結合實例對建筑石料用灰巖礦區邊坡穩定性的若干探討

■王麗俊 劉軍

（江蘇省地質礦產局第二地質大隊 江蘇常州 213022）

結合實例對建筑石料用灰巖礦區邊坡穩定性的若干探討

■王麗俊 劉軍

（江蘇省地質礦產局第二地質大隊 江蘇常州 213022）

本文結合金壇市礦區實際，對建筑石料用灰巖礦區邊坡穩定性的相關問題展開了若干探討。

建筑石料用灰巖礦區邊坡穩定性

1 礦區災害隱患概況概況

金壇市渚山建筑石料用灰巖礦區位于金壇市薛埠鎮西南約8公里處之渚山，距金壇市城區距離約25公里，礦區運輸道路向西直通X304縣道，進而與整個蘇南公路、水路交通網相通。

由于礦山開采爆破，采坑邊坡表層巖石受其影響，較為松散，坡面危石、浮石較多，加之邊坡高陡，西坡存在小規模崩塌、滑坡隱患。

礦區采坑北—東段邊坡坡頂即為礦區運輸道路，道路北、東側即為青龍洞水庫，該段邊坡外側為臨水坡，內側即為開采臨空面，邊坡內外具水頭差，加之爆破振動、重載運輸荷載等，邊坡穩定性受到影響，存在變形等的疑慮。

2 邊坡安全等級

礦區東—北段邊坡坡頂部、及其兩側無重要構筑物，主要可能危害是邊坡垮塌后洪水沖入采坑，漫過南段邊坡(標高68.6米)，沖向下游（在采坑已滿水、水庫達校核水位的條件下，預計最大約有80萬立方米洪水。可短時間內漫過南坡坡頂），對下游村莊農田有較大危害，所造成的經濟損失和社會影響較大，確定渚山建筑石料用灰巖礦區北—東段邊坡安全等級為1級。

3 邊坡穩定性分析與評價

3.1 邊坡現狀

渚山建筑石料用灰巖礦區北—東段邊坡坡頂為運輸道路，向西延伸與X304縣道相接，向南通向礦區軋石場、水庫壩區及其管理站，兩者相接呈“7”形。

北段邊坡坡頂標高73.0～76.9米，較為平坦，邊坡總體走向85°左右，東西長180米左右，坡頂寬11～25米，斷層F2位于邊坡中部呈正交穿過，斷層為平移斷層，產狀不明顯，斷裂帶巖性相對破碎。邊坡北坡面為臨水坡，南坡面為開采坡面。臨水坡坡頂線標高73.0～75.1米，坡腳66.0～71.6米，坡高3.2～9.1米，坡向近正北向，走向近東西向，坡度20～40°；南坡面坡頂線標高73.2～76.1米，坡腳45.7～45.9米，坡高27.5～30.4米，坡向近正南向，走向近東西向，總體坡度22～28°。

東段邊坡坡頂標高73.2～84.5米，北低南高，邊坡總體走向167°左右，南北長400米左右，坡頂一般寬7.5～25米，南部與堆場、軋石場相接，寬度達40米以上。邊坡東坡面為臨水坡，西坡面為開采坡面。臨水坡坡頂線標高73.4～77.5米，坡腳65.0～68.5米，坡高2.9～9.0米，坡向84°左右，坡度20～40°；西坡面坡頂標高73.2～84.5米，坡腳30.6～45.6米，坡高27.6～46米，坡向164°，總體坡度25～40°，靠近南部堆場較陡，自上而下設置了3個平臺，形成4個臺階，上平臺標高66.1～74.8米，北低南高，寬3～10米，為開采平臺，部分區域缺失，分布在邊坡南部，其上方臺階高度10～15米，坡度30～55°；中平臺標高55～63米，寬3～22米，基本貫通全采坑邊坡；，其上方臺階高度10～20米，坡度30～60°；下平臺標高43～45米，寬8～70米，為當前主采平臺，其上方臺階高度10～15米，坡度35～60°，下方臺階高0～15米，北低南高，其下為采坑坑底。

總體而言，北—東段邊坡北、東臨水坡高度較小，坡度較小，基本無地質災害隱患，北—東段邊坡南、西開采坡總體坡高大、坡度不大，但臺階坡高不高，坡度較大，存在地質災害隱患。

3.2 穩定性分析

3.2.1 定性分析

經過走訪、詢問、礦山歷史資料收集分析，礦山2006年開采以來，北—東段臨水坡從未發現過明顯變形跡象，因開采坡淺層遺留浮石、危石，局部發生過少量塊石墜落，邊坡整體未發生過變形跡象。

經現場調查，渚山建筑石料用灰巖礦區北—東段邊坡坡頂未見明顯裂縫、除開采坡面遺留的表層浮石、危石外，邊坡未見鼓脹突出，開采坡底未見明顯滲水等變形現象，總體未見不穩定跡象。

綜上，北—東段邊坡當前總體處于穩定狀態。

3.2.2 定量分析

3.2.2.1 典型剖面選擇

根據邊坡現狀，在北段中部設置了剖面1-1’、2-2’，在東段邊坡中部設置了剖面3-3’，采用AutoCAD軟件繪制。

照片1北段邊坡現狀（拍攝方向北偏西）

圖1 北段邊坡極射赤平投影圖1---結構面編號S---坡面大圓F---摩擦圓

圖3-2 東段邊坡極射赤平投影圖2---結構面編號S---坡面大圓F---摩擦圓

3.2.2.2 分析評價方法

礦區北—東段邊坡屬于巖質邊坡，可采用極射赤平投影法初步判別總體邊坡穩定性，即可在剖面1-1’、3-3’處采用此法；北段邊坡局部巖性相對較差，可采用極限平衡法進行計算評價，在剖面2-2’處。

3.2.2.3 極射赤平投影法

（1）北段邊坡：

①參數的確定：結構面① （層面）產狀：65∠85；

坡面傾向 αs：175°，傾角βs：47°；

摩擦角φ：35°。

②分析評價過程及結果：

根據圖1，采用大圓法分析，結構面①未分布在≥φ、≤βs圈定的可能滑動區內。說明北段邊坡在現狀條件下，以結構面①為主要結構面時，是穩定的。

（2）東段邊坡：①參數的確定：結構面②產狀：235∠73；

坡面傾向αs：235°，傾角βs：31°；

摩擦角φ：35°。

②分析評價過程及結果：

根據圖2，采用大圓法分析，按βs≥β≥的原則無法圈定出可能滑動區，說明東段邊坡在現狀條件下，以結構面②為主要結構面時，是穩定的。

4 結論、存在問題與建議

4.1 結論

金壇市薛埠鎮渚山建筑石料用灰巖礦區北—東段邊坡位于該礦區采坑東北部，邊坡坡頂即為運輸道路，北、東側為青龍洞水庫，南、西側為采坑，由于邊坡一側臨水，一側臨空，尤其臨空側邊坡高陡，由于各種因素，邊坡存在不穩定隱患，且采坑南段邊坡標高比水庫大壩低，存在邊坡垮塌洪水漫頂的可能性，存在重大隱患，礦山開采企業委托我院對該段邊坡進行穩定性評價。

經我院評價工作，認為礦區北—東段邊坡在現狀已至終采邊坡條件下，水庫水位至校核水位時總體穩定。礦區其他可開采地段按開發利用方案要求繼續開采，對所評價邊坡的穩定性影響較小。

4.2 存在問題與建議

礦區北—東段邊坡雖然評價穩定，但礦區如繼續開采，還需加強對邊坡的巡查監測，禁止對該段邊坡再開采，其他邊坡開采時，除嚴格按開發利用方案開采外，應“堅持安全第一”，采取合理爆破方式，降低振動影響，適當降低邊坡坡度，加大平臺寬度，提高邊坡穩定性。

[1]陳祖煜著.土質邊坡穩定分析 [M].中國水利水電出版社,2003.

[2]龔曉南編著.高等土力學 [M].浙江大學出版社,1996.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-369-2