礦山高陡巖質邊坡治理應用探究

嚴博俊

當前，國內的經濟發展水平，在不斷地提高，而且基礎設施的建設，也在快速地發展。但與此同時，大量露天的廢棄礦山被遺留下來，其邊坡存在的弊端，也更加地明顯。現階段，在廢棄的礦山之中，大多應用粗放的開采方式，由于受到自然地質條件，以及開挖方法等因素帶來的影響，會誘發一些地質災害。少數邊坡還是與主要溝道在同側，若發生滑坡、崩塌等情況，大量碎石會堵塞溝道，并提供眾多地物源，使泥石流的發生幾率加大。這些隱藏的地質災害，會使礦山治理的工作難度加大，還會對礦山周邊人群的人身與財產安全，造成一定的影響。此外，部分巖質邊坡，還會影響到當地的自然生態環境。所以，要將此類邊坡治理好，務必要將隱含的地質災害排除，再開展生態復綠的工作。唯有如此，才能夠科學的、合理的實現營造美好生態環境的重要目標。

1 礦山高陡巖質邊坡概述

與礦山現狀相結合，可以了解到，一般此類邊坡所處區域的地形條件，通常是較為惡劣，而且地質均比較陡峻，巖層傾角大約是12°，與水平線比較接近，一般是平行于邊坡的位置，并有一些隱性的卸載裂縫。因為巖石間的軟硬度存在差異。所以，會使得節理裂隙的面、層面，以及交接的區域，產生風化等現象。此類邊坡是基于巖體切割，按照臨空面的崩塌等，以影響到局部的穩定性。因此，這一類邊坡的頂端，常常會有平行于坡面的張性拉裂縫，從而使中、上部缺少穩定性，當穩定性缺失的時候，便會引發出較為嚴重的不良后果。在勘察此類邊坡的地質災害工作時，務必要全面落實這一部分的削坡裁減的工作，盡量保證邊坡的穩定性，并對其特征全面了解。為此，可選擇有效的加固方式，確保一次性處理好隱藏的災害，防止在后續開展工程時，留下安全隱患。在開展此類治理工作時，工作人員務必要高度重視穩定性的因素，可與周邊環境有機結合，通過該方式能夠營造出良好的人文景觀效果。與此同時，也可以顯著提高此類邊坡治理的實際效果。

2 礦山高陡巖質邊坡的地質災害特征分析

國內大多礦山在經過長時間地無序開采之后，其山體遭到了嚴重的破壞，巖壁的裸露區域，有著較為松散的結構，邊坡的巖體受到風化、重力及水蝕等因素的影響，會產生一些地質災害方面的隱患，尤其是在邊坡頂部的臨界面，會形成張性拉裂縫，致使邊坡中、上部穩定性缺失，容易發生滑坡、崩塌等災害，威脅到坡腳人群的生命財產安全。所以，在治理此類邊坡的時候，應對中、上部巖體，盡可能地削坡減載，對邊坡進行放緩，如果有順坡的巖層，則應使用必要的措施，進行加固處理，以降低地質災害的隱患，確保山體穩定。露天廢棄的礦山，其此類邊坡依據其形成地質災害的特征，可以劃分為四種，即滑坡、地裂縫、崩塌與泥石流，如下對其展開分析。

2.1 滑坡

在此類邊坡當中，之所以會形成滑坡，是受到自重與外力的作用，進而導致范圍較大的巖體，發生此類現象。滑坡發生過的時候，通常是順著某一順坡的巖層層面，或地質斷層的構造帶，從上到下的錯移。其破壞機理，是因為滑面上存在的剪力，相比于抗剪的強度，要強很多而導致。通常情形之下，滑體從形成到下移，所需要經歷的時間較長，即由起初的蠕動并變形，再到突然滑落。此類邊坡的滑坡現象，不同于其它滑坡，其可能是發生在一定的地震、強降雨等自然條件之下，也有可能是毫無征兆，或是突發滑移。

2.2 地裂縫

地裂縫在這一類邊坡當中，也會時不時地出現，這主要是人為造成的，通常是非構造的。其成因主要是因為在礦山開采的過程當中，未做出科學地開采規劃，而且開采的方式不恰當而引起。與此同時，巖體在受到來自于重力的拉伸，使其內部的結構出現錯位的情況，多發生于邊坡上部。地裂縫會隨著時間的變化和水蝕的影響，導致裂縫不斷變大，當裂縫達到一定程度后，便會產生滑坡災害。

2.3 崩塌

此類邊坡形成的崩塌特征有兩點：①崩落，巖體中節理、裂隙，不斷地發育，加之受到重力作用的影響，危巖體會突然地與山體脫離，與坡面的延伸方向有著較小的夾角，或是接近平行的、陡傾的構造面，極易出現崩落，崩落之后，在巖質的山坡當中，會留存下眾多地浮石，其在雨水的沖刷等因素的影響之下，隨時都有可能掉落，會破壞到下部原有的臺階狀，使臺階寬度縮減，并影響到下邊坡的穩定性。②傾倒，此類邊坡當中的傾倒，通常是由于節理、裂隙，不斷地發育，加之巖體內部，有一組和坡面反傾，而且傾角很大的軟弱結構面，該組的結構面，把此類邊坡的巖體，切割成為大量的互相平行的塊體，在風化與重力的影響之下，這些塊體會向外，緩緩地彎曲，在達到一定的程度之后，就便會出現傾倒式的崩塌。

2.4 泥石流

泥石流和滑坡、崩塌，有著極為密切的關系，在發生較為頻繁區域的邊坡，加之強降雨的天氣，極易出現滑坡、崩塌等現象，其所形成的大量碎石等物體，會融入到洪流當中，并轉化為泥石流。同時，此類邊坡在發生滑坡、崩塌之后，大量地碎石可能會將河道堵塞，在產生一段時間之后，其在有著水源的條件下，發生一定的堆積，也會誘發泥石流。因此，將此類邊坡治理好，可以對泥石流的隱患，進行有效地抑制，或是顯著地降低。

3 礦山高陡巖質邊坡治理措施研究

3.1 工程治理措施

3.1.1 邊坡平整

在平整高陡邊坡之后，使用爆破或是鐵鍬、氣力沖刷等方式，將危巖體、坡面的浮石和雜物，進行相應的清理，保證坡面的平整性，然后修整坡面的轉角，與坡頂的棱角區段，并以弧形的方式進行對接，以便于開展客土噴播與相應的施工。與此同時，為使作業面的整體綠化效果，更為顯著。在施工前要保證凹凸度的作業面平均為10cm～15cm。此外，為增加作業面的整體粗糙度，提高客土對于作業面的附著力。施工時，每隔開一定的高度，便需要開一個橫向的槽。

3.1.2 削坡減載

逐級削坡減載，是對此類邊坡的滑坡隱患，進行治理的最為直接，且最為有效的方法，可以將致滑段滑體的超重部分減輕，以將滑體下滑力降低，并穩定滑坡。滑坡的治理，首要考慮的因素，便是地質的構造條件，以及生態紅線的規劃等等，將削坡臺階的寬度、邊坡高度等計算好。從上到下進行逐層挖掘，以形成梯級式的臺階，并將其坡度降低，邊坡上部的承載減輕，從而實現邊坡穩定的目的。

3.1.3 優化地表防排水

考慮到邊坡臨界面的現狀，對地表的防水系統，進行合理設計，避免山體的內部，有順坡的斷層，或是軟性的巖層，在通過雨水的滲透作用，導致邊坡發生滑移的情況，從而更好的提升坡體穩定性，實現對滑坡的有效治理。與此同時，削坡降低坡角等工程完工后，與各個平臺的現狀相結合，要對永久性的排水溝系統，進行科學合理的設計，保證在遇到暴雨等天氣之后，可對排出當地最大雨量下的地表水充分滿足，確保證削坡的平臺，不會有存水的問題，更不會對坡體內部造成侵蝕，進而確保其內部結構的穩定性。

3.1.4 鉆孔錨釘

為將鐵絲網在巖質的坡面上進行固定，本工作應用鉆孔打錨釘的方式，有效固定鐵絲網，并將錨釘的上、下間距，控制在1000mm×1000mm，布設形狀為梅花型，錨釘的總長度是2000mm，選擇直徑的帶有螺紋的鋼筋。外露的長度在80mm以上，在距離該坡面高度60mm的區域，和鍍鋅的鐵絲一起綁扎。鉆孔需要和坡面成10°～15°的上傾角鉆入，實現一次性的成孔，間距的偏差約為45mm。將錨釘及時地插入已經打好的鉆孔內，防止孔鉆內落入浮土等雜物。

3.1.5 錨固與支擋

在巖質邊坡治理中，錨固技術可以使巖體的自穩能力，以及抗剪強度顯著提高，一般在巖性比較完整，有著較大硬度的巖體中應用，其成本不高，而且效果較好。支擋主要是抗滑樁，當錨固措施無法穩定坡體時，二者結合治理，有著更好的效果，可使巖體的安全穩定性提高。此外，危巖體的治理，還可以與預應力錨索、主動防護網等防護措施結合，以使主動防護強度加大，邊坡穩定性提高。

3.1.6 鐵絲網鋪設

在平整坡面后，在上面先鋪一層鍍鋅的鐵絲網（規格為14#），謹遵施工的流程，自上而下完成鋪設，并將鐵絲網拉緊，在包坡的頂部，長度：500mm，橫向搭接的網片長度：100mm，坡面和鐵絲網之間的距離：60mm。在綁好的鐵絲網上，禁止人員的踩踏。在極陡的巖面，為使附著力增加，客土厚度得到保證，可用草繩按照一定的間隔距離，在網上進行纏繞，以更好地進行邊坡治理。

3.1.7 噴錨和立體柔性防護技術

對巖層風化破碎較為嚴重、節理發育，以及破碎巖層較厚，均可使用噴錨的措施。它的強度較高,抗裂性能相對較好,可以加強坡面內部一定深度之下的破碎巖層,并可以更好的承受少量的破碎體，所形成的側壓力。對于軟質的巖石邊坡，或者是堅硬的石質，有著較差穩定性的巖質邊坡,能夠使用掛網錨噴的防護措施。掛網錨噴是在邊坡的坡面上，鋪設一層鋼筋網，或者是土工塑料網等,然后向坡體的內部，打入錨桿或者是錨釘，以將網鉤牢固定住，在向網上噴射一定厚度的素混凝土,從而對邊坡實施封閉性防護。

邊坡柔性防護系統的主要特征構件是鋼絲繩網,通過覆蓋與攔截的形式，來防治各種坡面的地質災害，以及爆破飛石、墜物等危害。土工格室植草護坡指的是在開展，并固定在坡面上的土工格室內，填充上改良的客土，之后在格室上掛三維植被網，以實施噴灑施工的一種護坡的技術。使用土工格室能夠為草坪植物的生長，提供相對穩定且良好的生存環境。將掛網結合土工格室防護,能夠避免巖石邊坡飛石造成的危害,又使邊坡美觀性增強，屬于是一種典型的立體柔性防護技術噴錨技術與立體柔性防護技術相結合,將兩者的優點充分地發揮出來,能夠有效地解決邊坡工程防護和生態環境之間的矛盾,既確保了邊坡的穩定,又可以快速恢復坡面的植被,實現人類活動和自然環境的和諧相處,使邊坡單純地是一項工程項目,形成與環境互相結合的景觀。

3.2 綜合復綠技術措施

3.2.1 噴混植物護坡技術

施工人員在施工中應用該項技術時，可利用液態播種的原理，對植物種子實施科學化的處理，之后進行噴射。在噴射的過程中，務必選擇那些有著較強生命力的種子，混入肥料，以及纖維材料，通過均勻的攪拌之后，在離心泵的作用下，將其輸送到相應的軟管內。一般選擇的是消防軟管，通過噴槍的噴射之后，可以滿足大規模的種植需求，且在種植后，可以顯著提升高陡邊坡的抗沖刷能力，確保高陡邊坡能夠更具安全性。

3.2.2 空心植物磚保護技術

除噴混植物護坡技術外，運用空心植物磚保護技術，也可以有效的開展綠化工程。例如，在工程開展中，針對此類邊坡的特征，可鋪六棱磚。施工人員采用鋼纖錨固法，對其進行固定后，可對綠化植物進行填充。需要注意的是，其在防護時，由于本身的接觸面并不大，因此其連接有可能出現不穩定的問題。該磚的土層相對較薄。所以，在此類邊坡的低層防護中，較為適用。同時，采用低層空心磚+罩網技術，提升高走邊坡綠化效果，使其更美觀。

3.2.3 生態袋技術

生態袋護坡系統是通過將裝滿植物生長基質的生態袋，沿著邊坡的表面使用層層堆疊的方式，在邊坡的表面形成一層適宜植物生長的環境。與此同時，通過專利的生態袋標準扣將袋與袋之間、層與層之間，進行緊密結合，生態袋和邊坡表面間使用粘土夯實充填，從而實現護坡的作用。此外，伴隨植物的生長，將邊坡進一步固定，之后在砌筑好的袋面，使用噴播或是栽植植物，實現植被恢復的目的。生態袋技術利用無紡布進行改良，因此在應用過程中，相比于植生袋，生態袋的透水性更強，能夠有效抗老化，并具有良好的耐腐蝕性。在通常使用中，包括兩種使用形式：①混合植物的種子、土壤及肥料，通過一段時間的放置之后，幼苗便能夠突破袋體的表面，實現順利生長；②運用噴播方式，將種子散播在表層，保證種子的根系，可以深入到袋體的內部進行生長。因此，生態袋可以根據使用方法的不同，適用于高陡邊坡的各種地理環境。利用其不降解以及反過濾特點，在高陡邊坡表面形成保護墻體，維護坡面的穩定性，改善整體性能。

3.2.4 植生袋技術

該方法直接將裝好混有種子的草炭土長條形植生袋固定在巖體上，內陸地區的氣候相對干燥，水分蒸發的速度相對較快，這便需要進行定期地澆水養護，才能確保植被的正常生長，長期養護有著較高的成本，植生袋是豎向鋪設，如果遇到大雨沖刷，極易造成植被滑落，致使治理工程失敗，尤其是當坡面接近75°的時候，甚至會發生負坡的情況下，這時沖刷所造成的后果就會非常的嚴重。在該項技術中，按照當地自然氣候條件，可選合理的種子，與保水劑、微生物肥料等配合，混在兩層草紙間。之后，覆蓋濾網，按照標準進行填充，在邊坡的表面進行種植。現階段，作為一種全新的邊坡綠化的材料，其在此類邊坡及荒山的綠化當中，有著關鍵的作用。在植生袋技術使用時，配合罩網技術，可以避免植生袋經沖刷后露出袋體。罩網可以保證土壤能夠具備極高的沖刷特性，因此植生袋+罩網技術可以使高陡邊坡能夠實現有效的綠化處理。

3.2.5 植物養護技術

在種植完畢后，需要對高陡邊坡的植物進行養護，以保障植物能夠有效成活，維護邊坡穩定性，起到自身的綠化穩定效果。在完成種植之后，可以對植物根系進行定期澆水。在植物幼苗期間，視天氣狀況，應用遮陽網適當地遮陽。在澆水的時候，堅持貫徹“天干必澆，且全面消澆”原則，確保植株的正常生長，水分供應充足，增加植株成活效率。此外，在用水時，養護用水確定無毒，不應該妨礙到植物的正常生長，將追肥與防治病蟲害的工作做好。在肥料選擇中，可以使用氮肥，并按照氮素形態分類，完成使用。例如，氮肥可分為四類：①銨態氮肥：碳銨、液氨等；②硝態氮肥：硝酸鈉、硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉀等；③酰胺態氮肥：尿素等；④長效氨肥，尿素甲醛等。根據需求不同，選擇不同的肥料，可以確保使用效果。

4 結論

綜上所述，當前露天礦山的高陡巖質邊坡的治理工作，已經成為一項重要的工作內容。針對此類邊坡治理有很多方法，若條件允許，削坡減載是最為有效的常用方法，使用多級削坡，對邊坡的平臺寬度與坡度合理設計，以為后覆綠工作的開展，提供必要的條件。唯有使用科學合理的方法，才能實現最佳的治理效果。