礦山邊坡穩定性分析及加固措施研究

季景山

（深圳市基礎工程有限公司，廣東 深圳 518001）

在礦山工程過程中，受到地形地質條件的影響，極易產生高陡邊坡，影響著工程建設的安全性，影響工程經濟效益。基于此，深度分析礦山邊坡失穩的原因，提出邊坡加固方法，有著重要的意義。

1 礦山邊坡的穩定性影響因素分析

從邊坡的實際情況來說，地質條件是主要影響因素，為內力因素。除此之外，人為因素以及內外應力因素等外力因素，也是造成邊坡失穩的主要原因。具體包括以下因素：①巖土體的抗風化能力以及物理力學性質等；②巖層節理裂隙發育情況、分布規律等；③地下水分布以及流動狀態等；④地形條件、地貌條件等。開展礦山邊坡治理工作，要明確具體原因，結合工程實際情況，制定加固方案。

2 礦山邊坡穩定性和加固實例分析

2.1 案例概述

以A項目為例，為礦山道路工程，長度為8.01km，礦山道路寬度范圍為20m～40m，沿線南部臨海，北部靠山，因為地理位置較為特殊，需要采取邊坡防護措施。從勘察資料能夠明確，在邊坡內地層結構相對簡單，依據地層巖性以及成因時代等劃分，主要包括雜填土層、中風化安山巖層、強風化安山巖層。

2.2 邊坡穩定性分析

采取平面滑動法，對邊坡臨空面，開展穩定性驗算，邊坡工程安全級別為二級。經過計算明確此邊坡為臨界穩定狀態，受到外力作用，極易發生平面滑動問題，因此需要采取加固處理。擬采用錨桿支護的方法。具體分析如下：

（1）計算模型：使用FLAC有限差分軟件，依據邊坡特征，按照1∶1指標，構建計算模型。建模如下：國道和下部路基厚度參數為3m；國道路基下斜率為1∶0.7的邊坡高度參數為20m，其下新建邊溝后厚度參數為3m土層，模型總寬度參數為62m，由于錨索布置間距參數為2×3m，為節省計算時間，僅考慮在XZ平面內應力應變情況，在模型Y方向，選擇3m為1個單元開展計算。

依據勘察資料，巖土體參數取值如下：1）強風化安山巖。重度參數為22kN·m-3；黏聚力參數為12kPa；內摩擦角參數為30°；彈性模量參數為600MPa；泊松比為0.40。2）中風化安山巖。重度參數為25kN·m-3；黏聚力參數為30kPa；內摩擦角參數為40°；彈性模量參數為1500MPa；泊松比為0.35。邊坡模型網格，選擇brick模塊，總計分為2920個單元以及4635個節點。邊坡巖土體使用Mojr Coulomb本構模型，只考慮自重應力。邊坡使用錨桿加固法，錨固參數如下：橫截面積為0.0004909m2；彈性模量參數為200GPa；水泥漿周長參數為0.2826m；水泥漿剛度為20MPa；水泥漿黏結力參數為100kN·m-1。

（2）計算結果：經過計算，此礦山工程邊坡安全系數為1.145。從塑性區分布情況能夠得知，邊坡上部產生張拉破壞，深度約為2m，局部可以達到5m；邊坡下部出現剪力破壞，同張拉破壞區域，形成破壞面。此邊坡剪應變較大的部分為潛在滑動面。

2.3 加固效果

從加固前的豎向位移情況來說，前邊坡坡面位置數值方向最大位移處于1/3坡高位置周圍，最大位移達到9.69×10-2，并且巖土體失穩滑動趨勢較為明顯；經過加固后邊坡坡面位置豎直方向最大位移位置沒有發生明顯變化，但是坡面位置豎直方向最大位移只有5×10-3m。采取錨桿加固處理后，此邊坡的安全系數得以增加，增加48%左右，由此能夠證明此加固法的應用，能夠獲得不錯的加固效果。從施工監測數據來說，此邊坡完成初期變形后，邊坡坡體基本能夠維持穩定狀態。錨桿的應力變化，處于允許范圍內，逐漸進入穩定狀態[2]。

3 礦山邊坡穩定性提升和加固措施

從礦山邊坡加固實踐來看，主要采取的加固措施如下：

（1）HDPE防滲膜護坡加固法。技術應用要點如下：①開展防滲膜鋪設作業前，要做好邊坡表面清理工作，使其保持平整度。②做好HDPE厚度把控，使其處于1.0mm左右。③覆蓋防滲膜時，采取溝槽錨固法，做好加固處理。對于溝槽的深度，把控在0.5m左右；對于寬度控制為0.6m。④對于搭接部分，寬度把控為1m，保證接縫和坡腳線處于平行狀態。在實際應用中，該方法操作簡單，而且成本低，適用于各個類型邊坡加固[3]。

（2）抗滑樁支護加固法。對于復雜破碎的露天邊坡加固，常采用抗滑樁支護加固法，發揮著重要的作用，使得邊坡不跟隨破碎帶移動產生滑動，引發塑性變形問題。為了保證其功能作用的發揮，要結合工程實際情況，設計抗滑樁支護方案，并且嚴格落實，保證加固效果。

（3）錨桿加固法。在礦山邊坡中，采用錨桿加固法，能夠保證邊坡的穩定性，避免出現滑坡災害。對于邊坡加固處理，若想要提升牢固性，建議使用錨桿，通過克服斷裂巖石錨桿向外的力，獲得穩定斜率，使得邊坡結構更加緊湊。

（4）排水措施。在礦山邊坡加固施工中，常用的排水措施包括地表排水措施和坡內排水方法。運用坡內排水方法，要從工程具體情況出發，結合地質地貌以及邊坡變化情況，設計加固方案。使用排水孔以及排水井等，降低邊坡內部的地下水位。

（5）生態護坡技術。多采取以下措施：①種草防護。選擇斜坡高度小于6m并且土壤條件較好的區域，開展種草防護。按照播種、溝播、噴播、植生帶步驟，開展施工作業。②土工網植樹防護。作為新型生物防護技術，土工網植樹防護在巖土工程邊坡加固處理中應用，發揮著積極的作用，能夠減少坡面侵蝕，還能夠形成良好的水環境和土壤環境。

4 結語

綜上所述，在礦山工程邊坡加固中，為了保證加固的效果，要做好邊坡穩定性分析，合理設計加固方案。目前，在邊坡加固中，采取HDPE防滲膜護坡加固法、抗滑樁支護加固法、錨桿加固法、生態護坡技術等，都能夠獲得不錯的效果，為邊坡加固提供了多樣化選擇。

[1]吳凱.巖土工程中邊坡加固工程施工技術的研究[J].建筑工程技術與設計,2016(6).

[2]馬康.巖質陡邊坡穩定性影響因素敏感性分析及治理對策研究[D].武漢科技大學,2016.

[3]黃振福.噴射混凝土在邊坡治理和保護中的應用研究[J].大科技,2016(36).