矿山边坡稳定性分析及加固措施研究

季景山

（深圳市基础工程有限公司，广东 深圳 518001）

在矿山工程过程中，受到地形地质条件的影响，极易产生高陡边坡，影响着工程建设的安全性，影响工程经济效益。基于此，深度分析矿山边坡失稳的原因，提出边坡加固方法，有着重要的意义。

1 矿山边坡的稳定性影响因素分析

从边坡的实际情况来说，地质条件是主要影响因素，为内力因素。除此之外，人为因素以及内外应力因素等外力因素，也是造成边坡失稳的主要原因。具体包括以下因素：①岩土体的抗风化能力以及物理力学性质等；②岩层节理裂隙发育情况、分布规律等；③地下水分布以及流动状态等；④地形条件、地貌条件等。开展矿山边坡治理工作，要明确具体原因，结合工程实际情况，制定加固方案。

2 矿山边坡稳定性和加固实例分析

2.1 案例概述

以A项目为例，为矿山道路工程，长度为8.01km，矿山道路宽度范围为20m～40m，沿线南部临海，北部靠山，因为地理位置较为特殊，需要采取边坡防护措施。从勘察资料能够明确，在边坡内地层结构相对简单，依据地层岩性以及成因时代等划分，主要包括杂填土层、中风化安山岩层、强风化安山岩层。

2.2 边坡稳定性分析

采取平面滑动法，对边坡临空面，开展稳定性验算，边坡工程安全级别为二级。经过计算明确此边坡为临界稳定状态，受到外力作用，极易发生平面滑动问题，因此需要采取加固处理。拟采用锚杆支护的方法。具体分析如下：

（1）计算模型：使用FLAC有限差分软件，依据边坡特征，按照1∶1指标，构建计算模型。建模如下：国道和下部路基厚度参数为3m；国道路基下斜率为1∶0.7的边坡高度参数为20m，其下新建边沟后厚度参数为3m土层，模型总宽度参数为62m，由于锚索布置间距参数为2×3m，为节省计算时间，仅考虑在XZ平面内应力应变情况，在模型Y方向，选择3m为1个单元开展计算。

依据勘察资料，岩土体参数取值如下：1）强风化安山岩。重度参数为22kN·m-3；黏聚力参数为12kPa；内摩擦角参数为30°；弹性模量参数为600MPa；泊松比为0.40。2）中风化安山岩。重度参数为25kN·m-3；黏聚力参数为30kPa；内摩擦角参数为40°；弹性模量参数为1500MPa；泊松比为0.35。边坡模型网格，选择brick模块，总计分为2920个单元以及4635个节点。边坡岩土体使用Mojr Coulomb本构模型，只考虑自重应力。边坡使用锚杆加固法，锚固参数如下：横截面积为0.0004909m2；弹性模量参数为200GPa；水泥浆周长参数为0.2826m；水泥浆刚度为20MPa；水泥浆黏结力参数为100kN·m-1。

（2）计算结果：经过计算，此矿山工程边坡安全系数为1.145。从塑性区分布情况能够得知，边坡上部产生张拉破坏，深度约为2m，局部可以达到5m；边坡下部出现剪力破坏，同张拉破坏区域，形成破坏面。此边坡剪应变较大的部分为潜在滑动面。

2.3 加固效果

从加固前的竖向位移情况来说，前边坡坡面位置数值方向最大位移处于1/3坡高位置周围，最大位移达到9.69×10-2，并且岩土体失稳滑动趋势较为明显；经过加固后边坡坡面位置竖直方向最大位移位置没有发生明显变化，但是坡面位置竖直方向最大位移只有5×10-3m。采取锚杆加固处理后，此边坡的安全系数得以增加，增加48%左右，由此能够证明此加固法的应用，能够获得不错的加固效果。从施工监测数据来说，此边坡完成初期变形后，边坡坡体基本能够维持稳定状态。锚杆的应力变化，处于允许范围内，逐渐进入稳定状态[2]。

3 矿山边坡稳定性提升和加固措施

从矿山边坡加固实践来看，主要采取的加固措施如下：

（1）HDPE防渗膜护坡加固法。技术应用要点如下：①开展防渗膜铺设作业前，要做好边坡表面清理工作，使其保持平整度。②做好HDPE厚度把控，使其处于1.0mm左右。③覆盖防渗膜时，采取沟槽锚固法，做好加固处理。对于沟槽的深度，把控在0.5m左右；对于宽度控制为0.6m。④对于搭接部分，宽度把控为1m，保证接缝和坡脚线处于平行状态。在实际应用中，该方法操作简单，而且成本低，适用于各个类型边坡加固[3]。

（2）抗滑桩支护加固法。对于复杂破碎的露天边坡加固，常采用抗滑桩支护加固法，发挥着重要的作用，使得边坡不跟随破碎带移动产生滑动，引发塑性变形问题。为了保证其功能作用的发挥，要结合工程实际情况，设计抗滑桩支护方案，并且严格落实，保证加固效果。

（3）锚杆加固法。在矿山边坡中，采用锚杆加固法，能够保证边坡的稳定性，避免出现滑坡灾害。对于边坡加固处理，若想要提升牢固性，建议使用锚杆，通过克服断裂岩石锚杆向外的力，获得稳定斜率，使得边坡结构更加紧凑。

（4）排水措施。在矿山边坡加固施工中，常用的排水措施包括地表排水措施和坡内排水方法。运用坡内排水方法，要从工程具体情况出发，结合地质地貌以及边坡变化情况，设计加固方案。使用排水孔以及排水井等，降低边坡内部的地下水位。

（5）生态护坡技术。多采取以下措施：①种草防护。选择斜坡高度小于6m并且土壤条件较好的区域，开展种草防护。按照播种、沟播、喷播、植生带步骤，开展施工作业。②土工网植树防护。作为新型生物防护技术，土工网植树防护在岩土工程边坡加固处理中应用，发挥着积极的作用，能够减少坡面侵蚀，还能够形成良好的水环境和土壤环境。

4 结语

综上所述，在矿山工程边坡加固中，为了保证加固的效果，要做好边坡稳定性分析，合理设计加固方案。目前，在边坡加固中，采取HDPE防渗膜护坡加固法、抗滑桩支护加固法、锚杆加固法、生态护坡技术等，都能够获得不错的效果，为边坡加固提供了多样化选择。

[1]吴凯.岩土工程中边坡加固工程施工技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2016(6).

[2]马康.岩质陡边坡稳定性影响因素敏感性分析及治理对策研究[D].武汉科技大学,2016.

[3]黄振福.喷射混凝土在边坡治理和保护中的应用研究[J].大科技,2016(36).