紫金山金铜矿一天门滑坡体防治对策

李瑞祥

(紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿)

紫金山金铜矿一天门滑坡体防治对策

李瑞祥

(紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿)

2014年下半年，紫金山金铜矿一天门滑坡体出现了开裂、松脱、变形、沉陷及多条裂缝，为此，对该滑坡产生裂缝的成因进行了现场调查分析，并采取了坡面清理、毛石混凝土挡墙、锚杆、框架梁、喷锚网、排水等防治工程。治理后经过稳定性监测，达到了预期的治理效果，有效保障了边坡上、下方构筑物的安全。

滑坡体 防治措施 位移监测

紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿位于福建省西南部的上杭县境内，是一特大型上金下铜的金铜共生矿床。金矿产于600 m标高以上的氧化带中，为特大型低品位氧化金矿；铜矿产于600 m标高以下的原生带中，为埋藏深、储量大、品位低的次火山高硫中低温热液特大型矿床，金矿体与铜矿体间有约50 m厚的无矿带。目前紫金山金矿累计探明黄金金属量约331 t，铜金属量约200.9万t，矿山可采金矿石还可供生产3 a，铜矿还可供生产26 a。紫金山金铜矿联合露天开采2014年采剥总量为3 487万m3，产金约10 t，产铜约38 000 t。

2014年7月，紫金山金铜矿一天门滑坡体上部605 m标高首次出现开裂、松脱、变形、沉陷及多条裂缝，滑坡后缘张拉裂缝5～30 cm，且均有增大趋势，公司宿舍楼和食堂排水沟也出现了开裂、石砌墙鼓胀碎裂、排水渠变形错位等现象。滑坡体中间喷浆坡面开裂严重，滑坡体下部588 m标高矿区主要运输公路出现滑动舌向外伸出，且有浑水渗出，安全隐患严重，必须对该滑坡体进行防治。

1 滑坡区地形地貌、气候环境条件

滑坡区处于低山半坡地段，地势较平坦，上部食堂(宿舍楼)高程为605 m，原地面标高约603.5 m，回填约1.5 m厚度；下部公路高程约588.0 m；在其北东侧4.5 m处有一条高约4～11 m的由强风化碎块状花岗岩构成的岩质边坡，最大坡角55°，无支护措施；南东侧为自然边坡，坡角30°～35°，坡面上残坡积较厚，厚度0.50～1.00 m，下部为强风化碎块状花岗岩，植被较发育；北侧为平地。滑坡区域边坡主要为杂填土，基岩为强风化碎块状花岗岩及第四系残坡积土，该滑坡体高约17 m，走向长约37 m。

紫金山矿区由于海拔较高，地形复杂，其气候条件变化较大，年降雨量1 500～1 900 mm,主要集中在4—9月份，占年降雨量的80%，3—4月多雨雾天，夏秋多飓风暴雨，常有灾害性风雨袭击，尤其是每年7、8月台风，容易引起山洪暴发，造成山体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。矿区地下水水位埋深变化大、径流短、排泄快，区内地表径流排泄条件好。大气降水是矿区充水的主要因素，矿区大部分为补给区，径流受风化─构造裂隙控制，以垂直径流为主，上部快下部慢，主要矿区内径流区与补给区基本一致。岩石富水性受风化程度及构造影响，其空间分布不均匀。

2 滑坡发育特征

从现场调查情况看，滑坡体上部(即滑坡后缘)局部出现沉陷、开裂、松脱及多条裂缝，裂隙宽5～30 cm，且具有不断增大趋势，并造成水沟开裂、沉陷及下沉；滑体中间喷浆坡面开裂严重；滑体下部(即滑坡前缘)出现滑动舌外伸现象，且有浑水渗出。滑坡体上部(滑坡后缘)与滑坡体下部(滑坡前缘)已贯通，现场监测情况表明，该滑坡体正处于蠕动阶段。滑坡体变化特征见图1。

边坡区的岩体裂隙较为发育，地下水渗透性较好，降水后地表水入渗地下，易沿层间破碎裂隙发育部位下渗，饱水后土层强度降低。由于坡体喷浆处排水设施不完善，致使该土质边坡第四系残坡积土含水量处于完全饱和状态，岩体内摩擦角和凝聚力急剧下降，使边坡易于下滑。

图1 滑坡体变化特征

3 滑坡体防治工程

滑坡体防治措施有毛石混凝土挡墙、锚杆、框架梁、喷锚网、排水设施等，其治理工程图如图2。

图2 滑坡治理工程剖面

3.1 毛石混凝土挡墙

采用自上而下、分区跳段的方式进行坡面清理，可采用人工或机械撬挖强风化层，不得使用爆破开挖，削方前做好管网和周边排水沟的保护，尽量减少开挖后边坡的暴露时间。

在边坡底部施工毛石混凝土挡土墙，采用锚杆加固。锚杆长3.0 m,入岩2.5 m，间距0.3～0.6 m,横向间距1.5～2.0 m,也可根据现场情况调整，误差小于30 cm；挡土墙下部凸台与路面基本一致，高600～700 mm，挡土墙放线施工外墙取直，分段挡土墙墙顶标高一致，墙后砂砾石回填密实，预留施工缝，缝宽20 mm，分缝长度不超过15 m；公路水沟以北设置毛石混凝土挡墙，高3.0 m，顶宽1.2 m，外坡1∶0.3，内坡垂直；排水沟净断面尺寸(宽×高)600 mm×600 mm。挡土墙断面形状、排水孔、回填等详见图3。

3.2 锚 杆

(1)锚杆钻孔。锚杆钻孔前，清除松动石块和碎石；成孔过程中做好锚杆钻孔施工记录，包括钻进孔深、钻进速度、岩粉、地下水情况等；锚杆孔位测放准确，与坡面角不小于15°，考虑到沉渣的影响，为确保锚杆长度，实际钻孔深度应大于设计深度0.4 m；成孔后用高压空气清孔，成孔禁止带水钻进；钻进中对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺等情况做现场记录，若遇到塌孔应立即停钻，处理后重新钻进。

图3 挡土墙结构(单位：mm)

(2)锚杆注浆。注浆后插入锚杆，使杆体始终处于钻孔中心；锚杆端部钢筋与框架梁主筋焊接或绑扎牢固；采用全长黏结性水泥砂浆锚杆，锚杆杆体采用φ25 mm螺纹钢焊接，锚杆上焊接支撑架，锚杆孔径110 mm，水平间距3 m；注浆材料选用水泥砂浆或纯水泥浆，必要时可加入一定量的外加剂或掺和料；注浆时宜边灌注边拔出注浆管，待浆液溢出孔口时全部拔出,浆液硬化后不能充满锚固体时应补浆。锚杆框架梁施工顺序为坡面清理—测放孔位—钻孔—锚杆制安—注浆—支模—绑扎钢筋—浇筑框架梁、肋—养护。

3.3 喷锚网

对加固治理区域实施喷锚网护坡，封闭边坡表面，喷锚网内的钢筋与挂网锚杆焊接形成支护整体。施工前应清除坡面上的松散体；挂网锚杆采用φ18 mm螺纹钢，间距2 m×2 m,长2 m、4 m交错梅花状布置,钢筋网间距200 mm×200 mm,采用φ6.5 mm钢筋；喷射混凝土厚100 mm,C20混凝土,注眼砂浆采用M30水泥砂浆；在喷锚边坡坡面上设置泄水孔，网度4 000 mm×4 000 mm，长200 mm，以利于坡面排水。坡面喷锚网布置图如图4所示。

3.4 钢筋混凝土框架梁

在坡面现浇钢筋混凝土框架或将预制好的钢筋混凝土构件铺设在坡面以形成框架，框架节点处可用锚杆或预应力锚索固定，钢筋混凝土框架对浅层岩土体和深层岩体都有加固作用。

本工程钢筋混凝土框架梁采用C30混凝土，横竖梁截面尺寸均为400 mm×400 mm，水平间距为3.0 m，每4排横梁配合3～4根竖梁为一个框架梁施工单元，预留20 mm伸缩缝，伸缩缝应位于两个节点的中间部位；框架梁主筋采用φ18 mm螺纹钢，钢筋保护层厚50 mm，对于坡面凸凹不平区域清理修整后，可顺坡面形态进行横竖梁支模、扎筋、浇混凝土，如图5所示。

图4 坡面喷锚网布置(单位：mm)

图5 框架梁布置(单位：mm)

3.5 排水设施

边坡疏排水以“截、排和疏”为原则。排水沟坡度不小于3%，排水沟上部、下部分别与原水沟衔接，排水沟内采用台阶跌水消能。排水沟施工后，靠坡面一侧采用C20混凝土填实，其中六层综合楼南侧平台处先用碎石回填。

4 边坡稳定性监测

治理后边坡如图6所示， 2014年10月对该边坡进行了踏勘与监测。布设5个监测点，分别为A1-1，A1-2，A1-3，B1-1，B1-2，1个工作基点A0，1个后视基准点A1。测点与基点观测桩均采用不锈钢材质的强制对中基座标准观测桩，最大对中误差为0.05 mm。监测点位布设如图7所示。

2014年11月启用标准监测桩进行位移沉降监测，截止2015年2月,累计监测5次，平均每月两次。采用全站仪三维坐标观测法，5个监测点的单次和累计位移量及时间曲线如图8所示。从图8可以看出，在本次监测周期内，5个监测点X值、Y值、Z值的累计变化量均在测量综合误差范围内呈离散形变化，其时间曲线均未出现线性增加或线性减小，在本次测量时间周期范围内均未出现明显位移和沉降，说明该边坡治理是成功的。

图6 治理效果

图7 监测点平面布置

图8 各监测点位移变化

5 结 语

紫金山金铜矿一天门滑坡体采取坡面清理、毛石混凝土挡墙、锚杆、框架梁、喷锚网、排水等工程措施治理，通过对治理后滑坡位移监测，验证了该边坡处于稳定状态，综合防治工程措施是成功的，取得了较好的治理效果。

2015-02-13)

李瑞祥(1971—)，男，高级工程师，注册安全工程师，364200 福建省上杭县。