巖土工程勘察在多金屬礦高邊坡工程中的應(yīng)用

王 歡

（西藏華泰龍礦業(yè)開發(fā)有限公司，西藏 拉薩 850212）

1 高邊坡勘察的價(jià)值

高邊坡巖土工程勘察的結(jié)果是否準(zhǔn)確全面將直接影響多金屬礦高邊坡工程建設(shè)的質(zhì)量，而且還會(huì)影響各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。為此，必須充分發(fā)揮巖土工程勘察在多金屬礦高邊坡中的作用，開展針對(duì)性的勘察作業(yè)，在對(duì)高邊坡處理中應(yīng)及時(shí)對(duì)邊坡變形、失穩(wěn)等問題進(jìn)行深入分析，在充分了解出現(xiàn)這些問題原因的基礎(chǔ)上，以及充分掌握高邊坡地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和周邊地形地勢(shì)等特征的情況下，對(duì)多金屬礦高邊坡工程可能會(huì)出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象、危害等進(jìn)行進(jìn)一步的分析評(píng)價(jià)，然后根據(jù)工程的特點(diǎn)采取針對(duì)性的邊坡加固處理方案，為后期多金屬礦開采作業(yè)等工程奠定良好的基礎(chǔ)。所以，在高邊坡工程中，做好建設(shè)前的工程勘察和設(shè)計(jì)工作非常必要，對(duì)于海拔較高、地形地勢(shì)較為復(fù)雜的地方，為避免因受地形影響而出現(xiàn)不利于高邊坡工程施工，阻礙勘察工作的現(xiàn)象，必須做好前期高邊坡勘察作業(yè)的設(shè)計(jì)工作。對(duì)于勘察人員而言，必須要充分了解高邊坡工程的復(fù)雜性特征，然后全面掌握相應(yīng)的勘察技術(shù)，尤其要把握好新的技術(shù)和設(shè)備，然后在實(shí)際勘察中先了解高邊坡形成的原因和危害，合理應(yīng)用巖土工程勘察技術(shù)手段獲取全面的地質(zhì)信息。

2 多金屬礦高邊坡的危害

多金屬礦高邊坡常見危害有高邊坡塌陷、滑坡、傾斜等。其中塌陷是因?yàn)檫吰麻_挖爆破等施工活動(dòng)和排水以及其他防護(hù)活動(dòng)措施不當(dāng)而引起的，滑坡是因?yàn)槭艿搅藥r石卸載、地質(zhì)分裂等的影響，或坡體風(fēng)化、軟硬質(zhì)和開挖情況對(duì)高邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，使得高邊坡出現(xiàn)側(cè)向變形。在雨季時(shí)，土質(zhì)荷載超出規(guī)定范圍就會(huì)出現(xiàn)滑坡。傾斜主要和地質(zhì)災(zāi)害，比如地震等相關(guān)。地震使得巖石巖層斷裂，導(dǎo)致交界面上出現(xiàn)軟陡斜巖層，導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)了大規(guī)模的傾斜。

3 多金屬礦高邊坡工程勘察存在的問題和改進(jìn)

3.1 多金屬礦高邊坡工程勘察存在的問題

在現(xiàn)階段我國(guó)邊坡防護(hù)工程中，必須密切關(guān)注坡高和坡角之間的關(guān)系，并對(duì)基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固保護(hù)，才能避免邊坡受施工建設(shè)活動(dòng)以及其他外界復(fù)雜因素的影響而出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)、變形等問題，這對(duì)于維護(hù)建筑物的安全穩(wěn)定、保障施工人員的人身安全以及降低經(jīng)濟(jì)損失具有十分重要的意義。對(duì)于金屬礦高邊坡工程而言，鑒于高邊坡的特點(diǎn)和危害，必須采取邊坡加固的方式進(jìn)行維護(hù)處理，通過邊坡地質(zhì)考察，全面掌握高邊坡形成原因、現(xiàn)在的情況，分析其穩(wěn)定性，進(jìn)行安全性分析。在早期工程建設(shè)規(guī)劃階段，由于對(duì)高邊坡的危害還不夠清楚，會(huì)存在遺留高邊坡的現(xiàn)象，現(xiàn)階段可以在全面掌握高邊坡危害及其存在問題的基礎(chǔ)上制定針對(duì)性的可行性的邊坡改造和維護(hù)計(jì)劃，對(duì)已形成的危害進(jìn)行分析總結(jié)，然后結(jié)合存在的問題制定科學(xué)合理的處理方案以保障工程建設(shè)的順利展開，以取得高效經(jīng)濟(jì)的效果。

3.2 多金屬礦高邊坡勘察改進(jìn)

在巖土勘察中必須要明確高邊坡的性質(zhì)、特點(diǎn)和危害等，首先要分析巖土土質(zhì)，在施工勘察中邊坡坡面與坡頂是否因?yàn)槭┕げ僮髟O(shè)備而影響了其穩(wěn)定性、是否因?yàn)榻ㄖ锏募哟蠖鴮?duì)高邊坡最大承載力產(chǎn)生不利影響，是否在邊坡地基建設(shè)時(shí)、對(duì)巖石爆破時(shí)會(huì)對(duì)高邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。其次應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐慕邓俊⑼寥赖膬?chǔ)水能力等，一般采用雨季時(shí)的降雨量對(duì)高邊坡影響進(jìn)行分析考慮，雨水和地表水會(huì)向高邊坡地裂縫滲入，從而增加了邊坡的傾斜性，長(zhǎng)此以往容易引起邊坡變形、失穩(wěn)的問題。土質(zhì)內(nèi)在堆積大量的水分以后，使得土壤的孔隙變大，會(huì)導(dǎo)致坡體重量增加，容易在水的作用下發(fā)生滑坡。最后，必須要充分考慮地基被地下水破壞的程度，判斷地下水是否會(huì)影響高邊坡的穩(wěn)定性，巖石的邊坡和舊的地質(zhì)是否會(huì)出現(xiàn)新的問題等。在進(jìn)行高邊坡地質(zhì)分析時(shí)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)危害性、產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，然后采取針對(duì)性的改進(jìn)和解決方案。

4 多金屬礦高邊坡勘察設(shè)計(jì)方法

某多金屬礦邊坡總長(zhǎng)度約180m，高約10～40m，邊坡呈整體折線式分布，整體坡度大概在40° ～45°范圍內(nèi)，各級(jí)坡度約40° ～50°。邊坡坡頂以上是人工坡體，植被較為稀疏，坡度較陡，大約在35° ～45°范圍內(nèi)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察，邊坡東邊坡段坡面出現(xiàn)了崩塌地質(zhì)的災(zāi)害，會(huì)對(duì)這一側(cè)的邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。在長(zhǎng)時(shí)間雨水沖擊下，雨水和其他水流從坡頂和坡面滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使邊坡坡體自重力增加，若超出邊坡本身最大的承載力就會(huì)出現(xiàn)變形、失穩(wěn)等現(xiàn)象，導(dǎo)致抗剪切強(qiáng)度降低。在連續(xù)強(qiáng)降雨和其他水流的沖擊下，邊坡形成高陡峭的臨空面，從而出現(xiàn)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。而該多金屬礦邊坡坡腳有不少?gòu)S區(qū)和宿舍樓，若出現(xiàn)崩塌等地質(zhì)災(zāi)害則會(huì)對(duì)坡腳地區(qū)的建筑物和人員構(gòu)成極大的威脅，造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡事故，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的損害，因此必須加強(qiáng)對(duì)該地區(qū)邊坡的地質(zhì)情況調(diào)查和分析。

4.1 查看地面條件

在巖土工程勘察作業(yè)前，必須對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地形等進(jìn)行調(diào)查研究，分析巖石的性質(zhì)，對(duì)巖石的分布情況和規(guī)律進(jìn)行總體分析評(píng)價(jià)，分析總結(jié)巖石穩(wěn)定性的原因，然后做好高邊坡勘察設(shè)計(jì)工作。在勘察時(shí)對(duì)地面條件進(jìn)行查看是基礎(chǔ)，為全面了解高邊坡對(duì)地質(zhì)的影響，首先就要了解高邊坡山坡走向、坡度高低、山坡上基本植被信息等，將山坡分成幾個(gè)部分，測(cè)量好坡度的形狀、坡度高度、坡度形成的角度等，并注意查看是否處在河流湖泊經(jīng)過的地方，如果是在河流經(jīng)過之處則需要對(duì)河流分布情況、數(shù)量、河岸穩(wěn)定性等進(jìn)行測(cè)量和全面分析。其次，應(yīng)根據(jù)已有的地形邊坡地層信息、巖石風(fēng)化情況等信息，對(duì)坡度走向、開挖高度和位置等進(jìn)行給分析，同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考察坡面巖石層，勘察有無出現(xiàn)軟弱層、水平狀巖石累積層等。接著對(duì)地質(zhì)組織進(jìn)行分析，深入了解近水平結(jié)構(gòu)、分布位置和產(chǎn)生的原因。最后應(yīng)該推測(cè)出現(xiàn)的時(shí)間、成因、分布狀態(tài)等，并對(duì)可能出現(xiàn)的情況展開針對(duì)性的分析研究和處理解決。

4.2 地質(zhì)勘察

4.2.1 地層巖性分析

根據(jù)鉆探獲得的信息可知，場(chǎng)地內(nèi)地層是全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化砂巖，各巖層的特征如下：第一，全風(fēng)化巖層的顏色為黃褐色和淺黃色，巖芯呈堅(jiān)硬的土狀，遇水會(huì)出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象。在經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)有效標(biāo)貫試驗(yàn)兩次校正后，N 值在35 擊和41 擊范圍之內(nèi)，平均38 擊。場(chǎng)地內(nèi)僅有ZK2、ZK3 鉆孔有揭露，揭露的厚度在2.5m～3.5m 之間，平均3m。第二，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化砂巖而言，巖石為黃褐色和紫紅色，巖芯呈碎塊混土狀，遇水容易崩塌瓦解，局部夾較多中風(fēng)化碎塊，出現(xiàn)分布不均的情況。巖土體基本質(zhì)量等級(jí)是V 類?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次有效貫標(biāo)試驗(yàn)，校正后的N 值在56 擊和67 擊范圍內(nèi)，平均61 擊。全場(chǎng)所有的地鉆孔都有揭露，揭露的厚度在1.5m 和29m 之間，平均15m。第三，對(duì)于中風(fēng)化砂巖層而言，巖層顏色呈灰黃色和灰色，結(jié)構(gòu)為砂狀結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化裂縫發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，巖質(zhì)較硬，錘擊可碎。屬于軟巖類，巖體的基本質(zhì)量等級(jí)是IV 類。在控制深度內(nèi)，場(chǎng)地內(nèi)在ZK1～ZK4、6 號(hào)鉆孔都有揭露，揭露的厚度在2.7m～15m 范圍內(nèi)，平均8.9m。

4.2.2 水文地質(zhì)條件分析

對(duì)本場(chǎng)地內(nèi)地下水進(jìn)行分析，地下水的類型主要是基巖裂隙水，主要分布在基巖風(fēng)化裂隙中，且基本都是塊狀基巖裂隙水，屬于微承壓水。含水巖層是測(cè)水組砂巖，含水介質(zhì)是基巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙，呈網(wǎng)絡(luò)狀或脈狀分布，地下水的分布比較不均勻，且?guī)r體裂隙發(fā)育充泥，巖土的滲透性和富水性較差。場(chǎng)地地下水主要來源是大氣降水補(bǔ)給，因?yàn)榈貏?shì)較高，會(huì)順坡從坡頂向坡腳注入，在巖土勘察時(shí)測(cè)得的地下水混合穩(wěn)定水位埋深在8m～19m。從水文地質(zhì)綜合分析考察來看，可以得到以下結(jié)論：該場(chǎng)地地下水主要呈弱腐蝕性，在弱透水層中對(duì)砼具有微腐蝕性，場(chǎng)地環(huán)境類型為II 類。

4.3 高邊坡穩(wěn)定性評(píng)估

4.3.1 多金屬礦邊坡穩(wěn)定性定性分析

多金屬礦邊坡坡面噴砼護(hù)面，基巖露頭較少，只在東北段的幾個(gè)孔附近測(cè)量得到了地層產(chǎn)狀和結(jié)構(gòu)面信息。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況以及鉆探的信息分析，因?yàn)殚g隔前期支護(hù)時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間，邊坡前期已經(jīng)支護(hù)加固，但是這部分護(hù)坡的資料信息無法查詢，只對(duì)邊坡分段進(jìn)行定性分析?，F(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性一般，邊坡雖然基本穩(wěn)定，但是因?yàn)樵瓉磉吰戮植康钠露容^為陡峭，且前期支護(hù)施工設(shè)施和技術(shù)都不太成熟，邊坡巖體在基巖裂縫水長(zhǎng)期侵蝕下，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)面凝聚力降低、強(qiáng)度下降等情況，進(jìn)而可能會(huì)引起局部變形、滑坡和崩塌等穩(wěn)定性缺失的現(xiàn)象。

4.3.2 多金屬礦邊坡穩(wěn)定性定量分析

前期擋墻支護(hù)和上部坡度一起形成一個(gè)邊坡，但是擋墻邊坡可能會(huì)因?yàn)槠螺^高而使得上部坡體出現(xiàn)滑動(dòng)、擋墻失穩(wěn)的現(xiàn)象?？紤]到擋墻和邊坡關(guān)系密切，為了保證邊坡的穩(wěn)定性，就首先要保證下部結(jié)構(gòu)擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為預(yù)測(cè)分析整個(gè)邊坡穩(wěn)定性情況，可將邊坡分成擋墻穩(wěn)定性計(jì)算與擋墻上部坡體穩(wěn)定性計(jì)算。經(jīng)綜合性分析和對(duì)安全性的分析，對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性做出預(yù)測(cè)評(píng)估。在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性定量分析時(shí)需要選擇代表性的地表進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算后，得出以下結(jié)論：第一，坡面在天然的情況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)都大于1，基本穩(wěn)定，但是穩(wěn)定系數(shù)的安全儲(chǔ)備值不高。第二，在連續(xù)性降雨情況下，邊坡穩(wěn)定系數(shù)小于1，穩(wěn)定系數(shù)低于規(guī)范安全系數(shù)的要求，該坡面處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。

經(jīng)過綜合邊坡穩(wěn)定性定性和定量分析以后，基本可以得出，該邊坡在自然情況下處于基本穩(wěn)定，但安全系數(shù)不太高，在連續(xù)強(qiáng)降雨的影響下會(huì)出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的問題，所以需要進(jìn)一步分析邊坡失穩(wěn)的原因和危害然后采取針對(duì)性的加固處理措施。

4.4 高邊坡設(shè)計(jì)

對(duì)高邊坡設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況合理選擇設(shè)計(jì)方法，一般情況是根據(jù)坡度的高低進(jìn)行合理劃分，在設(shè)計(jì)中必須要注意的是不能超過相應(yīng)的維度，必讀保證坡度的穩(wěn)定性，主要是為避免出現(xiàn)植被受損壞的問題。為保證高邊坡的穩(wěn)定、減少對(duì)高邊坡的沖刷侵蝕而產(chǎn)生變形、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，需要采取相應(yīng)的邊坡加固處理措施。在邊坡地質(zhì)勘察中，為保證勘察結(jié)果的準(zhǔn)確全面性，為邊坡工程施工奠定基礎(chǔ)，則需要開展相對(duì)應(yīng)的邊坡勘察設(shè)計(jì)工作，采取合理的勘察技術(shù)，提高設(shè)計(jì)的安全性，為后期建設(shè)施工提供良好的條件。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)多金屬礦的高邊坡工程中，為保證工程建設(shè)以及后期金屬礦開采作業(yè)的安全順利，必須在前期充分研究高邊坡情況，了解高邊坡形成的原因、危害和地質(zhì)地形特征，然后加強(qiáng)高邊坡地質(zhì)勘察和檢測(cè)工作，搜集全面準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，這些信息可以為后期作業(yè)提供參考依據(jù)。但是在高邊坡地質(zhì)勘察中也存在不少問題，這些問題會(huì)直接影響對(duì)高邊坡形成原因、危害的分析，所以必須在了解已有地質(zhì)信息的基礎(chǔ)上制定科學(xué)合理的勘察設(shè)計(jì)方案并采取有效的勘察手段。在實(shí)際工程勘察中，還需要了解當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)情況，勘查邊坡的穩(wěn)定性，保證在一定范圍內(nèi)保持平衡。總之，高邊坡設(shè)計(jì)和勘察必須要保證高邊坡符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且不會(huì)對(duì)后期工程作業(yè)產(chǎn)生影響，在一定程度上可以保障公共設(shè)施、人員的安全，避免出現(xiàn)滑坡、變形和失穩(wěn)等現(xiàn)象，使得高邊坡的設(shè)計(jì)更加合理、更加人性化。