摘要:随着社会的飞速发展,科学技术的不断进步,企业之间的竞争也越来越激烈。抢占资源、快速回笼资金是大多数矿山企业的生存、发展之道。在这种形势下,企业对项目的建设速度要求也越来越高。
但在追求建设速度的同时,在施工过程中,往往忽视了因工程建设过快,而容易诱发次生灾害的现象,如工程滑坡等。
关键词:卸载、切角、支护、放坡、滑坡。
引 言
下面通过对金岭金矿项目金龙山矿区选矿工业区碎矿工段上部山体工程滑坡的分析,谈谈自己对山丘地区矿山建设工程滑坡防治对策和治理措施的一些看法。
1 工程案例
1.1 项目概况
陕西久盛矿业投资管理有限公司金岭金矿项目为中国黄金集团公司在建项目。该项目位于陕西省镇安县境内,包括东沟和金龙山两个矿区。
金龙山矿区选矿工业区北部边坡整体为一单向斜坡,形态较为简单,坡体倾向南东(倾向163°),坡度较陡(40°-60°),上部基岩出露,据探井揭露,坡体上第四系全新统坡积物厚度0-3.2m。
2009年3月18日,金龙山矿区选矿工业区碎矿工段上部坡体产生滑坡。滑坡区地貌呈“圈椅状”,后缘高程767m,后缘错坎11m,滑坡总高差达30米。滑坡平均宽度约55m、长度约45m、平均厚度约8m,体积约19800m3,滑坡性质为一小型工程滑坡(见边坡全貌及现状),滑面为第四系覆盖层与基岩接触面。
1.2 滑坡成因分析
1.2.1 客观因素
(1)地质条件:金龙山矿区地层主要由第四系全新统坡积物及中石灰系四峡口组炭质页岩、灰岩组成。
第四系全新统坡积物分布于地表部,主要岩性主要以碎石粉质粘土、粉质粘土为主,土体硬塑—可塑,属中等压缩性土,具有弱膨胀性,厚度0.45—5.8m。该土体空隙率较大、松散系数高,边坡稳定性极差,用当地老百姓的话说“动土必砌坎”。
炭质页岩主要分布在第四系全新统坡积物覆盖层以下,土黄—灰黑色,矿物成份以粘土质矿物为主,页理发育,泥质结构,层状构造,层间结合一般,轻磕易开裂,节理裂隙发育,岩体较破碎,属极软岩。间夹灰岩、砂岩透镜体及薄层,按分化程度自上而下分为人全风化、强风化、中等风化三个工程地质亚层,遇水泥化现象严重。
由于第四系全新统坡积物孔隙率较大透水性强,加上降雨强度大,在坡积物和炭质页岩之间极易形成薄弱层,在加土体具有膨胀性和塑性,经天气变化土体膨胀、收缩后抗滑力降低,对边坡稳定性影响较大。
(2)由于工业场地较小和受工艺限制(原矿仓、挡土墙、粉矿仓高度较大,且原矿仓和粉矿仓均需经窄轨卸矿),碎矿工段、皮带廊和粉矿仓平行于上体等高线布置,导致工业场地据山体较近,操作面开挖后形成较大高差。
1.2.2 主观因素
(1)工程项目工期紧,前期的工程勘察布点,跟后期确定的主体设计有偏差
(2)上部上体边坡基岩裸露,造成主观理解偏差,忽视了工程边坡勘察的重要性,没有针对上部山体边坡进行边坡勘察。
(3)在现场施工过程当中,切脚开挖后操作边坡较陡,破坏了土体的内应力。
(4)在前期场平过程当中,基槽大面积开挖,主体工程施工进度缓慢,造成操作边坡暴露时间过长。
3 矿山项目工程滑坡防治措施
通过对金岭金矿项目金龙山矿区上部工程滑坡成因的分析,我们从中可以吸取一些教训,根据类比法在以后的矿山项目建设当中,要引以为戒,注意事项如下:
(1)在厂址工程勘察设计的同时,必须做相对应的边坡稳定性分析(或边坡工程勘察工作)。
(2)对于山丘地区建厂,防治工程滑坡组织好排水非常重要,必须做好厂区外围的排水工作,通常做法是在厂区上部边坡、用地边界内侧修筑截水沟渠,一则防止上部汇水涌入厂区;二则对边坡起到保护作用。同时做好沟渠的防渗处理,避免渗漏降低土体抗滑力。
(3)建设单位必须在工程建设前期,根据国家相关规范,组织完成跟各个设计阶段相对应的工程地质勘察工作。根据工程地质勘察报告,确定拟建厂址无工程地质灾害之后,方可进行下一步建设活动。
(4)作为设计单位必须充分考虑到因工程建设扰动原岩土、山体等,可能诱发的工程滑坡的危险因素。在设计过程中涉及到切脚、放坡时,必须严格按照行业设计规范进行设计,在满足工艺流程和土建工程的同时,尽量为施工建设创造便捷、安全的施工环境。降低土石方工程是硬道理,但不能一味的追求降低投资而给工程的其他环节带来困难或造成安全隐患。
(5)施工单位在进场之后,必须对所承担的工程编制合理、可行的施工组织设计,不能为应付审查施工组织设计,而简单编制报告了事。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对于易诱发工程滑坡的工段(如原矿仓和挡土墙高度超过10m、上部为高边坡段等),必须更加详细的做出施工组织方案。
(6)建设单位和监理单位针对建设项目易造成工程滑坡的重点部位(如原矿仓施工操作面开挖、高挡土墙工操作面开挖和高边坡等),应组织专业技术人员审查施工单位的施工组织设计。在审查过程中,必须充分考虑到施工单位的整体实力水平,包括技术装备和人员配备及人员素质等。结合施工单位的综合能力及现场的实际施工条件,审查其施工组织设计的合理性和可行性。对其不足之处提出合理化建议。
(7)施工单位必须根据自己的人员配备、装备及材料供应等情况,合理组织施工,如实力水平不够、施工进度跟不上时,禁止对场地进行大面积开挖,导致场地开挖后操作面、边坡长时间暴露,诱发工程滑坡影响整个工程进度,给自己和业主带来损失。
(8)现场施工过程当中,在深开挖、出现临时高边坡段,应该先对边坡上部进行减压,如果施工条件允许的情况下,可以采用分段开挖、分段施工的方法,尽量避免大面积开挖。
4 矿山项目工程滑坡治理措施
从矿山项目建设的整个程序来看,在工程建设前期都辅助以厂址、场地的岩土工程勘察报告,在做总图设计的时候,设计人员会避开在滑坡地带选择厂址或作为辅助构筑物的场地。在这种情况下,如果工业场地出现滑坡,大部分为局部工程滑坡,属于浅层滑坡。皆因工程行为切坡脚而破坏土体内部应力结构,造成边坡失稳,表现为上部边坡开裂、边坡突然垮塌,形成牵引式滑动。整体来看,一般不会造成大的工程灾害,但会对工程进度造成影响、同时增加后期治理费用。在出现工程滑坡后,必须及时制定治理方案,防止其进一步发展。治理要快,但绝对不能盲目。
4.1 治理原则
山区矿山项目建设滑坡一般为小型工程滑坡,主要的工程措施设计,应以尽量降低治理成本,控制灾害发展,按照永久性边坡进行治理设计,确保厂区建设及今后生产期间的运营安全,一工程措施与植物措施相结合为原则。
4.2 治理措施
治理矿山建设项目小型工程滑坡,应以削坡、撤土减压与工程相结合的方式为主。鉴于矿山建设项目大部分属浅层滑坡为主,治理的工程措施主要以锚杆格构梁、挂网喷射混凝土、拱形骨架护坡、截水沟、排水沟为主(除出现深层滑坡之外,不考虑抗滑桩的治理措施),根据护坡体的现场实际情况,采用一种或几种相结合的方式。同时,结合工程措施与植物措施相结合,对稳定边坡、厂区绿化和水土保持有着重要意义。
4.3 治理方案实例
针对山丘地区矿山建设小型工程滑坡的治理,金岭金矿项目金龙山矿区上部山体滑坡的治理方案比较有代表性,各种措施结合较为紧密。对于同类矿山建设项目的工程滑坡的治理有借鉴意义。
金岭金矿项目金龙山矿区上部山体滑坡的治理方案如下:
经工程勘察单位分析计算表明,两级边坡的稳定性在饱和状态下均为不稳定。结合现场实际和工程实际的可行性,治理范围为728m标高以上的人工边坡。将全部治理工程分为四大工程段,各工程段的角点编号及具体位置见总平面图,以下按段依次说明各段所采取的工程整治措施:
AB段:该段位于边坡西段,原矿仓北侧,系人工开挖形成的高陡边坡,临空面从西至东长约26.9,高度25m左右,坡率1:0.5,边坡上部为残坡积土,坡面标高约737m以下为基岩出露。该段主要由于边坡高陡,上部土体处于临界稳定状态,此工程段以737标高为界,上部采用锚杆格构梁支挡,下部采用挂网喷射混凝土防护坡面。格构梁采用300×300 矩形截面,格构梁间距为 3.0m×3.0m,节点设锚杆,锚杆长度15m,非预应力结构,全程粘接。挂网喷射混凝土设计挂网锚杆长度6m,间距为2.0m×2.0m,梅花状布置,面板喷120厚的砼,强度C20。
BC段:该段位于AB段的东侧端至工程滑坡西侧,坡脚标高737m,坡顶标高750-762m,坡率1:0.5-1:0.75,长度约47m,该工程段采用锚杆格构梁支挡治理措施。设计规格同AB段。
CD段:该段位于BC段的东侧,为工程滑坡区域,长度(滑坡称宽度)约60.5m,治理措施分上下两部分,分界标高为751m。首先对滑坡后缘进行削坡,坡比与下部基岩面保持平顺,约为1:0.5-0.75。然后清除削坡土方及滑坡堆积体,从751到737标高,按照1:1.5的坡率清理滑坡体,该段坡面采用拱形骨架护坡。标高751以上采用锚杆格构梁支挡治理措施。格构梁的结构及参数与BC段相同,但锚杆直径及长度有所不同。
EF段:该段属于728-737标高的边坡,从原矿仓东部一直延伸到场地东侧,全部为人工边坡,长度94m,设计坡率1:1,采用锚杆格构梁支挡结构,格构梁采用400×400 矩形截面,格构的梁间距为 3.0m×3.0m,节点设锚杆,锚杆长度20m,非预应力结构,全程粘接。
除了以上主要工程段之外,该治理方案在坡顶上部基岩与第四系分界处设置截水沟,在737、728标高的台阶上分别设置坡脚排水沟。
5 结 论
在矿山建设的过程中,为保证建设工期、保障施工安全、控制投资,必须要提高对工程滑坡防治的重视程度,本着“预防为主,治理为辅”的原则,加强矿山建设工程的安全管理,以保证高效率、高质量的完成矿山基建工程。
参考文献:
[1]吴有铭,《边坡与滑坡工程治理》,郑颖人、王恭先、凌天清,北京,人民交通出版社,2007.1
[2]雷明,《工业企业总平面设计规范》,倪嘉贤、兰俊略、董世奎,国家技术监督局,2012.08.20
论文作者:刘斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/17
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