石人溝鐵礦充填站邊坡治理方案

杜英男

摘要：石人溝鐵礦充填站邊坡是在特有環(huán)境下產(chǎn)生的，結(jié)合其工程特點提出了有效的治理方案，通過治理效果表明，方案合理，對類似工程有一定的指導作用。取得以下結(jié)論：（1） 總結(jié)分析了工程地質(zhì)條件；（2） 提出了錨索加固+毛石混凝土護坡+堆渣壓坡+部分堆渣注漿的邊坡加固方案；（3） 分析了工程施工場地準備、確定了進場公路、施工材料及用水用電；（4） 制定了施工流程和安全保障措施。

關(guān)鍵詞：石人溝鐵礦 充填站 邊坡 治理方案

中圖分類號： TD854 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）07（c）-0000-00

1 工程背景

石人溝鐵礦始建于1975年，先后經(jīng)歷了露天開采、地下一期、二期開采，地下三期將于2014年達產(chǎn)，開采歷程見表1。

石人溝鐵礦三期采用充填采礦法開采，采礦方法所需地表充填站建于一期副井東側(cè)，充填站所在位置地表為掘井廢石覆蓋。場地于20世紀80年代采礦棄渣堆填而成，現(xiàn)場地西側(cè)為大型露天采坑，采坑坑底標高約為+12.3m，充填站場地標高為+99.7m左右，邊坡高度約為87.4m。邊坡上部為采礦堆渣，堆渣主要以碎石為主，碎石直徑約0.2～1m，碎石空隙間無充填物，局部夾薄層含碎石粉質(zhì)粘土、建筑垃圾等，堆渣厚度7.0～17.0m不等。堆渣下部局部位置存在少量殘積土，黃褐色，中密，干鉆易鉆進，含未完全風化的碎石塊。邊坡的巖體主要強風化或中風化片麻巖，灰褐色，風化裂隙很發(fā)育，巖體破碎。

根據(jù)工程地質(zhì)條件、邊坡幾何特征，此次充填站外沿邊坡穩(wěn)定性研究選擇了3個典型剖面進行分析，由東而西分別為A-A′、B-B′、C-C′。A-A′剖面為巖石邊坡，+73.43m以上為強風化層；B-B′剖面+73.43m以上為堆渣及強風化巖邊坡，堆渣厚度接近20m。C-C′剖面為堆渣邊坡，邊坡高度58m。采用極限平衡法對邊坡進行穩(wěn)定性分析，各剖面計算結(jié)果均小于允許安全系數(shù)，必須采取相應(yīng)的工程措施來保證充填站外邊坡穩(wěn)定。

2治理方案

根據(jù)現(xiàn)場情況，采用錨索加固+毛石混凝土護坡+堆渣壓坡+部分堆渣注漿方案進行邊坡加固。A剖面整體邊坡采用預應(yīng)力錨索加固，+73.43m以上采取毛石混凝土護坡；B剖面+73.43m以上采取毛石混凝土護坡，對堆渣進行注漿處理；C剖面采用壓坡措施。

2.1堆渣坡面修整及護坡

+73.43～99.4m之間的堆渣坡面進行修整，充填站正西側(cè)邊坡坡面面上堆積大量的堆渣，堆渣高度為26m，導致坡面上+73.43m平臺中斷，必須對此位置的堆渣進行清理，清理出+73.43m平臺并留有7m左右的平臺寬度。為了確保施工人員安全，堆渣邊坡修整的總體邊坡角不大于40°，邊坡角大于40°的位置采取掛網(wǎng)噴漿護坡。

為了確保充填站外沿有5m的安全距離和邊坡的穩(wěn)定，充填站西側(cè)邊坡+73.43m以上的堆渣邊坡進行修整后采取毛石混凝土護坡，毛石混凝土護坡臺階坡度按照45°進行設(shè)計，設(shè)計有4個臺階，在+77m、+83m、+89m標高處留有臺階，平臺寬度一般1.0m，充填站北側(cè)根據(jù)地形對平臺寬度進行了適當?shù)恼{(diào)整，毛石混凝土護坡的厚度根據(jù)開挖后的地形進行適當?shù)恼{(diào)整。

充填站西南側(cè)堆渣邊坡采用堆渣進行壓坡處理，堆渣必須采用采礦廢石，堆渣中不得含有土等有機質(zhì)。壓坡的臺階高度一般為10m，分為8個臺階，臺階坡面角為38°，在+28.8m、+41m、+51m、+61m、+71m、+81m、+91m處留有平臺，平臺寬度分別為7.44m、5.56m、4.83m、5.00m、5.22m、5.18m、5.00m，邊坡總體邊坡角為30°。+81～99m之間采用塊石護坡，護坡的厚度為500mm。

2.2預應(yīng)力錨索加固

錨索在+41～+73.43m之間的臺階上布置，共布置5排錨索，錨索水平間距為4m。

2.3充填站基礎(chǔ)注漿

在堆渣中采用邊鉆邊灌法，為了防止造成鉆孔坍塌，每鉆進1.00m 注漿一次，鉆孔采用直徑76mm的金鋼石鉆頭直孔鉆進?；A(chǔ)外施工一排鉆孔，鉆孔間距為1.0m，采用間隔施工。外圍注漿基本結(jié)束后，在伐板基礎(chǔ)內(nèi)部梁和梁之間的空隙以及柱周邊進行鉆孔注漿，鉆孔間距根據(jù)實際情況設(shè)計為4.0m左右，堆渣注漿孔間距為5.0m。漿液的參數(shù)水泥：粉煤灰：水之比為1： 1：0.5，加入3‰的水玻璃。

3工程準備

3.1施工場地

此次加固工程施工場地在充填站西側(cè)的露天采場邊坡南幫+12.3m左右至+99.4m水平間的平臺及臺階坡面上。臺階坡面受爆破及構(gòu)造影響，其平整度不能滿足框格梁施工要求的，需要進行清坡處理。

+73.43～+99.4m之間需要按施工圖逐臺階清理，清理后進行毛石混凝土護坡處理。

3.2進場公路

+41m平臺和充填站均能通車。

3.3施工材料

此次加固工程所用材料主要為：32.5MPa普硅水泥，φ25、φ18、φ8的螺紋鋼筋或普通鋼筋，φj15（7φ5）鋼絞線，中粗砂，碎石、塊石等。各種材料可用車輛直接運到施工現(xiàn)場。

3.4施工用水

施工用水在業(yè)主單位提供取水點接出并設(shè)計量裝置，施工用水管線采用DN100的黑鐵管作為主管，管線沿道路敷設(shè)，接入施工使用地點，支管采用DN50，每隔40m設(shè)置一只DN25的雙嘴水龍頭，作為現(xiàn)場施工用水。管線采用明鋪與埋地相結(jié)合的方式，穿越道路處管線采取埋地敷設(shè)，并在管線穿越處做明顯的標記。

3.5施工用電

由業(yè)主提供施工用電電源，現(xiàn)場設(shè)置施工用配電柜一個，供現(xiàn)場使用。

該標段施工用電負荷按200KVA考慮，施工電源電纜采用直埋方式敷設(shè)，穿越道路采用鋼管作為套管進行埋設(shè)，在施工區(qū)域每隔50m設(shè)置一個300A的帶計量裝置的配電箱，作為現(xiàn)場用電接入裝置。埋設(shè)電纜的線路上設(shè)明顯的標志。

為保證現(xiàn)場的夜間照明，在施工現(xiàn)場不影響工程施工的地方設(shè)夜間照明燈燈塔，每座燈塔上設(shè)一只3kw照明燈。

4施工流程與安全措施

4.1施工流程

邊坡治理包含5項工程：堆渣坡面修整及毛石混凝土護坡、壓坡、預應(yīng)力錨索加固、充填站基礎(chǔ)注漿、水平排水孔。施工分四個階段。第一個階段為堆渣坡面修整、掛網(wǎng)噴漿及毛石混凝土護坡；第二個階段為預應(yīng)力錨索加固施工；第三階段充填站西南側(cè)邊坡壓坡；第四個階段充填站基礎(chǔ)注漿施工等。施工流程如圖1所示。

圖1 工程總體施工流程圖

4.2安全措施

建立安全保障體系，切實抓好安全責任制。遵守有關(guān)國家安全規(guī)范和操作規(guī)程及業(yè)主對該工程安全工作的各項規(guī)定，切實開展安全活動，落實安全管理與監(jiān)督手段，確保安全生產(chǎn)。參加本項工程的全部施工人員，正式上崗前，進行一次全面的安全教育，預應(yīng)力錨索施工人員須經(jīng)安全技術(shù)知識培訓后，方可上崗作業(yè)。開工前進行詳細的安全技術(shù)交底，并組織全體施工人員進行認真學習討論。

5結(jié)語

邊坡治理是一個綜合的系統(tǒng)工程，該文結(jié)合工程特點提出了合理的治理方案，并給出了施工流程和安全保障措施，邊坡治理后至今效果很好，對類似工程有借鑒和指導作用。

參考文獻

[1]王建國，高全臣，常慶，等. 高陡邊坡削幫減載技術(shù)優(yōu)化[J].遼寧工程技術(shù)大學學報：自然科學版，2015，34（4）： 442-446.

[2]楊波，李強，孫姿.安圖礦山邊坡治理方案改進設(shè)計施工工藝與技術(shù)措施[J].吉林地質(zhì)，2014，33（4）：120-124.

[3]張青成，王家磊，李德璇，等.露天礦山爆破振動影響因素分析研究[J].遼寧工程技術(shù)大學學報：自然科學版，2013，32（10）：1334-1338.