陳清圳

(廈門(mén)地質(zhì)工程勘察院，福建 廈門(mén) 361000)

對(duì)復(fù)雜型破碎露天邊坡應(yīng)用綜合加固技術(shù)的研究

陳清圳

(廈門(mén)地質(zhì)工程勘察院，福建 廈門(mén) 361000)

文章分析了復(fù)雜破碎露天邊坡的破壞形式，探析了綜合加固技術(shù)在復(fù)雜破碎露天邊加固防護(hù)中的應(yīng)用，旨在為復(fù)雜破碎露天邊坡加固施工人員提供一定的參考。

復(fù)雜破碎露天邊坡;綜合加固技術(shù)

一、前言

在礦山露天開(kāi)采的過(guò)程中，邊坡穩(wěn)定性和礦山的經(jīng)濟(jì)與安全存在密切的聯(lián)系，如果忽視邊坡防護(hù)工作，將會(huì)給礦山開(kāi)采企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員損失［1］。因此，在開(kāi)采的過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)邊坡的加固防護(hù)，尤其是復(fù)雜破損露天邊坡，只有做好加固防護(hù)工作，才能夠?yàn)榈V山開(kāi)采工作提供一個(gè)安全的工作環(huán)境，保證開(kāi)采工作的穩(wěn)定性、安全性以及穩(wěn)定性，同時(shí)降低對(duì)環(huán)境造成的破壞。

二、復(fù)雜破碎露天邊坡的破壞形式

(1)松散土體整體滑坡。該種破壞形式對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較大，尤其是在多雨天氣或者比較濕潤(rùn)的氣候下，整體滑坡出現(xiàn)的概率相對(duì)較大。導(dǎo)致出現(xiàn)該種破壞的原因不僅僅受到氣候因素的影響，還有在開(kāi)采的過(guò)程中，破壞了底部巖層，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低、土質(zhì)疏松，不能夠承受上層巖層的重量，當(dāng)下雨之后，會(huì)破壞整個(gè)巖體的平衡，導(dǎo)致土體出現(xiàn)整體滑坡的問(wèn)題。

(2)傾倒滑坡。該種破壞形式是由于在開(kāi)采礦石的過(guò)程中采用不合適的開(kāi)采方法造成的，例如，在開(kāi)采的過(guò)程中采用爆破開(kāi)采方式，將會(huì)嚴(yán)重的影響巖石的平衡與穩(wěn)定性，導(dǎo)致巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)被改變，當(dāng)受到外力影響時(shí)，高度比較高的地方非常容易出現(xiàn)傾斜滑坡，該種滑坡的危險(xiǎn)程度相對(duì)較高，如果在開(kāi)采的過(guò)程中出現(xiàn)該種滑坡破壞，將會(huì)降低開(kāi)采的安全性與穩(wěn)定性，造成嚴(yán)重的人員傷亡。此外，傾倒滑坡的方向和巖體分布狀況存在一定的關(guān)系，當(dāng)巖體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化之后，巖體會(huì)向著結(jié)構(gòu)變化的方向發(fā)生坍塌。因此，在開(kāi)采的過(guò)程中，為了防止出現(xiàn)該種滑坡破壞現(xiàn)象，在開(kāi)采之前應(yīng)該對(duì)巖體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的調(diào)查，并且在開(kāi)采的過(guò)程中防止破壞巖體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

(3)楔形體滑坡。由于巖層之間的密度存在一定的差異，因此相鄰兩個(gè)巖層的穩(wěn)定性相對(duì)較低，如果在相鄰的兩個(gè)巖層進(jìn)行開(kāi)采，將會(huì)影響整個(gè)巖層的穩(wěn)定性與平衡性，該種現(xiàn)象不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的滑坡破壞，但是會(huì)導(dǎo)致巖體出現(xiàn)下沉的問(wèn)題。在遇到下雨天時(shí)，這些破碎的巖層會(huì)被雨水沖斷，從而導(dǎo)致巖層出現(xiàn)楔形滑坡，如果沒(méi)有采取有效的措施進(jìn)行處理就繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)采，將會(huì)加劇巖層的斷裂，影響巖層的平衡性與穩(wěn)定性。

三、復(fù)雜破碎露天邊坡中綜合加固技術(shù)的應(yīng)用

(1)HDPE防滲膜護(hù)坡加固技術(shù)。HDPE防滲膜護(hù)坡加固技術(shù)在復(fù)雜破碎露天邊坡中應(yīng)用的原理表現(xiàn)為:防滲膜可以防止雨水進(jìn)入到土體，避免松散土在雨水的作用下，影響土體的強(qiáng)度以及穩(wěn)定，防止滑移面力學(xué)參數(shù)降低或者自重增加導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低而出現(xiàn)整體滑移。通過(guò)將HDPE防滲膜護(hù)坡加固技術(shù)應(yīng)用在復(fù)雜破碎露天邊坡中，即使在雨水的作用下邊坡出現(xiàn)較大范圍的貫通裂縫，也能夠防止邊坡出現(xiàn)滑移的問(wèn)題。在采用HDPE防滲膜護(hù)坡加固技術(shù)時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):在敷設(shè)防滲膜之前，應(yīng)該講坡面整平，防止出現(xiàn)尖突，然后再用防滲膜覆蓋松散土體;HDPE防滲膜的厚度通常為1.0mm;在用HDPE防滲膜覆蓋土體時(shí)，應(yīng)該采用溝槽錨固法進(jìn)行定，錨固溝槽的深度為0.5m、寬度為0.6m;防滲膜的搭接寬度通常為1m左右，接縫和坡腳線平行。同時(shí)，由于HDPE防滲膜的施工工藝簡(jiǎn)單、牢固性好、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，致使其被廣泛的推廣和應(yīng)用在復(fù)雜破碎露天邊坡加固方式中。

(2)抗滑樁支護(hù)加固技術(shù)?？够瑯吨ёo(hù)加固技術(shù)在復(fù)雜破碎露天邊路中的應(yīng)用原理表現(xiàn)為:抗滑樁能夠抵抗邊坡滑動(dòng)時(shí)沿著破碎帶滑動(dòng)導(dǎo)致滑面出現(xiàn)塑性變形產(chǎn)生的彎矩以及滑面產(chǎn)生的剪力，并且抗滑樁在灌漿的過(guò)程中，水泥能夠滲透到巖體裂縫中，這對(duì)于提高巖體的平衡性、整體性以及穩(wěn)定性具有非常重要的作用，該種加固方式屬于被動(dòng)應(yīng)力加固。復(fù)雜破碎露天邊坡在采用抗滑樁支護(hù)加固技術(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面:根據(jù)韓斌［2］等人論述，抗滑樁孔的孔向和地面垂直，孔深一般為9m、直徑為114mm左右;抗滑樁采用長(zhǎng)度為9m、厚度為4mm、外徑為78mm的鋼管，鋼管外側(cè)澆筑水泥漿的水灰比為0.35;注漿管必須插入到孔底，然后按照先灌注內(nèi)測(cè)、后灌注孔壁間隙的順序進(jìn)行灌漿;坡頂線和抗滑樁之間的間距為1.5m左右?？够瑯毒哂惺┕すに嚭?jiǎn)單以及加固效果好等眾多優(yōu)點(diǎn)，然后再結(jié)合高抗彎強(qiáng)度工字鋼、高壓注漿等方式，能夠顯著的提高抗滑樁的加固效果。

(3)噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)。噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)在復(fù)雜破碎露天邊坡中應(yīng)用的原理表現(xiàn)為:通過(guò)采用噴錨網(wǎng)進(jìn)行加固，能夠有效的提高支護(hù)區(qū)域內(nèi)巖體的強(qiáng)度，避免巖體風(fēng)化崩解以及巖層失穩(wěn)脫落現(xiàn)象的發(fā)生，以此保證邊坡的穩(wěn)定性與可靠性。復(fù)雜破碎露天邊坡在采用噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):在采用噴錨網(wǎng)加固之前，應(yīng)該講邊坡表面的浮石、雜物等清理干凈;噴射混凝土的厚度控制在60mm左右，單軸抗壓強(qiáng)度超過(guò)15MPa;鋼網(wǎng)的規(guī)格為寬0.5m、長(zhǎng)4m，采用直徑為5mm的鋼筋焊接制成;錨桿采用管縫錨桿制成，管縫錨桿的直徑為34mm，長(zhǎng)度為1.8m，錨桿之間的距離為2m左右［2］。由于噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)具有成本低、作業(yè)方便、設(shè)備簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)點(diǎn)，在復(fù)雜破碎露天邊坡加固中得到廣泛的應(yīng)用。

(4)長(zhǎng)錨索+噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)。長(zhǎng)錨索+噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)在負(fù)載破碎露天邊坡中應(yīng)用的原理表現(xiàn)為:長(zhǎng)錨索能夠?qū)吰滤缮r層施加巨大的正應(yīng)力，并且加固深度非常大，提高破碎巖體的穩(wěn)定性;噴錨網(wǎng)+長(zhǎng)錨索，能夠有效的降低水、空氣等對(duì)巖體造成的破壞程度，同時(shí)把長(zhǎng)錨索的作用力均勻的分布在邊坡表面，顯著的增強(qiáng)邊坡的平衡性與穩(wěn)定性。復(fù)雜破碎露天邊坡在采用長(zhǎng)錨索+噴錨網(wǎng)支護(hù)加固技術(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面:長(zhǎng)錨索的直徑控制在9cm左右，每個(gè)錨索孔中安裝兩根長(zhǎng)度為12m、直徑為15.25mm的鋼絞線;錨索注漿的水泥漿采用P.C級(jí)水泥配制，水灰比控制在0.35-0.40之間;錨桿的規(guī)格為長(zhǎng)度1.8m、直徑為34mm的管縫錨桿，間距為2m［3］。該種加固技術(shù)具有適用范圍廣、支護(hù)效果好等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)在于支護(hù)成本較高、施工周期較長(zhǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，礦山資源是不可再生資源，礦山開(kāi)采本身就是對(duì)環(huán)境的破壞，如果在開(kāi)采的過(guò)程中沒(méi)有采用有效的防護(hù)措施，不僅會(huì)影響開(kāi)采安全，同時(shí)還會(huì)增大對(duì)環(huán)境的破壞程度［4］。因此，為了保證開(kāi)采安全，礦山企業(yè)應(yīng)該根據(jù)復(fù)雜破碎露天邊坡的特點(diǎn)，然后采用相應(yīng)的邊坡加固技術(shù)進(jìn)行加固，以此保證邊坡的平衡性、穩(wěn)定性，進(jìn)而獲得更好的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益［5］。

［1］張衡，劉秋實(shí)，廖信根.露天邊坡控制及支護(hù) ［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2011，31(4):34-36.

［2］韓斌，鄭祿臻，王少勇，儀海豹.復(fù)雜破碎露天邊坡的綜合加固技術(shù)［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)，2013，44(2):772-776.

［3］韓斌，儀海豹，鄭祿璟，李佳夢(mèng)，沈顯嶺.低強(qiáng)度易風(fēng)化破碎露天邊坡綜合加固與排水技術(shù) ［J］.金屬礦山，2013，(3):14-18.

［4］石露，李小春，孫冠華等.地下礦體采動(dòng)下的露天采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性研究［J］.巖土力學(xué)，2012，(3):912-820.

［5］Jhanwar JC，Thote N R.Slope failures in the Opencast Coal Mines ofWardha valley coalfield in central India［J］.Rock Mechanics and Rock Engineering，201 1，44(5):635—640