抚顺市西露天矿南帮滑坡特征分析及治理建议

孙利　刘宝华　滕超　王雷

【摘要】通过对抚顺市西露天矿南帮滑坡进行地质灾害调查和工程地质条件勘查的基础上，阐述了该滑坡的地形地貌和范围、岩土组成及滑动面的识别、地质构造、水文地质条件，分析典型剖面E1200的變形特征和稳定性，并提出了以压脚、削坡为主的滑坡治理方案，对类似工程建设具有借鉴意义。

【关键词】滑坡；分析；特征；稳定性；治理；

1.引言

抚顺市西露天矿南帮高陡边坡，总体坡度19°～27°左右，南帮垂直深度达400～500m。最初，出现多处地表开裂，并由单一点状向线状发展。目前，两条主裂缝东西向延展约3.1km，形成滑坡后缘洼地。滑坡体的前缘以抬升运动为主，后缘及中部以沉降运动为主。本文将分析该滑坡特征，对典型剖面E1200的变形特征和稳定性进行分析，并提出治理措施建议。

2.滑坡工程地质条件

2.1 地形地貌和滑坡范围

抚顺市西露天矿位于抚顺市市区西南部，开采于1901年，矿坑东西长6.6km，南北宽2.2km，总面积为14.52km2。南帮高陡边坡，垂直深度约400～500 m，自然坡度为19°～27°，矿坑最低标高为-325 m。

目前，滑坡体南北纵长1200～1500m，东西向宽约3100m，滑坡体面积3.38km2。滑面埋深大于50m，呈椭圆形，为深层滑坡，滑坡体主滑方向为向北滑移。

滑坡变形体位于西露天矿南帮W700～E2200区域，主变形区在E200～E1200之间；前缘位于西露天矿坑底部；后缘沿两条主裂缝东西向展布，长约3100m；东部边界以F5断层为界；西部边界从滑坡后缘在水厂以北（W500附近）起始向北西向偏转，向矿坑下延伸[1]。

2.2 地层岩性及滑动面的识别

抚顺市西露天矿南帮地层由上至下主要为：杂填土、凝灰岩、玄武岩夹凝灰岩、玄武岩夹煤线、玄武岩、花岗片麻岩。

该滑坡不仅规模巨大，而且地层结构复杂，有多个滑动面组成[2]。滑动面大体出现在三个部位，即新老地层不整合接触部位、玄武岩与凝灰岩软硬岩接触部位、玄武岩夹煤系地层部位。这三个部位大都有破碎带出现，并有泥化夹层相伴出现。

2.3 地质构造

位于中朝准地台（Ⅰ）、胶辽台隆（Ⅰ1）、铁岭—靖宇台拱（Ⅰ11）、抚顺凸起（Ⅰ11-4）的北缘，距离浑河断裂南约1.5km。南帮受矿区主要断裂的影响，有许多纵向和横向断层，而且有特殊的背斜倾伏和褶曲，构造比较复杂。主要构造有东西向断裂构造（F2）、西露天矿东部北西—南东向断裂构造（F5）及中部F5次生断层F5-1、F5-2、F5-3。

2.4水文地质条件

滑坡区位于千台山北麓、西露天矿南帮，汇水面积较大。主要为基岩裂隙水，对滑坡起到软化、降低强度的作用。主要来源为大气降水，沿松散的岩土体下渗，向坡脚径流。

3.E1200剖面的变化特征分析和稳定性评价

3.1 E1200剖面的变化特征分析

该剖面的变化特征分析分为定量分析与定性分析两部分。

1）定量分析：E1200剖面上布置了3个实时监测点和3个静态GPS监测点。据2003年以来动态监测的数据显示，这些监测点的水平方向变化速率均较大，北偏西方向运动。其中GPS0-4和SSE12-1位于滑坡后缘，垂直方向变化以沉降为主；SS12-2 、SS12-3和 GPS0-6位于滑坡中部，垂直方向变化以沉降为主； GPS0-7位于滑坡中下部，垂直方向变化以抬升为主。（见表1）

2）定性分析：E1200剖面的滑坡特征较明显。后缘由最初的地裂缝被拉张形成断陷洼地，宽约60m～180m；中部有明显的砌体、坡体被拉裂现象；前缘在坑底出现鼓胀变形，在原309泵站附近可见高差1～2m的显著鼓胀变形，鼓胀裂隙发育，坡脚处局部有垮落，鼓胀裂隙和鼓胀变形继续向西北方向延伸，为了安全，该矿拆除原309泵站，并在坡体中下部进行回填压脚。之后，回填压脚效果并未及时显现，鼓胀继续发展，在E600-E900之间出现鼓丘和鼓胀裂隙[3] [4]。

3.2 E1200剖面的稳定系数计算

本文采用Sarma法和传递系数法对E1200剖面的潜在滑动面进行稳定性计算。

Sarma法对岩土体都适用，是适用于任何形状滑动面的半精确条分方法。它假定条块之间的水平作用力与垂直作用力之比满足摩尔—库仑准则[5]。

传递系数法是视滑坡体为理想刚塑材料，滑动面的破坏服从摩尔-库伦准则；条块间的作用力合力（剩余下滑力）方向与滑动面倾角一致，剩余下滑力为负值时则传递的剩余下滑力为零；沿整个滑动面满足静力的平衡条件，但不满足力矩平衡条件[6]。

根据地层情况，将E1200剖面分别划分为5个潜在滑动面（如图1）。对每一个潜在滑动面用Sarma法和传递系数法进行稳定性计算。

E1200剖面稳定性系数在0.998至1.058之间，根据《滑坡防治工程勘查规范》，可知西露天矿南帮E1200剖面处于变形-滑动阶段。

4.治理建议

1） 排水工程。首先，拦截、旁引滑坡范围外的地表水，使其不进入滑坡区。在紧邻滑坡界外处修建环形截水沟。可在拉裂槽内铺设塑料薄膜等施设把水接住，使其不下渗，然后将其引出。

其次，滑坡体内充分利用自然沟谷，修建排水沟排水。对于坑底的雨水，利用明沟或渗沟尽快排出[7]。

2）削坡压脚工程。首先，应在滑坡后缘的上部进行削坡，减少荷载，减小下滑力。其次，做好坑底的南北贯通式回填压脚工作，增大下滑阻力[8]。

5.结论

本文阐述了抚顺市西露天矿南帮滑坡的特征，分析了典型的E1200剖面的变化特征，运用Sarma法和传递系数法对E1200剖面进行稳定性计算，得出其处于不稳定状态的结论，并结合野外工程实际，提出了切实可行的治理措施。

参考文献

[1] 晏同珍、杨顺安、方云.滑坡学[M].北京：中国地质大学出版社，2000.

[2] 刘红星、苏爱军、王永平等.软弱夹层对斜坡稳定性影响分析[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2004，28（5）：766-770

[3] 成国文，李晓等.重庆涪陵五中滑坡特征及成因分析 [J].工程地质学报，2009，17（2）：220-227.

[4] 贺宁.SARMA条分法分析土坡稳定性[J].公路与汽运，2007，5（3）：112-113.

[5] 夏艳华，白世伟.传递系数法在滑坡治理削坡方案设计中的应用[J].岩石力学与工程学报，2008，27（1）：3281-3285.

[6] 刘宝臣，王威，李成昌.藤州中学滑坡特征及稳定性评价[J].地质灾害与环境保护，2010，21（1）：54-57.

[7] 李守定，李晓，董艳辉，刘艳辉，吴疆.重庆万州吉安滑坡特征与成因研究[J].岩石力学与工程学报，2005，24（17）：3160-3164.

[8] 缪卫东.西安市白鹿塬滑坡特征及成因分析[J].防灾减灾工程学报，2007，27（1）：80-85.