目前,國內外大部分露天礦山高陡邊坡均存在邊坡失穩現象,特別在雨量充沛的地區,外部雨水加劇了邊坡隱患的惡化,造成巨大安全隱患,迫使礦山不得不停工停產,嚴重影響礦山企業的生存發展,邊坡隱患治理成為露天礦山的首要任務之一。但是,不同類型的礦山邊坡有不同的治理措施,在實施治理前，治理措施的選擇至關重要,縱觀國內外露天邊坡治理措施,均圍繞削坡減荷、壓腳抗滑﹑抗滑樁抗滑、錨索錨桿錨固、框格梁加固,恢復植被等措施治理。但對于一些特殊礦山,常規措施無法實現邊坡穩固,為此，根據礦山實際情況探索其他更為合適的治理措施。以某礦山具體情況為例,提出了采用防水土工膜覆蓋隔離防排水治理邊坡隱患的措施,通過實際應用,礦山滑坡體得以穩固,徹底解決了邊坡失穩問題。1某礦山概況
某礦山礦區面積3.5 km2 ,開采年限15 a,年采礦量約200萬t,開采區匯水面積1.8 km2,礦區總體地勢南高北低,地形起伏大,植被發育,竹木茂密,山高坡陡,屬于以構造作用為主,具有強烈的侵蝕及冰川刨蝕作用的中高山地貌1。礦區現狀東、西、南三面高,三面環山,中北部低,形成一個大凹槽,最低點位于Ⅰ號采坑一帶,高程約3 076 m,最高點位于南側分水嶺一帶,高程約3 535 m,高差約459 m;兩岸形成25°~40°邊坡,邊坡總高度246 ~368 m,分成10 ~20個臺階,臺階高10 ~ 30 m。邊坡出露地層巖性中上部主要為全—強風化砂板巖﹑角巖等,中部主要為強—中等風化碎裂結構砂板巖﹑角巖及大理巖等,中下部主要為微風化～新鮮矽卡巖﹑礦石及砂板巖、角巖等。
區內5~10月為雨季,雨量充沛,基本無晴天,平均氣溫約10℃,該區年降雨量約3 500 mm ; 11月至次年4月為旱季,多屬冰凍期,氣溫多在5℃以下。冰雪覆蓋期間,運輸十分艱難,生產、生活較為困難。
礦區大地構造處于岡底斯—念青唐古拉褶皺系的伯舒拉嶺–高黎貢山褶皺帶南段,區域上可根據地層、巖漿活動、變形變質等方面的不同,分為東西兩區,東部為高黎貢山隆斷區(屬于瀘水—隴川褶皺束),主要表現為近于平行的密集的較大的南北向斷裂;西部為東河坳褶區(屬于古永—盞西褶皺束),主要表現為稀疏的規模相對較小的褶皺和斷裂。由于礦區所處位置氣候條件較差,地質構造較差,每年雨季邊坡均出現大規模開裂、局部坍塌,位移形變等安全隱患[2,導致礦山不得不停工停產,嚴重影響開采作業。礦山在2017年對開裂較為嚴重的東南邊坡進行框格梁＋錨索加固處理,但在2018年6月,經過4d 的連續強降雨,造成框格梁大量沉降開裂,部分錨頭被拉脫落,情況十分危急,礦山被迫停產,不得不重新論證治理措施。根據實際情況2018年12月提出了采用防水土工膜覆蓋防水的治理措施,至2019年4月正式施工,5月30日竣工,經過6—10月雨季的考驗,邊坡未發生明顯變化,處于穩定狀態,證實采用防水土工膜治理該類礦山邊坡隱患的成功。
2以往治理方案分析
( 1)i削坡減載法。原來提出將滑坡體上部土石方削除。該方法在理論和實踐上均可行,但該滑坡體上緣原始地面已經比較平緩( 25°~29° ),自身可處以較穩定狀態。若削坡后臺階坡度反而變大,按相關設計達40°左右,重量雖減輕,但坡度變大后會造成上部邊坡更不穩定,而上部邊坡離國境線已非常接近。若削坡后上部邊坡不穩定造成滑坡,勢必威脅國境線,反而造成新的隱患,違背保護國境線的目的,此法較不合理。
(2)采用錨索.錨桿工程]。在其他邊坡治理上此法的確可用,但該礦山滑坡體所處位置降雨量較大,滑坡體量較大,只采用單純的錨索.錨桿工程,只能承載部分內部應力5],完全承受不了外部雨水帶來的壓力,特別是錨索.錨桿工程打不到硬質巖層時，無法達到抗滑效果。該礦山滑坡體內部應力影響下滑的可能性較小,關鍵是外部雨水影響產生下滑的可能性較大,故錨索.錨桿工程°治標不治本。
(3)采用鉆孔滲水防排水。該法主要在邊坡.臺階上每隔一定距離打一排縱向.橫向鉆孔,將臺階.邊坡上的雨水從鉆孔內集中滲出,使用漿砌石排水溝排出。
(4)滑坡體中部部分削坡減載。滑坡體中部臺階凌亂,部分凸起。這部分邊坡、臺階最終邊坡角達到34°,對于原生風化碎石層來說,其自然安息角是37°,34°已經緩于37°,若無外力,其本身下滑的可能性較小。若對該部分臺階邊坡再進行削坡,一方面挖機震動力將影響滑坡內部應力平衡,另一方面挖機挖不動時,將采取爆破方法處理,這也會影響已趨于平衡的滑坡內部應力變化,反而造成新的滑動,若采用靜態爆破,施工效率較低,故該方案不宜采用。
3某礦山滑坡體分析
滑坡體治理的方向、方法.措施等必須根據滑坡體形成的內因、外因、激發因素來確定滑坡體的發生、
發展變化規律,對其內在的及外在的影響因素充分認知及評估,才能采取切合實際的治理措施。
3.1礦山滑坡體的成因
(1)巖體風化強烈,斷層較多,節理裂隙發育。根據地質報告,受F。斷層影響造成滑坡體右側斷層帶巖土體破碎,工程力學性差,在坡體中部形成了一個較大的軟弱結構帶;滑坡體所處邊坡發育有4 ~5條特征明顯的斜切節理(寬8 ~20 cm)貫穿邊坡,大體與F。斷層平行或斜交,充填有薄層狀黏性物質,為邊坡巖體中的軟弱結構層,破壞了坡面巖體的整體性,其中有2條節理即形成滑坡體的側緣,形成了滑坡體的內因。
(2)礦山采礦剝離削坡引發連續卸荷效應”]。礦山露采邊坡是一動態穩定邊坡,2010—2017年對滑坡體所在邊坡進行清方削坡,整體坡度32°~36°,分臺開挖,臺高7~12 m,在邊坡高程3 325~3 350 m段,局部坡體削坡角度達45° ~50*,單臺坡高近21m,局部臨空面過大;部分地段坡體分臺設置不合理,坡體呈“凸形坡",構成向下推移之勢;現采坑底部已達3130m左右,與邊坡頂部高差達390m,降階速度太快,卸荷作用太過強烈，卸荷裂隙發育,持續降階卸荷對滑坡前緣形成過度牽引，形成滑坡體的外因。
(3)爆破振動。礦山目前采用常規燦破方法,一次起爆藥量高達4t以上,持續的爆破振動對邊坡巖體造成持續性損傷,加劇裂隙的發育;同時,爆破振動形成的地震動峰值加速度與邊坡巖土體的共同作用轉化成滑坡的下滑力,并隨著高差的增大,振動作用的放大效應越發明顯,這是滑坡體變化的誘因(外因),若本身及下游不再采剝爆破,該因素可排除。
(4)連續降雨影響。2018 年6月9日-14日連續強降雨，由于邊坡巖體風化強烈，節理裂隙發育,有利于雨水下滲,軟化巖土,特別是邊坡中存在的幾條軟弱結構面,更是在雨水滲人下軟化,力學強度降低，抗剪力減弱,使原已基本達極限平衡的邊坡穩定性被打破,再次激發原滑坡有所活動,是滑坡體變化最直接的激發因素。
3.2滑坡體成因總結
綜上分析,H1滑坡處于露采高邊坡中上部,局部邊坡開挖坡比及分臺高度不合理,為滑坡的產生提供了較大的臨空條件;邊坡巖體構造節理、風化裂隙和人工卸荷裂隙發育,將巖體結構弱化為碎裂結構(F。附近達到散體結構),破壞了巖體的完整性,降低了邊坡的穩定性,同時有利于雨水下滲;坡體中存在F。斷層和其他幾條大型軟弱結構面,或局部矽卡巖化的板巖,為相對隔水層,在雨水下滲作用下軟化,抗剪強度降低,為滑坡產生提供了滑帶條件;連續降雨及短期內的強降雨是滑坡活動的主要激發因素[8]。從近年實際情況看,干季滑坡體基本沒有較大變化,一到雨季,特別是強降雨后,滑坡體立即開始變化。說明該滑坡體在沒有較大外力影響的干季是穩定的,內部應力對其影響很小,幾乎達到自身平衡，雨
季雨水施加外力后,使已穩定的滑坡體打破自身平衡,從而產生變化。據統計,滑坡區年降雨量大于3 500 mm(相當于在整個雨季,每平方米面積上要增加3.5 t雨水重力,按滑坡體表面積6萬m2計算,施加在滑坡體上的雨水總量超過21萬t),滑坡體上部由于滲水性較強,所降雨水一部分 自身滲透飽和, 一部分沿滑體內部裂隙滲至中下部,而中下部除吸收自身表面雨水外,還承擔上部的滲水壓力及土巖壓力,故中下部受力遠大于上部,中下部也有部分裂隙可滲水或從表面流走，只有自身飽和后才能從表面流走。
所以,降雨后滑坡體自身飽和造成壓力增大,脆弱的滑坡體無法抗拒憑空增加的巨大壓力,打破自身平衡,產生下滑變化。
4滑坡體治理方案
(1)采取澆筑混凝土保護層的方法防排水。該方法主要是在邊坡、臺階上澆筑一層混凝土保護層隔離雨水,在臺階上修筑排水溝,將匯水集中外排，也是高速公路護坡常用的方法。其優點為耐風吹;缺點為易開裂,防水性能差,施工前需將邊坡臺階整平,施工困難,壽命短(3~5 a),施工造價高達90元/m2。
(2)采用塑料布覆蓋。在邊坡臺階外表采用塑料布進行覆蓋防排水的方法優點為防水性能好;缺點為因塑料布本身較輕,易被風吹,長時間暴露在地表易老化(1 ~2a) ,易被尖銳物刺穿,施工困難(需大量覆蓋)，造價約20元/m2。
(3)采用彩鋼瓦鋪蓋防排水。在邊坡臺階外表采用彩鋼瓦進行覆蓋防排水的方法優點為自重重,不.易被風吹走,壽命可達10 a之久;缺點為造價高(材料價50元/m2) ,安裝困難,施工工期長。
(4)采用防水土工膜鋪蓋防排水。采用最新防水材料防水土工膜防排水。采用兩布一膜型PE復合防水土工膜,規格為300 g/0. 4 mm/300 g,幅寬為4.mx50 m。防水土工膜采用人工鋪設,土工膜之間連接采用熱熔焊接工藝。土工膜自坡頂鋪設至坡腳,嵌進排水溝。鋪膜后會遮蓋坡面上的變形裂縫,不易發現坡體變形跡象,在有裂縫區多設幾個觀察坡體變形的“窗口”，“窗口”采用活動膜覆蓋,便于觀察。土工膜在平臺上采用袋裝土壓膜，袋裝土分布范圍間距為2.5 mx2.5 m。其優點為防水性能好,施工簡單,下雨后自重加重不易被風吹,耐寒冷( -30 C)不易老化,顏色多(黑、淺灰、白、綠),易更換,壽命長(長期暴露可達10~20a,全覆蓋可達50a),施工時只需將土工布鋪在邊坡、臺階表面,邊坡上采用部分鋼筋樁錨固,臺階上可適當蓋上部分碎石、泥土袋,強度好,不易刺穿,造價低(30元/m2),非專業技術人員均可施工。
綜上所述,建議采用防水性能好，施工方便,壽命長，造價低的防水土工膜作為防水材料。
5結語
通過對某礦山采用防水土工膜覆蓋隔離防排水治理措施，徹底解決了礦山滑坡體隱患,即使在雨季期間,仍然可進行采礦作業,礦山生產得以保障。該措施投資小、施工工藝簡單、工期短、防水效果好、使用壽命長,是高海拔、雨量充沛一類露天礦山邊坡隱患治理較為理想的治理措施。目前，在線監測系統在很多高陡邊坡礦山也大量應用，如該礦山再增加在線監測系統,則可做到實時監測、預警,可完全預防安全事故的發生,建議該礦山下一步增加在線檢測系統。
參考文獻
[1] 孫玉科,姚寶魅.我國巖質邊坡變形破壞的主要地質模式[J].巖石力學與工程學報,1983,2(1) :67-76.
[2] 皋穎人，陳租煌,王恭先,等邊坡與滑坡工程治理[M].北京:人民交通出版杜,2010.
[3]王秒,李海波,劉亞群,等.順層巖質邊坡預應 力錨索抗震加固機制研究[J].巖土力學,2013 ,34( 12)1555-3960.
[4] 王發玲,劉才華,龔 哲.順層巖質邊坡錨桿支護機制研究[J].巖石力學與工程學報，2014,33( 7) :1465 -1470.
[5] 何滿潮工程地質力學的挑戰與未來[J].工程地質學報,2014,22(4) :54-556.[6] 何滿潮,王 炯,孫曉明,等.負泊松比效應錨索的力學特性及
其在沖擊地壓防治中的應用[J].煤炭學報,2014,39(2):214.221.
[7] 李安洪,周德培,馬 君,等.順層巖質邊坡穩定性分析與支擋防護設計[M].北京:人民交通出版社,2011.
[8] 付國龍,王長軍,陶志剛.順層巖質邊坡開挖致滑的滑動力監測[J].金屬礦山,2012(9) :154-157. .
