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摘要:随着国家对露天废弃矿山的整治工作的越来越重视,其露天废弃矿山中的高陡岩壁治理工作问题显的尤为突出。因此,要不断加强对露天矿山边坡地质结构特点的研究与分析,并做好科学有效防治措施,对于做好矿山治理工作极其重要。本文就高陡岩质边坡中存在的地质灾害特点,充分的分析了其存在的滑坡、崩塌以及引起的泥石流隐患等特点,对其如何有效避免高陡岩质边坡可能出现的地质灾害隐患,提出了针对性的治理方法,并进行了详实的阐述。
关键词:地质灾害;高陡岩质边坡;治理技术;
我国在高速经济发展的背后,基础设施建设也迅猛发展,同时也遗留了众多的露天废弃采石场,其高陡岩壁的弊病也越发明显。目前,在众多废弃矿山中多以粗放式开采为主,由于地质条件和开挖方法等原因,常常会出现一些地质灾害隐患。有些高陡岩质边坡还位于主要沟道一侧,如果出现崩塌和滑坡等现象,大量碎石将堵塞沟道,就会提供大量物源,提高泥石流易发程度。这些地质灾害隐患不仅提高了矿山治理工作的难度,还严重威胁着矿山附近的人身及财产安全,另外一些高、陡、大等特征的岩质边坡还给当地生态环境造成了不利影响。因此,要治理好高陡岩质边坡,必须先排除地质灾害隐患,再进行下一步生态复绿工作,只有这样才能科学合理的达到美好生态环境的目标。
1 高陡岩质边坡的地质灾害特点及分析
我国大多数矿山经过长期无序开采后,其山体破坏严重,岩壁裸露部分结构松散,边坡岩体因风化、构造、水蚀、重力等因素的作用,会出现一些列地质灾害隐患,尤其是边坡顶部临界面会产生近似平行于坡面的张性拉裂缝,造成边坡中上部呈失稳破坏状态,其容易造成崩塌、滑坡等地质灾害,严重影响坡脚的人生及财产安全。因此,在高边坡治理时,应对中上部岩体加大削坡减载的力度,使其放缓边坡,如有顺坡岩层,应采取必要的加固处理措施,把地质灾害隐患降到最低,保证山体的稳定性。露天废弃矿山高陡岩质边坡按照其地质灾害特点划分了滑坡、崩塌、地裂缝和泥石流四种情况,下面就这四种类型进行具体的分析:
1.1滑坡
滑坡在高陡岩质边坡中的产生,主要是因自重及外力作用下,发生的较大范围岩体滑坡现象。发生滑坡时,往往是沿着某一顺坡岩层层面或顺坡地质断层构造带自上而下进行错移的。产生这种破坏的机理是由于滑面上的剪力大于抗剪强度导致的。正常情况下,滑体产生到滑体下移需要经过很长的时间,在最初阶段是滑体的蠕动变形,最后变成突然滑落,这一过程一般会持续较长时间。但高陡岩质边坡滑坡现象与其它滑坡不同,高陡岩质边坡可能在一定的强降雨、地震等自然因素下,可能没有征兆就突然就产生岩质边坡快速滑移。
1.2崩塌
高陡岩质边坡产生的崩塌特点主要有两点,一是:崩落,岩体中节理裂隙发育,危岩体在重力作用下突然脱离山体,与坡面延伸方向夹角夹角较小或近于平行陡倾构造面,越容易产生崩落现象,崩落后会在岩质山坡中留存有大量浮石,这些浮石在雨水冲刷等自然因素影响下,会随时产生掉落现象,会对下部原有台阶的形状产生破坏作用以及缩减台阶宽度,并有可能加大下部边坡的不稳定性。二是:倾倒,高陡岩质边坡中倾倒往往是因垂直节理或裂隙发育,在加上边坡岩体内部存在着一组与边坡坡面反倾,而倾角又很大的软弱结构面,该组结构面将边坡岩体切割成许多相互平行的块体,在风化及重力的作用下,这些块体向外缓缓弯曲达到一定程度时就会产生倾倒式崩塌。
1.3地裂缝
地裂缝在高陡岩质边坡中也时有出现,主要是人为作用所产生,一般属于非构造地裂缝。主要成因是矿山开采时未经科学合理的规划以及不恰当的开采方式,岩体由于重力拉伸作用,内部结构出现错位,一般常见于边坡临界面上部。地裂缝随着时间的推移以及水蚀作用后,地表裂缝会逐渐增大,地裂缝达到一定程度后会引起滑坡。
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1.4泥石流
泥石流与滑坡、崩塌关系十分紧密,在泥石流频发区域的矿山高陡岩质边坡,在强降雨的工况下,极易发生严重的崩塌、滑坡现象,产生大量碎石等物源融入到洪流中,进而转化成泥石流。其次是高陡岩质边坡发生坍塌、滑坡后,大量碎石可能堵塞河道,发生一段时间后,其堆积在一定的水源条件下可能生成泥石流。所以,治理好矿山岩质边坡能有效抑制或降低泥石流隐患。
2高陡岩质边坡地质灾害治理技术
2.1削坡减载
治理的高陡岩质边坡滑坡隐患,最直接最有效的方法就是逐级削坡减载的方法。减轻滑坡致滑段的滑体超重部分,以减小滑体的下滑力,使滑坡趋于稳定。治理滑坡首先要充分考虑地质构造条件、生态红线规划等因素,测算好削坡台阶宽度、边坡的高度及坡度。自上而下逐层开挖,形成梯级式台阶,降低边坡坡度,减轻边坡上部承受负荷,最终达到稳定边坡目的。
2.2水泥高压注浆
对于矿山岩质边坡滑坡体而言,水泥高压注浆是一种有效的防渗漏方法。当发现岩体发生了一定的位移,整个边坡则会因岩体重力作用,重新拉开而产生破碎、裂缝等问题。所以,在采取水泥高压注浆的过程中,需加盖10-20cm的粘土层,以此来提升防渗漏效果,同时加入定量的草籽 、肥料 、粘合剂、保水剂等混合物,还能直接达到覆绿效果。其次,为了能够让防渗漏效果得到进一步的增强,需采取在黄泥下端加设一层塑料薄膜或土工布等。
2.3做好地表防排水
基于边坡临界面具体情况,合理设计地表防水系统,防止山体内有顺坡断层或软性岩层,经雨水渗透,造成边坡滑移。以此来提高坡体的稳固性,从而有效治理滑坡。同时,在完成削坡降低坡角等相关工程之后,结合各平台实际情况,要科学设计永久性的排水沟系统,确保在遇到暴雨等恶劣天气时,能够有效满足当地最大雨量地表水的排出,确保削坡平台不存水,不侵蚀坡体到内部,以此来保证边坡内部地质结构的稳定性。
2.4锚固与支挡
锚固技术在治理岩质边坡中,能提有效的提高岩体的抗剪强度及自稳能力,适用于岩性较为完整、硬度较大的岩体,具有成本低效果好的特点。支挡主要为抗滑桩,在锚固措施不能达到坡体稳定要求时,两者相结合时治理效果会更好些,从而能加大岩体的安全稳定性。锚固与抗滑桩适用于因边坡临界面上部有永久性构筑物或规划生态红线等因素,不能进行削坡减载的隐患边坡。边坡的危岩体治理还可以结合主动防护网、预应力锚索、抗滑干砌石垛和挡墙等防护措施,不断增大危岩体的主动防护强度,提高边坡的稳定性。
总之,除上述几种治理方法外,根据实际岩体地质构造及形态特点,还要采用有效的稳定性计算方法,如:有限元法、岩石质量法、极限平衡法、楔形体滑动分析法、赤平投影空间解析法等,多种方法计算不同岩体形态的的稳定性参数,根据数值情况,采用合理有效的治理方法。为了达到更加理想的治理效果,还应采用多种防治技术相结合的方法,比如:锚固-灌浆联合技术、锚固-支挡联合技术、排水-护面联合技术、挡石墙-平台联合技术,主动与被动防治技术相结合等。只有分析到位,综合合理利用有效方法,才能把高陡边坡治理好。
3结语
综上可知,高陡岩质边坡的治理工作,已经是治理露天矿山的重点。目前,针对高陡岩质边坡的治理方法有很多,在条件允许的情况下,最有效最常用的方法,就是削坡减载,我们在削坡减载中应采用多级削坡的方法,设计合理的边坡平台宽度及坡度,从而为以后的覆绿工作提供良好条件,削坡产生的残余资源还可以再利用。只有采用技术可行、安全可靠、经济又环保的方法,才能最终达到理想的治理效果。
参考文献:
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[4]何青峰,王朝阳.一种露天煤矿边坡治理方法:.
论文作者:丁宝留
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/22
标签:滑坡论文; 矿山论文; 泥石流论文; 方法论文; 裂缝论文; 隐患论文; 地质灾害论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;