永平铜矿不稳定边坡治理初探.pdf

。一 永平铜矿不稳定边坡治理初探 口 永平铜矿朱贵波 【 摘要 1本 文介绍了永平铜矿以监测为先 导． 进行稳定性评价和分 期实施应急加固，以 ， 锎 不 磁搜 斑 不 衔 T H E H L nI ARY DI S CU N oN THE TR E n 巳 NT oF UNS TA B I ．E R0CK S LoP E S DJ Y oNGHNG C0HER M NE Y o n g n g C o p p e r Min e Z h u G u l b o 【 A B S T R A C T】T h is p a p e r in t r o d u c e d t h e s y s t e m ∞g i l 1 e e 击培 me t h o d t o r e g u l a t e u mmb l c o p l e g i G b a s e d u p o n i ns i t e mo n l t o r k g t o a t h e s ta b i l it y o f a s 10 p e f i r s t a n d t h e n , if n e c e s s a r y ， t o mp y t e mp o r a r y l e i n f o r c e m e n t s t a g e b y s t a g e a n d f h - n y t O r e g ul a t e i t p e r ma n e n t l y ． KE Y W ORDS s k i e s l o p e s Re i n f o r c e me n t Mo n i t o r i n g l 前 言 永平铜矿是 日 采选万吨矿石的大型露天 矿山，随着露天矿开采的向下延伸， 西部终 了边坡 1 6 6 m水平以上已全部形成，形成近 3 0 0 m高的边坡。由于岩层软弱破碎，特别是 断层的影响 、 水的作用及不适当的爆破等因 素，局部地段产生滑坡 ， 影响了下部台阶的 安全生产。因边坡范围较大，边坡线较长， 未能全部建立位移监测网，且已建立的监测 点常常被人为破坏，故只在部分地段进行位 移监测。由于在采矿过程中的边坡稳定性监 测不及时，往往是产生了严重影响生产的滑 坡后才进行稳定性研究和加固治理，在这种 情况下我们必须较快确定滑坡边界特别是滑 动面和滑出口以及滑坡对周边岩体的影响范 围滑体及其周边岩体的稳定性评价和加固治 理措施，尽量减少滑坡的不利影响。 近几年，在滑坡规模较大的不稳定边坡 治理研究中，我们逐步形成了一种以监测为 先导，根据监测出的地表和深部滑移边界， 对滑体和影响区的变形动态做初步的稳定性 评价，对关键部位先实施应急加固措施，在 保证正常生产的前提下 ， 深入进行工程地质 调查及岩体力学试验和爆破震动测试，加固 效果的计算分析及稳定性监测再进行补充加 固和综合治理的系统工程方法。 2 西部 0～2线边坡 稳定性研究及治理 在西部0～2线不稳定边坡研究治理中 先建立滑体及其影响区深部岩体位移监测网 一 2 0一 有色矿山 1 9 9 8 4 维普资讯 采用钻孔倾斜仪进行深部岩体位移监测。按 稳定性监测要求布置工程地质钻 L ，作深部 位移监测，埋设适当深度的导管，通过监测 可以判断出滑动面深度及滑动方向，再结合 地质调查确定不稳定区边界和滑动面形状及 其工程地质特性，作不稳定性预测和应急加 固设计的依据 。 2 ． 1 位移监测阿及监测结果 深部位移监测点共有 5 个孔，分别是 Z KI一3 、 Z KⅡ一4 、 Z Kff一3 、 孤 Ⅱ一l 、 z K Ⅲ 3 L 。此外，在 2 9 8 m平台上也布置 了3 条裂缝变形观测点。 5 个深部位移监测孔监测结果如下在 3 2 2 m平台上的Z K I 一3 孔 ， 1 9 9 1 年 l 2月 2 1 日到 1 9 9 2 年 5 月5日没有测出任何位移，说 明 2 9 8 m以上的边坡是稳定的；在 2 6 2 m平台 上的 豇c 一3 孔在 1 9 9 1 年 1 2月 2 1日到 1 9 9 2 年 3 月2 1日，在孔深 1 2 ． 8 m到 1 3 ． 5 m 处产生了 1 8 、 6 m m的顺坡向水平位移；在同 一 个平台上的z K Ⅱ 一4 孔在同一期间于孔 深 1 8 ． 3 -- 2 0 ． 0 m之间产生了 6 0 ． 6 ram的水平 位移；在 2 5 0 m水平上的 z K Ⅱ 一 3 L 在 1 8 ． 4 ～ 2 1 ． 0 m之间产生了4 6 m m的水平位移。在 2 1 4 m水平上的 z K Ⅱ 一l 在孔深 4 ． O m到 8 ． 0 m之间产生了 1 5 ra m的顺坡向位移。 后 4 个孔在 1 9 9 2 年 5月5日观测时由于位移量太 大，已放不进探头．说明了3 月2 1日 到5月 5日由于下大雨，褙体位移过大、渊斜仪导 管被切断而不能监测。 2 9 8 m平台上的 3 条测缝装置，在 1 9 9 1 年 l 1 月 1 4日到 1 9 9 2年 1月 1 0日观察到张 裂 2 0 m m ． 下深 1 8 ra m ， 在此之后由于采取了 锚杆加固措施． 直到 1 9 9 2 年 5 月5日 裂缝没 有再发展。 通过对滑体及其周围岩体的稳定性监澳 I ， 把测出的滑动面深度同地质剖面结合起来， 可以得出以下几点结论 1 3 2 2 m以上边坡是稳定的，不需要 加固； 2 2 6 2 2 7 4 ～2 9 8 m的小边坡由于其 下部临空，两澳 I 有 F 】 、 F 2 、 断层，在 2 9 8 m 平台出现了长 5 0 m的裂缝 处于不稳定状态， 经实施应急加固才使其稳定； 3 2 0 2 --2 6 2 m的滑体还在活动，必须 采取加固治理措施； 4 滑动面深度及厚度同断层破碎带和 岩层界面基本吻合，滑动面是沿断层破裂带 和岩层界面发展的．滑出口的滑面深度约4 ． 0 ～ 8 ． o m ， 滑动面在滑体中部较深．整个滑面 近似圆弧形。 2 、 2 应急性加固治理措施 根据监测结果，实施以下应急性加固治 理措施 见图 1 { 1 锚杆加固在2 9 8 m平台 上施工2 1 9 根垂直和斜向锚杆，在斜坡上施工 5 7 根水平 锚杆，加固2 6 2 2 9 8 m不稳定边坡。 { 2 2 9 8 m平台混凝土防渗铺盖。 { 3 安全平台加宽滑体下部的 2 1 4 、 2 0 2 m平台宽度由原设计的8 m加宽至 2 0 m ， 暂时避免滑坡继续向下发展。 4 滑体项部减载 分期清除2 6 2 --2 9 8 m 的塌滑体，减轻压在滑体顶部的荷载。 图1 0～2线边坡应急加固治理示意图 施工过程中在 2 9 8 m平台上出现的两次 滑坡前兆性开裂，证明急加固措施是必要的 和正确的。应急性加固治理消除了滑坡进一 步扩大的隐患，给其下部的采矿生产安全和 永久性加固治理边坡创造了条件。在应急性 加固治理期问和完工以后一勘测、试验、计 算分析等基本完成，在此基础上进行了永久 永平铜矿 稳定边城治理初探朱贵波 ‘ 邮编 3 5 4 5 0 6 J 一2 l 一 维普资讯 性加固治理设计与施工，与应急性加固治理 相比时间晚了一年半左右 。通过近几年的监 测表明，可 以认为经过加固治理后的西部 0 ～ 2线边坡目前处于稳定状态，加固治理措 施有效 。 3 西部 7 ～9 线边坡稳 定性研究及治理 在西部7 ～9 线边坡稳定性研究及治理 过程中，首先在滑体及其上下左右快速布置 地表水平和垂直位移观测网及裂缝变形观测 点 ，用经纬仪和水准仪定期测量不稳定区边 坡岩体位移。测量结果用来确定在地表边界 和受精体影响的不稳定区地表边界，再同地 表工程地质调查相结合分析出滑体及其影响 边界面的工程地质特性 。 3 ． 1 位移监测网及监测结果 对滑体及其影响区，查清深部滑动面几 何形态及其工程地质特性是弄清边坡失稳机 制和稳定性计算分析 白最重要的探查项 目。 在勘查工程中布置 了 3 个测斜仪监测孔 ，分 别为 Z A一1 、Z B 一 2 、 z D一 3 ． 但由于不具备 施工条件而暂未施工 。另外布置的 3条勘查 平硐， 可作为地表现澳 l 尚难以判断不稳定区 纵深边界的补充 。 在滑体及其附近区域内布置了7 个岩移 监测点及7 条裂缝形观测点。 7 个岩移监测点的测量结果如下在 2 2 6 m 平台上的 2 2 61 点 ， 1 9 9 7年 1 1月 2 6日 l 9 9 8年 3月 1 8日．水平位移 8 5 ． 1 0 mm，垂 直位移 3 4 ． 5 0 ram ，其中垂直方向的位移为上 升；在同一平台的 2 2 6 2点，水平位移 9 8 5 ． 9 g ra m ． 垂直位移 一 3 8 8 ； 5 ra m ， 方向下沉； 在 2 5 0 m平 台上的 2 5 01点 ，水平 位移 一 4 6 9 ． 4 1 mm ． 垂直位移 一4 9 1 ． 5 ra m，方向下 沉，在共 7 次监测中下沉越来越大，没有上 升过；在同一平台上的 2 5 0 2点， 1 9 9 7年 1 1月 2 6日到 1 2月 1 7日共监测过两次．水 平位移 6 7 ． 5 ram ，垂直位移 一7 0 ra m，以后被 破坏 ； 2 6 21 点布置在 2 5 0 ～2 7 4 m 的的坡 面上， 1 9 9 7年 I 1月 2 6日到 1 9 9 8年 2月 L o 日 ， 水 平 位 移 4 61 ． 0 2 mm，垂 直 位 移 一 3 0 1 ． 1 mm． 下沉 ；在 2 7 4 m平台的 2 7 41 点， 1 9 9 7 年 1 1 月 2 6日到 1 9 9 8 年 3 月 1 8日， 基本上没有位移变化；在同一平台的2 7 4 ～ 2 点，水平位移 6 8 ． 1 3 ra m，垂直位移没有 ，说 明 2 7 4 m 以上的边坡是稳定的。 在 2 5 0 m平台的裂缝上 ，设置了 7条观 测点。1 1 裂缝 1 9 9 7 年 1 1 月2 4日到 1 2月 1 7日扩大 1 5 ra m ， 2 2裂缝扩大到 2 7 ram ， 3 0 裂 缝 扩 大 到 3 2 mm． 44裂 缝 扩 大 到 2 1 ． 5 ram ， 5 5裂缝在 2 5 0 2 7 4 m坡面上 ，扩 大到 1 9 8 ． 5 ram， 6 6裂缝 1 2月 9目到 1 2月 1 7日扩 大 到 7 ． 5 mf T l ， 7～7裂 缝 扩 大 到 3 ． 5 tu r n。 通过平硐揭露的断层有数条，断层宽 3 0 -- 5 0 c m，被石英云母绿泥石等碎屑充填，其 中F B 可能构成滑体侧面边界，F B 8 、F H g 地 构成滑面，其他主要破坏 了坡体 的完整性 ， 且几条断层大都为富水断层，可以断定 该 段边坡裂隙含水带的水位较高，地下水分布 很大程度上受节理裂隙的控制 ，且降低了不 连续面强度 。 在研究项 目刚刚开始 ，工程地质，水文 地质、 岩石力学试验、地下水渗流场三维有 限元分析等尚未完成的情况下，通过对滑体 及其周边岩体的稳定性监测，可以得出以下 几点结论 1 2 7 4 m上边坡是稳定的，不需要加 固 ； 2 2 5 0 2 7 4 m坡面上后缘张裂缝位移 变化较大 ．滑动带及最危险滑面的位置主要 集中在两个带 ，一是以 2 7 4 m为入 口的深层 滑动带．一是以2 2 6 m为入口的浅层l滑动带， 从 目前的位移发展趋势看 ，2 5 0 --2 7 4 m坡面 及 2 5 0 m平台裂缝位移较大，因此以2 7 4 m为 入 口的深层滑动带更为危险，滑坡出口位于 2 0 2 m以下 ，滑动范围较大。 一 2 2 有色矿山】 9 9 8 4 维普资讯 3 2 2 6 1 点的位移 比 2 2 62点的位 移要大，以及在 7 线左右的其他点位移量较 大．因此主滑动面方向可以确定 3 ． 2 应急性加固治理措施 根据监测结果实施以下应急性加固治理 措施 见图 2 图 2 7 一 9 线应急性加固治理 措施示意图 1 削坡、减载将原设计为 l 6 m的 2 2 6 m清扫平台，改为安全平台 ≥6 m ． 2 0 2 m 平台由安全平台加宽改为清扫平台； 2 预应力锚索共施工 1 l 0 根钢铰线 锚索，其中2 2 6 m平台 1 6 根， 2 0 2 m平台及 以上 4 4 根， 1 7 8 m平台及以上 5 0 根； 3 喷锚网支护在坡面较破碎的地段 采用锚喷网支护，在坡面岩体较完整的区段， 局部砂浆封闭裂隙； 4 截水沟2 5 0 ． 2 0 2 、1 7 8 m水平施 工截水沟，2 7 4 m水沟修复。应急性加固活 理措施，削除了滑坡进一步扩大的趋势，从 该段边坡的现状看．滑动特性较为明显．上 部张裂缝的发展延伸，局部滑动及塌落也时 有发生．对下部生产安全极为不利，影响台 阶的推进与靠帮；同时该段边若产生更大的 位移破坏．对 2 7 4 m以上部位及两侧边坡的 稳定性也不利。 应急性加固治理为滑坡体的深入研究及 永久性加固治理创造了条件。随着下部台阶 的推进与靠帮．要考虑到滑面从 1 5 4 、1 3 0 m 出口的问题，考虑到与永久性加固治理的衔 接，就必须待应急加固逐步进行 、 整个项目 更深入的研究之后，才能做出符合现场实际 情况的永久性加固措施 。 4 结 束语 总之，在滑体吸其周围区域快速建立监 测网，以监测为先导，先实施滑体应急加固 治理措施，在保证下部台阶安全生产及消除 滑坡进一步扩大的隐患的前提下，深入进行 工程地质调查和各项试验及计算分析工作． 然后进行永久性综合治理在我矿取得了良好 的效果 。 加固前后滑坡和不稳定边坡的稳定性评 价，因诸控制因素不确定．靠计算分析不一 定完全切合实际，是由于监测结果反映的是 工程地质、 岩体力学、地下水、 爆破动力等 各种因素的综合影响。 深部位移监测结果表 明，监测 ￡ 从上至下位移大小不～、方向不 同。 不仅岩性不同，位移变化不相同、即使 是同一岩性，由于地质条件、力学条件的控 制，岩石力学参数也不～样，位移也不相同。 因而根据监测结果进行稳定性分析更能符合 实际。以监测为先导，各项工作同监测结合， 把监测工作贯穿于边坡工程的全过程，是我 们露天矿山边坡技术与管理应采取的有效技 术途径 。 永平铜矿不稳定边坡治理初探朱贵镀 邮编3 3 4 5 o 6 维普资讯