0 引言

紫金山金矿是一个飞速崛起的大型黄金矿山。2000年年产量保持了黄金矿山年单产全国第一的荣誉。现在, 经过三期技改后, 矿山发展呈现强劲势头。预计四期技改后的黄金年产量将再创历史新高。

位于办公大楼右后侧上方的四期技改工程建设场地滑坡体, 从2001年初开始, 出现明显的沉陷、下滑, 造成水沟开裂、石砌挡墙鼓胀碎裂、排水渠变形错断等破坏现象, 严重威胁生产作业人员、运输车辆和技改工程设施的安全。实行针对性的防治, 对四期技改工程建设, 维护工程建设场地安全具有重要的现实意义。

1 滑动体特征

滑坡体平面上近椭圆形展布, 东西向长约120m, 南北宽100m(见图 1), 主要由施工工程排弃物, 如掘进运巷废碴、技改工程平基废弃物等堆积而成。未被堆积物覆盖的地表有风化碎块状基岩露头。滑动体规模在2~ 3万。

滑动体以下的下伏不动体(滑坡床), 岩性主要为蚀变花岗岩以及白垩系下统石帽山群的火山岩, 属半坚硬碎裂工程岩组。

滑动面主要发育在松散堆积物下接触界面及第四系与基岩接触面上。但滑动优势面以前者为主。

滑动体东高西低, 东部的主裂缝发育在堆积物的下接触面, 总体趋势呈北北东向延布, 裂缝宽度30~ 50㎝, 长度大于20m。滑动体内的扇状裂缝主要分布在下部及南、北周界位置, 中部主要有拉张裂缝和剪切裂缝。其中剪切裂缝错断了宽度近米的排水沟渠, 10㎝左右的错动裂口明显可见。

主滑方向顺着山坡往下, 从南东往北西约310°方向伸展, 直指当前四期技改重点工程粉矿仓的位置。

综上分析认为, 四期技改工程建设场地是滑体松散的浅层滑坡, 属于重力性圆弧形滑坡类型, 是我们抉择防治措施的重要依据。

2 影响滑坡的原因分析^[1] 2.1 岩性

滑动体岩性主要由松散堆积物组成, 含部分第四系的表土、残坡积层和风化基岩。岩性层序柱状剖面从上往下依次为堆积物—地表表土层—残坡积层—风化基岩(见图 2)。松散堆积物主要分布在东部470 ~ 517m的高位处, 堆积厚度大的在5m以上, 一般在3m左右, 往西侧低标高部位逐渐变薄。第四系主要出露在东部, 厚度一般2~ 3m。滑动体岩性组成在东部以堆积物为主, 往西部渐向第四系过渡。

松散堆积物由粗粒岩块(含量50%以上, 块度大多在1 ~ 5㎝)和较细的砂状岩石碎块及少量岩粉组成。岩粉中含有部分粘土矿物。

堆积物下伏第四系中的表土层含有黑色土壤, 并混有树根。该层厚5 ㎝至10多cm不等。表土层以下为黄褐色残坡积层, 因含有较多的粘土矿物而呈块状, 并含有部分砾石。残坡积层下与基岩稳定体之间为风化残积基岩层, 主要为白垩系火山岩风化产物。蚀变花岗岩体抗风化能力强, 风化壳甚不发育。

上述情况表明, 滑坡体表土层以上松散堆积物具有典型散体结构性质, 它与表土接触成不偶合状态, 只有重压贴靠接触, 加上介质上的强度差异, 其间的界面十分明显。该散体抗剪强度极低, τ < 0.1MPa, 而且在没有侧向约束力的限制时, 更容易在外因诱发下产生重力性位移。

2.2 水的作用

水可湿润软化斜坡上的岩土, 减弱松散堆积物、表土层、残坡积层之间及它们与下伏基岩间的粘结力, 减小摩擦系数, 使上覆岩体抗剪强度显著下降。同时, 水的侵蚀泄带作用, 对不同岩性接触面产生破坏作用, 为滑坡的形成与加速创造了条件。

2.3 地形条件

该滑坡体所处斜坡相对高度是67m, 总体坡度32.5°, 局部达40°, 为高而陡峻的斜坡, 属较不稳定的工程结构形式, 对滑坡体稳定十分不利。

2.4 坡脚开挖

稳定坡脚对滑坡体具有阻挡作用。由于建设办公大楼及破碎仓等技改工程需要, 对稳定坡脚实施了开挖平场, 加上在滑动体内人为切坡修筑平台、公路等工程, 为滑坡体提供了滑动临空面, 促使了滑坡的形成。

2.5 震动

紫金山金矿四期技改的施工爆破作业及设备产生的机械震动, 破坏了滑坡体内岩体结构的稳定性, 增加了土体的自重下滑力, 对坡体滑动起到诱发作用。

3 防治滑坡的技术措施

为消除滑坡对人员、设备、工程设施等造成的安全威胁, 必须采取维护坡体稳定和消除危害的防治措施。本着安全和经济有效的原则, 并照顾到施工的现实可能性, 通过对滑坡体上覆松散堆积物、水的渗透破坏、坡脚开挖等主要影响因素的分析, 我们认为只有采取针对措施来消除和削弱这些因素对滑坡的影响, 才能从根本上遏制或消除滑坡。通过现场调查, 方案比较后, 提出下列防治措施。

3.1 排水(避水、疏水、导水)措施

水的长时间渗透、泄带搬迁、侵蚀是导致滑坡形成的重要因素之一。实施避水、引水、疏水工程, 防止水进入滑动体内, 减少水在滑体内的滞留时间, 是一项极为重要的整治措施。由于本区可能进入滑动体内的水主要为地表水(天然降水、工业用水等), 因此对滑体外的地表水可以用拦截和旁引的办法来进行整治。具体实施时, 可在东部滑坡体外施工截排水沟, 以拦截和旁引地表水, 使之不进入滑动体内。同时, 在滑动区内亦可施工平行坡面的和垂直坡面的纵横方向的汇水排水沟渠, 以及施工可渗水的挡土墙和埋设导水管等, 使滑动体内的水尽快汇集、导出, 起到疏干作用。

东部滑体上部施工的主要截排水沟依据当地有关经验数据, 选择水力上最经济的梯形断面, 其底宽0.6m, 水沟两边坡度1:0.5, 高0.5m。砌体采用浆砌片石, 厚度0.2 ~ 0.25m, 水沟顺坡的一面布置泄水孔。滑体内布置的汇排水沟尺寸可适当减小。

3.2 削坡减载

滑动体主要由松散堆积物组成, 含有一定比例的粘土矿物, 厚度大的超过5m, 是影响滑坡的主要因素之一。削坡刷方是针对主要由松散堆积物组成的滑动体采取的卸载减压的积极措施。该措施是通过卸载, 削弱滑动体的自重下滑力, 使坡体稳定, 达到控制滑坡的目的。削坡施工是改变斜坡外形(后部减重, 斜坡放缓刷方等), 对于本区属简单类型的滑坡有积极意义。对于临近办公大楼, 位于大楼后方的鼓胀碎裂的松散体(包括涂抹在散体表面的砼涂料)必须清除, 实行整坡治理。

3.3 抗滑挡墙

通过对本区滑动体特征的调查认为, 滑动体斜坡上部主要由松散堆积物组成, 而斜坡下部主要由第四系残坡积物和风化残积基岩组成。上部滑动体厚度大, 为堆层滑坡, 故对滑体上部的堆积体实施卸载减压措施。而下部则属于含有第四系残积粘土的浅层滑坡, 是因为上部堆积层滑动的推动而产生的滑坡。通过对上部堆积层的卸载, 滑动体下部受到的影响已减小。在滑体下部施工抗滑挡墙是一项有效的防滑措施。采用深触基岩的砼抗滑挡土墙, 不仅对山体平衡破坏小, 而且稳定斜坡收效快, 还可防止水流对坡脚的冲刷。施工时应分段并避开雨季, 砌体或砼不应建立在松散体上, 应深入到滑动面以下的稳定体内, 同时必须用高标号水泥浇灌成砼墙, 否则, 就会因强度不够, 发生挡土墙变形破坏的事故。

4 滑坡体监测

为掌握滑动体整治效果及为工程处理提供量化数据, 认识和掌握滑动体的移动变化性质和规律, 应对滑坡进行监测。

4.1 人工巡视观测

通过日常人工巡视检查, 从整体上了解和认识滑动体及周围岩石的性态变化情况, 寻找坡面开裂、松脱、变形、沉陷、鼓胀等异常迹象。

4.2 裂缝监测

用红漆或水泥固定在裂缝两侧作标记, 量测裂缝或标志间的宽度, 获取裂缝大小变化与速率数据。

4.3 对点观测

在主要构造弱面的上、下盘, 用水泥桩三点共面互测距离, 了解弱面(滑动面)的相对变化。

4.4 水泥抹块

在滑动体表面开裂部位涂抹光滑平整的水泥浆带, 其厚一般3㎝左右, 观测开裂部位的微小变形。

4.5 观测网

通过经纬仪和水准仪网络观测, 了解滑动体表面及周界围岩的平面和垂直位移的变化情况。掌握滑动体的滑动路线和规模, 并为整治量化提供实测依据。

观测网的布设采用平行坡面与垂直坡面纵横线交叉部位敷设观测点, 滑动体内观测网度25×25m, 滑动体外布置了10个基准点。观测点采用埋设预置水泥桩或现场灌浆敷设桩。平面位移达到国家5″级精度, 垂直位移观测达到四等级水准标准。

5 结语

紫金山金矿四期技改工程建设场地滑坡是一种圆弧形滑坡。主要滑动面是介于表土与松散岩矿渣堆积物之间, 如不及时治理后果将是严重的。自2001年7月中旬开始对滑坡体实施削坡卸载、强力排水疏干和监测预报工作后, 收到一定效果。经初步观测与分析认为只要坡体的稳定状态不受到破坏, 将有利于四期技改工程建设的顺利进行。