东鞍山铁矿岩石边坡治理方案研究.pdf

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1、第9卷第3期矿业工程2011年6月MiningEngineering15·岩土工程·东鞍山铁矿岩石边坡治理方案研究金忠伟王海龙刘太和(鞍钢集团矿业公司，辽宁鞍山114001)摘要：根据对边坡岩性构成、岩土体结构类型的分析，确定了边坡的可能破坏类型与危害，通过稳定性计算分析得出了边坡稳定性状态，并研究确定了削坡减载、挡墙护坡、防水排水与挂网喷浆的综合整治措施。关键词：露天铁矿；边坡稳定；边坡治理中图分类号：TD824．71文献标识码：A文章编号：1671—8550(2011)03～0015—031概况

2、、．鞍钢集团矿业公司东鞍山铁矿岩石一期破碎站、。＼边坡主要岩性为第四系坡积土和鞍山群千枚岩，受、、”Q／、．、1．_-．二．_．-大气降雨的影响，边坡体发生了开裂变形与破坏。该破碎站井口位置建在采场66m水平东部，边坡／专7’‘＼一主要岩性为第四系坡积土和鞍山群千枚岩(图1)。千枚岩呈灰绿色一暗绿色，残斑状，细鳞片粒状变甚IA，'-●b⋯,~．●h●●晶结构，片理发育，岩层和片理倾向与边坡反向。／，-·。／．_，_-—r二—‘-千枚岩岩性较软，单轴抗压强度为29．78～．．_二=：：曩41．32MP

3、a，单轴抗拉强度为3．23～4．15MPa。-，／舻-东鞍山铁矿岩石一期破碎站井口水平标高为66ITI，图1东鞍山铁矿岩石一期破碎站边坡平面图边坡坡顶水平标高为120m，边坡高54m，66～85m边坡岩性为鞍山群千枚岩，85m水平以上为第四系坡积土，85、95和105m水平的平台已被滑落的第四系土堆满，形成垂直高54m的一坡到底的边坡形态，66～1201TI间的边坡角约为35。～41o。东鞍山铁矿岩石一期破碎站边坡由于受雨水侵蚀及岩石风化严重的影响，已产生大面积滑坡，120m水平出现规模较大的张裂隙

4、，并出现整体下沉(图2)，严重影响了岩石一期破碎站施工作业人员和设备的安全，并将对岩石破碎站建成投产后图2东鞍山铁矿岩石一期破碎站边坡破坏形态构成威胁，为此必须详细分析边坡稳定状况，采取有效措施以消除安全隐患。2边坡破坏模式分析与计算方法选择根据现场调查，66～851TI水平的千枚岩片理较发育，片理面与边坡倾向相反，并未见发育有可收稿日期：2011一Ol一21能构成平面滑动或楔体破坏的其它类型结构面(如作者简介：金忠伟(1971一)，男(满族)，辽宁庄河人，鞍钢集团矿业公司规划资源管理部主任科员，采

5、矿工程师。断层、节理等)及结构面组合情况，边坡的破坏主16矿业工程第9卷第3期要以第四系坡积土中的圆弧型剪切滑动为主。件，显然削坡减载与挡墙护坡相结合的总体治理方稳定性分析计算选用极限平衡法中的毕肖普案是比较合理的选择。(Bishop)法和摩根斯坦一泼赖斯(Morgenstern-Price)法，Bishop法是适于圆弧滑动、应用非常广泛的一种简化方法，而Morgenstern—Price法则适用于各种滑面形状、计算比较复杂的一种精确方法，最危险滑弧优化搜索采用单纯形法_1卅]。3边坡计算模型及计算

6、参数反分析东鞍山铁矿岩石一期破碎站边坡稳定性计算在如图1所示的A—A剖面上进行，计算模型考虑3种岩性：第四系坡积土、平台滑落的堆积土和鞍山群千枚岩，见图2，计算中土的强度指标按饱水条件考虑，坡顶张裂隙的深度约3m，并被水充满，以模拟大气降雨条件，但因位于山脊则假设坡体内不存在稳定渗流的水压作用。图3边坡计算模型与反分析计算结果千枚岩的室内岩块剪切试验结果为粘聚力C一5削坡施工方案的设计参数与稳定性计算5．1O～8．40MPa，内摩擦角===38．36。～42．48。，考虑岩体中片理、节理及裂隙等结构

7、面的发育情岩石～期破碎站边坡的削坡减载施工设计在况，采用杰基法、费辛科法推求的岩体剪切强度85、95和105m等4个水平进行，削坡减载后85m为：粘聚力C一346384kPa，内摩擦角一34．5。平台宽4～30m，95IT1平台宽4～10IT1，105m平台～35．5。。宽8～10ITI。削坡减载后66~851TI水平的千枚岩的根据边坡已发生张裂和滑塌变形的事实，边坡坡面角为60。，第四纪坡积土坡面角48。～50。，85～的稳定性已接近极限平衡状态，为此，可采用反分120m水平的第四纪坡积土的局部边

8、坡角为36。～析法确定坡积土的粘聚力。计算模型及Bishop法39。。削坡施工设计方案A—A剖面见图4。搜索的危险滑弧位置见图3，坡积土粘聚力的反分削坡施工后，无降雨条件下单台阶边坡的安全析计算结果见表1，Bishop法和Morgenstern—系数均>1．7O，稳定性较好，多台阶全高土边坡Price法的计算结果非常接近，当C一35kPa时，85～125rrl的安全系数为1．298～1．300，已达到两种方法计算的安全系数均略大于1，表明边坡处《建筑边坡工程技术规范G