某排土場滑坡事故分析

趙 永 順

(攀鋼集團礦業(yè)有限公司設(shè)計研究院，四川 攀枝花 617063)

某排土場滑坡事故分析

趙 永 順

(攀鋼集團礦業(yè)有限公司設(shè)計研究院，四川 攀枝花 617063)

針對某排土場存在的問題，對排土場失穩(wěn)滑坡的原因進行了分析，提出了排土場建設(shè)過程中要注意的各個環(huán)節(jié)，并對勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作重點作了闡述，以消除各種安全隱患。

排土場，勘察，軟土地基，滑坡，監(jiān)管

1 滑坡基本情況

1.1 排土場基本情況

某排土場原始地形為東側(cè)低，南、西、北面高，整體向東傾斜的倒梨狀溝谷斜坡地形，后緣山脊走向20°～25°，寬度約500 m，前緣擋渣壩處窄小，寬度約250 m。排土場內(nèi)由南至北發(fā)育有兩條主沖溝，兩條沖溝中間為一緩坡山脊，場地標(biāo)高介于1 563 m～1 698 m之間，地形坡度在場地1 625 m以下為15°左右，1 625 m以上坡度介于20°～40°，排土場北側(cè)沖溝內(nèi)在標(biāo)高1 599 m～1 604 m之間有一魚塘，占地面積約為4 300 m2。該土場2008年10月開始排土，2009年雨季前已排土20余萬立方米，在滑坡前已堆積180余萬立方米基建剝離的廢土石，土石比為6∶4，巖石巖性為強風(fēng)化～弱風(fēng)化的輝長巖，堆積標(biāo)高在1 600 m～1 690 m之間，形成了1 690 m，1 650 m，1 630 m三個排土臺階(見圖1)。

1.2 滑坡基本情況

2011年2月27日6時40分左右，排土場突然發(fā)生滑坡，滑坡體屬于礦山排棄廢土石，總面積21萬m2，滑坡總方量約56萬m3，其中排土場內(nèi)散體物質(zhì)39萬m3，由于滑坡滑動剝蝕帶動滑動區(qū)軟土17萬m3，從滑坡后壁到滑坡前沿最遠距離1 060 m，滑動距離約770 m，滑坡后壁垂高約90 m，滑坡后壁頂面到堆積體最前沿垂直高差約210 m，滑坡體沿著排土場松散堆積物與原地表軟弱表土接觸帶滑動，在重力作用下，沖毀攔渣壩后，繼續(xù)快速順坡而下滑行600余米，掩埋兩戶農(nóng)房，摧毀位于排土場下方的礦山公路(見圖2)。

依據(jù)國土資源部2006年發(fā)布的DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規(guī)范，該滑坡為中型推移式滑坡。

2 排土場工程建設(shè)存在問題

根據(jù)事故調(diào)查，工程建設(shè)存在主要如下問題：

1)設(shè)計院在沒有進行排土場工程地質(zhì)勘察情況下進行設(shè)計，設(shè)計依據(jù)不充分；

2)監(jiān)理單位出具的質(zhì)量評估報告與實際不符；

3)安全驗收評價單位依據(jù)未實施的優(yōu)化方案和監(jiān)理單位出具的質(zhì)量評估報告進行驗收評價，對設(shè)計及工程完成實際情況沒有進行復(fù)核，驗收依據(jù)不準確，與實際不符；

4)在工程勘察結(jié)束后勘察單位明確在該區(qū)域必須采取清理軟土層、疏水、建重力式擋渣壩等措施后，才能保證排土場的安全的情況下，業(yè)主沒有停止施工和排土作業(yè)，也沒有按照程序待新的設(shè)計審查批復(fù)后施工；

5)針對2011年1月16日13時許在該土場前沿南側(cè)沖溝內(nèi)發(fā)生的局部滑塌，設(shè)計院2011年2月14日出具了《關(guān)于某排土場排放過程中出現(xiàn)滑塌的應(yīng)急處理意見》，意見中明確要求治理和疏通排水盲溝，對攔渣壩進行加固，并24 h監(jiān)測，但業(yè)主未實施。

3 滑坡原因分析

3.1 排土場地質(zhì)環(huán)境條件

1)地形地貌概況。

排土場場地地貌屬于中低山構(gòu)造剝蝕山麓堆積地貌，區(qū)內(nèi)溝谷較為發(fā)育，微地貌復(fù)雜多變?，F(xiàn)狀棄土堆放地梨樹灣原始地形為東側(cè)低、南、西、北面高、整體向東傾斜的倒梨狀溝谷斜坡地形，后緣山脊走向20°～25°，寬度約500 m，前緣擋渣壩處窄小，寬度約250 m。

2)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及地震。

本地區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上屬川滇南北向構(gòu)造帶中段西側(cè)及滇藏“歹”字形構(gòu)造體系的復(fù)合部位。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡極為復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育，以南北向及北東向構(gòu)造為主，東西向及北西向構(gòu)造次之。經(jīng)收集有歷史記載地震資料，場地內(nèi)及周邊地區(qū)(100 km范圍內(nèi))未發(fā)生過7級以上地震，時間較近和強度較高的地震有：1955年魚鲊6.7級地震，1955年云南武定6級地震，1955年華坪6級地震，1962年樹河5.5級地震，1995年云南武定6.5級地震，2008年攀枝花魚鲊的6.1級地震，2011年1月31日米易北部的3.2級地震，上述地震發(fā)生時區(qū)內(nèi)均有震感。

3)排土場滑坡堆積區(qū)地層結(jié)構(gòu)。

④粉質(zhì)粘土：褐黃、紫紅色，硬塑狀態(tài)，稍濕。含風(fēng)化正長巖碎石、礫砂20%～30%。無搖震反應(yīng)，切面稍光滑，干強度及韌性中等。整個場地大部分地段均有分布，地層分布具有一定連續(xù)性，揭露厚度0.60 m～17.30 m。

④1粉質(zhì)粘土：褐黃、紫紅色，可塑狀態(tài)，濕。含風(fēng)化正長巖碎石、礫砂10%～20%。無搖震反應(yīng)，切面稍光滑，干強度及韌性中等。主要分布于擬建1號,2號排土場中前部地段，地層分布具有一定連續(xù)性。揭露厚度1.60 m～19.10 m。

④2粉質(zhì)粘土：褐黃、深灰色，軟塑狀態(tài)，很濕。局部含風(fēng)化碎石、礫砂10%～20%。局部含多量碳化木屑、植物根莖。無搖震反應(yīng)，切面稍粗糙，干強度及韌性低。部分鉆孔中有揭露，主要呈透鏡體狀分布于④,④1層中，揭露厚度0.80 m～8.80 m。

④3粗砂：褐黃、褐灰色，石英—長石質(zhì)，混粒結(jié)構(gòu)，含粘性土約10%～15%，稍密，濕。部分鉆孔中有揭露，呈透鏡體狀分布，厚度較薄。

上述沖洪積地層中④2層屬較為典型的軟弱下臥層，修建排土場過程中，應(yīng)將淺部④2進行徹底清除，對深部④2應(yīng)進行有效的地基處理。

4)軟弱層分布范圍。

據(jù)勘察報告，排土場地段及滑坡堆積體范圍有軟弱地層④2層粉質(zhì)粘土，軟弱土層分布位置形態(tài)及特征等如表1所示。

表1 軟土④2層分布范圍、形態(tài)及厚度統(tǒng)計表

5)水文地質(zhì)條件。

排土場地處梨樹灣，西側(cè)山體走向為北東向，沿主脊兩側(cè)分布有分脊和支溝，地形起伏變化較大，支脊、沖溝、坎坡等微地貌發(fā)育，總體地勢由西北向東南傾斜。

a.地表水。

排土場擋渣壩上方至山頂分水嶺匯水面積約為0.35 km2，原始地形條件下，排土場和滑坡堆積體范圍主要沖溝中旱季有水流，雨季水量增幅大，暴雨季節(jié)可形成瞬時洪水，排入威龍河。排土場內(nèi)的梨樹灣一帶魚塘面積相對較大，約4 300 m2，雨季積水。

據(jù)勘察報告，排土場地和滑坡堆積體范圍內(nèi)農(nóng)民自行修建了較多小型集水池，大部分作為飲用水，少量作為灌溉果園、菜地之用。同時排土場地和滑坡堆積體范圍內(nèi)共有8個下降泉，各泉眼點四季均有水涌出，勘察期間累計流量176 m3/d，其中分布在排土場擋渣壩上游的3個泉水累計流量為86 m3/d，滑坡發(fā)生后，在排土場擋渣壩址處和壩址左前方形成2個集水坑，目前采用水泵向外抽水，抽出水量約120 m3/d，說明排土場內(nèi)地下水豐富。

b.地下水。

6)地基巖土評價。

排土場和滑坡堆積體范圍巖土層繁多，各巖土層物理力學(xué)性質(zhì)差異較大，地基巖土在巖性構(gòu)成、空間分布上變化很大。

據(jù)勘察報告，需要在施工過程中注意的地層工程特性評述如下：

①植物層：物質(zhì)組成成分復(fù)雜，土質(zhì)疏松，力學(xué)強度很低，可壓縮性很高。修建排土場前應(yīng)徹底清除，以免被掩埋后形成深部軟弱易滑夾層。

①人工填土：物質(zhì)組分復(fù)雜，堆積隨意，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強度低，可壓縮性大。不能作為天然地基土使用，堆渣前應(yīng)清除。

③粉質(zhì)粘土：孔隙比e=0.94，液性指數(shù)IL=0.35，呈可塑狀態(tài)，局部硬塑；壓縮模量ES=7.7 MPa，壓縮系數(shù)a1-2=0.26 MPa-1，具中等壓縮性；具有一定力學(xué)強度，可作為輕次型建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)持力層使用。作為排土場地基土，施工過程中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)較為疏松的部分應(yīng)挖除。

④2粉質(zhì)粘土：孔隙比e=0.99，液性指數(shù)IL=0.79，呈軟塑狀態(tài)；壓縮模量ES=5.0 MPa，壓縮系數(shù)a1-2=0.45 MPa-1，近高壓縮性，力學(xué)強度很低。該層分布于淺表部的，應(yīng)徹底清除；位于較深部位的構(gòu)成場地內(nèi)軟弱下臥層，應(yīng)進行有效的地基處理。

全風(fēng)化正長巖：風(fēng)化非常劇烈，巖體呈散體狀結(jié)構(gòu)。該層地基土均勻性差，僅可作為輕次型建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)持力層，可作為擬建排土場地基土使用，施工過程中發(fā)現(xiàn)過分松散的部分應(yīng)挖除。

7)場地內(nèi)出露的泉點對排土場穩(wěn)定性的影響。

排土場內(nèi)3個泉點累計流量86 m3/d，排土場棄土后，泉點被掩埋，地下水排泄條件發(fā)生變化，若處理不當(dāng)?shù)叵滤荒芡耆懦觯锌赡茉谌c周圍形成較大的地下水體及產(chǎn)生較大的孔隙水壓力，棄渣(土)及場地內(nèi)原有地層受地下水潤濕、浸泡，抗剪強度銳減，巖土體容重增大，造成排土場局部或整體失穩(wěn)。同時，排土場壩基或擋土墻地段地基土第四系坡洪積、沖洪積層顆粒粒徑不均，容易發(fā)生潛蝕、管涌及流土，對擋土墻、壩基的穩(wěn)定威脅大。

8)排土場軟弱層對排土場穩(wěn)定性影響分析。

排土場堆積區(qū)地表分布有軟土，軟土RT1位于北側(cè)沖溝魚塘以下，超過擋渣壩下游45 m，呈透鏡體狀，總面積23 465 m2，厚度1.4 m～6 m；軟土RT3位于排土場北側(cè)沖溝魚塘上部地段表部，呈透鏡體狀，總面積4 100 m2，厚度3.6 m左右。根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果，軟土天然孔隙比0.98～1.0，天然含水量35.9%～36.9%，液性指數(shù)為0.77～0.80，壓縮模量為3.5 MPa～6.5 MPa，內(nèi)聚力15.2 kPa～20.4 kPa，內(nèi)摩擦角10.7°～17.7°；除軟土外，分布在表層和中部的粉質(zhì)粘土其天然孔隙比抗剪強度也較低，承載力也較小，在飽水條件下，強度減弱。兩套地層飽水后均為高壓縮，低強度土體，受壓極易產(chǎn)生壓縮變形、剪切破壞，地基失效。由于粉質(zhì)粘土層在排土場分布面積大，且處于排土場棄渣中前緣，在數(shù)十米高的棄渣荷載作用下，地基剪切破壞和地基失效是必然的。

3.2 排土場滑坡過程

據(jù)對原居住在滑坡前緣一帶幸存者的訪問調(diào)查，2011年2月27日6時40分左右，排土場方向傳來“隆隆”的鳴聲，還以為地震了，當(dāng)他叫起家人，沖出房屋時，排土場滑坡體已沖到了房屋前。

通過事后對滑坡滑源區(qū)、高速滑動區(qū)、滑體堆積區(qū)的調(diào)查分析。排土場的廢土石直接座落在軟土之上，軟土地基承受不了高達90 m的排土場廢土石的荷載而失效，突然產(chǎn)生滑坡?；w在滑動過程中，推動排土場坡腳與攔渣壩之間軟土，摧毀攔渣壩，將排土場左下側(cè)的小山脊削去一部分后，快速順溝下滑，帶動斜坡地帶的粉質(zhì)粘土一起滑動，抵達前緣的威龍溝直到穩(wěn)定。

3.3 排土場滑坡原因分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查及排土場所處的地質(zhì)環(huán)境條件、排土場建設(shè)過程，結(jié)合以上滑坡過程分析研究，該滑坡產(chǎn)生的原因是：

1)排土堆積物前端及基底存在大面積力學(xué)性質(zhì)極差的粉質(zhì)粘土，在排土前沒有進行清除或采取加固措施，在排土堆積物荷載作用下，軟弱地基失效；

2)排土區(qū)域泉眼較多，地下水豐富，在排土前未采取有效的排水措施，導(dǎo)致軟弱地基土飽水而強度降低；

3)市防震減災(zāi)局文件顯示，2011年1月31日晚上8點30分左右，米易縣發(fā)生3.2級地震，震中位于灣丘鄉(xiāng)萬年溝，距離滑坡位置較近，白馬等米易北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)及米易縣城震感強烈，市區(qū)輕微有感，對該排土場的影響烈度在4度～5度，引起排土場坡體晃動，改變了邊坡地基應(yīng)力分布狀態(tài)，對該滑坡突然發(fā)生有影響；

4)2011年 2月23日的降雨雨水下滲不僅增加了排土場的荷載，而且使排土場前緣地基土進一步軟化，對滑坡的產(chǎn)生有一定影響；

5)根據(jù)GB 50421—2007有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范，排土場下方安全距離設(shè)置為排土總高度的1.5倍～2倍，本次滑坡滑動距離達到當(dāng)前排土總高度7倍以上，遠遠超出了規(guī)范設(shè)防要求，主要原因是由于谷口外存在厚0.8 m～8.8 m的粉質(zhì)粘土且含水豐富，強度極低，滑體帶動粉質(zhì)粘土快速滑動。

以上原因1)，2)是產(chǎn)生滑坡的直接原因，3)，4)是滑坡的影響因素，5)是滑坡造成嚴重后果的間接原因。

4 結(jié)論及事故教訓(xùn)

4.1 結(jié)論

在對施工的工程量核實后，發(fā)現(xiàn)工程量少于設(shè)計要求，施工單位未進行魚塘地段(軟基)的清基處理，也未實施該地段的排水盲溝工程，排土場滑坡部位的排水盲溝是簡易盲溝。

此次排土場滑坡滑動距離在排土場滑坡的歷史上十分罕見，其破壞范圍已遠遠超出了排土場有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的安全防護距離。分析認為，主要是排土場下游斜坡地段的特殊水文工程地質(zhì)條件——飽和粉質(zhì)粘土層，加速了滑體的運動，擴大了排土場滑坡的規(guī)模與破壞力。

可以肯定，此次事故是排土場滑坡誘發(fā)其前緣斜坡軟土地層移動，軟土地層滑動又擴大了排土場滑坡距離與規(guī)模的極端復(fù)雜事件，是人的因素與自然地質(zhì)因素共同作用的結(jié)果。

4.2 事故教訓(xùn)

1)必須堅持科學(xué)合理規(guī)劃礦山建設(shè)，嚴格執(zhí)行國家有關(guān)項目建設(shè)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準，重點落實好排土場、尾礦庫、采場邊坡等重要設(shè)施的措施工程，對建設(shè)在地質(zhì)條件不良區(qū)域的重要設(shè)施要再次審查，做到尊重科學(xué)，依法建設(shè)。

2)不折不扣依法開展建設(shè)項目各個階段工作，抓好安全評價、地質(zhì)勘察、初步設(shè)計、施工、監(jiān)理及竣工驗收等關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，堅持“合格一項，審批一個”，不合格，不開展下一個環(huán)節(jié)工作，各項工作要堅持標(biāo)準，堅持原則，杜絕走形式，走過場。

3)企業(yè)必須要按相關(guān)規(guī)范和規(guī)程組織生產(chǎn)，編制排土計劃，嚴格執(zhí)行設(shè)計確定的排土工藝和排土順序，做到科學(xué)合理排土。

4)政府及其相關(guān)負有安全生產(chǎn)監(jiān)管職能的部門必須依法履行監(jiān)管職責(zé)，認真、負責(zé)、嚴格執(zhí)法，對安全生產(chǎn)違法行為及相關(guān)問題要做到“發(fā)現(xiàn)一項查處一項”，絕不姑息遷就。同時，還要加強對企業(yè)的日常作業(yè)過程的安全監(jiān)管，不留死角。

5)以提高各級、各類人員的安全素質(zhì)為出發(fā)點，加強企業(yè)安全教育培訓(xùn)力度。逐步克服企業(yè)各級人員對安全工作的消極情緒和對事故隱患的麻痹思想，增強企業(yè)各級人員安全履責(zé)能力和遵章守紀的自覺性。同時，要采取有力措施加強對礦山區(qū)域范圍內(nèi)相關(guān)企業(yè)和人員的宣傳教育，提高相關(guān)人員的安全意識和基本安全常識，促進礦山企業(yè)安全和諧發(fā)展。

6)督促企業(yè)健全完善安全管理體系，落實主體安全責(zé)任，加大隱患排查治理，建立自我約束機制，構(gòu)建科學(xué)合理的安全管理制度，依法開展企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動。

[1] YS 5230—1996，邊坡工程勘察規(guī)范[S].

[2] GB 16423—1996，金屬非金屬露天礦山安全規(guī)程[S].

[3] GB 50421—2007，有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范[S].

[4] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[5] 肖樹芳，李鐵漢.巖體力學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1986.

[6] 林宗元.巖土工程勘察設(shè)計手冊[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

[7] 陳忠達.公路擋土墻設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2003.

[8] 趙明階，何光春.邊坡工程處治技術(shù)[M].北京：人民交通出版社,2003.

[9] 趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

On analysis of sliding slope accidents of some dump

Zhao Yongshun

(DesignandResearchInstitute,PanSteelGroupCo.,Ltd,Panzhihua617063,China)

According to some problems at some dump, the paper analyzes reasons for the sliding slope losing stability, points out all kinds of steps in the construction process of the dump, and illustrates the key points for the survey, design, construction and supervision, so as to eliminate all sorts of hidden hazards.

dump, survey, soft soil foundation, sliding slope, supervision

2015-02-07

趙永順(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0069-03

P642.22

A