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摘要:矿山地质灾害是由自然界地质作用和人类活动造成的灾害性自然地貌事故,在地球长期演化过程中反复发生,对人们的生活活动产生了深远影响,有突然性、多起性、群发性和渐变性等特征。边坡稳定性是危害塌陷、滑动等地质学自然灾害的主要原因,因此,在矿山地质灾害综合治理施工中必须提高对边坡稳定性的关注程度,以便使矿山地质灾害综合治理工作能够达到更显著的成效。文章重点对边坡稳定性、滑动综合治理对策等方面进行了介绍,期望能为矿山地质灾害综合治理工作提供理论上的参考与帮助。
关键词:矿山地质灾害;治理;边坡;稳定
矿山地质灾害工程处理中存在复杂多变的地质环境,而岩土体结构、地貌构成等复杂地质环境也可能降低边坡安全性。如果不能科学处理,施工可能产生危险,甚至发生安全事故。因此,必须清楚边坡稳定性的理论和方法,并制定安全措施计划,使安全性问题得以合理处理。
1矿山地质灾害防治工程施工中的边坡稳定性问题
1.1岩土工程与岩体间结构的关系特点
一是岩石特性的影响因素。在一般情况下,边坡中具有相当多的亲水性能矿物和粘土矿石,不仅具有滑石片岩、黏土、泥灰岩等层状构造岩体,同时也存在着具有水泥石等填充物类型的破碎岩体。如果这些岩体遭受冲刷就会导致边坡稳定性降低,从而导致塌方问题;二是岩体构造层面会直接影响到岩体的整体性,大部分塌方都与岩体整体性直接有关,如果岩体完整性缺失就会导致抗剪强度降低,岩体会产生一定空隙,由此导致岩体整体抵抗力较弱而导致塌方问题。
1.2外部浸水对于边坡的影响
许多矿山所发生的塌方问题往往出现在降雨较大的时候,这与水库蓄水初期和水库人员落水时间有一定关联。巨大河流会引起岩体的松动,同时再加上巨大河流的冲刷会对岩体边坡稳定性产生很大危害,因此极易产生塌方问题。
1.3地震的破坏影响
如果是边坡岩体遭受地震等天灾的影响,也会出现松动。区域性的振动问题极易造成岩体的松散,进而导致对岩体结构抵抗力很大程度下降,在严重情况时会导致岩体内部结构发生破坏问题,进而产生滑坡。特别是在比较剧烈的振动状况下,岩体内部结构往往会遭受更大的损伤,从而形成塌方的可能性也更大。
1.4人为因素造成的影响
人为影响也是导致边坡稳定性问题的主要原因之一。但由于中国近些年城市建设的高速增长,许多铁路建设和公路工程都已经扩展到了山地地区,在这种地方工程建设也会在一定程度上影响边坡的稳定性。建设过程中路基或坡路施工不当会非常容易影响路基的安全性。除此以外,不恰当的施工爆破也会威胁路基的安全性,尤其是在施工放炮过程中会出现相当大的振动,一旦这些现象发生的频率相对过大就会导致岩体产生错动或开裂等现象,进而导致岩体安全性大大减弱。
2矿山滑坡问题的出现原因
边坡稳定性是指岩体的基本结构,在一定坡高、斜坡等条件下均处于稳固情况。但顽固性较弱的边坡则大都位于天然斜坡下或设置在不一定高度的人造坡度下,这种较没有稳定性的边坡非常容易受到外界各种因素的冲击而发生坍塌,从而产生了很大的地质灾害,对人民群众的生命安全和产业安全造成了很大危害。
2.1物理原因
岩体力学强度和抵御外力的特性直接决定岩体的物理和化学性质。但通常由于粘土矿物和亲油性矿产中的不少岩石都属于易软化岩石,动力学特点不够,容易出现滑坡问题,例如黏土、页岩、凝灰岩和泥石等,或者部分具有泥质充填结构的裂隙带。
2.2外部原因
自然环境因素也是造成滑坡问题的最主要原因,包括自然风化、河流冲刷、日照等,另外还有最严重的地震灾害。而自然风化与水浸泡所干扰的主要是物理力学层面的因素,地震就是对山体中的力学产生了影响。如果产生了震害问题,地质中力学关系就会改变,地震规模愈高,地层中的内应力也将愈大,而在内应力不断上升的状况下,土壤和岩块将无法承受,进而产生滑坡。此外,经过许多试验研究表明,边坡变形现象大多发生于雨天,而若是水工建筑物结构中发生了滑坡的问题,则大多在蓄水早期和库水消落期,其结果说明了水流对边坡稳定性的重要影响。这主要是因为水流可能降低滑动区土石特性,但同时由于水流的冲击力也能够破坏坡脚,进而产生滑坡。
2.3内部构造原因
岩体结构中存在各种复杂的结构面,这也是导致形成山体滑坡等问题发生的最主要的原因。由于以上所有的结构方面问题均严重损害到了我们人体生命的正常健康性。结构面对人体会产生巨大的抗切割力作用,并常会与滑边坡体有脱离的情况。同时,当移动结构面产生的抗切割应力远小于对滑坡体产生的抗剪应力时,结构面也有可能会出现滑动。另外,比较松散的岩体强度就算是在结构强度上不明显,但在其抗剪切强度低于滑坡剪力强度时,就会产生滑动。
2.4人为原因
人为原因体现了过度建设对边坡牢固度的破坏。例如山体开挖,不但将损害路基牢固度,而且将在较大程度上损害山体牢固性。此外,使用大功率机械设备,超负荷的噪音使山体发生振动,进而造成塌方。人为因素主要体现在工程爆破、排水施工或者其他人的影响等方面。
3矿山边坡稳定性缺陷和塌方缺陷的处理方法
3.1抗滑桩
现阶段,在目前的中国要实现有效增强边坡稳定性能力以及进一步完善防滑坡的工程和管理技术措施采用的是另一种最主要有效的施工方式之一则必须是采用防滑桩。所谓抗滑桩,是指主要是指在某些相对较少容易导致发生抗边坡侧滑现象和防止土体层间的滑动现象或稳定现象的发生的某些特定的区域,利用特殊施工方法将破坏其桩体的完整性部分以或以某些其他特定的形式进行预埋或固定埋于防滑面条件下,以达到在其某种或特定程度的一定程度上能有效地避免或发生的抗边坡滑。而那些直接被嵌入或在滑动面结构条件下所制作出来的木桩材料则主要是由天然木头、钢材、水泥构件等多种材质所组成,因为通常这些天然材料都具有着较好的耐抗腐蚀的能力性和具有较长的实际应用的年限,所以它们通常也被人们视为制木桩所用的一种主要材料。采用抗滑桩,可以较大幅度有效地提高改善边坡稳定性能和防止遭受各种外力的破坏变形的能力,进而降低了边坡滑动的发生率,从而提高了地质稳定性,这对于中国地质灾害管理的实施具有十分关键的意义。
3.2抗滑挡土墙
在我国进行边坡稳定性与滑坡管理的另一种主要方式就是增加防滑挡土墙稳定性。所谓边坡的水泥防滑和挡土墙稳定性,就是指在边坡基础上要设有这样一种主要由碎石水泥材料组成的安全屏障,以有效防止山洪流水等对山体滑坡造成的各种直接危害。挡土墙边坡稳定性系统的稳定性设置方法也是我国目前应用最有效可行的防滑坡工程管理技术方法措施之一,当边坡土滑程度较高时,也是可考虑通过增加设置防滑挡土墙系统的边坡稳定性系统来增加抵抗滑边坡,增加边坡稳定性,进而有效降低边坡土滑的程度;而针对较大规模的塌方,则可以通过对防滑挡土墙稳定性进行排水工作,就可以防止因为雨水等自然原因而造成的边坡上发生地下水土丧失,进而减轻了塌方问题。所以,通过防滑挡土墙稳定性就能够有效降低了路基边坡打滑现象,也可以进一步深入开展地质灾害预防管理的工作。然而,在采用防滑挡土墙稳定性设计时,应当针对各个区域的斜坡特性,如防滑挡土墙稳定性的厚度与形式,科学合理地规划防滑挡土墙稳定性,使防滑挡土墙稳定性更有效的遏制滑坡。
3.3减荷压脚
除了以上三项处理手段之外,国家还采取了另外一项主要的手段,即降低压脚,对边坡稳定性和滑坡问题加以处理。降荷压脚主要是结合坡地的形态加以改变,即将上层土壤转移至底部土壤,以减轻上层土壤的压力和作用,使坡度变得均匀,降低滑坡的坡度。所以,减荷压脚的技术能够有效降低边坡滑动行为,促进地质灾害防治的深入发展。总的来说,各个区域的地质灾害处理技术都是不相同的,不同区域必须结合现状选择处理技术,提出具体的地质处理措施。
4矿山地质灾害防治工程施工中滑坡的综合治理措施
4.1有效落实滑坡防治原则
第一,信息构建的动态分析和应用。由于工程中地质情况复杂,勘察能力有限,在工程具体实施时,往往需要主动、全局地对滑坡现象进行信息预测和定期检查,从而全面提高了工程建设安全性。同时,政府还必须重视信息化项目的开展,要坚持动态设计的原则,并仔细记录滑坡时的地貌特征。一旦在勘察和工程设计时发生了地貌破坏,数据也要及时传回,以便优化和调整设计方案的设计。第二,防范和管理相结合的综合化管理模式。从滑坡预防工作的高度考虑,造成滑坡的原因往往不少,但整个滑坡过程还是非常复杂的问题,在具体预防时,要注重结合绿化、排水沟、格构锚索、杆板等措施。第三,安全第一,以人为本。在滑坡管理中,控制措施应当充分考虑影响特定地层、土质、人为影响以及降水的环境影响。另外,应依据国土资源部提供的规范技术条件,坚持以人为本,保证工程进行的安全性,防止出现新的自然地质问题,保证治理工程中的具体建设性部分适应城市建设。在比较和选用技术中,还必须重视工程施工的技术经济性,应尽量使用有效、经济和切实可行的方法,另外,部分技术必须提高运行稳定性,以保证设备和人员的总体安全性。第四,经济合理,科技有效。防治工程规划必须与岩土工程专家的防治知识相结合,以全面防控重大自然灾害。此外,还有必要因地制宜地提出不同对策,最后再从经济技术角度加以对比,最终制定最佳对策,以显著增强项目施工的可行性和安全系数。在安全和经济效益之间发生冲突时,也应当注意安全,并努力减少滑坡以防范区内潜藏的各类安全风险。第五,注重建筑美观的功能。在规划工程计划时,一定要重视项目规划内容,并与当地风景名胜区的人文环境和自然景观状况充分配合。为此,项目部和轨道施工部都应该搞好环境绿化与园林绿化的管理工作,重视工程细节设计,以全面提高项目的完整美观度和实用价值,以符合环境与园林绿化工作的实际需要。
4.2做好准备工作
在开展滑坡整治项目之前,工程技术人员必须进行充分准备,并认真考察整个场地。必须针对现场的滑坡状况以及可能威胁边坡稳定性的各种因素作出科学合理的预报,还必须根据设计的基本条件,全面对重点地段进行有效整治,以便在整个项目中采取更为正确和合理的现代整治方法,从而显著地改善整治效果,并掌握尽可能广泛的资料和信息。另外,针对必须加固的问题地段,也就必须对滑坡现场情况作出合理的研究调查。在进行现场调查的过程中,还必须对问题地段进行更加仔细充分的调查研究,并针对可能引起滑坡问题的各种因素进行更加深入的调查研究,从而提出更为科学合理的解决办法。另外,要着重研究边坡危险区,避免该地区再次发生类似现象。为促进矿山边坡滑坡治理工作的顺利进行,必须加强施工监管,明确相关执法人员责任,严厉查处矿山企业特别是无证开采企业的各种违法行为。对于矿产资源项目的治理开发,公司还必须严格按照现行国家的有关技术法规要求,提高治理开发技术模式设计的经济科学化水平与治理技术方案的经济合理性,在保证继续有效开发现有矿产资源项目的基础上,加强对边坡环境的治理开发力度,导入一些新发展的边坡治理开发理念方法和新技术,做到项目边治理开发项目边治理。另外,还要求应加强全程跟踪监管煤矿开采专业技术人员从事的安全作业,保证监督其严格按照相关国家法律法规安全运行,履行安全和技术工作,并依法严厉地整治其不符合规范要求的安全作业行为。
4.3合理选择治理模式
据项目分析,这些岩质边坡一般都是由大型断层崩塌所形成的岩质悬崖。在一个悬崖的下面,直接就开凿出了另一个村庄路面,就这样形成了这样一个规模非常大的地下溶洞。如果里面全部岩体一直处于悬空,因为二组结构之间的互相碰撞切割而产生的巨大强力压力,将会导致里面全部岩体坍塌,因此形成了一个大面积的危险岩体溶洞。
4.4严格施工方法管理
在地质灾害边坡整治的施工过程中,需要采取科学合理有效的边坡施工技术方法。为此,必须结合矿山工程现场实际情况进行现场勘测设计资料文件和施工设计技术图纸的制定。施工人员要备齐施工材料工具和边坡施工的技术用具,并能够合理有效地掌控边坡施工的进度,有效防止工程出现边坡问题。此外,矿山施工监理人员需注意对边坡整个隐蔽施工作业流程进行检查,并做好边坡相应病害的检查和预防治理工作。考虑到危岩边坡的陡峭、稳定性及对其严重损坏程度,应使用铲斗机,以降低建筑、截角四面体破坏和切割荷载的危害。在整个过程中,应自上而下实行分级施工,并逐渐减小实施量。必须严格把控各个阶段的开挖深度,通常应调整在3m~3.5m,并保持在4m~5m的最大工作面,并禁止非法操作。
4.5对未发生边坡问题地段做好加固
在地质灾害防治施工作业过程管理中,若出现边坡问题,应及时对还未可能发生过边坡问题的边坡路面进行防护和加固等工作,以有效提高施工边坡路面结构的稳定性。若边坡本身没有发生任何问题,或是由于边坡地质结构相对比较疏松无法准确判断出边坡不会发生塌陷,因而对该边坡进行了安全防护或防护加固,也可避免边坡问题的发生。
4.6有效提升设计人员和勘察人员专业能力
一些边坡安全事故是由于施工人员疏忽造成的,因此要提高工人安全意识,通过安全培训加强边坡施工的安全管理。矿山边坡滑坡治理首先要加强施工人员安全意识的培养,严格规范施工人员各种行为,并根据矿山开采实际情况对施工人员进行安全教育。对施工中违章作业人员要及时严惩,并纠正其不规范作业。对于边坡的异常移动,要做好监测,定期组织专人对矿山边坡进行检查。尤其是当岩体出现异常时,要做好记录,及时采取有效对策,防止边坡滑坡事故的发生。此外,为节约经济成本,对于小型矿山,可通过裂缝监测来判断边坡滑坡事故风险,通过裂缝移动来判断滑坡可能性,并及时采取相应预防措施。需要矿山工程设计技术人员和勘测技术人员的专业知识水平进行提高,有效地解决相应问题。可以说,对影响边坡稳定性发生的各种主要风险因素要进行全面严格的研究,需要我们高度重视理论研究工作和勘测设计研究工作。需要勘测设计研究人员之间和工程勘测设计技术人员队伍之间信息的及时不断交流,及时考虑各种可能会出现事故的主要问题原因和技术改进的办法,防止各种事故的发生,充分考虑其主要风险因素并加以管理。
5结语
边坡处理主要被运用于地质周围结构的保护工程中,可以根据相应的地质空间调度要求实施,使得工程可以符合区域的划分与应用要求。由于具体实施前没有充分调查研究,导致边坡的实施中出现一系列困难,滑坡病害对边坡施工的效果造成损害。相应的必须要对支护施工工艺做好细化管理,提高质量。
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