露天矿内排土场滑坡成因及治理措施分析.pdf

66 科技资讯 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 科技资讯 2020 NO.13 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 工 程 技 术 DOI 10.16661/ki.1672-3791.2020.13.066 露天矿内排土场滑坡成因及治理措施分析① 杨世飞 云南磷化集团有限公司尖山磷矿分公司 云南昆明 650000 摘 要 在露天矿开采作业中 ， 排土作业最后一个环节， 其通常需要会采用分区开采、 内部排土的设计方案， 并沿岩层倾向 设置内排土场， 但由于露天开采过程中会出现倾斜角较大的二次剥离边坡， 稳定性相对较差， 而国内对于此类排土场的稳 定性控制又缺乏经验， 因此很容易出现内排土场滑坡的问题， 并导致一系列的安全事故。 为此， 该文以云南尖山磷矿石马 哨排土场滑坡为例， 对露天矿内排土场滑坡的原因进行了分析， 并在此基础上围绕内排土场滑坡的治理措施展开了探讨。 关键词 露天矿 内排土场 滑坡 中图分类号 TD824 文献标识码 A 文章编号 1672-3791202005a-0066-02 ①作者简介 杨世飞 （1980， 10） ， 男， 汉族， 云南罗平人， 本科， 地质工程师， 主要从事露天矿山安全、 环保、 生产等技术 管理工作。 排土场滑坡作为露天矿开采作业中最为常见的一种灾 害现象， 其不仅会直接影响到矿山的正常生产工作， 同时 还会给各岗位开采作业人员的生命安全带来直接威胁， 一 旦得不到及时的处理， 就很可能造成严重的人员伤亡与经 济损失。 由此可见， 对于露天矿内排土场滑坡的治理具有 着非常重要的意义， 而对于内排土场滑坡治理措施的研究 也是十分必要的。 1 滑坡区域概况 1.1 地质概况 石马哨排土场位于云南省昆明市西山区石马哨村东侧 斜坡地带， 属山地丘陵区， 斜坡自然坡度在15 ～20 之间， 且局部存在陡坡。 在地质条件方面， 矿区分布有第四系松 散土层， 成因类别为人工填土、 滑坡堆积、 残坡积层， 其中 人工填土和残坡积红粘土为特殊性土体， 工程地质性质 不良； 下伏基岩为泥质白云岩、 白云岩， 岩体节理裂隙发 育， 地表层风化较强烈， 局部溶蚀作用明显。 工作区内及 其周边， 地质构造较简单， 周边无断层及褶皱， 新构造运 动以间歇性抬升为主。 矿区虽位于地下水的补给-径流区 内， 下方存在松散岩类孔隙水与岩溶孔洞裂隙水两种单层 结构地下水， 以及南北流向季节性地表水， 但由于地下水 与地表水迳流途径均比较短、 地下水脆弱性又较强， 因此 主要补给水源仍为大气降水补给。 区内不良地质作用为岩 溶， 特殊性岩土为填土和红黏土。 1.2 滑坡特征 2018年1月30日18时40分， 排土场边坡发生滑动， 据边 坡检测数据显示， 边坡滑移后变形强烈， 变形迹象明显切 变形表观较多， 造成原矿区道路错断， 后缘下挫， 其中边 坡中部、 中后部多处在原平台处形成负地形， 中前部推移 滑动后掩埋原南北向冲沟后， 继续向西侧冲出， 滑坡东西 向最大滑移距离约180m， 由北往南滑移距离逐步减小。 在形态体积方面， 滑坡平面形态近似 “圈椅状” ， 主滑方向 272 ， 投影平面长度450～550m， 平均宽度500～880m， 滑 体厚度约5.5～98.6m， 体积约 （1055104） m3， 因此判断为 特大型深层推移式填土滑坡。 2 露天矿内排土场滑坡的主要成因 露天矿排土场滑坡的成因分析通常需要对地形条件、 地 层条件、 水文条件、 降雨条件、 人类工程活动等几方面因素进 行综合考虑， 在得到石马哨排土场开采作业相关数据并分析 后发现， 此次滑坡事故原因主要可存在于以下几方面[1]。 2.1 斜坡排土加载 从总体上来看， 此次石马哨排土场滑坡事故主要是由 工程活动不当引起， 在开采作业过程中， 排土作业人员未 能按规定提前选择合适的弃土堆放位置， 而是将弃土堆放 在了排土场斜坡上部， 直接加大了斜坡荷载， 随着排土作 业的持续进行， 斜坡上部弃土堆载越来越多， 斜坡荷载也 随之持续增加， 最终超过了斜坡承载能力， 导致斜坡位移 并向西、 南方向滑动。 2.2 降雨入渗 在此次排土场滑坡事故的勘查工作中， 勘察人员采用 了工程地质测绘、 工程地质钻探、 原位测试、 山地工程等 多种手段进行了勘测分析， 根据最终勘察结果显示， 事故 发生前期的降水问题同样对滑坡现象造成了直接的影响。 排土场滑坡事故发生于2018年1月30日， 滑坡前昆明地区出 现了短期持续降雨， 降雨量相对较大， 由于矿区未设置地 表降雨水体排泄通道， 因此排土场处雨水只能沿填土垂直 下渗， 并在下渗至红黏土隔水层后逐渐被红黏土所吸收， 由于红黏土层本身属于排土场斜坡的一部分， 因此随着雨 水的持续下渗， 斜坡坡体重量迅速提升， 破坏了斜坡整体 结构的稳定性。 另外， 在缺少排水渠道的情况下 ， 斜坡处雨 水的下渗还使得坡体受到了潜蚀， 在长期受雨水潜蚀的坡 体下方土层逐渐形成软弱夹层， 红黏土层也在潜蚀作用下 发生了软化， 这些都极大地降低了坡体承载力， 最终在斜 67 科技资讯 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 科技资讯 2020 NO.13 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 工 程 技 术 四排台座预制中梁， 缺少的中梁模板只需要从第二、 三排 台座往两侧台座调运， 10台座缺少的中梁模板只需要从 第一排台座调运， 15台座缺少的中梁模板只需要从第四 排台座调运， 减少了模板调运时间， 加快了T梁合模速度。 每片T梁合模速度基本可缩短至4h， 极大地加快了预制T 梁的施工速度。 6 T梁养护系统研究 根据永胜县六德乡气候特点， 夏季温度高， 白天温度 不低于30℃， 夜晚温度不低于20℃； 冬季该地区昼夜温 差大， 夜晚温度较低， 平均温度不高于3℃， 白天温度可达 15℃， 导致冬季T梁强度上升缓慢， 严重影响T梁张拉压浆 及架设， T梁预制的周期整体较长。 为了减少预制周期， 提 高梁场的施工进度[3]， 梁场T梁养护采用水汽两用管道及 智能喷头进行养护， 夏季在适宜温度下进行喷水养护， 当 冬季不满足喷水养护的温度条件下时， 采取蒸汽养护的 方式， 养护7天后T梁强度可达设计强度的85％， 解决冬季 T梁因温度太低强度上升缓慢的问题， 缩短T梁的养护周 期， 加快了T梁预制速度。 7 结语 山岭河谷地区， 由于地形地貌限制， 桥隧比极高， 路基 段少， 为充分利用有限的路基空间， 通过梁场台座的合理 布局、 台座设计、 模板合理化调配、 采用水汽两用进行养 护， 提高灰坡特大桥预制T梁预制施工进度， 效果明显， 为 类似的有限空间梁场预制T梁预制施工提供参考。 参考文献 [1] 徐建忠,王利民.解析预制T梁施工技术在桥梁施工中的 应用[J].低碳世界,201411283-284. [2] 谷玉.桥梁建设中T型梁施工技术浅谈[J].民营科 技,20157193. [3] 罗锦刚,徐仁智,刘玉超.山区高速公路预制梁场规划与 设计[J].公路,2018,6310145-148. 坡上部弃土堆载的影响下直接引发了滑坡。 2.3 地形条件发生变化 石马哨排土场处原本虽存在斜坡， 但斜坡坡度相对较 换， 但随着排土场的建立及矿山排土作业的展开， 施工及 作业人员在原有斜坡的基础上进行再次开挖， 最终导致 当地地形地貌发生了较大改变， 斜坡也变得十分陡峻， 由 于新斜坡的有效高陡临空面较大， 破坏了坡体平衡条件， 因此坡体稳定性及承载能力都大大下降， 而这也是导致排 土场滑坡事故的间接原因。 2.4 原始地形条件较差 从原始地形条件来看， 石马哨排土场所在斜坡区域本 身地质环境条件就比较脆弱， 不仅坡体高差较大， 同时还 存在有效高陡临空面， 坡体上部为填土， 结构松散， 填土之 下为红黏土软弱层， 整体结构稳定性比较差， 与其他常见 的滑坡事故多发区域十分类似[2]。 2.5 综合原因分析 综合以上多方面原因可以做出判断， 石马哨排土场所在 斜坡坡体本身地形条件较差， 在被改造后长期更是处于 “头 重脚轻” 状态， 随着不断加载及降雨后坡体内软弱带不断软 化、 泥化， 坡体重量逐渐向坡下积累， 当其下滑力超过红黏 土层抗剪强度时， 坡体直接被破坏， 最终导致了滑坡[3]。 3 露天矿内排土场滑坡治理有效措施 3.1 清方减载 经过对石马哨排土场滑坡的整体分析后决定， 于滑坡 北部合理平衡前后部清方减载， 并在滑体前部适度清方， 以增加边坡稳定性， 为实施支挡工程创造良好基础条件， 解决局部稳定问题； 对于滑坡中、 后部， 同样采取清方减 载措施， 以保证整体达到稳定安全标准； 滑坡南部较为复 杂， 因此， 专门设计了采取整体清方减载方案， 保证局部边 坡和滑坡整体达到稳定安全标准， 最后将南、 北二部清坡 坡面及台面整体协调顺接。 3.2 支挡抗滑桩 在对滑坡坡体进行清方减载后发现， 滑坡后局部坡体 在工况Ⅲ条件下稳定系数为1.14～1.15， 不满足安全标准要 求。 因此， 为保证该部分坡体稳定， 确保坡下居民区安全， 选择在前部增设抗滑桩支挡， 抗滑桩分别为清坡1955m、 1960m平台上， 抗滑桩桩确定采用施挖桩机施工， 桩顶设 冠梁， 冠梁高1.2m， 宽2m， 长167.5m， 两端出桩0.1m。 3.3 挖设截排水沟 滑坡事故发生期间昆明地区降雨较多， 为避免降雨形 成地表水并流入排土场区内， 决定在排土场外围设置4条 截洪沟， 并在排土场内部分别布设7条平台排水沟以及5条 纵排水沟以及9个集水井与之相连接， 以保证降雨时能够 将坡面地表水及时排出排土场区。 3.4 构建挡土墙 为防止水土流失边界扩展且防止浅表坍滑牵引后部失 稳， 决定于南北两侧滑坡下坡脚处结合清坡分别设挡墙护 脚， 并在坡体南侧坡脚部位设置钢筋石笼坝为防止坡体掩 埋道路、 泵房， 以加强现场安全防护措施， 其中南侧挡土墙 总长472.01m、 北侧挡土墙195m、 钢筋石笼坝总长294m。 4 结语 从石马哨排土场滑坡事故的分析中可以发现， 露天矿内 排土场滑坡的影响因素有很多， 实际影响十分严重， 一旦事 故发生， 开采企业必须要迅速做出反应， 根据地质条件等 现场勘察资料对滑坡原因展开深入分析， 并据此制定针对 性的治理方案， 以消除滑坡的各方面安全隐患与影响。 参考文献 [1] 张建强.露天矿排土场边坡稳定性分析及评价机制[J]. 中国设备工程,20191778-79. [2] 王向华,吴湘炬.自燃滑坡体发育特征及综合治理对策 探讨[J].中国地质灾害与防治学报,2015,262148-152. [3] 田中.解析露天矿山排土场灾害分析与防治措施[J].民营 科技,20121035. 上接65页）