邊坡巖體的治理工程方案設(shè)計(jì)

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邊坡巖體的綜合分區(qū)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

1邊坡巖體的綜合分區(qū)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)測(cè)繪資料，結(jié)合邊坡危巖體評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害分布情況進(jìn)行了分區(qū)［1］。1)Ⅰ區(qū)(淺層滑坡分布區(qū))屬于滑移式危巖。在勘測(cè)區(qū)內(nèi)存在3處，受197°～213°∠42°～75°結(jié)構(gòu)面控制。該結(jié)構(gòu)面呈舒緩波狀，無(wú)充填，貫通性好，傾角變化較大，與坡面形成順向坡，產(chǎn)生滑移式破壞，其中以1070m平臺(tái)形成的滑坡最為典型，破壞規(guī)模最大。2)Ⅱ區(qū)(松散崩塌堆積體)為松散巖塊分布區(qū)。主要分布在各級(jí)開(kāi)挖平臺(tái)邊緣、邊坡上部，以孤石、墜石和落石為主，該區(qū)分布廣泛，破壞規(guī)模不大但危害極大。3)Ⅲ區(qū)(碎裂巖體)以傾倒式危巖和墜落式危巖為主，在各級(jí)邊坡已產(chǎn)生明顯位移和松動(dòng)。4)Ⅳ區(qū)(層狀、塊狀巖體區(qū))為相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，只有局部有墜落式危巖存在，危險(xiǎn)較小。

2邊坡巖體的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)已揭露的邊坡及附近的地質(zhì)情況綜合分析，礦體位于向斜構(gòu)造的核部，圍巖傾角較大;圍巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，大多比較破碎，現(xiàn)場(chǎng)可以看出，巖層中各級(jí)結(jié)構(gòu)面發(fā)育，節(jié)理、小斷層以及軟弱巖層夾層都有出露，對(duì)邊坡的開(kāi)挖以及以后的穩(wěn)定造成了一定的影響。邊坡危巖體以塊狀～碎裂狀結(jié)構(gòu)巖組為主，含構(gòu)造破碎帶，蝕變破碎帶，巖體多見(jiàn)角閃變粒巖，其強(qiáng)度相對(duì)較高，風(fēng)化帶、裂隙破碎帶的分布較集中。總體而言，邊坡危巖體穩(wěn)定性較差。邊坡可能的破壞模式有沿大傾角結(jié)構(gòu)面的局部崩塌破壞、淺表層的滑動(dòng)破壞、近圓弧的復(fù)合破壞等。由于危巖體的節(jié)理裂隙非常發(fā)育，在人工爆破振動(dòng)力、暴雨、暴曬凍脹等外部因素的作用下，發(fā)生較大規(guī)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(shè)計(jì)參數(shù)的選取

邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算所采取的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是依據(jù)《富蘊(yùn)蒙庫(kù)鐵礦邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘查報(bào)告》［1］來(lái)進(jìn)行選取的，設(shè)計(jì)參數(shù)選取表見(jiàn)表1。

邊坡綜合治理工程方案設(shè)計(jì)

1Ⅰ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)

1)治理工程措施的選擇。Ⅰ區(qū)部分地段沿巖體的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生過(guò)順層滑動(dòng)，采用巖質(zhì)邊坡平面滑動(dòng)穩(wěn)定分析計(jì)算模式［2］，計(jì)算方法為極限平衡法。本段邊坡的治理采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支護(hù)［3］。2)錨索工程措施設(shè)計(jì)。a．按1∶0．75的邊坡坡度修整坡面，使坡面達(dá)到一定的平整度。b．素噴C20細(xì)石混凝土一層，厚度5cm，掛8@200mm×200mm的鋼筋網(wǎng)，再噴射厚度為5cm的C20細(xì)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(qiáng)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(zhǎng)為8．0m，每根的最大抗拉力為11．8t，每個(gè)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(tǒng)，該錨具由錨環(huán)、夾片、錨板和螺旋筋組成。1000kN級(jí)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(nèi)配Φ14mm鋼筋網(wǎng)一層，C30混凝土澆筑而成。h．錨墩上臺(tái)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(nèi)設(shè)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(shè)置泄水孔，其水平間距3．0m，豎向間距4．0m，呈梅花形布設(shè)。泄水孔直徑為49mm，深10．0m，下傾15°，孔內(nèi)插42mmPVC花管。

2Ⅱ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)

Ⅱ區(qū)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(jī)械設(shè)備一次性清除松散崩塌堆積體。2)施工時(shí)先從邊坡頂部的1150m平臺(tái)開(kāi)始，從上到下依次對(duì)各級(jí)平臺(tái)以及平臺(tái)邊緣進(jìn)行清理。3)對(duì)于大塊的巖石需就地進(jìn)行機(jī)械或靜態(tài)爆破解體后方可運(yùn)出。4)清除堆石時(shí)，嚴(yán)禁亂清亂堆，能通過(guò)邊坡平臺(tái)及時(shí)運(yùn)走的，不得清推到下一級(jí)邊坡平臺(tái)，以免滾石傷人。5)巖塊石的清理應(yīng)分區(qū)分段進(jìn)行，清理工作應(yīng)做到合理有序、互不干擾。

3Ⅲ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)

Ⅲ區(qū)為碎裂巖體區(qū)，在清除邊坡體坡面上的部分已松動(dòng)巖塊的基礎(chǔ)上，進(jìn)行邊坡坡面的修整，然后，采用噴錨網(wǎng)支護(hù)措施對(duì)邊坡進(jìn)行加固治理［4］。1)邊坡按1∶0．45的坡率進(jìn)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(xì)石混凝土的厚度為150mm［4］。3)錨桿采用1Φ32Ⅱ級(jí)熱軋螺紋鋼筋制作，每根錨桿的長(zhǎng)度為4．5m～9．5m，邊坡剖面斜面上共布設(shè)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(zhǎng)粘結(jié)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(shí)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(hù)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(shè)。9)C20細(xì)石混凝土厚度為15cm，分2次進(jìn)行噴射，所形成的素混凝土面板每間隔20m左右設(shè)置豎向伸縮縫一道，伸縮縫寬度為3．0cm左右［4］。

4Ⅳ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)

Ⅳ區(qū)治理措施以危巖清除為主，輔以坡面清理。對(duì)清理過(guò)程中所形成的巖腔用C20細(xì)石混凝土嵌補(bǔ)，部分節(jié)理裂隙發(fā)育地段素噴C20細(xì)石混凝土進(jìn)行巖面封閉處理。Ⅳ區(qū)邊坡坡腳均在61°～64°之間，刷坡坡率應(yīng)控制在1∶0．50～1∶0．55之間。

結(jié)語(yǔ)

1)蒙庫(kù)鐵礦露天礦北幫邊坡目前已經(jīng)進(jìn)行了綜合治理，從根本上解決了邊坡變形給安全生產(chǎn)帶來(lái)的隱患，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的良好組合。2)高邊坡綜合治理工程應(yīng)在保證安全的前提下，兼顧技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，便于施工。3)對(duì)于大型高邊坡治理工程，首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析，確定不同的區(qū)域，然后針對(duì)不同的穩(wěn)定區(qū)域，進(jìn)行分區(qū)治理。4)露天礦生產(chǎn)爆破是對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)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(wěn)定性，并且減少邊坡維護(hù)費(fèi)用。5)高邊坡危巖崩塌整治設(shè)計(jì)必須在充分分析研究地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)條件后進(jìn)行設(shè)計(jì)，并需進(jìn)行“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”，以達(dá)到最佳治理效果。（本文作者：張紅旗、李國(guó)祥、常永興 單位：中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司）