排土场滑坡指排土场松散土岩体自身的或随基底的变形或滑动。排土场与基底滑坡类型可分为三种:排土场内部的滑坡;沿排土场与基底接触面的滑坡;沿基底软弱层的滑坡。
概述排土场滑坡指排土场松散土岩体自身的或随基底的变形或滑动。排土场与基底滑坡类型可分为三种:排土场内部的滑坡;沿排土场与基底接触面的滑坡;沿基底软弱层的滑坡。
分类(一)排土场内部的滑坡
基底岩层稳固,由于岩土物料的性质、排土工艺及其他外界条件(外载荷和雨水等)所导致的排土场滑坡,其滑动面出露在边坡的不同高度。
当排弃的是大块坚硬岩石,其压缩变形较小,排土场比较稳定。若岩石破碎,含较多的砂土,并具有一定湿度时,新堆置的排土场边坡角较陡(38°~42°左右),随着排土场高度增加继续压实和沉降,排土场内部出现孔隙压力的不平衡和应力集中区。孔隙压力降低了潜在滑动面上的摩擦阻力,因而可能导致滑坡。在边坡下部的应力集中区产生位移变形或边坡鼓出,然后牵动上部边坡开裂和滑动,最后形成抛物线形的边坡面,即上部陡、下部缓,以直线量度的边坡角通常为25°~32°。
排土场内部的滑动坡多数与物料的力学性质有关,如含有较多的土壤或风化软弱岩石;当排土场受大气降雨或地表水的浸润作用,将使排土场的稳定状态迅速恶化。如兰尖铁矿1510米平排土场于1979年12月发生国内矿山最大的排土场滑坡,滑坡量达200万米(300×214×30m)。其原因是基底坡度陡(40°左右),排弃的表土和风化岩石在排土场形成软弱夹层。滑坡冲垮了运输主平硐50m,开裂破坏了104m,造成停产半年。又如,海南铁矿6号排土场东部于1973年8月连续两天之后产生几十万立方米的大滑坡,滑体长158m、宽48m、下沉15m,导致排土场停产80多天。同样,8号排土场于1978年9月发生了大滑坡,滑体长200m、宽40~50m、下沉25m,致使电铲、机车和矿车随滑体下滑,停产20多天。
(二)沿基底接触面的滑坡
当山坡形排土场的基底倾角较陡,排土场与基底接触面之间的抗剪强度小于排土场的物料本身的抗剪强度时,便易产生沿基底接触面的滑坡。如基底上有一层腐植土或在矿山剥离初期排弃的表土和风化层,堆置在排土场的底部而形成了软弱夹层。若遇到雨水和地下水的浸润,便会促进滑坡的形成。
朱家包包铁矿1号排土场自1978年4月至1979年1月先后三次发生滑坡,体积达36万米,其原因是剥离的表土和砂质粘土排弃在排土场底层,后期覆盖坚硬岩石,软弱的粘土成为滑动面。
(三)软弱基底鼓起引起的排土场滑坡
当排土场坐落在软弱基底上时,由于基底承载能力低而产生滑移,并牵动排土场的滑坡。在冶金矿山排土场40多例重大滑坡事故中,这类滑坡约占1/3。
齐大山铁矿二道沟排土场,堆置高度52m,基底表面为3~4m厚的沉积土,由于沟底渗水表土饱和后,在排土场压力下发生滑动,沟底翻出了黑色泥浆,坡角滑移了200多米,滑体长100多米,滑坡重约3.5万米。
歪头山铁矿224m排土线电铲堆置初始路堤时,由于基底是软弱的淤泥沉积物,在路堤压力下产生3.5m高的底鼓,水平移位达40m,70~80m长的一段路堤下滑,几次填方几次滑移,使得路堤长期形成不了。1
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马志飞 - 高级工程师 - 北京市地质研究所