石灰石矿山开采项目边坡治理技术探讨.pdf

程浩，王才梅，王鹏飞，郭威 河南建筑材料研究设计院有限责任公司 4 5 0 0 0 2 摘要石灰石矿山边坡不稳可能会导致边坡岩体滑动或崩落坍塌．造成严重的安全危害与水土流 失问题，已成为广泛关注的问题。石灰石矿山边坡治理。应采用工程措施和植物措施相结合，对不同 的边坡采取不同的治理措施对高度大于4 m 、坡度大于1 ．0 1 ．5 的边坡。应采取削坡开级措施；对边 坡小于1 ．0 1 ．5 的土质或沙质坡面，可采取植物护坡措施对堆置物、山体不稳定处形成的高陡边坡 或坡脚遭受水流淘刷的，应采取工程护坡措施；对条件较复杂的不稳定边坡，应采取综合护坡措施； 对滑坡地段应采取滑坡治理措施。 关键词边坡治理工程措施植物措施 O 引言 石灰石矿山开采项目在基建施工和生产运行中由于开 挖地面或堆置弃土、弃石、弃渣等将形成不稳定边坡。由于 边坡不稳定因素的影响和边坡安全管理的不善，可能会导致 石灰石矿山边坡岩体滑动或崩落坍塌。给矿山人员安全和矿 产资源带来严重的危害和损失1 1 1 。因此，做好石灰石矿山边 坡的稳定性工作对于贯彻国家有关安全法规、保证矿山安全 生产和防止水土流失等方面具有重要意义。 1 边坡治理思路 1 ．1 工程措施与植物措施的结合 在边坡治理中．应强调工程措施和植物措施的有机结合． 最终发挥植物群落的作用。 常用的工程措施有干砌石护坡、浆砌石护坡、抛石护坡、 混凝土护坡、抹面护坡、锚喷护坡、锚喷网护坡。常用的植物 措施主要包括种草护坡和造林护坡。前者适用于坡比小于1 ．O 1 ．5 。土层较薄的沙质或土质坡面，可选用生长快的低矮匍伏 型草种后者适用于坡度l O 一2 0 。在南方坡面土层厚1 5c m 以 上、北方坡面土层厚4 0c m 以上、立地条件较好的地方，宜 采用深根性与浅根性相结合的乔灌木混交方式，同时选用适 应当地条件、速生的乔木和灌木树种。在坡面的坡度、坡向 和土质较复杂的地方，将造林护坡与种草护坡结合起来，实 行乔、灌、草相结合的植物或藤本植物护坡。更多情况下是 采用工程护坡与植物护坡相结合的综合护坡工程。包括砌 石草皮护坡、格状框条植被护坡、三维网植草护坡、纤维土 等厚层基材喷射绿化工程护坡等，具体应用各种植物与工程 措施时应该综合考虑。进行有针对性的选择田。 1 ．2 植物群落设计与配置 结合工程需要，遵循生态规律，以植被护坡保土为中心。 推动群落演替和生态恢复。在植物措施应用过程中应该充 分认识当地的生态条件，注意遵循优先使用乡土植物、提高 生物多样性、优化绿地配置等原则。要按照生物适宜性原理 选择物种和营造适合它们生长的生境条件。优先使用乡土 植物，是因为当地物种是经过长期与环境协同进化而来的。 进行生态恢复前，要对当地的气候、土壤和野生植物资源进 行必要调查。找出与当地环境相适宜物种，尤其是野生草种、 灌木和乔木等物种和其它经济植物。以便根据这些物种的特 性营造易于生存的土壤条件，达到有目的的生态植被恢复。 2 边坡治理措施 护坡工程主要有以下几种 1 对边坡高度大于4m 、坡度大于1 ．0 1 ．5 的，应采取削 坡开级措施。 根据岩性削坡分为土质边坡削坡、石质边坡削坡两种类 型。削坡开级较多地用于土质边坡。石质边坡削坡仅适用于 坡面陡直或坡型呈凸型，荷载不平衡，或存在软弱岩石夹层， 且岩层走向沿坡体下倾的非稳定边坡。 土质坡面削坡开级工程可分为直线形、折线形、阶梯形、 大平台形等形式。应根据边坡的土质与暴雨径流条件．确定 每- ／l , 平台的宽度与两平台问的高差。削坡后应保证土坡的 稳定。平台宽及两平台高差设计见表l 翻。 表1土质坡面削坡开级工程设计 平台两平台 类型形式适用高度 宽间高差 直线形 1 2m ．结构较松散的均质土坡 m 土质 阶梯形 2 0m ．结构较紧密的均质土坡 坡面6 一1 2m 一般开 大平台 3 0n l 。或在8 度以上高烈度地 4m在土坡 形震区的土坡 中部 干旱、半干旱地区两平台间高差宜大些，湿润、半湿润地 区两平台间高差宜小些。 削坡开级后的坡面．应采取植物护坡措施，植物护坡选 用灌草混交的方式。对于河南地区，灌木可选用荆条或酸 H e n a nB u i l d i n gM a t e r i a l s 生 产 技 术 万方数据 生 产 技 术 河南建材2 0 1 0 年第4 期 枣，草种可选用狗牙根草等乡土植物。 2 对边坡小于1 ．0 1 ．5 的土质和沙质坡面．可采取植物 护坡措施。 植物护坡分为种草护坡和造林护坡两种。一般说，北方 地区坡面土层厚4 0e m 以上、立地条件较好的地方，采用造 林护坡。对于河南地区，石灰石矿山受土壤条件限制，一般 采用种草护坡。种草护坡流程如图l ，植草护坡横断面图如 图2 。 注A 选种生长快的低矮匍伏型草种。 B 根据坡面土质状况采取相应的种草护坡方法。一般土 质坡面采用直播法，密实土质边坡采取坑植法。 C 种草后1 屹年内进行必要的封禁和抚育措施。 图1 种草护坡流程图 图2 植物护坡横断面图 在进行坡面植物的选取时，作物应适应当地气候、土壤 条件，且抗逆性强 包括抗旱性、抗热性、抗寒性、抗贫瘠性、 抗病虫害性等 ，易成活，叶茎矮。根系发达，生长迅速，能在 短时期内覆盖坡面；适应粗放管理，能生产适量种子；种子 易得且成本合理。河南地区可选用紫羊茅、草地早熟禾、早 熟禾、狗牙根草等。 3 对堆置物或山体不稳定处形成的高陡边坡，或坡脚 遭受水流淘刷的，应采取工程护坡措施。 工程护坡可分砌石护坡 干砌片石和浆砌片石 、抛石 护坡、混凝土护坡及喷浆护坡等。各护坡形式适用条件见表 2 。 表2 工程护坡各护坡形式适用条件 形式适用条件 干砌片石坡度较缓 1 2 ．5 一l 3 、受水流冲刷 较轻的坡面 砌石护坡 浆砌片石坡度在l l ～l 2 之间．或坡面位于 河 沟 岸，坡脚可能遭受洪水冲刷 坡脚为沟岸、河岸，暴雨中可能遭受洪水淘刷 抛石护坡 的部分．枯水位以下的坡脚 混凝土护坡在边坡坡脚町能遭受强烈洪水冲刷的陡边坡 喷浆护坡基岩不太发育裂隙、无大崩塌的坡段 对照各种工程护坡适用条件，工程中应用最为普遍的即 为砌石护坡，故此处作出砌石护坡典型设计图见图3 闱。 图3 千砌石护坡横断面图 砌石护坡选用石料应是未风化的坚硬岩石．其容重一 般不小于2 0k N ／m 3 ，片石强度不低于M U 3 0 ，砌筑砂浆强度 不应低于M 7 ．5 。 4 对条件较复杂的不稳定边坡，应采取综合护坡措施。 对于综合护坡工程，通常有骨架植物护坡 方格形、菱 形、拱形 、截水骨架植物护坡 方格形、人字形 、水泥混凝 土空心块植物护坡 正方形、六边形 等。此处，综合护坡工 程以采用方格形截水骨架植物护坡为例．护坡示意图如图4 所示。 箩漪 ①I _ ① 图4 方格形截水骨架平面布置图 单位m m l 坡骨架材料采用浆砌片石或水泥混凝土预制块。混凝 土强度不低于C 2 0 ，砂浆强度不低于M 7 ．5 ．石料强度不低于 M U 3 0 。骨架网格内可以采用种草或者其他辅助防护措施。 草种应根据气候区划进行选型．要具有优良的抗逆性，如紫 羊茅、草地早熟禾、早熟禾、狗牙根草等．并采用两种以上的 草种进行混播。 5 对滑坡地段应采取滑坡治理措施。 根据造成滑坡的主导因素，应采取滑坡反压、拦排地表 水、排除地下水等措施．修建抗滑桩、抗滑墙和预应力锚固 等滑坡整治工程或在滑坡体上造林，并对坡面进行防护1 5 1 。 3 结论 H e n a nB u i l d i n gM a t e r i a l s万方数据 2 0 1 0 年第4 期河南建材] I I I I I I II I II I I I I I i 砖混结构住宅温度裂缝分析及预防措施 王宏伟 郑州市工程质量监督站 4 s o o o o 温度裂缝是建筑工程通病。一般建筑物建成l 、2 年后出 现。裂缝宽度在l ～2m m 之间．多数发生在砖混住宅。我国房 屋建筑相当一部分为砖混结构．尤其是安居工程．国家每年 都投入大量资金。解决城市住房紧张问题。而设计上未采取 有效措施，施工时为了加快进度，房屋裂缝时有发生。分析 裂缝产生原因．在今后设计和施工中采取有效预防措施，避 免裂缝产生很有必要。 1 温度裂缝原因的定性分析 定性分析温度裂缝。在本地区 河南郑州市 夏天阳光 照射下屋顶表面温度通常高达4 0 ℃撕O ℃，钢筋混凝土屋盖 受到阳光辐射面积比砖砌体要大得多。接受阳光照射的时间 比其他任何部位都长。而钢筋混凝土屋盖的阻热能力比砖砌 体阻热能力差得多。实验表明钢筋混凝土线性膨胀系数是 砖砌体线性膨胀系数的2 ．4 倍．因而钢筋混凝土盖温度引起 的变性差值比砖砌体大得多，导致组合砌体之间产生相对位 移，钢筋混凝土屋盖位受砖砌体约束．对砖混凝土体产生抗 剪应力。砖砌体抗拉抗剪强度比钢筋混凝土抗拉抗剪强度低 得多．设计时对房屋顶层砖砌体强度要求低．这样构件中产 生拉应力超过砖砌体的抗拉强度，导致砖砌体裂缝产生。 2 温度裂缝产生特征 温度裂缝是从顶部开始，越往下层裂缝越轻。房屋长高 比越大，裂缝越重；条式房屋的中间单元裂缝轻，两端部单 元裂缝较重。整体上看．房屋内部墙体比外部墙体裂缝重， 而内横墙裂缝较轻，内纵墙裂缝较重。从施工角度看，夏天 施T 的裂缝轻．冬天施工裂缝重。 3 温度裂缝的种类和成因 3 ．1 内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝 这种裂缝多出现在每片墙体的端部．而且集中出现在 门窗洞口的角部，呈。八”字形。当温度升高时，屋面板伸长 比相应砖墙伸长大，使顶层墙体冈屋面板的推力作用受拉和 受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是房屋平面中间为 零．两端最大。因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂 缝，屋面保温隔热层的质茸越差。屋面板和墙体的相对位移 越大．裂缝越明显．内纵墙和根墙在室内与屋面板之间的温 差比相应的外纵墙和山墙与屋面板之间的温差大。所以屋内 墙体裂缝比外墙重。 3 ．2 窗户出现水平裂缝、斜裂缝 当房屋的长高比较大。而且室内空间比较宽敞高大的房 屋。顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝。窗口出现对角斜 裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力。使窗台 部位的墙体内侧向外扩展。外墙在水平推力作用下发生侧向 弯曲而导致开裂。 3 ．3 屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝 这种裂缝出现在屋面板底部、顶层Q L 底部墙体、门过 梁上部墙体。裂缝有时贯通墙厚。当升温时，屋面板对顶层 Q L 及墙体产生推力。降温时，屋面板对墙体产生拉力。墙体 抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。 3 ．4 女儿墙裂缝 不少房屋女儿墙建成后发生倒向弯曲。女儿墙的根部和 平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾，造成女儿墙开裂， 房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是 钢筋混凝土屋盖和屋面的水泥砂浆面层．在气温升高后的伸 长比砖墙大。砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长， 因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开 裂，温差越大，房屋越长。面层砂浆越密越厚，这种推力越 大．墙体开裂越严重。 通常情况下。温度裂缝危害并不大。但对房屋的整体性、 耐久性和外观影响较大．给住户产生一种不安全感，特别是 对商品房销售影响较大．如遇到地震或水平荷载作用下有可 能导致房屋破坏。因此，在设计中，应采取有效措施，防止温 度裂缝产生。 4 预防温度裂缝的措施 总之，我们应该充分认识各类护坡措施本身的特点和防 治重点．从而发挥它们在边坡治理中各自特有的防治功能。 使它们相互配合，相互促进，形成石灰石矿山边坡治理中的 综合防治体系。 参考文献 【l 】李文银等．工矿区水土保持．北京科学出版社，1 9 9 6 【2 】赵方莹等．采石边坡生态修复技术组合模式研究．水土保 持．2 0 0 6 6 【3 】赵永军．开发建设项目水土保持方案编制技术．北京中 国大地出版社．2 0 0 7 【4 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