鐵礦邊坡工程質量評價的論文

１礦區地質概況

１．１地層

區內出露沉積地層有晚太古代變質錶殼巖即雙山子巖羣茨榆山組、中生代火山沉積巖及第四系殘坡積物，由老至新分述：晚太古代變質錶殼巖：分佈在礦區的中東部，呈帶狀北北東向展布，南北長約１４００ｍ，東西最寬約７００ｍ，面積約０．７ｋｍ２，周圍被變質深成巖包裹，呈一個規模較大的俘虜體產於變質深成巖之中，總體呈單斜產出。２線以南地層走向近南北，傾向西，傾角７０°～８４°；２線以北地層走向漸變為北東３８°，傾向南東，傾角７５°～８４°。巖石組合主要為角閃變粒巖夾黑雲變粒巖、雲母片巖和磁鐵石英巖。根據巖石組合特徵，按巖性對比，其地層年代相當於晚太古代雙山子巖羣茨榆山組［１］。其主要巖石特徵：１）角閃變粒巖：巖石呈層狀或似層狀產出，空間分佈穩定。巖石呈灰黑色，細粒變晶結構，變餘晶屑結構，變餘微層理構造。主要礦物為普通角閃石，含量２５％～３０％；斜長石佔５０％～５５％，石英２０％～３０％；含少量黑雲母。局部黑雲母含量增高，過度為黑雲母角閃變粒巖。２）雲母片巖：主要分佈在９～１３線間，為Ⅱ號礦體直接圍巖。巖石呈灰色～灰白色，細粒鱗片變晶結構，片狀構造。主要由絹雲母、白雲母、黑雲母、石英組成。雲母和石英合計含量一般大於９０％，含少量綠簾石，副礦物有磷灰石，金紅石、梢石、鋯石。礦物顆粒較細。中生代火山沉積凝灰巖：分部在礦區西南部，呈角度不整合覆蓋在變質基底之上。屬燕山早期巖漿活動的產物，巖石呈灰紅和灰綠色，火山碎屑狀結構，不明顯的流紋狀構造［２］。第四系：由殘坡積和衝洪積物組成，主要分佈在山間溝谷中，厚度一般２～５ｍ。

１．２構造

區內構造複雜。太古代晚期，受區域變質作用改造，區內巖石普遍發生塑性變形；變質錶殼巖形成一系列小型揉皺和褶曲；變質深成巖和變質深成侵入體形成一系列透入性面理和片麻理；構造線總體走向為北北東。中生代晚期，該區巖漿活動強烈，伴隨響山巖體侵位，構造活動以脆性斷裂為主；區內變質錶殼巖總體為一單斜構造［２］，礦區內斷裂構造不甚發育，主要有兩條斷層，即Ｆ１、Ｆ２。

１．３巖漿巖

區內巖漿活動強烈。太古代晚期巖漿活動，形成變質閃長巖及混合巖等變質深成巖，構成安子嶺片麻巖套。中生代晚期，巖漿活動以響山花崗巖侵入為主，伴隨一系列基性－酸性巖脈產出［２］。變質閃長巖：屬太古代晚期變質深成侵入體，主要分佈在礦區中西部，與變質錶殼巖和混合片麻巖呈侵入或構造接觸關係。原巖為閃長巖－石英閃長巖。變質閃長巖呈淺灰色。變餘半自形粒狀結構，塊狀構造，局部呈片麻狀構造。混合巖：屬太古代變質深成巖，為變質深熔作用或原地重融的'產物。主要分佈在礦區的北部，面積較大，構成安子嶺穹窿的主體。與變質錶殼巖呈侵入或構造接觸關係。巖石呈淺肉紅色，風化後呈灰白色，變晶結構，

２廟溝鐵礦工程地質分區勘查

２．１南幫邊坡地質勘查

１０線以南範圍內屬礦區南幫，組成邊坡的巖體呈淺肉紅色，中粒花崗結構，斑狀構造，南幫斑狀花崗巖為主，受結構面切割巖體成塊狀結構。南幫敞口越小，彈性力學的泊松效應形成的“圈谷”環向的約束作用越明顯，裂隙處於閉合狀態，邊坡整體穩定性並不一定降低，而且深部邊坡巖體一般比較新鮮，風化弱，質量好於淺部，同時爆破震動和水的侵蝕弱，沒有其他構造控制的情況下，穩定性較好［１］。

２．２西幫邊坡地質勘查

西幫邊坡巖性分佈較為複雜，且邊坡高度加陡，是該項目研究的重點區段。該區邊坡巖石節理髮育明顯並具有明顯的球狀風化特徵。西幫南區（４～１０線）和西幫北區（１～４線）邊坡巖性特徵差別較大，４～１０線巖體顏色灰褐色，１～４線巖體呈淺肉紅色，風化後成灰白色，兩種巖性有明顯差異。因此，分別對４～１０線西幫南區和１～４線西幫北區進行詳細勘查［１］。西幫南區（４～１０線）勘查結果：４～１０線範圍內巖石，節理較為發育，大部分節理走向與邊坡傾向近乎平行，次生卸荷裂隙發育，邊坡表面巖體破碎較為嚴重，成塊狀－散體結構，風化崩落巖石碎塊較多。８～１０線有Ｆ２斷層經過，在斷層帶上下盤附近巖體較為破碎，同時潛在多組結構面和斷層組合，存在局部單台階的楔狀危巖體。１０號勘探線附近東西方向有一排水溝，流經台階處有明顯的滲水痕跡，礦山應做好防排水工作，防止滲水產生台階局部滑落。雖然該區段的巖體結構面比較發育，但巖性為角閃變粒巖，巖塊的強度較高。西幫北區（１～４線）勘查結果：礦區西幫北區１～４線邊坡，巖體呈淺肉紅色，風化後成灰白色，此處巖體主要以變質閃長巖、混合巖為主，此帶主要由片理化很強的陽起石片巖組成，局部充填石英脈，走向３４０°～１０°，傾向西，傾角約７９°，０線以北傾向南東，其中變質巖風化強烈，微斷裂和節理密集發育，片理化帶寬１２～２５ｍ，巖圖１西幫北區片幫滑移帶示意圖塊強度很低，侵水後強度更低。該處片理化帶曾於２００６年發生過厚２～３ｍ的２～３個台階的片幫滑坡（見圖１），表明該處巖體穩定性較差，擴幫加陡過程中應密切監控該處的邊坡穩定。０～４勘探線之間，５６４水平以上築有高８ｍ的砼壩。靠近砼壩北側邊坡巖體破碎，局部台階風化成散體土狀，壩體及台階表面雨水沖刷痕跡較為明顯，並存在與台階走向平行的裂縫。

２．３東幫邊坡地質勘查

東幫巖體以角閃變粒巖為主，巖石呈灰綠色，風化後局部呈灰色，主要由斜長石、角閃石、石英組成，含少量綠泥石。結構面發育，存在兩組貫通性較好的節理，０～２線有地下水聚集湧出，礦山已鋪設排水管道［１］。

３地質勘查分析結果

東幫邊坡高度不大，巖體質量較好。南幫邊坡雖然高度較大，但上部自然山體邊坡坡度較緩，下部開挖邊坡巖體質量較好，且端幫環向約束作用較強，裂隙處於閉合狀態，邊坡穩定性較好。西幫南區邊坡是該礦最高最陡的區段，巖體成塊狀結構，鬆動崩塌形成的落石較多，尤其在Ｆ２斷層帶附近巖體破碎，存在局部楔形危巖體滑落的可能。西幫北區邊坡巖性為風化程度劇烈的變質巖，存在陽起石片理化帶，表面風化成散體結構，發生過局部片幫滑坡，擴幫加陡實施過程採取必要的監測和加固方案。