露天采场边坡治理技术研究与应用
司家营铁矿西帮边坡分布有厚度极大的第四纪冲积层。在采场露天开采过程中，第四纪冲积层持续剥离，逐步形成了大面积的特厚冲积层边坡。该土质边坡高度大、稳定性差，在雨水冲刷侵蚀及矿山生产爆破振动的双重影响下，易发生滑坡灾害。
一、边坡区域水文地质条件
司家营铁矿位于河北省滦县境内，矿区矿体南北长10千米、东西宽2千米，属冀东矿脉的重要组成部分。地质勘察结果显示，铁矿西帮地层岩性主要包括中风化页岩、强风化砂岩、砂质黏性土、粉质黏土、粉砂、素填土等；边坡倾角33° ～ 46°，表土层厚度30 ～ 70米，含水层富水性强。区域平均年降水量为667毫米，且降水主要集中在夏季。土层底板在水流侵蚀和渗流作用下，易发生弧形失稳破坏，进而诱发滑坡。经区域水文勘察得知，该区域水位高程为-12.6 ～ -9.5米，稳定水位埋深30 ～ 35米。
二、边坡破坏情况及失稳机理分析
2023年8月，铁矿一期采场西帮边坡N#15线附近发生局部滑坡。该滑坡区域为特厚冲积层边坡，处于-17 ～ 35米水平，滑坡长度100米、高度约54米，土质以粉土为主，滑坡形式主要表现为平面滑坡和圆弧滑坡。通过边坡失稳机理分析认为，滑坡的发生主要与岩层结构、水文因素及采矿活动影响密切相关。
司家营铁矿属沉积变质型铁矿，矿体赋存于单斜构造中，西帮边坡为反倾边坡。这种特殊的地质构造，使得边坡岩层在自然状态下就存在一定的不稳定性。反倾岩层在长期地质作用下，易形成节理、裂隙等薄弱结构面，这些结构面为滑坡提供了潜在滑动面。水文因素方面，自然降水与地下水均会导致边坡土体含水量增加，降低土体抗剪强度，进而引发滑坡。人为因素主要为采矿活动影响，采矿作业会改变边坡岩土体的应力状态，且开挖形成的临空面会使边坡岩土体失去侧向支撑，大幅增加边坡滑坡风险。
三、几种常见的露天采场边坡治理技术
滑坡等地质灾害治理的核心是提高边坡稳定性。常用的边坡治理技术主要分为工程加固类技术、排水防渗类技术、生态修复类技术三大类。
（一）工程加固类技术
1.土钉支护：通过在不稳定边坡中插入钢制材料并注浆形成土钉体，将边坡土体与土钉牢固结合为一个整体，进而提高土体稳定性和承载能力。土钉发挥锚固作用，将土体内部应力传递至稳定土层，防止土体滑动或坍塌。该技术适用于多种地质条件下的边坡稳定与加固处理，尤其适用于地下水位较低、土质较好的区域。对于复杂地质条件或有特殊要求的边坡支护工程，需结合其他技术手段综合应用，以达到更佳治理效果。
2.抗滑桩：在边坡前缘或潜在滑动面附近设置一排或多排钢筋混凝土桩，依靠桩身抗剪能力和桩底抗滑阻力阻止边坡滑动。该技术常用于土质边坡或软弱岩石边坡治理，尤其在边坡存在明显滑动面时效果显著。抗滑桩具有抗滑能力强的优势，能有效控制边坡变形和位移，但施工难度较大，对周边环境影响较明显。施工过程中需严格控制施工质量，合理布置桩体位置，确保抗滑效果。
3.挡土墙：通常为钢筋混凝土浇筑而成的墙体，地基埋置于墙体以下，具备较高强度和稳定性。依靠墙体自身重量和强度抵抗边坡土体侧向压力，防止土体坍塌。适用于高度较低、地质条件较好的土质边坡（如粉质黏土、砂土构成的边坡）。该技术施工工艺简单、成本相对较低，但自身稳定性有限，对地基承载力要求较高，且对环境景观有一定影响。
4.混凝土喷覆防护：将混凝土喷射至边坡表面，形成一层防护层，防止岩体风化、剥落和雨水侵蚀。适用于多种岩质边坡，尤其适用于岩石节理裂隙发育、易风化的区域，能快速封闭岩体表面，阻止进一步风化侵蚀。但防护层厚度有限，防护效果仅局限于边坡土体表面，对深层岩体的加固作用较弱。
（二）排水防渗类技术
该类技术核心是通过在边坡表面或内部设置排水沟、排水孔等排水设施，减少水流对边坡岩体的冲刷和侵蚀，进而提高边坡稳定性，规避滑坡风险。排水设施主要分为地表排水系统和地下排水系统两类。地表排水系统通过在边坡顶部及平台设置截水沟、排水沟等设施，及时将降雨产生的地表径流引离边坡，适用于各类露天采场边坡，尤其适用于降雨量较大的区域，可有效减少雨水冲刷和入渗，降低边坡失稳风险。地下排水系统通过在边坡内部设置排水孔、排水廊道等设施，将地下水引出边坡，降低地下水位，提高岩体抗剪强度，适用于地下水位较高、岩体透水性较差的边坡，能从根本上解决地下水对边坡稳定的影响。对于防渗要求较高的边坡，还可在边坡表面或内部铺设塑料薄膜等防渗材料，阻止雨水和地下水入渗。
（三）生态修复类技术
通过在边坡种植适合当地生长的草本、灌木或乔木植物，利用植物根系固土作用和叶片蒸腾作用，增强边坡稳定性和抗侵蚀能力。该技术不仅能加固边坡，还能改善生态环境、促进生态系统恢复，但植被生长需要一定周期，初期防护效果相对较弱。尤其是在滑坡风险较高区域及暴雨等极端天气条件下，边坡表面植被防护作用有限，需结合其他护坡方式协同防控滑坡灾害。
四、露天采场边坡治理技术的实际应用
司家营铁矿露天采场西帮边坡治理过程中，针对特厚冲积层边坡滑坡问题，结合区域地质条件与工程实际需求，采用了多种技术相结合的综合治理方案，具体应用如下：
削坡减载：原边坡坡角为45° ～ 50°，通过削坡处理将坡角降至35° ～ 40°，并分台阶设置8 ～ 10米宽的安全平台，降低滑动力矩，使边坡达到新的应力平衡状态。本次削坡工程总土方量约50万立方米，结合坡脚土钉加固形成复合支护体系。削坡处理后，边坡稳定性显著提升，有效降低了因坡度过陡引发的滑坡风险，同时为后续加固工程创造了良好的施工条件。
土钉支护：在削坡后的边坡布设土钉，土钉长度6 ～ 9米、直径100 ～ 120毫米，间距1.5 ～ 2.0米。土钉采用钢筋制作，表面涂抹防腐材料以延长使用寿命，在坡体表面呈梅花形布置，增强整体抗滑能力。土钉植入后，为提高土钉与土壤的粘结力，采用水泥砂浆注浆工艺，充分填充土钉周围土壤孔隙。土钉施工完成后，边坡稳定系数显著提升，成功避免了高压线塔移设，节省工程成本约300万元。
布置抗滑桩：在边坡关键位置设置抗滑桩，桩截面尺寸为1.0米×1.2米，桩长根据地质情况确定，一般为15 ～ 20米。桩身采用C25混凝土浇筑，配筋率不低于0.6%，抗滑桩按梅花形布置，间距3.0米×3.0米。该布置方式可最大限度发挥抗滑桩抗滑作用，同时减少对周边环境的影响。
设置挡土墙：在边坡脚部及平台处设置重力式挡土墙，挡土墙高度根据地形和地质条件确定，一般为3.0 ～ 5.0米；顶宽不小于0.6米，底宽不小于墙高的1/3。挡土墙采用M10水泥砂浆砌筑MU10毛石或C20混凝土浇筑而成，墙体内部设置排水孔和反滤层，确保排水畅通，防止水土流失。
布置排水系统：在边坡顶部及平台处设置截水沟、排水沟等地表排水设施，其中截水沟尺寸为0.4米×0.4米，排水沟尺寸为0.3米×0.3米；在第四系土层坡角处设置深层仰斜式排水孔，排水孔直径100 ～150毫米，间距5.0米×5.0米。排水管道采用PVC管或钢管制作，埋深不小于1.5米。上述排水设施可有效降低地下水位、及时排除地下水，减轻地下水对边坡的渗透力和静水压力。
生态修复：在陡峭石质边坡布设网片，将混合基质通过高压喷枪均匀喷射至山体表面，使种子在短时间内快速覆盖坡面，实现边坡稳固与绿化美化双重目标。目前，该技术已完成设计施工，新增生态修复面积13.85万平方米，强化生态修复面积4万平方米，绿化效果显著。
五、结语
多种边坡治理技术的综合应用，在司家营铁矿露天边坡治理工作中取得了显著成效。通过采用先进的支护结构、完善的排水系统和科学的生态修复措施，有效提高了边坡稳定性，大幅降低了滑坡等地质灾害发生风险，为矿区安全生产和生态环境保障提供了坚实支撑。