石人沟铁矿充填站边坡治理方案

杜英男

摘要：石人沟铁矿充填站边坡是在特有环境下产生的，结合其工程特点提出了有效的治理方案，通过治理效果表明，方案合理，对类似工程有一定的指导作用。取得以下结论：（1） 总结分析了工程地质条件；（2） 提出了锚索加固+毛石混凝土护坡+堆渣压坡+部分堆渣注浆的边坡加固方案；（3） 分析了工程施工场地准备、确定了进场公路、施工材料及用水用电；（4） 制定了施工流程和安全保障措施。

关键词：石人沟铁矿 充填站 边坡 治理方案

中图分类号： TD854 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）07（c）-0000-00

1 工程背景

石人沟铁矿始建于1975年，先后经历了露天开采、地下一期、二期开采，地下三期将于2014年达产，开采历程见表1。

石人沟铁矿三期采用充填采矿法开采，采矿方法所需地表充填站建于一期副井东侧，充填站所在位置地表为掘井废石覆盖。场地于20世纪80年代采矿弃渣堆填而成，现场地西侧为大型露天采坑，采坑坑底标高约为+12.3m，充填站场地标高为+99.7m左右，边坡高度约为87.4m。边坡上部为采矿堆渣，堆渣主要以碎石为主，碎石直径约0.2～1m，碎石空隙间无充填物，局部夹薄层含碎石粉质粘土、建筑垃圾等，堆渣厚度7.0～17.0m不等。堆渣下部局部位置存在少量残积土，黄褐色，中密，干钻易钻进，含未完全风化的碎石块。边坡的岩体主要强风化或中风化片麻岩，灰褐色，风化裂隙很发育，岩体破碎。

根据工程地质条件、边坡几何特征，此次充填站外沿边坡稳定性研究选择了3个典型剖面进行分析，由东而西分别为A-A′、B-B′、C-C′。A-A′剖面为岩石边坡，+73.43m以上为强风化层；B-B′剖面+73.43m以上为堆渣及强风化岩边坡，堆渣厚度接近20m。C-C′剖面为堆渣边坡，边坡高度58m。采用极限平衡法对边坡进行稳定性分析，各剖面计算结果均小于允许安全系数，必须采取相应的工程措施来保证充填站外边坡稳定。

2治理方案

根据现场情况，采用锚索加固+毛石混凝土护坡+堆渣压坡+部分堆渣注浆方案进行边坡加固。A剖面整体边坡采用预应力锚索加固，+73.43m以上采取毛石混凝土护坡；B剖面+73.43m以上采取毛石混凝土护坡，对堆渣进行注浆处理；C剖面采用压坡措施。

2.1堆渣坡面修整及护坡

+73.43～99.4m之间的堆渣坡面进行修整，充填站正西侧边坡坡面面上堆积大量的堆渣，堆渣高度为26m，导致坡面上+73.43m平台中断，必须对此位置的堆渣进行清理，清理出+73.43m平台并留有7m左右的平台宽度。为了确保施工人员安全，堆渣边坡修整的总体边坡角不大于40°，边坡角大于40°的位置采取挂网喷浆护坡。

为了确保充填站外沿有5m的安全距离和边坡的稳定，充填站西侧边坡+73.43m以上的堆渣边坡进行修整后采取毛石混凝土护坡，毛石混凝土护坡台阶坡度按照45°进行设计，设计有4个台阶，在+77m、+83m、+89m标高处留有台阶，平台宽度一般1.0m，充填站北侧根据地形对平台宽度进行了适当的调整，毛石混凝土护坡的厚度根据开挖后的地形进行适当的调整。

充填站西南侧堆渣边坡采用堆渣进行压坡处理，堆渣必须采用采矿废石，堆渣中不得含有土等有机质。压坡的台阶高度一般为10m，分为8个台阶，台阶坡面角为38°，在+28.8m、+41m、+51m、+61m、+71m、+81m、+91m处留有平台，平台宽度分别为7.44m、5.56m、4.83m、5.00m、5.22m、5.18m、5.00m，边坡总体边坡角为30°。+81～99m之间采用块石护坡，护坡的厚度为500mm。

2.2预应力锚索加固

锚索在+41～+73.43m之间的台阶上布置，共布置5排锚索，锚索水平间距为4m。

2.3充填站基础注浆

在堆渣中采用边钻边灌法，为了防止造成钻孔坍塌，每钻进1.00m 注浆一次，钻孔采用直径76mm的金钢石钻头直孔钻进。基础外施工一排钻孔，钻孔间距为1.0m，采用间隔施工。外围注浆基本结束后，在伐板基础内部梁和梁之间的空隙以及柱周边进行钻孔注浆，钻孔间距根据实际情况设计为4.0m左右，堆渣注浆孔间距为5.0m。浆液的参数水泥：粉煤灰：水之比为1： 1：0.5，加入3‰的水玻璃。

3工程准备

3.1施工场地

此次加固工程施工场地在充填站西侧的露天采场边坡南帮+12.3m左右至+99.4m水平间的平台及台阶坡面上。台阶坡面受爆破及构造影响，其平整度不能满足框格梁施工要求的，需要进行清坡处理。

+73.43～+99.4m之间需要按施工图逐台阶清理，清理后进行毛石混凝土护坡处理。

3.2进场公路

+41m平台和充填站均能通车。

3.3施工材料

此次加固工程所用材料主要为：32.5MPa普硅水泥，φ25、φ18、φ8的螺纹钢筋或普通钢筋，φj15（7φ5）钢绞线，中粗砂，碎石、块石等。各种材料可用车辆直接运到施工现场。

3.4施工用水

施工用水在业主单位提供取水点接出并设计量装置，施工用水管线采用DN100的黑铁管作为主管，管线沿道路敷设，接入施工使用地点，支管采用DN50，每隔40m设置一只DN25的双嘴水龙头，作为现场施工用水。管线采用明铺与埋地相结合的方式，穿越道路处管线采取埋地敷设，并在管线穿越处做明显的标记。

3.5施工用电

由业主提供施工用电电源，现场设置施工用配电柜一个，供现场使用。

该标段施工用电负荷按200KVA考虑，施工电源电缆采用直埋方式敷设，穿越道路采用钢管作为套管进行埋设，在施工区域每隔50m设置一个300A的带计量装置的配电箱，作为现场用电接入装置。埋设电缆的线路上设明显的标志。

为保证现场的夜间照明，在施工现场不影响工程施工的地方设夜间照明灯灯塔，每座灯塔上设一只3kw照明灯。

4施工流程与安全措施

4.1施工流程

边坡治理包含5项工程：堆渣坡面修整及毛石混凝土护坡、压坡、预应力锚索加固、充填站基础注浆、水平排水孔。施工分四个阶段。第一个阶段为堆渣坡面修整、挂网喷浆及毛石混凝土护坡；第二个阶段为预应力锚索加固施工；第三阶段充填站西南侧边坡压坡；第四个阶段充填站基础注浆施工等。施工流程如图1所示。

图1 工程总体施工流程图

4.2安全措施

建立安全保障体系，切实抓好安全责任制。遵守有关国家安全规范和操作规程及业主对该工程安全工作的各项规定，切实开展安全活动，落实安全管理与监督手段，确保安全生产。参加本项工程的全部施工人员，正式上岗前，進行一次全面的安全教育，预应力锚索施工人员须经安全技术知识培训后，方可上岗作业。开工前进行详细的安全技术交底，并组织全体施工人员进行认真学习讨论。

5结语

边坡治理是一个综合的系统工程，该文结合工程特点提出了合理的治理方案，并给出了施工流程和安全保障措施，边坡治理后至今效果很好，对类似工程有借鉴和指导作用。

参考文献

[1]王建国，高全臣，常庆，等. 高陡边坡削帮减载技术优化[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2015，34（4）： 442-446.

[2]杨波，李强，孙姿.安图矿山边坡治理方案改进设计施工工艺与技术措施[J].吉林地质，2014，33（4）：120-124.

[3]张青成，王家磊，李德璇，等.露天矿山爆破振动影响因素分析研究[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2013，32（10）：1334-1338.