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摘要：文章根據永定莊煤礦礦區地質環境和勘查成果對同一礦區兩處不穩定斜坡的治理工程進行了設計及方案比較分析，最終選擇了經濟合理的治理方案。

關鍵詞：不穩定斜坡；治理；設計；永定莊煤礦

1礦區地質環境

治理區所屬礦區位于大同市西南23.5km口泉鄉永定莊村附近。口泉河位于礦區南邊界外，井田內無大的地表水系。地貌單元屬低中山區，區內溝谷縱橫，地形復雜。區內無地質構造通過，地層總體東南高西北低，傾角一般2-4°，出露地層有侏羅系中統大同組(Jd)砂巖、第四系松散層。本區設計2的震動峰值加速度為0.20，對應的地震基本烈度為Ⅷ度。

2勘查成果

2.1不穩定斜坡

不穩定斜坡1位于礦區中南部，口泉鐵路支線及口泉至王村公路東北側山體，該段斜坡坡寬為462.7m，斜坡整體呈“L”形，平均坡向182°。坡高約41.8-69.0m，平均高度59.5m。坡度38-79°，局部坡度近直立。周邊溝谷地形呈“U”形，斜坡坡度多介于38-79°之間，部分地段斜坡近于直立，斜坡上基巖直接出露，風化強烈，坡腳處多見風化掉落的巖塊，局部堆積有大量建筑及生活垃圾破壞了原有地貌，植被覆蓋率低且緊鄰公[1]路，影響道路行人安全及美觀。根據勘查成果，不穩定斜坡1為巖質斜坡，巖體主要為砂巖，巖體節理發育，裂面粗糙，多數節理無膠結，結構面結合程度很差。現場調查巖體有兩組優勢節理面：185°∠66°、111°∠73°。因受風化影響大，斜坡坡度陡，巖體卸荷裂隙發育，潛在破壞形式為沿節理面的淺層崩塌。同時，巖體易受風化作用出現坡面塊石掉落，破壞地形地貌，間[2]接影響邊坡體的穩定性。

2.2不穩定斜坡

不穩定斜坡2位于礦區東部，地表為松散土層覆蓋，下伏為大同組砂巖，局部被人類新近開挖改造，坡面無植被生長，斜坡坡度多介于41-73°之間，坡腳處基巖出露，通過測量調查周邊巖體裂隙發育情況，有兩組優勢節理面：247°∠55°、155°∠68°。該斜坡坡寬為109.4m，高48.0-49.5m，平均高度49.0m，坡度41-73°，坡向西南。不穩定斜坡2潛在破壞模式有兩種：模式一為上覆土層沿基巖頂面發生整體滑動；模式二為均質土層內部發生圓弧形滑動。另外，對于土質邊坡坡面的破壞也不可忽視，治理區粉土層結構松散，易受降水沖刷形成坡面沖溝，坡腳沖蝕，一定程度上影[3]響邊坡體的穩定性。

2.3勘查結論

在目前的地質環境條件下，不穩定斜坡1處于基本穩定狀態，安全儲備不足；不穩定斜坡2的AB段處于穩定狀態，BC段處于基本穩定狀態。在降水作用下，不穩定斜坡2的AB段處于欠穩定狀態外，不穩定斜坡1和2的BC段均處于不穩定狀態。在地震作用下，不穩定斜坡1和2整體處于欠穩定—基本穩定狀態。

3治理方案

3.1不穩定斜坡1設計方案

3.1.1不穩定斜坡1的治理以巖體為主，節理裂隙發育，邊坡破壞模式為卸荷裂隙引起的局部崩塌，設計采用削坡+重力式擋墻+排水的綜合治理措施。1）削坡工程以1:0.75-1:1的坡率削坡，清除斜坡坡面風化層及破碎物，降低斜坡坡度，減少坡腳應力集中現象，設計削坡單級坡高8.0m，中間留設2.0m寬平臺，平臺傾向坡外或排水溝，坡率為5%。共削坡38700.6m。2）重力式擋墻設置于坡腳，擋墻外邊坡1:0.25，內邊坡1:0，墻底坡率0.1:1，墻高4.6-6.2m，頂寬1.0m，底寬2.15-2.55m，基礎埋深1.5m，且不得以填土作為持力層。墻體采用M10漿砌片石砌筑，片石強度不低于Mu30。墻身設泄水孔，材料選用孔徑110mm的PVC管，外斜5%，最下面的排泄水孔距地面0.1m，泄水孔豎向間距為1.5m，水平間距3.0m，上下左右交錯呈梅花狀布置，并用反濾包包裹。每隔10m設1道變形縫，縫寬30mm，縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料，使用1:3水泥砂漿勾縫。墻后回填材料應選擇透水性填料，分層回填碾壓，壓實系數不小于0.95。共修建擋墻924.3m。3）截、排水工程設計排水溝設置于坡間擋墻內側，距離擋墻邊緣500mm，尺寸800mm×800mm，地形平坦處溝底坡率1.5%，其他地段溝底坡率隨地形，縱向排水溝溝底坡率與坡比保持一致，以及時排出邊坡降水，由M10漿砌片石澆筑。每隔15m設1道變形縫，縫寬30mm，縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料，使用1:3水泥砂漿勾縫。共修建截、排水溝758.0m。3.1.2垃圾治理工程治理區垃圾堆積區共9處。根據各區垃圾堆放特征，采用平整、壓實、清運、植被恢復等不同的治理方式。

3.2不穩定斜坡2設計方案

設計考慮充分利用勘查區基巖埋深淺的有利條件，同時坡上有墳墓分布，要求盡量以少削坡為原則。根據以上原則設計采用錨索（桿）錨固入穩定坡體內部與格構梁組成的支護體系，增加邊坡抗滑力。1）削坡工程以1:0.75-1:0.50的坡率削坡，單級坡高8.0m，中間留設2.0m寬平臺，平臺采用300mm厚M10漿砌片石護面，平臺以5%的坡率傾向坡外或排水溝。削坡工程棄土運至治理Ⅰ區用于植被恢復工程，平均運3距2.2km。本工程削土方量為11960m，平臺片石護2面834m。2）錨桿設計錨桿孔徑110mm，鋼筋采用φ25鋼筋（HRB400），梅花形布置，水平傾角20°，錨桿長度9.0m，水平、垂直間距均為3.0m，彎頭長度不小于50cm；注漿材料為水泥漿，水泥采用PO42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為0.6-0.7。注漿壓力0.20-0.50MPa，水泥用量不少于25kg/m，并根據試驗確定，水泥漿強度不低于M30，孔中每2.0m設對中支架。共設計錨桿151根，總長度1359m。3）預應力錨索采用OVM15錨具、拉力型錨索、3-4束ASTMA416-92標準的高強度低松弛270（1860）級1×7φs15.24mm鋼絞線，鋼絞線的抗拉強度標準值Rby≥1860MPa，截面積A=140mm，最小延伸率δ≥3.5%。設計預應力錨索的水平間距為3.0m，豎向間距為3.0m，水平傾角20°，錨索長度為12-20m，錨固8-10m，錨固體直徑為130mm，注漿材料為水泥漿，水泥材料為PO42.5MPa普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為0.6-0.7，水泥用量不少于35kg/m，水泥漿強度不低于M30。錨頭采用鋼板進行固定并施工預應力，同時整澆于面層中。共設計錨索336根，總長度5258m。4）格構梁格構梁截面為350mm×350mm，C25混凝土澆筑。橫梁、豎肋節點處預留錨桿（索）孔。格構梁內鋪砌預制C25混凝土空心六棱磚，邊長×厚×邊寬為150×60×40mm，磚間植草。每級邊坡坡腳采用高1500mm，厚300mmM10漿砌片石護腳。格構梁C25混3凝土用量共580.0m，M10漿砌片石護腳墻長521.0m，六棱磚2505塊。5）截、排水工程截水溝設置于坡頂，過水截面為矩形，尺寸為800mm×800mm，地形平坦處溝底坡率1.5%，其他地段溝底坡率隨地形。坡腳設置排水溝，過水截面尺寸800mm×800mm；平臺排水溝截面尺寸為400mm×400mm，矩形。橫向排水溝溝底坡率1.5%，縱向排水采用急流槽，槽寬1.4m，壁厚0.3m，每2m設1道防滑臺階，臺階下底1m寬，過水斷面寬0.8m，高0.8m，溝底坡率與坡比保持一致，以及時排出邊坡降水，由M10漿砌片石澆筑。橫縱排水交叉點設置消能池，池長2m，寬1.8m，高1.1m，壁厚0.3m，每隔15m設1道變形縫，縫寬30mm，縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料，使用1:3水泥砂漿勾縫。共修建截、排水溝710.0m，急流槽80.0m，消能池8個。

4方案對比分析

不穩定斜坡1為巖質斜坡，不穩定斜坡2為土巖斜坡，在目前地質環境條件下，處于基本穩定狀態，在降水、地震作用下，不穩定斜坡1和2整體處于欠穩定—基本穩定狀態。因受風化影響大，不穩定斜坡1坡度陡，巖體卸荷裂隙發育，潛在破壞形式為沿節理面的淺層崩塌。同時，巖體易受風化作用出現坡面塊石掉落，設計應針對清除危巖體（削坡工程），阻止崩塌體掉落（重力式擋墻工程），同時阻斷降水不利因素的影響（截、排水工程），[4]最后美化環境（垃圾治理工程）。不穩定斜坡2土巖斜坡潛在破壞模式有兩種：模式一為上覆土層沿基巖頂面發生整體滑動；模式二為均質土層內部發生圓弧形滑動。另外，粉土層結構松散，易受降水沖刷形成坡面沖溝，坡腳沖蝕，在一定程度上影響邊坡體的穩定性。設計應主要側重土體的穩固性（削坡工程、錨桿工程、預應力錨索工程、格構梁工程），同時阻斷降水不利因素的影響（截、排水工程）。根據穩定性分析結果及邊坡破壞模式對邊坡采取治理防護措施，確保兩處不穩定斜坡1、2坡面穩定。

5總結

綜上所述，我國礦區分布廣泛，部分礦區的地質環境復雜。即使在相距不遠同一礦區的兩地塊，地質環境條件也可能出現較大差異，針對不同不穩定斜坡巖性、走向、坡度、形態等差異，制定相應的治理措施，才能使后續的治理工程更加經濟合理。

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作者：劉立捷 單位：山西省地質工程勘察院有限公司