试论柔性防护系统在矿山地质环境治理中的应用
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

  【论文摘要】上个世纪末对各类矿山的无序开采使得矿山地质环境问题日益突显,因矿山开采造成的边坡失稳、滑坡以及泥石流等灾害不断增多,这不但给国家带来了巨大的经济损失,而且还威胁到了人们的生命和财产安全。为此,对矿山地质环境进行治理已经迫在眉睫。柔性防护系统是一种主动防护措施,其以自身诸多的优点被广泛应用于交通、水电以及矿山等边坡防护领域当中。基于此点,本文就柔性防护系统在矿山地质环境治理中的应用进行浅谈。

  【论文关键词】柔性防护系统;矿山地质;环境治理

  0.前言
  我国将边坡柔性防护系统于 1995 年从外引入,先后应用于水利、公路、铁路等广泛领域,主要治理坡面的浅层危岩落石。柔性防护系统其边坡具有一定的稳定性,抑制边坡遭受风化剥蚀,该系统实施对坡面形态没有具体要求,且不改变和破坏原坡面地貌形态和不影响植被正常生长,最大化实现防护边坡和保护环境的目的。在某区域矿山地质环境的整治中,根据当地的自然地理风貌等,采用柔性防护系统对岩体进行防护施工设计,可有效解决环境遭受破坏以及地质灾害的发生,对环境工程有效实施防护,在实施过程中,要保证实施的工程质量,同时采用经济有效地防治措施对环境形成有效地保护。
  1.柔性防护系统及其优势分析
  柔性防护系统又被称之为 SNS,其具体是以高强度的钢丝绳柔性网作为主要构成部分,并以覆盖、拦截和紧固等途径来防护坡面岩石崩塌、滚石等危害的一种钢丝绳柔性防护网系统。SNS 本身属于一种主动防护系统,它是在采用国际最新的坡面防护以及岩石拦截标准的基础上设计出来的。与一些传统的施工方法相比,这种系统有效克服了刚性防护施工过程中的种种弊端,它的整个施工采用的是模块化安装方式,不但进一步缩短了施工周期,而且还节省了大量的施工成本。
  1.1 SNS的特点
  该系统的特点大致可归纳为以下几个方面: 其一,SNS 是以热镀锌钢丝绳作为主要材料的主动防护系统,其具有防护强度高、韧性高以及易铺展性等优点; 其二,经过大量的现场试验和实际工程应用表明,SNS 具有适应任何坡面地形、安装程序系统化和标准化等优点,其开放的系统特征能够使工程对环境的影响降至最低,并且在系统的防护范围内能够充分保持岩石、土体的稳固性; 其三,由于 SNS 采用的热镀锌高强度钢丝绳作为主要材料,这种材料本身具有较高的防腐和防锈性,正常情况下,系统的使用寿命长达 30-50 年; 其四,因系统采用的是模块化安装方式,从而使得参与的安装设备、工程材料以及作业人员等大幅度减少,分体式材料与组合式的安装特点决定了工程安装的易用性; 其五,SNS 是以锚杆之间的支撑绳来实现对边坡潜在灾害的主动防护,这样一来对整个边坡能够形成一种连续的支撑,进而达到局部承载、整体作用的目的。当 SNS 防护系统建成以后,其能够形成一道保护屏障,有助于降低安全事故的发生。
  1.2 SNS 的优势
  SNS 的优势具体体现在以下几个方面上: 其一,系统充分利用了柔性材料的高防冲击能力和易铺展性,使之能够适应各类边坡和自然坡面的地质灾害防护,并且便于工程量计量和施工质量控制; 其二,由于系统本身具有柔性和布置灵活的特点,使其能够适应各种复杂的地形地貌环境,同时避免了因大量开挖造成的环境破坏以及对边坡稳定性的影响; 其三,系统所具有的开放性能够进一步减小视觉干扰并对原有植被及其生长条件起到一定的保护作用,也为人工绿化的实现提供了便利条件,真正将工程治理与环保和改造融为一体。正是因为 SNS 的这些特点和优势,使其被广泛应用于交通、水电以及矿山等边坡防护领域当中。
  2.工程概况
  2.1 工程项目实施地点情况
  某区域矿山,采矿条件优良,因此露天采矿区较多。一般采矿实施的是露天崩塌法实施开采,可在河北岸山坡见到较大规模的挖损面,造成山体大面积出现裸露,同时对周围的植被以及地貌环境造成严重的破坏。坡面陡峭不平,岩体锋利,形成危岩,岩体的稳定性较差,导致泥石流、滚石以及崩塌现象的发生,这严重影响了正常的交通道路,影响到行人的正常通行。
  2.2地层条件
  坡体主要低层为层状或片状的白云岩或大理岩,发育多组节理,在风化侵蚀作用下,岩体日益风化成破碎块状结构,导致岩体地层条件极为恶劣。在实施工程修护之前,对地质条件进行勘查,其中矿区边坡地质灾害发育主要为: 第一,坡度相当陡,坡面不平整、坡面高度所占面积大; 第二,坡面的岩石破碎层一般 1.0m 左右,体积较小,局部较为严重的岩体发生变形深度为 3.0m,在该条件的影响下,形成了危岩; 第三,在整个边坡防护中,主要针对边坡所常发生的局部小型崩塌以及落石灾害为主,落石滚落或崩塌的发生,都会造成过往道路的阻塞以及严重威胁行人的健康安全。
  3.设计方案
  以往常规的方法,多采用削坡、锚杆( 锚索) 格构的治理措施。这些方式工程量大,施工周期长,尤其在破碎的岩质边坡的施工中,施工难度大,将产生大量的土石方体对环境再次形成破坏,完工后工程构造物与环境的协调性差。清水毕家里矿山环境恢复治理工程的边坡设计方案,经过有关专家和部门的论证,认为针对灾害发育特征及危害方式,采用 SNS 主动柔性防护系统对坡面浅层危岩整体防护,危岩使用加强锚杆锚固以提高其稳定性防治崩塌灾害,最后对坡面覆土绿化,可达到灾害防治与环境恢复的目的。与其它方案相比,施工工艺简便、效率高、经济可行。
  3.1施工工艺
  第一,清理坡面的浮石和浮土,消除其可能会对防护区域造成的影响,对于局部地形可能会造成整体施工效果实现进行适当调整。第二,确定锚杆位置后,实施打孔,打孔多于低凹处,如地形条件不适宜,则选在贴近坡面的锚杆打孔,并在每一孔位凿一定深度不小于锚杆外漏环套长度的凹坑,一般口径为 20cm,深度为 20cm。第三,于孔内注入泥浆,三天后,实施下一步操作。第四,安装支撑绳,信捷职称论文写作发表网,可纵横方向上受力,将其拉开后,用绳卡固定连接。第五,从上至下将格栅网铺挂开,将钢丝绳铺挂同时连接起来,将其进行固定完好。
  3.2设计网型
  为防止发生地质灾害所造成的岩体滑落或崩塌,对过往的行人以及车辆造成威胁,同时考虑到岩体发生破碎情况和后期坡面的绿化环境等方面的需要,对其实施防护修复,所采用的主要为柔性防护系统,该系统可对整个坡面进行防护。防护网型号选用常规的普通型,主要是由钢丝格栅 + 钢丝绳网等共同组成的双层防护网,可有效抑制崩坍岩体滑落,同时加入钢丝格栅也可阻挡一些较为碎小的岩块,实施绿化时,可有效稳定坡体土城结构,利于植物的生长。一般在实际施工操作中,多采用钢筋锚杆取代使用钢丝绳,因钢丝绳在施工中较难操作使用,且使用可靠性较低。
  4.结语
  柔性防护系统经过多年的工程实践,施工工艺日趋成熟,工程材料品种多样,应用前景广阔。具有良好的社会效益和环境效益。这一技术方案在地质灾害治理,尤其是结合环境治理恢复中有着很强的适用性,在矿山地质环境恢复治理工程中具有一定的推广价值。

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