邊坡巖體的綜合分區及穩定性評價

1邊坡巖體的綜合分區

根據現場工程地質測繪資料，結合邊坡危巖體評價結果，對場地地質災害分布情況進行了分區［1］。1)Ⅰ區(淺層滑坡分布區)屬于滑移式危巖。在勘測區內存在3處，受197°～213°∠42°～75°結構面控制。該結構面呈舒緩波狀，無充填，貫通性好，傾角變化較大，與坡面形成順向坡，產生滑移式破壞，其中以1070m平臺形成的滑坡最為典型，破壞規模最大。2)Ⅱ區(松散崩塌堆積體)為松散巖塊分布區。主要分布在各級開挖平臺邊緣、邊坡上部，以孤石、墜石和落石為主，該區分布廣泛，破壞規模不大但危害極大。3)Ⅲ區(碎裂巖體)以傾倒式危巖和墜落式危巖為主，在各級邊坡已產生明顯位移和松動。4)Ⅳ區(層狀、塊狀巖體區)為相對穩定區，只有局部有墜落式危巖存在，危險較小。

2邊坡巖體的穩定性評價

根據已揭露的邊坡及附近的地質情況綜合分析，礦體位于向斜構造的核部，圍巖傾角較大;圍巖體節理裂隙較發育，大多比較破碎，現場可以看出，巖層中各級結構面發育，節理、小斷層以及軟弱巖層夾層都有出露，對邊坡的開挖以及以后的穩定造成了一定的影響。邊坡危巖體以塊狀～碎裂狀結構巖組為主，含構造破碎帶，蝕變破碎帶，巖體多見角閃變粒巖，其強度相對較高，風化帶、裂隙破碎帶的分布較集中?？傮w而言，邊坡危巖體穩定性較差。邊坡可能的破壞模式有沿大傾角結構面的局部崩塌破壞、淺表層的滑動破壞、近圓弧的復合破壞等。由于危巖體的節理裂隙非常發育，在人工爆破振動力、暴雨、暴曬凍脹等外部因素的作用下，發生較大規模的整體滑移式傾倒、墜落崩塌的可能性較大。

邊坡治理工程設計參數的選取

邊坡穩定性分析計算所采取的抗剪強度指標是依據《富蘊蒙庫鐵礦邊坡地質災害勘查報告》［1］來進行選取的，設計參數選取表見表1。

邊坡綜合治理工程方案設計

1Ⅰ區治理工程設計

1)治理工程措施的選擇。Ⅰ區部分地段沿巖體的軟弱結構面產生過順層滑動，采用巖質邊坡平面滑動穩定分析計算模式［2］，計算方法為極限平衡法。本段邊坡的治理采用預應力錨索進行支護［3］。2)錨索工程措施設計。a．按1∶0．75的邊坡坡度修整坡面，使坡面達到一定的平整度。b．素噴C20細石混凝土一層，厚度5cm，掛8@200mm×200mm的鋼筋網，再噴射厚度為5cm的C20細石混凝土一層［4］。c．錨索在坡面上的水平間距為3．0m，豎向間距為4．0m。d．錨索由8束15．2mm的1860MPa高強低松弛鋼絞線組成，自由段采用外套22mm聚乙烯管作防腐處理，其錨固段長為8．0m，每根的最大抗拉力為11．8t，每個錨索孔的抗拉力為93．8t。錨索張拉力按抗拉力的75%考慮，即張拉力為70．4t。e．錨索孔直徑為130mm，錨索與水平線的夾角為20°，錨索孔所灌注漿液采用純水泥漿液，漿液水灰比為0．35～0．40。f．錨具采用OVM錨具系統，該錨具由錨環、夾片、錨板和螺旋筋組成。1000kN級錨索采用OVM15-8型錨具，張拉千斤頂用YCW150型。g．錨索承壓板為正方形，寬度為1．0m，厚度為20cm，內配Φ14mm鋼筋網一層，C30混凝土澆筑而成。h．錨墩上臺面400mm×400mm，與錨索軸向垂直，高400mm(含承壓板厚度)，錐角35°，采用C30混凝土，錨墩內設8mm間距為80mm的圓形鋼筋圈3層，鋼筋兩端采用搭接焊。i．鋼筋混凝土面板設置泄水孔，其水平間距3．0m，豎向間距4．0m，呈梅花形布設。泄水孔直徑為49mm，深10．0m，下傾15°，孔內插42mmPVC花管。

2Ⅱ區治理工程設計

Ⅱ區所采取的工程措施為一次性清除處理，其清除施工工序和方法如下:1)采用人工或機械設備一次性清除松散崩塌堆積體。2)施工時先從邊坡頂部的1150m平臺開始，從上到下依次對各級平臺以及平臺邊緣進行清理。3)對于大塊的巖石需就地進行機械或靜態爆破解體后方可運出。4)清除堆石時，嚴禁亂清亂堆，能通過邊坡平臺及時運走的，不得清推到下一級邊坡平臺，以免滾石傷人。5)巖塊石的清理應分區分段進行，清理工作應做到合理有序、互不干擾。

3Ⅲ區治理工程設計

Ⅲ區為碎裂巖體區，在清除邊坡體坡面上的部分已松動巖塊的基礎上，進行邊坡坡面的修整，然后，采用噴錨網支護措施對邊坡進行加固治理［4］。1)邊坡按1∶0．45的坡率進行刷坡;巖石邊坡體潛在破裂面按50°考慮。2)錨桿為1Φ32鋼筋，C20細石混凝土的厚度為150mm［4］。3)錨桿采用1Φ32Ⅱ級熱軋螺紋鋼筋制作，每根錨桿的長度為4．5m～9．5m，邊坡剖面斜面上共布設錨桿9排～10排。4)錨桿傾角為15°，采用矩形排列，錨桿橫向間距2m，豎向間距2m，均為全長粘結性錨桿。5)錨桿孔直徑為90mm;錨桿孔水平方向的孔距偏差不大于50mm，垂直方向的孔距偏差不大于100mm。6)錨桿孔采用M30水泥砂漿灌注，注漿直到孔口冒漿時為止。7)面板采用單層配筋，鋼筋直徑為8mm，鋼筋間距為200mm，鋼筋保護層厚度不小于25mm。8)坡面泄水孔采用42mmPVC花管，間距4．0m×4．0m，深10．0m，下傾15°，梅花形布設。9)C20細石混凝土厚度為15cm，分2次進行噴射，所形成的素混凝土面板每間隔20m左右設置豎向伸縮縫一道，伸縮縫寬度為3．0cm左右［4］。

4Ⅳ區治理工程設計

Ⅳ區治理措施以危巖清除為主，輔以坡面清理。對清理過程中所形成的巖腔用C20細石混凝土嵌補，部分節理裂隙發育地段素噴C20細石混凝土進行巖面封閉處理。Ⅳ區邊坡坡腳均在61°～64°之間，刷坡坡率應控制在1∶0．50～1∶0．55之間。

結語

1)蒙庫鐵礦露天礦北幫邊坡目前已經進行了綜合治理，從根本上解決了邊坡變形給安全生產帶來的隱患，實現了企業經濟效益和社會效益的良好組合。2)高邊坡綜合治理工程應在保證安全的前提下，兼顧技術可行，經濟合理，便于施工。3)對于大型高邊坡治理工程，首先通過現場實際情況分析，確定不同的區域，然后針對不同的穩定區域，進行分區治理。4)露天礦生產爆破是對邊坡穩定性產生影響的主要因素之一，良好的控制爆破措施可以提高邊坡穩定性，并且減少邊坡維護費用。5)高邊坡危巖崩塌整治設計必須在充分分析研究地質資料和現場條件后進行設計，并需進行“動態設計”，以達到最佳治理效果。（本文作者：張紅旗、李國祥、常永興 單位：中冶集團武漢勘察研究院有限公司）