露天矿山滑坡的成因和治理措施

杨 煜

（山西三建集团有限公司， 山西 长治 046000）

1 工程概况

该工程位于山西大同市，原为露天开采煤矿，占地约为38000 亩，开采矿坑有11 个，滑坡点有32 处，滑坡区域面积达2200 亩。滑坡区下大部分有地下水渗出，表面植被和土壤破坏严重。

2 滑坡的定义和危害

2.1 滑坡的定义

滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致（2008 年国土资源部、水利部、地矿部地质灾害勘察规范）。

滑坡通俗的讲，是原地形的岩土体在雨水、河流和人类生产、生活等外力的作用下，岩土体沿坡体的内部软弱面出现整体性失稳现象。 滑坡是一种地质灾害，其发生受地质条件和自然力的作用，同时也受到人类工程活动的影响。

2.2 滑坡的危害

滑坡作为主要自然灾害之一，常常给工农业生产以及人民生命及财产造成巨大损失，有的甚至是毁灭性的灾难。 通过对32 处滑坡区的调查，造成周边村庄多数房屋裂缝、耕地坍陷、道路下陷、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等，有时造成停电、停水、威胁到矿山设施，厂房安全。并且除直接危害人类外，还常常产生一些次生灾害间接危害人类。

3 滑坡形成的原因

通过对该工程所有滑坡地区观察、采样、分析，发现滑坡形成的主要原因：一是受露天煤矿开采，山体地貌、岩土结构遭到严重破坏，造成原岩石土受力结构失衡、失稳，从而发生滑坡。二是受到雨水和地下水的影响而造成的。综合分析地形地貌、地质构造、岩土土质、水、人类活动是引发滑坡的主要因素。

1、地形地貌。多数滑坡地区陡峭、高差大，坡度角度大于45 度，最小高差71m，最大高差232 m。上部、中部都有较多规律、较连贯的裂缝。滑坡的形成还要满足斜坡具有一定的坡度、形态、高度，才能形成易于滑落的悬空面。易于发生滑坡地形的特点是上下陡峭，中间平缓，上部坡形呈环状。

2、地质构造。滑坡多处于破碎断层、节理发育、褶皱倾斜、岩层与线路走向接近的大倾角岩层上，是滑坡发生频率高的地质构造。斜坡上当岩石、土体被构造面切割成断裂状态是滑坡形成的重要原因，也是岩石、土体向下滑动形成滑坡的必要条件。由于断裂的构造面使得斜坡上的岩石、土体风化加剧，便于降水沿着断层流入，导致斜坡整体性被破坏，最终导致滑坡的产生。

3、岩土土质。滑坡发生的物质基础就是岩土，其结构与质量对滑坡的效果与形成有着关键影响。组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整，则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质，直接影响着滑速的高低，一般讲，滑坡面的力学强度越低，滑坡体的滑速也就越高。对于结构相对完整且外壳坚硬的岩土，抗剪与抗风化的强度大，其组成的斜坡具有良好的整体，因此不容易形成滑坡。反之，则容易发生滑坡。

4、水。包括地下水和地表水、雨水（或雪融水）等。水是形成滑坡现象的一个重要的诱因。地表水和地下水的不断渗入岩土体，使土的含水率增大，粘聚力降低，将斜坡的岩土进行软化，降低其强度，并产生水压力，增加岩土重量等作用，其中对岩石软化与降低强度方面的效果最为明显。

5、人类活动。人类的生产、生活活动是造成滑坡形成最普遍、最常见的外部因素，也是发生滑坡现象的一个重要人为诱因。像该工程原为露天煤矿，在开采过程中机械挖掘、人为爆破、在斜坡进行局部的加载减载等情况都是造成滑坡发生的主要原因。由于爆破产生振动，引起潜在易滑坡的斜体承受爆破产生的振动力，使斜体的稳定遭受破坏，从而引发滑坡，特别是软弱面的岩土斜坡更为明显。

4 治理措施

根据滑坡发生的原因，结合工程现场地形地貌和周边条件，以及相关治理经验，以降低岩土体滑动力，增加抗滑力和周边地形对滑动体的约束力，减少地下水和地面水对岩土体的影响为原则，来增大稳定系数，达到滑坡体稳定的目的。主要的治理措施有：

1、削坡卸载措施。削坡是从滑体至上而下清挖外运，减轻上部荷载，使其产生的滑动力减小，与下部岩土体的抗滑力平衡，达到稳定滑体的作用。该措施有经济、实用、施工方便的特点。岩体上部多为滑坡撕裂带，形成滑坡台地，高低跨参差不齐，危岩密集，可能产生崩塌。首先排除危岩、清理撕裂区域。其次，至上而下、分区分片清运滑体，削坡成“梯田”或“台阶”状。根据现场情况，确定坡度和高度，每道坡高度以10m 为宜，坡度越小越好。

2、强根固本措施。是对于滑体中、下部为了达到减缓滑动，增加抗滑力，通过岩土反压、注浆、设置抗滑挡墙、抗滑桩等方法，改善和增强滑体下部的整体稳定性，与周边和下面稳定岩土层形成整体，从而产生抗滑力和约束力的一种措施。

1）岩土反压。主要适用于推移式滑坡体，效果尤为显著，但受地形影响大。反压是在滑体前部抗滑地段采取加载措施以增大抗滑力，但反压部分填到坡趾的材料必须能反滤，需设置排水垫层，消除水的影响。

2）抗滑挡。抗滑挡墙借助于挡墙本身的重量，支挡滑体的剩余下滑力。通常挡墙是在缺乏使边坡延伸到足够长度的空间的情况下使用。在设计中还要考虑挡墙本身的稳定性，有必要采用多道挡墙或是多道扶壁来满足稳定性。

3）抗滑桩。是穿过滑体深入滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动。抗滑桩必须有足够的抗剪力，可与锚杆等复合使用，效果更好。抗滑桩具有破坏山体少、施工安全、工期短的优点，但造价比较高。

3、引流导水措施。地下水和地表水是诱发滑坡的主要因素。将地下水和地表水引出、有组织的排放，改变了水对岩土体的侵蚀，达到稳定滑体的作用。

1）地表导水。根据坡体地形设置集水沟、集水坑和排水槽，进行有组织排水，能减少地表水、雨水的下渗，减少了对坡体岩土的侵蚀和扰动。集水沟、集水坑和排水槽可采用砌砖、砌石或混凝土施工，该工程采用生态袋修筑。

2）地下水引流。在坡体上设置引流管，根据地下水的流量、流速、压力确定管径、深度和间距，将地下引流水排入地表导水系统。引流管以打孔钢管和PVC管为主。

5 结论

露天矿山滑坡是典型的由于人类生产活动诱发的自然现象，科学合理开采，坚持人与自然和谐共处是当代的主旋律。在滑坡治理过程中，坚持因地制宜、经济合理、就地取材的原则，根据现场条件，选择多种措施综合治理，效果会更加明显。