜合分析地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土土質(zhì)、水、人類活動(dòng)是引發(fā)滑坡的主要因素。

1、地形地貌。多數(shù)滑坡地區(qū)陡峭、高差大，坡度角度大于45 度，最小高差71m，最大高差232 m。上部、中部都有較多規(guī)律、較連貫的裂縫?；碌男纬蛇€要滿足斜坡具有一定的坡度、形態(tài)、高度，才能形成易于滑落的懸空面。易于發(fā)生滑坡地形的特點(diǎn)是上下陡峭，中間平緩，上部坡形呈環(huán)狀。

2、地質(zhì)構(gòu)造。滑坡多處于破碎斷層、節(jié)理發(fā)育、褶皺傾斜、巖層與線路走向接近的大傾角巖層上，是滑坡發(fā)生頻率高的地質(zhì)構(gòu)造。斜坡上當(dāng)巖石、土體被構(gòu)造面切割成斷裂狀態(tài)是滑坡形成的重要原因，也是巖石、土體向下滑動(dòng)形成滑坡的必要條件。由于斷裂的構(gòu)造面使得斜坡上的巖石、土體風(fēng)化加劇，便于降水沿著斷層流入，導(dǎo)致斜坡整體性被破壞，最終導(dǎo)致滑坡的產(chǎn)生。

3、巖土土質(zhì)。滑坡發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)就是巖土，其結(jié)構(gòu)與質(zhì)量對(duì)滑坡的效果與形成有著關(guān)鍵影響。組成滑坡體的巖、土的力學(xué)強(qiáng)度越高、越完整，則滑坡往往就越少。構(gòu)成滑坡滑面的巖、土性質(zhì)，直接影響著滑速的高低，一般講，滑坡面的力學(xué)強(qiáng)度越低，滑坡體的滑速也就越高。對(duì)于結(jié)構(gòu)相對(duì)完整且外殼堅(jiān)硬的巖土，抗剪與抗風(fēng)化的強(qiáng)度大，其組成的斜坡具有良好的整體，因此不容易形成滑坡。反之，則容易發(fā)生滑坡。

4、水。包括地下水和地表水、雨水（或雪融水）等。水是形成滑坡現(xiàn)象的一個(gè)重要的誘因。地表水和地下水的不斷滲入巖土體，使土的含水率增大，粘聚力降低，將斜坡的巖土進(jìn)行軟化，降低其強(qiáng)度，并產(chǎn)生水壓力，增加巖土重量等作用，其中對(duì)巖石軟化與降低強(qiáng)度方面的效果最為明顯。

5、人類活動(dòng)。人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)是造成滑坡形成最普遍、最常見的外部因素，也是發(fā)生滑坡現(xiàn)象的一個(gè)重要人為誘因。像該工程原為露天煤礦，在開采過程中機(jī)械挖掘、人為爆破、在斜坡進(jìn)行局部的加載減載等情況都是造成滑坡發(fā)生的主要原因。由于爆破產(chǎn)生振動(dòng)，引起潛在易滑坡的斜體承受爆破產(chǎn)生的振動(dòng)力，使斜體的穩(wěn)定遭受破壞，從而引發(fā)滑坡，特別是軟弱面的巖土斜坡更為明顯。

4 治理措施

根據(jù)滑坡發(fā)生的原因，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)地形地貌和周邊條件，以及相關(guān)治理經(jīng)驗(yàn)，以降低巖土體滑動(dòng)力，增加抗滑力和周邊地形對(duì)滑動(dòng)體的約束力，減少地下水和地面水對(duì)巖土體的影響為原則，來增大穩(wěn)定系數(shù)，達(dá)到滑坡體穩(wěn)定的目的。主要的治理措施有：

1、削坡卸載措施。削坡是從滑體至上而下清挖外運(yùn)，減輕上部荷載，使其產(chǎn)生的滑動(dòng)力減小，與下部巖土體的抗滑力平衡，達(dá)到穩(wěn)定滑體的作用。該措施有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、施工方便的特點(diǎn)。巖體上部多為滑坡撕裂帶，形成滑坡臺(tái)地，高低跨參差不齊，危巖密集，可能產(chǎn)生崩塌。首先排除危巖、清理撕裂區(qū)域。其次，至上而下、分區(qū)分片清運(yùn)滑體，削坡成“梯田”或“臺(tái)階”狀。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，確定坡度和高度，每道坡高度以10m 為宜，坡度越小越好。

2、強(qiáng)根固本措施。是對(duì)于滑體中、下部為了達(dá)到減緩滑動(dòng)，增加抗滑力，通過巖土反壓、注漿、設(shè)置抗滑擋墻、抗滑樁等方法，改善和增強(qiáng)滑體下部的整體穩(wěn)定性，與周邊和下面穩(wěn)定巖土層形成整體，從而產(chǎn)生抗滑力和約束力的一種措施。

1）巖土反壓。主要適用于推移式滑坡體，效果尤為顯著，但受地形影響大。反壓是在滑體前部抗滑地段采取加載措施以增大抗滑力，但反壓部分填到坡趾的材料必須能反濾，需設(shè)置排水墊層，消除水的影響。

2）抗滑擋。抗滑擋墻借助于擋墻本身的重量，支擋滑體的剩余下滑力。通常擋墻是在缺乏使邊坡延伸到足夠長(zhǎng)度的空間的情況下使用。在設(shè)計(jì)中還要考慮擋墻本身的穩(wěn)定性，有必要采用多道擋墻或是多道扶壁來滿足穩(wěn)定性。

3）抗滑樁。是穿過滑體深入滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)?？够瑯侗仨氂凶銐虻目辜袅?，可與錨桿等復(fù)合使用，效果更好?？够瑯毒哂衅茐纳襟w少、施工安全、工期短的優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)比較高。

3、引流導(dǎo)水措施。地下水和地表水是誘發(fā)滑坡的主要因素。將地下水和地表水引出、有組織的排放，改變了水對(duì)巖土體的侵蝕，達(dá)到穩(wěn)定滑體的作用。

1）地表導(dǎo)水。根據(jù)坡體地形設(shè)置集水溝、集水坑和排水槽，進(jìn)行有組織排水，能減少地表水、雨水的下滲，減少了對(duì)坡體巖土的侵蝕和擾動(dòng)。集水溝、集水坑和排水槽可采用砌磚、砌石或混凝土施工，該工程采用生態(tài)袋修筑。

2）地下水引流。在坡體上設(shè)置引流管，根據(jù)地下水的流量、流速、壓力確定管徑、深度和間距，將地下引流水排入地表導(dǎo)水系統(tǒng)。引流管以打孔鋼管和PVC管為主。

5 結(jié)論

露天礦山滑坡是典型的由于人類生產(chǎn)活動(dòng)誘發(fā)的自然現(xiàn)象，科學(xué)合理開采，堅(jiān)持人與自然和諧共處是當(dāng)代的主旋律。在滑坡治理過程中，堅(jiān)持因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理、就地取材的原則，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇多種措施綜合治理，效果會(huì)更加明顯。