浅谈湖南711矿山体滑坡群的成因及治理措施.pdf

第 1 6 卷第4期 2 0 0 5年1 2 月 中国地质灾害与防治学报 T h e C h in e s e J o u rn a l o f G e o lo g i c a l H a z a r d a n d C o n tr o lV.1.16 D ec .2 N o2 [115 浅谈湖南 7 1 1 矿山体滑坡群的成因及治理措施 毕忠伟’ .7 ， 丁德卑2 ， 杜震球“ ， 张志军‘ 1 .中南大学 资源与安全工程学院， 湖南 长沙4 1 0 0 8 3 ; 2 . 南华大学 建筑与资源环境工程学院， 湖南 衡阳4 2 1 0 0 1 摘要; 7 1 1 矿位于湖南省郴州市东北I l k .的许家洞镇。滑坡主要发生在7 1 1 矿主矿带斗岭组地层， 由3个滑坡体组成 滑坡群。斗岭组地层上搜第IN纪残坡积层， 斗岭组地层为隔水层。通过对发生在7 1 1矿山体上的滑坡群的勘探及降 雨和堆石的调查情况， 结合对边坡角的演化、 渗入坡体水的软化作用等因素的分析， 阐明了该滑坡群发生的主要原因 是废石堆置超荷、 降雨通过第四纪土层的垂直入渗后在斗岭组和残坡积层之间形成软弱带。同时采矿中经常性的爆 破震动也是诱发滑坡的原因之一。最后对滑坡群提出了刷方减重、 埋设抗滑桩等治理方案。 关健词 滑坡群成因 土质滑坡; 机制分析; 滑坡治理; 7 1 1 矿山; 湖南 立查编号 1 0 0 3 - 8 0 3 5 2 0 0 5 0 4 - 0 0 5 0 - 0 3中图分类号二 】 6 4 2 .2 ; X 7 5 1文献标识码; R 0 引言 由于滑坡地质体的复杂性和不确定性， 使得整治 工程设计必须在对滑坡性质、 滑面位置、 滑带土强度 参数确定的基础上进行。只有查明滑坡体工程地质 条件， 方可充分发挥滑坡岩土体的自稳能力， 依据滑 坡性质、 主控因素、 滑动面位置与形状及滑带土强度 特征等情况提出经济、 合理的治理方案。本文根据 7 1 1 矿滑坡群的工程地质条件和滑移现场检测， 对滑 坡群提出了 刷方减重、 埋设抗滑桩等治理方案[ 1 - 6 ; 1 . 2 滑坡的工程地质 工招 、 UI V 滑坡均分布于金银寨东麓。地层 从上往下依次为 1 坡积物， 岩性为第四系浅棕红色 粉质粘土夹碎石及采矿倾倒的废石。 2 灰白色、 浅 黄色粉质粘土夹碎石的残积层。 3 灰黑色二迭系斗 岭组泥质砂岩、 页岩、 板岩。坡向与岩层倾向相同。 滑坡位置与工程地质条件 1 . 1 滑坡位置 7 1 1 矿位于湖南省郴州市东北 I l k .的许家洞 镇[7 1 滑坡主 要发生在7 1 1 矿主矿带斗岭组地层， 由3 个滑坡体组成滑坡群。滑坡体上存在“ 马刀树” ， 稳定 状况较差， 滑坡平面位置见图 t o 图 1 7 n矿山体滑坡群平面图 1 5 g . 1 T h e m a p o f la n d s l id e g r o u p in 7 1 1 m i n e 2 滑坡特征 1“ 滑坡位于金银寨东麓的5 0 0 千瓦风机房一 带， 1 9 7 6 年春开始滑动， 风机房地板及墙壁开裂， 1 9 8 3 年开始滑动。滑坡平面形态不规则， 其后段分离成两 个滑体， 即5 0 0 0 千瓦风机房滑体和2 0 0 1 千瓦风机房 滑体。两个滑体在滑坡中部会合变窄， 宽仅 1 4 0 m ， 往 下呈扇形展开， 最宽2 5 0 .， 形成前段滑体。滑坡东西 长 4 0 0 . ， 总面积 9 万 讨。根据勘察， 滑体厚度平均 1 0 . ， 体积约9 0 万 耐， 该滑坡主滑坡方向9 1 0 ， 该滑体 中的8 “ 观测点在1 9 7 6 - 1 9 8 8 年滑移 距离为7 7 1 9 m m , 滑速为5 6 m m / 月， 其中 1 9 8 7年 8月 一1 9 8 8年 5 月滑 移距离为6 3 0 m m , 滑速为 7 0 m m / 月。 II“ 滑坡位于 1 “ 滑坡北面的同一山坡， 1 9 8 4年6 月开始滑动， 滑动一产生便活动剧烈。其后段陡， 前 段缓， 平面如扇形， 东西长 l o o m， 南北宽4 0 一8 0 m ， 面 积约为6 0 0 0 耐， 滑体厚度平均5 m ， 体积约3 万衬， 该 收稿日期二 2 0 0 4 - 1 2 - 2 4 ; 修回日期2 0 0 5 - 0 4 - 1 7 基金项目 湖南省教育厅资助项目 0 4 C 5 4 4 作者简介 毕忠伟 1 9 7 6 - ， 男， 硕士， 讲师， 中南大学在读博 士研究生， 主要从事采矿工程以及岩石力学方向的 研 究 工 作 . 第 4期毕忠伟， 等 浅谈湖南7 n矿山体滑坡群的成因及治理措施 滑坡主滑坡方向6 9 0 ， 该滑体中部的 3 6 ‘ 观测点， 1 9 8 4 一1 9 8 7年滑移距 离为 6 0 4 0 m m, 滑速为 1 4 7 m m / 月。 II“ 滑坡直接威胁到6 . 材料库和 I. 机修房， 潜在威 胁其坡下 l o o m的8 . 工业场地。 I‘ 、 n， 滑坡性质基本相同， 表面特征相似。滑 坡周围裂缝成圆椅状 ， 滑坡后壁为陡坎， 前缘滑舌十 分明显。盘山公路的排水沟等受挤压破坏的痕迹随 处 可见 。 D [ . 滑坡位于II“ 滑坡坡下， 水平距离 l o o m ， 面 积约7 0 0 0 甘， 滑体厚度不详。滑坡裂缝明显， 土体、 护坡、 水沟开裂， 临近绞车房等建筑物开裂， 地板鼓 翘， 其地形三面开挖到基岩而形成陡坡， 一面未开挖 的是向下的陡坡。其坡下为 i l l 坑口， 如果滑动可能 引起基岩滑移。根据观测， 大多数观测点变化较小， 只有3 2 “ 和 7 4 “ 点变化较明显， 其中 3 2 “ 点 1 9 8 4 1 9 8 8 年水平位移 3 9 . 6 m m， 下沉 1 0 . 3 m m, 7 4 点 1 9 8 7 年 3月 一1 9 8 8年 1月水 平 位移 3 4 . 2 - ， 下沉 1 7. 6 m . 据 。滑坡体 的整治措施 一般包括 坡排水 、 减载 、 支挡 及改善滑带的力学性质等。该滑坡体的坡面总体坡 度大体一致， 滑坡体厚度和后部的第四系覆盖层的厚 度相当， 如采用开挖滑坡体坡度较陡部位， 对滑坡体 采用减载方式， 可能增高地下水位， 并且也危及滑坡 体后部的第四系物的稳定， 因此不适合采用大面积的 开挖 。由于滑坡体方 量大 ， 厚度大 ， 而上部 为非常破 碎 的材料 ， 因此不宜采用 预应力锚索 、 阻滑 键和灌浆 等措施对 滑带进行加 固处理 。 表 1 7 1 1 矿 滑 坡 群 的 工 程 地 质 力 学 参 数 T a b l e 1 T h e me c h a n i c a l p a r a m e te r s o f la n d s l id e g r o u p is 7 1 1 m i n e 比重 1 N 1 ,n 3 2. 7 6 一2 . 7 7 2. 7 3 - 2 和; 塑 性指数粘聚 力 M P . 内靡 擦角 o 粘 土 砂 质 枯 土 2 6. 2 4 -2 6 . 7 1 x . 8 6 一2 0 . 4 0 . 0 3 0 2 1 】 一 0 2 62 0.1817 滑坡成因分析 I.. II“. ll [ 滑坡成因分析 3 . 1 . 1 地层岩性 上部为第四纪坡残积层， 下覆地层 为二迭系泥页岩。基岩岩层倾向与坡向一致。降水 长期垂直渗人坡积层， 而下覆的二迭系泥页岩为不透 水层。其结果是不仅增加了坡体重度， 还在泥页岩与 残积层间使粉质粘土浸泡软化， 其抗剪强度降低形成 软弱层 。 3 . 1 . 2 7 1 1 矿3 0 多 年来采矿活动中， 约有6 万亩采 矿剥离的土与废石堆积于该滑坡体一带， 加大了负 荷， 增强了下滑趋势。 3 . 1 . 3 6万 耐 的废土、 废石随意堆积破坏了原始地 貌与植被、 阻滞降水、 地面片流的速度， 增强片流垂直 渗量， 并且垂直人渗的水遇泥页岩改变为沿基岩层面 径流， 浸泡残积层使之泥化、 软化， 从而减少其摩擦角 与粘聚力 ， 形成软弱层 。 4 滑坡的治理 4 . 1治理依据 根据 建筑地基基础设计规范 ， 本工程设计为三 级建筑物， 其设计安全系数取为 1 . 0 5 。采用规范规 定的不平衡推力法用典型剖面进行剩余下滑力计算， 并结合第 四系覆 盖层进行稳 定分区 ， 作 为整治设计依 4 . 2 治理措施 根据滑坡体的工程地质条件及地形特点， 治理方 案 拟 采 用以 排 水和 支 挡 相 结 合的 方 式 [ x . 9 [ 4 . 2 . 1 为防止地表水人渗， 依据坡体的走向， 充分利 用天然冲沟在坡顶砌筑排水沟， 将降水引离滑坡体。 4 . 2 . 2 对于坡面很陡的地方， 为防止该处经常的垮 塌或被雨水冲刷， 砌筑挡土墙， 挡土墙基础建在原滑 动 面以下 的二迭 系泥岩 中。 4 .2 . 3 刷方减重， II“ 滑坡刷方减重 3 0 0 0 耐 ， 滑坡基 本停止 。 4 .2 . 4 埋设抗滑桩。根据下滑力的大小， 施工抗滑 桩， 抗滑桩进人滑动面以下的长度与滑动面上的滑体 厚度相当。IJ 滑坡在风机房周围施工5根抗滑桩， 选取 l m x l m截面尺寸的的抗滑桩。滑动基本趋于 停止 。 4 . 3治理效果 4 . 3 . 1 滑坡治理排水工程充分利用天然冲沟在坡顶 砌筑排水沟， 将降水引离滑坡体。该排水系统不仅能 有效地排除地表水， 且排水沟的设置主要占用荒地、 少量耕地， 因此达到了经济、 合理的目的。 4 . 3 . 2 抗滑体， 在地表排水设施建筑后， 滑坡体内下 滑力大大降低， 每米单宽最大下滑力降为 1 0 0 0 k N左 右。根据下滑力的大小， 设置一排抗滑桩。滑动基本 趋于停止。至今没有发生过滑坡现象。 5 结论 滑坡 的变形和 失稳从根本 上说是 滑坡 自身求得 中国地质灾害与防治学报 Z HON CGU O DI ZHI ZA T HA I YU F A NG ZH I XU EB AO 2 0 0 5年 稳定状态的自 然调整过程， 而协助它趋于稳定的作用 因素有自然因素和人类的活动因素。滑坡的治理应 遵循顺应性准则和协调性原则。该滑坡失稳的主要 原因是废石堆置超荷和降雨通过第四纪土层垂直人 渗， 在斗岭组和残坡积层之间形成软弱带， 降低了抗 剪强度。因此， 该滑坡的滑动机制是清晰的， 其边界 也非常明了。由此提出的治理方案也是非常有效的 和可行的。同时经过几个雨季的考验， 未发生任何病 害， 说明对滑坡的治理措施是安全可靠的， 达到了预 期的 目的 [ 2 1 [ 3 ] 参 考 文 献 [ t ] 张均锋， 丁桦， 白金泽 奉节白衣庵老苍屋新滑坡成因分 析I l l . 岩土力学,2 0 0 4 , 2 5 11 1 8 4 1 一 1 9 4 4 . 一 刘传正， 李瑞敏， 李铁锋， 等. 三峡库区白衣庵滑坡防治 工程研究L l ] . 中国地质灾害与防治学报, 2 0 0 3 , 1 4 1 4 8 一5 4. 吴宝和 地表水和地下水对岩质边坡稳定性影响及防渗 lf 4[ l l . 中国地质灾害与防治学报, 2 0 0 3 , 1 4 3 1 4 0- 1 4 1. 尉希成. 支挡结构设计手册仁 M]北京 中国建筑工业出 版 社1 9 9 7 . 1 2 7 一1 3 6 文浩雄， 田军， 刘晓明. 岩质边坡滑坡整治中锚杆加固的 设计应用I I I . 中南公路工程， 2 0 0 4 , 2 9 1 7 8 . 王志旺， 张保军， 马水山 台子上滑坡深部位移监测及成 因研究【 别一 长江科学院院报, 2 0 0 3 , 1 2 6 - 2 8 . 段仲沉 工程地质实习教程[ M]长沙 国防科技大学出 版社 3 0 0 3 G B 5 0 3 3 0 - 2 0 0 2 , 建筑边坡工程技术规范[ S ] . G B 5 0 0 2 1 - 2 0 0 1 , 岩土工程勘察规范[ S ] 叫圈困， A n a l y s i s a n d t r e a t m e n t o f l a n d s l i d e g r o u p i n 7 1 1 Mi n e B I Z h o n g - w e i ， D I N G D e - x i n， D U Z h e n - g i u 2 ， Z H A N G Z h i - j u n 1 . S c h o o l o f R e s o u r c e s 2 . S c h o o l o f A r c h i te c t u r e R e s o u r c e s s u i t s l o p e ; m e c h a n is m a n a l y s i s ; l a n d s l i d e t r e a t m e n t ; 7 1 1 M i n e ; H u n a n P ro v in c e 上接第 4 9页 T h e i n t e g r a t e d e v a l u a t i o n o f t h e mi n e s g e o l o g i c a l e n v i r o n m e n t i n H e i l o n 幻 i a n g P r o v i n c e G UO C h a rt - ti n H e i lo n gj i a n g P ro v i n c i a l C e e - e n v i ro n m e n t M o n it o r i n g S ta ti o n . H a r r b i n 1 5 0 0 [ ， C h in a A b s t r a c t B a a e d o n t h e d a t a f ro m H e i l o n g j i a n g p ro v in c ia l m i n e s g e o - e n v iron m e n ta l in v e s t i g a t i o n , s o m e f a c t o r s t h a t i m p a c t m i n e s g e o - e n v i ro n m e n t w e re d e t e r m i n e d . T h e q u a n t i ta t i v e e v a l u a t i o n t o re g io n a l m i n e s g e o - e n v i r o n m e n t w a s m a d e b y t h e m e t h o d o f h a r a s s in g c o e ff i c i e n t . I t w a s d i v id e d i n t o f o u r g r a d e s s e ri o u s l y d e s tr o y e d g r a d e , m e d i u m d e s t ro y e d g r a d e , l i g h t d e s t r o y e d g r a d e a n d u n d e s t ro y e d . T h e r e s u l t s a n d c o n c l u s i o n s p ro v i d e t h e s c ie n t i fi c b a s i s to g o v e rnm e n t f o r m i n e s g e o - e n v i r - o n me n t p rot e c t io n a n d c o n t rol K e y w o r d s n u n e ; g e o l o g i c a l ; h a r a s s i n g c o e f f i c i e n t m e t h o d ; e n v i r o n m e n t ; i n t e g r a te d e v a l u a t io n ; H e il o n g ji m tg P ro v i n c e