梅子坳采石场滑坡事故形成机理及原因分析

摘要:2009年4月,梅子坳采石场坡体发生了岩石顺层滑坡,致多人死亡事故。为总结和吸取经验、教训,笔者主要对事故形成的机理及原因运用事故树分析法及管理失效（MORT）分析法进行分析。得出了滑坡事故是多种机理作用和管理缺陷综合原因形成的分析结论。

关键词:采石场滑坡 机理及原因 边坡管理

1、滑坡事故简介

2009年4月26日11时许,采石场组织爆破人员对采场东侧坡底角进行了爆破作业。爆破约15分钟后,受爆破震动,东侧坡体岩石顺层滑落,岩石涌至采石场边缘的乡村公路,致过路人员4人死亡,交通中断,生产停止,经济损失数百万元。

2、滑坡形成机理及原因

2.1 滑坡机理因素分析

梅子坳采石场滑坡事故,属天然斜坡顺层人工破坏变形条件下发生的滑坡事故,因人类工程扰动和自然应力作用,卸荷裂隙发育,致使岩体结构遭到破坏,强度降低,导致岩体崩解滑落。

(1)水对坡体的影响原因分析:水是诱发滑坡的一个重要因素,90％以上的滑坡都与水的作用有关。采石场岩体为单斜构造,层间软弱面相互夹壤,坡体表层岩石机械破碎、卸荷裂隙发育,对水的进入提供了有利通道。渗入或汇集的水流会导致层间软弱面液化,并不断扩大入渗通道形成水膜,当含水量增加时,岩体抗剪强度和承载力迅速降低,加之层间液化和人工切坡破坏,使岩体沿层间软弱面移动引发滑坡。

滑坡于地下潜水面以上,岩体含水主要通过大气降水补充。事故发生前连续半月阴雨绵绵,事故发生数小时前仍有降水,从时间和强度上看连续降水与滑坡有着直接关系,因此可以判断大气降水是滑坡事故的外因之一。

(2)地质影响原因分析:岩体滑坡是重力引发的动力学现象,发生频率与坡高、坡度等地形因素较密切。根据现场勘测,发生滑坡的边坡坡度近200,若仅对坡度进行判定,发生滑坡的可能性不大(如图1）。

但乡村公路沿坡脚切坡而过,公路边坡均未作支护处理;坡体可以观察到三条纵向裂隙切割坡面,其发展方向与坡面倾向近乎一致。事故发生时,滑坡体前缘无支撑,滑坡体后缘位于采石场坡肩,沿裂隙处分离。滑移层面光滑、湿润,呈泥状,说明雨水自岩层裂隙下渗,岩体的层间软弱面形成水膜,岩体层间夹壤处于过饱和的软塑性状态,形成滑动面。因此,虽然自然边坡坡度近200,但因坡脚顺层岩层被人工切断,纵横向的裂隙切割了坡体岩层面,在坡肩岩体重力推动下,诱发了顺层滑坡,岩体不利结构和人类不良活动是滑坡事故的内在因素。

(3)工程扰动影响因素分析:人类工程活动的影响,主要是通过各种作用破坏岩体应力平衡,引发滑坡事故。破坏边坡岩体应力平衡的工程行为主要有:坡面开挖、坡体内部开挖和爆破振动等。特别是与坡向一致的层状构造岩层被人工切坡后,失去原有的自然支撑。

滑坡体裂隙发育,造成局部应力集中、抗滑结构强度降低;公路切坡、采石场对坡面、坡脚开挖破坏的现象,造成边坡脚角度增大、抗滑能力降低,岩层自然支撑被破坏;降水后造成层间面液化;开采施工的不良爆破震动,促进岩土体节理裂缝的发展,导致滑坡事故的发生。因此人类不良工程活动的影响,是导致滑坡事故的重要因素,在边坡脚进行爆破的强烈震动,是事故的直接诱因。

2.2 运用风险分析法对滑坡事故原因分析

针对滑坡事故的机理,采用事故树分析法、管理失效（MORT）分析法对滑坡事故的原因进行分析。

由最小径集可知,地质条件（岩层节理发育、有断层、破碎带等）、爆破振动（爆破设计不合理、爆破防护措施失效等）、边坡布置（台阶坡面角大、高度过高、宽度不够、未按规定设安全平台和清扫平台等）和边坡管理（未及时检查监控、对危险地段未处理）是直接影响最终边坡稳定的主要因素,如针对这些主要因素采用相应的对策措施,可以避免或减少滑坡事故的发生,确保作业安全和边坡稳定性。

(2)运用MORT风险树对安全管理失误进行分析:管理失效与风险树（MORT）,是一种系统分析方法,是按一定顺序和逻辑方法分析安全管理系统的逻辑树,是重点分析安全管理缺陷作为事故隐患控制失效的风险分析法。

从最小径集的组数可知,预防的途径有8条。综合考虑结构重要度、现场实施的可能性和预防的可靠性,认为领导事前重视应摆在首位,健全各种制度以及保障这些制度的实施是预防事故发生的重要工作,故选择Pi作为控制对象为宜。

领导必须高度重视:这是最重要的环节。它要求企业各级领导应树立安全第一的思想,切实把安全放在首位。

必须健全各种规章制度:(1)各级必须建立安全岗位责任制;(2)在特殊情况下要制定安全技术措施;(3)应强调认真编制、严格审批和执行作业规程的制度。

必须保障规章制度的顺利实施:(1)保证安全生产检查制度的有效实施。必须按照正确的检查规程进行全面检查,对检查出来的隐患必须遵循边查边改的原则。(2)做好安全监督工作。健全安全监督制度,明确规定安全部门的职责。(3)加强对危险因素的认识,提高现场管理水平。

3、结语

通过上述分析可知,梅子坳采石场滑坡事故是各种不利因素综合作用的结果。

(1)顺坡岩层结构面软弱,岩体裂隙发育切割坡面是客观存在的不利条件,大气集中降水是此次滑坡的重要因素,在边坡脚的爆破震动是直接的诱发因素。

(2)边坡脚的切坡行为,降低了坡体的稳定性;使顺坡倾斜岩层失去自然支撑,岩体缓慢变形,在后缘处移动、开裂,在前缘剪出,形成临空面构成滑块;当遇到大气集中降水时,使地表径流下渗边坡内部岩层层间结构面,形成软弱带,滑块自稳能力变差;爆破强烈震动后,该软弱带不断扩展沟通形成整体滑移面;当滑移面抗滑力小于抵抗滑块的下滑力时,滑块滑出形成滑坡事故。

(3)安全管理工作严重滞后,安全技术措施缺乏或不落实,检查、监控、监测未执行或不到位,重要部位和危险作业场所未设置安全警示标志等管理缺陷是滑坡事故发生的主要间接原因。

参考文献

[1]马海涛,王云海.《特大黄土滑坡事故责任认定中的岩土力学问题》.中国安全生产科学技术,第5卷第6期.

[2]《安全评价技术方法及典型实例解析》煤炭工业出版社,2008年7月第一版.

[3]《岩土工程勘察》.黄河水利出版社,2004年3月第一版.