1、凹山采场西北帮边坡综合治理措施SerieNo30lJuly?2001金属矿山正 TALMINE总第 30l 期2001 年第 7 期凹山采场西北帮边坡综合治理措施孙其国周玉新张四维(马鞍山矿山研究院)摘要针对凹山采场西北帮边坡的实际情况,在稳定胜分析计算的基础上,进行了削坡,护坡,加固,排水等系列综合治理设计,并在分项逐步实施,达到了预期治理的目的.美键词边坡网喷混凝土预应力长描索综夸治理MeasuresfortheComprehensiveControloftheNorthwestWallSlopeinAoshanPitSunQiguozhoUYmxingZhangSiwei(Maansha
2、nInstituteofMiningResearch)AbstractInview.ftherealsituationofthenorthwestwallshowinAoshanPitandclthehasisofthecalculationofstalilityaltslysis,asystematicdesignnfcomprehensivemnolincludingd0pecutting,protection,consolidationanddrainagewasmadeandimplenentedinstepsTheexpectedaimofcomrolWSachieved.Key,t
3、sSlope,Netshotorering,Loggprestressedanchorcable,Comprehensivemntm南山铁矿凹山采场西北帮边坡主要由凝灰岩,安山岩,黄铁矿等组成,岩石风化强烈,普遍具有高岭土化,所形成的边坡体遭受地表水的冲刷,渗透软化,岩体强度大为降低,致使此段边坡局部失稳,先后发生台阶,组合台阶滑坡,影响了矿山的生产安全,有必要对该地段边坡进行综合治理.1 边坡工程地质条件根据物质组成和力学性能,可以将构成西北帮边坡的岩组划分为以下几类:(1)人工堆积, 第四系松散堆积岩组.主要由碎石,粘土,亚粘土或稍松一密实的粘土夹碎石组成,台阶边坡经地表水冲刷及冻融作用,
4、极易削落,垮塌(2)凝灰岩岩组.主要由软弱岩石组成,岩石风化,泥化蚀变程度很强,结构松散,呈土状,强度低边坡岩体出现粒状解体和崩塌.(3)安山岩岩组.主要由半坚硬一软弱岩石组成,岩石强度受高岭土化,绿泥石化控制,其构成的边坡岩体呈散体结构或散体与碎裂结构相间出现.(4)黄铁矿岩组.黄铁矿呈粉状,松散,浸水后易崩解由黄铁矿构成的边坡岩体呈散体结构,岩石强度低,稳定性差,极易垮落,崩塌.由以上的介绍中可以看出,构成边坡的主要岩体普遍具有结构松散,遇水变软,强度低,稳定性差,4?等特征2 边坡稳定性分析计算在西北帮研究区内布置了 I,4 条分析计算剖面,对每个剖面分别进行了削坡前,削坡后单个台阶及组
5、台台阶的稳定性计算,对削坡后仍不稳定的剖面,采用余推力法分台阶分别计算其剩余推力,计算结果见表 1.表 1 各剖面剩余滑力/(kNm)注:剖面是稳定的.从上表中可以看出,I,剖面各台阶均存在不同的滑弧和剩余推力,为此,应针对不同的地段设计适宜的治理措施.3 综台治理施工设计在西北帮边坡稳定性计算的基础上,分别进行了 4 个治理方案设计,经过可行性,受力条件及经济比较,最后选定削坡+网喷混凝土护坡+ 预应力长孙其国,马鞍山矿山研究院岩土所.工程师,243004 安徽省马鞍山市湖北路 9 号孙其国等:凹山采场西北帮边坡综合治理措施 2001 年第 7 期锚索加固+地表排水系统的综合治理方案.3.1
6、 清坡,削坡根据不同地段的边坡状况,在可能的范围内进行削坡处理.各台阶各剖面削坡参数如下:(1)一 15m 台阶按原设计开挖靠帮(2)0m 台阶 ,I 剖面地段按原设计清坡靠帮,剖面位置清坡至原设计境界后,向后 5m 削坡(3)将+l5m+35111 台阶削坡降段,改为+15m+25m,+25m+35m 两个台阶.剖面位置+15m 台阶按原设计靠帮 ,+25m+35m 台阶向后 8m 削坡;I 剖面位置+15m +25m 台阶按原设计靠帮,向后 5m 削坡,+25m+35m 台阶按原设计境界向后 10m 削坡;IV 剖面位置+15m +25m 台阶,+25m+351Tl 台阶按原设计境界向后
7、10m 削坡.3.2 护坡在治理研究范围内,设计采用网喷混凝土护坡.(1)十 35m,+25m 平台,+15m 平台及 0m平台设计喷射素混凝土铺盖,C20 混凝土,石子小于15mitt,自然级配,厚度 60n1m.(2)十 25m+35m,+15m +25i22,0m+15m,15m 0m 台阶坡面设计挂网喷射混凝土护坡,钢筋网横筋选用 mitt 钢筋,纵筋选用l0mitt 圆筋,网度 400mitt400ITln2,挂网短锚杆设计长 15m2.0m,间隔布置,锚杆网度2000ITln22000mitt,似 2rlhTl 成孔,锚杆选用墙mitt 螺纹钢筋,粘结剂为 l:l 水泥砂浆,C20
8、 混凝土,喷射厚度 100mitt,要求钢筋网搭过坡顶至平台2.0m,平面钢筋网纵横筋均选用 ITln2 圆筋,网度400ITln2500nlm,沿喷射混凝土长度方向每隔 2025m 设置伸缩缝,缝宽 30ITln2,用沥青柔性材料充填.3.3 加固根据稳定性分析,经过削坡减载后,I,剖面基本稳定,而剖面尚达不到稳定要求,30m+30m 剩余下滑力 620kN/In,一 15m+3om 剩余下滑力 210kN/m,0m+30m 剩余下滑力 62kin/m 所以剖面地段需进行加固治理.设计预应力长锚索,纵横梁综合加固,钢绞线选用 5(7 5),标准强度 ,=l470N/nma2,根据规范设计为永
9、久性锚索,安全系数 K=20.(1)锚索截面积确定.锚索间距设计 4.55m,下倾 20-25.由规范 A:409402 姗 2,5k=鲁=23.16(根),式中,N 为锚索轴向设计应力;S 为单根锚索截面积;锚索设计 6 根一束,取 4 束.(2)锚固段长度设计.锚固体与围岩间的粘结强度取 q=04MVaL=9.8m,考虑孔内沉渣取l01T1.式中,N 锚索轴向设计拉力;d 锚固体直径,取146n1m.(3)根据以上计算及握裹力等校核,具体设计参数如下:0m+151Tl 台阶 2 排,排间距 6i22,水平间距 4.5m5i22,锚索下倾 20.,上排锚索长度30.5i22,下排 2901T
10、l,d=146i22,M20 砂浆注浆.一l5m01Tl 台阶 2 排,排间距 6.01Tl,水平间距 4.5m5i22,锚索下倾 25.,上排锚索长 29.0i22,下排长 2351Tl,d=146ITln2,M20 砂浆注浆(见图1,图 2).图 1 综合治理 I 剖面Tu 一凝灰岩;n(s) 一安山岩 (散体结掏)Q(Si) 一安山岩(碎裂结掏);n(sSi) 一山岩(散体一碎裂结构).头邵话段.目自镗jz 段围 2 锚索结构(4)纵横粱设计.由于一 15i220i22 台阶岩性较松散,软弱,为了使坡面受力均匀,考虑设置纵横梁.梁受力 P=?P:450kN,(下转第 35 页)苻寒光等:
11、SHS 陶瓷内衬复合钢管制造技术及其在矿山应用的展望 2001 年第 7期因而,内层陶瓷具有更高的致密度和耐蚀性能.研究的重点是铝热反应的间隔时间以及铝热剂的加入量,同时还应选择合适的离心铸造工艺参数,以防第二次离心铝热反应时,因离心机转数过高,使第一次离心铝热反应形成的陶瓷层开裂.(3)提高陶瓷内衬复合钢管的耐蚀性.尽管陶瓷内衬钢管的陶瓷层的气孔呈网状,孔与孔之间不连通但是一根陶瓷内衬钢管中只要有一个贯穿的气孔,整根钢管就不具有防腐功能.若按照 1Cr】8Ni.Ti 中 Q,Ni,Ti,Fe 的质量百分含量设计原料混合物(以适量的 Crzo3,NiO,TiO2 粉末代替 Feeo3粉末),则
12、陶瓷内衬钢管的内层是氧化铝,在氧化铝和钢管的中间还有一层成分同 1Cr】8NigTi 的不锈钢,这样可以明显提高陶瓷内衬钢管耐腐蚀的可靠性.(4)寻求低价原材料.SHS 陶瓷内衬复合钢管的原材料包括无缝钢管,氧化铁粉末,铝粉和添加剂.铝粉和添加剂的价格和数量基本保持一定.降低生产成本的途径主要是用焊管代替无缝钢管,用氧化铁皮或铁矿石粉末代替氧化铁粉末.参考文献1MunlrZASynthesisofhtemperaturernalorialsbyprotstgatingcombostiottmethodsAmCeramSocButl,1988,67(2):3423492 林涛,果世驹,郭志猛,等
13、铝热一重力分离法制备陶瓷复合钢管北京科技大学,20013,22(4):358 3603 殷声,叶宏煜,郭志猛,等.陶瓷内村复合钢管的研究.北京科技大学,1994,16(4):3353394 赵金龙.自蔓延法制备盘属复合管内村层组织性能的研究.大连理工大学,1997.37(3):290 2945 王建江.赵忠民,叶明惠,等 SHS 陶瓷内衬复合钢管的耐蚀性研究腐蚀科学与防护技术,20H.12(4):203-2066 李淑华.王建江,王双喜,等小 rn 径内衬陶瓷复合钢管诛层厚度控制材料保护,20013,33(3):38 397 张龙,赵忠民,叶明惠,等.番加剂对重力分离 SHS 陶瓷衬昔的影口向
14、.特种铸造及有色合盘.1998(3):19218 吴湘福.矿浆管道输送技术的发展与展望.金属矿山,2000(6):17,179 周小新,张树格,俞洪南.等.冉瓷内村复合钢管的研制及其在矿山的应用盘属矿山,1997(7):2932lO 刘延吉.江苏建瑚陶瓷钢铁复合昔国外金属矿山.1998(6):(收稿日期 2o0101-20)(上接第 15 页)式中,=0.5 0.7;P.为锚索轴向设计应力.q=P/(h+Z)=3.75t/m,式中,h,为锚索纵横间距.按简支梁受力考虑M=吉 qt=23tm,Q=ql=13.13t.设计用 C20 混凝土浇筑,钢筋选用忱 5mm 螺纹钢筋,则混凝土抗拉设计强度=
15、10.5Nlm2,混凝土轴心抗压设计强度=9.5N/ram,钢筋抗拉设计强度=310N/H,设计梁截面 b?h=400450(mmxinli1),截面的有效高度n=425 .:0.303,查表 rs:0.815as,衣则 A祀 5mm 钢筋,=含=4.4 根, 取 5 根.受压侧考虑构造要求,配置 3 根忆 5mm 钢筋按构造配置箍筋怊200 沿粱长通长设置.3.4 排水系统排水系统分为坡体和地表排水两部分.(1)坡体导水孔:在喷射混凝土全封闭地段 ,需预留导水孔,以排泄导出坡体人渗水.+25m +35fix 台阶按放 2 排导水管,网度5fix5fix,深 2.0llfl,成孔直径们 3mm,放人+65mm 塑料管+15m +25fix 台阶同上.015fix,一 15m0fix2 个台阶安放 3 排导水管,网度 5fix5fix,深 2fix,成孔直径卵 3mm,放人+65 塑料管 ,排水坡度 2%(2)地表排水沟.在+35fix,+25fix,+15122,0llfl,一 15llfl 平台沿坡脚分别修筑水平排人沟,各水平排水沟之间用 3 条跌水槽相连,使地表水向下集,最终流人采场排水巷道.4 结论目前,本项综合治理设计的削坡工程,网喷混凝土护坡工程,排水工程已经完成,经过一个雨季的考验,坡体未受到冲刷破坏,坡面整齐美观,达到了预期治理的目的.(收稿日期 20010415)
