GB 51289-2018 煤炭工业露天矿边坡工程设计标准(完整正版、清晰无水印)

将拉力传至稳定岩土层的构件（系统）。当采用钢绞线或高强 度钢丝束并施加一定的预应力时，称为铺索

2.1.4工程地质分区

根据场地岩性、构造、工程地质和水文地质等主要因素基本租 同或一致的原则划分的区段

2.1.5边坡稳定系数

slopestabilityfactor

沿（假定）滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，是表征边坡稳 的重要指标。从理论计算角度，当该比值大于1时，边坡稳定 三1时，边坡处于极限平衡状态：小于1时，边坡即发生破坏。

2.1.6边坡设计稳定系数

为使边坡达到预期的安全程度需要的边坡充许最低 系数。

2.2.1作用和作用效应：

Nak 锚杆轴向拉力标准值（kN）； Na 锚杆轴向拉力设计值（kN）； H 锚杆所受水平拉力标准值（kN)。

2.2. 2 材料性能和抗力

fy,fpy 钢筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值（kPa） frbk 岩土体与锚固体极限粘结强度标准值（kPa） f 钢筋与锚固砂浆间粘结强度设计值（kPa）。

2.2.3 几何参数：

2. 2. 4 计算系数

rQ 荷载分项系数； Kh 锚杆（索）抗拉安全系数： K 锚杆（索）锚固体抗拔安全系数。

2.2.5边坡稳定系数：

F一边坡稳定系数； FL 边坡设计稳定系数

3.0.1边坡工程设计应与矿山开采设计阶段相适应，边 程勘察宜分阶段进行。

0.2露天煤矿边坡工程设计应在边坡岩土工程勘察工作

注：1边坡高度应按现行国家标准《露天煤矿岩土工程勘察规范》GB50778的有 关规定划分； 2地质条件复杂程度应按现行国家标准《煤炭工业露天矿边坡工程监测规 范》GB51214的有关规定确定

注：排土场基底地质条件复杂程度应按现行国家标准《煤炭工业露天矿边坡工程 监测规范》GB51214的有关规定确定。

3.0.7露天煤矿边坡危害等级可按表3.0.7划

表3.0.7露天煤矿边坡危害等级划分

表3.0.8边坡设计稳定系数Fs

主：边坡设计稳定系数宜根据露天煤矿边坡危害等级划分，根据综合评定结果分 别取大值、中值或小值

计宜按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330执

4.1.1在露天煤矿工程设计与生产阶段，应对边坡工程分阶段进

进行，应满足露大煤矿边坡工程设计的要求，并根据露天煤矿的具 体特点，因地制宜地选择运用适宜的勘察手段，提供符合露天煤矿 边坡工程设计与施工要求的勘察成果

4.1.3露天煤矿边坡岩土工程勘察范围应包括露天采掘场边坡

4.1.4露天煤矿边坡工程勘察应符合下列规定：

1应查明露天煤矿边坡的工程地质、水文地质条件、岩体结 构类型、岩体完整程度、地质结构等内容，岩体地质结构、完整程 度、结构类型应符合本标准附录A的规定； 应对所取岩样进行详细的岩土物理力学试验，获得原始参数； 3 应对影响边坡稳定性因素进行分析并评价其影响程度； 4 应提出边坡稳定性计算参数： 5 应确定边坡角和可能的失稳模式； 6 应对边坡提出合理的防治措施与监测方案。 4.1.5 采掘场边坡工程勘察应符合下列规定： 1勘探方法应根据察阶段、边坡工程安全等级及边坡工程 地质条件等确定，并应采用钻探、并探、槽探、洞探、工程物探以及 工程地质测绘等综合手段； 2边坡工程勘蔡工作应紧密结合露天开拓方案并围绕露大 煤矿各边帮进行，重点是查明非工作帮、工作帮、端帮可能引起滑

1勘探方法应根据勘察阶段、边坡工程安全等级及边坡工程 地质条件等确定，并应采用钻探、并探、槽探、洞探、工程物探以及 工程地质测绘等综合手段； 2边坡工程勘察工作应紧密结合露天开拓方案并围绕露天 煤矿各边帮进行，重点是香明非工作帮、工作帮、端帮可能引起滑

落的地质因素； 3边坡应查明露天开采的最下部潜在滑动面以下30m~ 60m（垂直厚度）范围内软弱层（面）、结构层（面）、构造层（面）的层 位、层数、厚度、岩性、分布范围以及岩土体物理力学性质等； 4在设计部门正式划定露天煤矿境界、首采区及拉沟位置 后，应进行专门的边坡工程岩工程察工作

落的地质因素； 3边坡应查明露大开采的最下部潜在滑动面以下30m～ 60m（垂直厚度）范围内软弱层（面）、结构层（面）、构造层（面）的层 位、层数、厚度、岩性、分布范围以及岩土体物理力学性质等； 4在设计部门正式划定露大煤矿境界、首采区及拉沟位置 后，应进行专门的边坡工程岩土工程勘察工作。 4.1.6排土场边坡岩土工程察应对下列影响露天煤矿排土场 稳定性因素进行评价： 1地形、地貌、排土场基底岩土埋藏条件； 2水文地质条件； 采掘工艺及废弃物料堆排方式； 4 排弃物料的组成及基底岩土物理力学性质； 排土场场地条件的变化对环境的影响。 4.1.71 设计阶段应搜集露天煤矿的生产规模、服务年限、初步确定 的开采境界和开采方法、开采工艺、露天煤矿总布置平面图等资料。

4.1.8露天煤矿边坡工程岩土工程勘察除应符合本标准

尚应按现行国家标准《露天煤矿岩土工程勘察规范》GB50778的有 关规定执行。

4.2.1露天煤矿设计阶段的边坡岩土工程勘察宜与设计阶段相 适应，可划分为可行性研究阶段岩土工程勘察、初步设计阶段岩土 工程勘察、施工图阶段岩土工程勘察。成果应作为露天煤矿设计 阶段边坡设计的依据，应满足露天煤矿设计所需的工程地质资料 各帮边坡稳定分析、各帮边坡维护管理及防治监测的要求

4.2.2设计阶段边坡工程勘察应符合下列规定

1查明察区地层、岩性、产状，研究岩体的工程性质，并应 划分工程地质岩组，区分软弱岩层和风化破碎带； 2查明岩、土层空间分布、成因、时代，地下水埋藏特点和土

岩接合面特点，查明勘察区断层、褶皱、节理、裂隙等构造类型分 布、组合及其工程地质特征； 3查明勘察区软弱结构层（面）及分布、厚度及其工程地质 特征； 4 查明勘察区水文地质条件； 5 确定岩、土物理力学性质，并应重点研究潜在滑动面岩土 体的抗剪强度； 6查明勘察区不良地质作用的分布、成因、发展趋势和对边 坡稳定性的影响： 7对位于高应力区的高边坡，宜进行岩石原位地应力的测量 与分析； 8在地震基本烈度大于或等于7度的勘察区，应搜集和分析 区域地震资料，为抗震设计提供依据； 9查明地下水的类型、补给来源、理藏条件，地下水位、变化 幅度及与地表水体的关系； 10对稳定程度较低的边坡，应提出治理措施的建议

1查明内外排土场基底地层岩性及其分布、成因、产状、物理 力学性质； 2查明基底软弱结构层（面）的分布、厚度及其特性； 3查明水文地质条件； 4查明排土场察范围内的不良地质作用及采空区的分布、 发育，以及对排场基底稳定的影响； 5分析排弃物料的组成及物理力学性质； 勘探控制深度不应少于坚硬土层或基岩下5m~10m； 7分析排土场边坡和基底的稳定性。

生产阶段边坡出现崩塌、滑坡等严重失稳时，应组织专家

4.3.1生产阶段边坡出现崩塌、滑坡等严重失稳时，应

论证，并开展边坡专项工程勘

4.3.2生产阶段边坡工程勘察应充分利用已揭露岩土体对以往

勘察成果验证、校正、补充完善，进一步划分边坡岩土体稳定类型， 评价各边帮岩土体稳定性。边坡工程勘察应满足修改边坡设计或 边坡治理工程地质资料的要求

露的有利条件和已有的工程地质资料，并应安排工程地质补充测 绘、勘探和试验工作。

1利用已形成的边帮和采掘所揭露的岩体，进行工程地质测 绘和调查；对各类结构面进行测量、统计和组合类型划分； 2对边坡改（扩）建地段或稳定条件较差的边坡滑动面，应进 行工程地质钻探、井探和槽探； 3利用边帮对崩塌等失稳现象进行调查，分析失稳原因和类 型及破坏模式，并对不稳定边坡提出位移监测和采取治理要求； 4进行物探工作，确定采掘爆破导致的岩体松动的范围及岩 体风化程度： 5利用地下水监测资料和水文地质试验，核定水文地质特 征，确定或修改疏、降水设计； 6利用边帮采取岩土试样，进行室内物理力学性质试验；利 用台阶进行原位抗剪强度试验，确定控制性不利结构面的力学 参数。

5.1.1边坡稳定性评价应根据勘察阶段确定，评价精度应与察 阶段相适应。应在定性分析、定量计算基础上，结合监测结果综合 评价，并提出有针对性的工程措施建议

5.1.2边坡稳定性评价应按工程地质分区进行应以整

评价为基础对各边坡分段做出整体稳定性评价和局部稳定性评 价。采掘场边坡稳定性评价时，应对覆盖土体和岩体边坡稳定性 分别评价。

5.1.3边坡稳定计算应以极限平衡法为主、边坡稳定系数为

指标。土体和岩体边坡稳定性分析应根据破坏类型和破坏模式进 行分析计算。对安全等级为一级的边坡，宜采用数值分析法和边 玻稳定分析法进行边坡的应力场、变形场分析和渗流分析。边坡 稳定计算方法应按本标准附录B执行。

.1.4当存在滑坡、崩及岩堆、泥石流等不良地质现象时，

5.2.1边坡破坏模式、稳定状态和破坏趋势初步判断应采用工程

5.2.1边坡破坏模式、稳定状态和破坏趋势初步判断应采用工程 类比法、图解法等，然后再采用相应的计算方法。 5.2.2边坡稳定计算应根据边坡破坏机理选择二维或三维方法， 二维稳定分析计算应选择有代表性的地质部面。 5.2.3边坡稳定应按不同工况组合计算，边坡稳定系数应符合本 标准第3.0.7条的规定。爆破振动力和地震力荷载可采用拟静力

划图》GB18306的规定。当采用拟静力法时，爆破震动力和地震 力荷载计算应符合下列规定： 1抗震稳定计算时，各条块的地震惯性力应按下式计算：

式中F, 第i条块的水平地震惯性力（kN）； a 设计地震加速度（m/s）； 5 折减系数，可取0.25； β; 第i条块的动态分布系数，可取β.=1； W: 第i条块的重量（kN）； 8g 重力加速度（m/s）。 2边坡稳定计算时，若考虑爆破振动力，各条块的水平爆破 力可按下列公式计算：

Fi=a,W g a=2元fV V,=K( VQ R

与采掘场地质条件、岩体性质、爆破条件等有关的系 数，由振动检测和测试数据获取。

5.2.4边坡稳定计算时，应考虑地下水、地表水对边坡

响，开应符合下列规定： 1岩体的自重在浸润线以上应采用天然重度，在浸润线以下 应采用浮重度。对有地下水渗流的岩体，采用浮重度计算时应考 虑渗透水压力作用，各条块的渗透水压力可按下式计算：

式中：Pwi 条块i的渗透水压力（kN）； —水的重度(kN/m）； V一一条块i单位宽度岩土体的水下体积（m）； J一一条块i地下水渗透坡降。 2根据岩质边坡中地下水位线对边坡体某点的孔隙压力进 行估算时，可视岩体性质、结构面的发育及其连通程度，按类似工 程经验，对其水头进行折减； 3对降雨造成边坡坡体表层一定深度范围内形成暂态饱和 区的情况，在计算孔隙压力时，宜进行折减。 5.2.5岩体结构面抗剪强度指标试验应符合现行国家标准《工程 君体试验方法标准》GB/T50266的有关规定。已滑移的滑坡，其 滑动面的抗剪强度指标宜取残余强度，或取反分析强度值。 5.2.6岩体抗剪强度指标应采用室内试验、现场原位试验等方法 确定，无条件进行试验时，可采用反演分析、经验类比等方法综合 分析确定。排土场边坡应根据不同排弃物料组成和基底的岩土性 质，选择合理的计算参数。 出珍

5.2.7边坡稳定计算方法，根据边坡破坏类型和可能的破

1均质土体或较大规模破裂结构岩体边坡可采用圆弧滑 法计算；当土体或岩体中存在对边坡稳定性不利的软弱结构面时 宜采用以软弱结构面为滑动面进行计算；

5.3.2露天煤矿采掘场、排土场各分区边坡角应根据边 价结果确定。

5.3.3边坡稳定评价宜包括现状评估、预测评估，并考

1露天开采转地下开采、露井联采，或边坡体周围有坑道、 空区等分布； 2边坡坡顶存在自然山坡或人工堆载； 3 边坡安全距离内存在常年河流及承压含水层。 .3.4 边坡稳定评价宜包括下列内容： 1 边坡稳定初步判断，包括边坡稳定状态、滑坡模式等； 2 边坡分区稳定计算； 3 边坡稳定现状评估、预测评估； 4 边坡分区稳定边坡角度确定； 5 边坡治理措施； 6 边坡治理措施对提高边坡角可行性分析。 .3.5 边坡稳定评价报告宜包括下列内容： 1 项目概况； 2 场区气象、水文、地形地貌、地理交通等情况； 3 场区工程地质、水文地质情况及不良地质现象； 露天煤矿情况； 5 边坡地质条件、边坡分区、边坡破坏模式； 6 岩石、岩体及结构面等物理力学性质； 7 边坡稳定计算边界条件、参数选取及分区计算； 8 边坡稳定评价； 9 不良地质现象及边坡工程措施； 10 结论与建议； 11 附图、附表。

6边坡工程设计基本原则

6.1.1采掘场边坡设计应以整体稳定性评价为基础，根据工程地 质和水文地质条件确定最优边坡轮廓。工程地质条件复杂，有不 利于边坡稳定的岩体结构、构造、软弱夹层等因素时，尚应进行专 门的边坡工程地质勘察及岩土物理力学试验

35.1.6境界内重要建（构）筑物与排土场境界的安全距离宜大于 排土场边坡高度的1.5倍。必要时，安全距离必须经排土场边坡 稳定验算确定。

6.2边坡工程设计原则

6.2.1在进行边坡设计之前，应根据边坡高度、地质条件、露天煤 矿生产规模及危害程度等条件确定边坡类型和安全级别，以此确 定设计标准。

证，使真 边坡工程设计应结合采矿设计，要遵循动态设计”的设计 充分结合最新地质资料及现场实际条件进行设计，并在生产 行动态跟踪。

6.2.3边坡工程设计应结合采矿设计，要遵循“动态设计”的设计

想想，充分结合最新地质资料及现场实际条件进行设计，并在 中进行动态跟踪

6.2.4当需要时，边坡工程设计应考虑疏于排水，采取地表排水

6.2.5边坡工程设计应有相应的边坡防治及边坡监测措施。

.1.1露天煤矿边坡防治应采取预防为主、防治结合的原则

让或搬迁的地段应采取根治措施。 7.1.3 露天煤矿边坡防治措施宜采用下列方式： 1 控制合理的边坡角； 2 优化内排时机； 3 留置安全煤柱； 4 统筹安排采区； 5 降低动载荷； 6 防治水措施。 7.1.41 露天煤矿边坡防治的工程措施可采用水的综合治理、坡面 防护、支挡和减重压脚工程等方式。支挡和减重压脚工程一般有 抗滑挡墙工程、抗滑桩支挡工程、锚杆、锚索、上部减重工程、上部 减重下部压脚等。

7.1.5边坡植物防护措施宜采用下列方式：

1种草防护、铺草皮防护、土工网植草防护、蜂巢式网格植草 防护等； 2植树防护； 3客土植生植物防护、喷混植生植物防护、植生基质喷射防 护等。

7.2.1水综合治理应包括下列内容：

2.1水综合治理应包括下列内容

1采掘场及排土场边坡地表排水系统设计应按矿区工程地 质与水文地质条件、汇水面积、排水路径、截水沟排水能力等因素 确定。 2采掘场边坡地下水排水设计宜采用自流排水、集中排水 并巷排水和联合排水等方式。 3采掘场地表排水设计应符合下列规定： 1）采掘场排水方式应与采矿工艺相结合； 2）采掘场封闭圈以上宜采用截水沟自流排水方式。 4潜在滑坡区后缘应设置截水沟，对后缘裂缝应采取遮盖或 堵塞措施。 5对于山坡排土场，宜采用暗涵、盲沟等工程措施。 支挡结构应设置泄水孔。 7 边坡体疏排水孔应深入至潜在滑裂面以下。 7.2.2 削坡减重措施应符合下列规定： 1 削坡减重应结合采矿设计进行，并应满足边坡稳定性 要求； 2 削坡应分台阶确定，并应提出控制爆破施工工艺要求； 3 削坡减重、反压坡脚或其他边坡治理方式宜联合采用。 7.2.3 抗滑桩措施应符合下列规定： 1抗滑桩宜布置于滑坡体厚度较薄、推力较小，且锚固段地 基强度较高的地段。其平面布置、桩间距、桩长和截面尺寸等应经 技术经济比较确定。采用抗滑桩对滑坡分段阻滑时，每段宜以单 排布置为主，若弯矩过大，应采用预应力锚拉桩。 2抗滑设计应符合下列规定： 1）应提高滑坡体的稳定系数，达到规定的安全值； 2）抗滑桩所受推力可根据滑坡的物质结构和变形滑移特 性，分别按三角形、矩形或梯形分布考虑； 3）抗滑桩设计荷载应包括滑坡体重、渗透压力、地震力： 4）抗滑桩推力应按滑坡滑动面类型选用相应的推力计算

公式； 5）抗滑桩受荷段桩身内力应根据滑坡推力和阻力计算； 6）抗滑桩锚固段桩底端距离边坡有效长度不应小于嵌固段 深度； 7）当滑坡推力较大时，宜采用大截面矩形方桩和预应力 拉桩。

1）锚索与水平面的下俯倾角宜采用20°～30； 2）锚索锚固段应置于滑动面（带）以下稳定地层； 3）锚索锚固力及最佳锚固深度应通过现场拉拨试验确定： 4)抗滑桩纵向钢筋及箍筋应根据弯矩图和剪力图分段确 定，配筋计算及构造要求应符合现行国家标准《混凝土结 构设计规范》GB50010的有关规定

2.4锚杆（索）支护应符合下

1锚杆（索）使用年限不应低于边坡服务年限，其防腐等级也 应达到相应要求。 2当采掘场边坡变形控制要求较高或边坡靠帮后，其稳定性 较差时宜采用预应力锚杆（索）加固补强。 3采用锚杆（索）加固边坡时，应进行镭杆（索）基本试验。 4锚杆（索）的形式应根据锚固段岩王层类型、工程特性、锚 杆（索）承载力、锚杆（索）材料和长度、施工工艺等因素确定。 5锚杆（索）设计应符合下列规定： 1）锚杆（索）的轴向拉力标准值和设计值可按下列公式计算：

式中：Nak 锚杆轴向拉力标准值（kN)； Hk 锚杆水平拉力标准值（kN）； 锚杆倾角（）；

Htk Nak= cosα V,=roNal

Na 锚杆轴向拉力设计值（kN） rQ一一荷载分项系数，可取1.30。 2）锚杆钢筋、钢绞线截面面积计算应符合下列规定： 普通钢筋锚杆应满足下式的要求：

预应力锚索应满足下式的要求

KNak La> 元Dfhk

4）锚杆（索）杆体与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式 要求：

KNak n元df,

式中：La 锚筋与砂浆间的锚固长度（m）； d一锚筋直径（m）； n一杆体（钢筋、钢绞线）根数（根）； fh一一钢筋与锚固砂浆间粘结强度设计值（kPa），应通过试 验确定，当无试验资料时，参考相关规范取值。 6索预应力锁定值应根据地层条件及支护结构变形要求 确定，宜取轴向受拉承载力设计值的50%～65%。 7锚杆注浆应采用高压注浆，注浆材料应为C30纯水泥浆 或M30水泥砂浆。 8锚杆内锚固段可采用拉力集中型、拉力分散型、压力分散 型，外锚固端可采用墩台式、肋柱式、框架梁形式。 9锚杆原材料性能、构造设计及防腐处理应符合现行国家标 准《建筑边坡工程技术规范》GB50330的有关规定

8.1.1# 坡面防护与绿化宜结合项目主体、土地复基及水土保持 确定。 8.1.2 坡面防护可适用于下列条件： 1 边坡整体稳定； 2 边坡岩土体易风化，容易出现剥落或有浅层崩塌、滑落及 掉块。 8.1.3 坡面防护方案应根据下列因素并经技术、经济比较确定： 1 气候、水文、地形、地质条件； 2 材料来源及使用条件； 3 坡面风化、雨水冲刷等破坏作用； 4 坡面防渗； 其他因素。 8.1.4 主要坡面防护与绿化措施及选择根据现场实际情况确定， 坡面防护可选用下列方式进行护砌： 砌体护坡、护面墙； 2 石笼、土工织物等柔性防护； 砌块植物防护、骨架植物防护、格构植物防护： 4 抹面、捶面、喷砂浆、喷混凝土、挂网喷混凝土、喷钢纤维混 凝土、喷合成纤维混凝土； 5被动、主动柔性防护网； 6 草皮以及其他植物护坡； 7其他新型材料，包括生态、环保型柔性材料。 815临时防护措施应与永久防护工程相结合

8.1.6位于地下水和地表水较为丰富地段的边坡，应进行坡面防 护与排水措施的综合设计。

8.2.1护面墙应符合下列规定：

1护面墙除自重外，不应承担其他荷载当用于易受侵蚀的 土质边坡、易风化或严重风化的岩质边坡时，边坡坡度不应大于 1:0.5; 2护面墙墙背坡度与边坡坡度应一致，沿墙身长度方向每隔 10m～15m应设置一道伸缩缝；墙身应设置泄水孔，泄水孔后缘设 置反滤层； 3护面墙的基础应设置在可靠的地基上，埋置深度应考虑地 基的冻层深度； 4墙高不宜高于10m，每6m~10m应设置1m~2m的 平台。 8.2.2边坡绿化应符合下列规定： 1 应坚持安全、协调、持久、经济等原则； 2边坡绿化选用的植物应考虑气候、主质等生长因素，选择 死亡率低、抗病虫能力强、根系发达、固土能力强、适合当地生长的 植物； 3边坡绿化方法可选用铺设草皮、三维植被网、土工格室、喷 薄植草、栽植苗木等，坡面防护工程宜根据实际条件选择一种或一 种以上绿化方法： 4铺草皮适合迅速形成草坪的边坡，其坡度不宜超过1：1； 5三维植被网、土工格室适合强降雨或常年坡面径流的边 坡，其坡度不宜超过1：1.25。 8.2.3骨架植物护坡应符合下列规定：

2.2边坡绿化应符合下列规

3.2.3骨架植物护坡应符合下列规定：

1骨架可以采用浆砌片石或混凝土等材料，框架内宜结合坡 面绿化方法进行：

2骨架植物护坡坡度不宜天于1：1，每级坡高不超过10m， 应留设1m~2m的平台； 3 降雨量较大且集中的地区应设置接水槽。 8.2.4 锚索（杆）框架植物护坡应符合下列规定： 1 主体结构为锚索（杆）框架，框架内宜结合坡面绿化方法 进行； 2骨架植物护坡坡度不宜大于1：0.5，预应力锚索（杆）框 架结构高度不受限制，非预应力锚索（杆）框架结构高度不宜超 过 10m; 3降雨量较大且集中的地区应设置接水槽

9.1.2露天煤矿边坡工程监测应包括地表监测与地下监测。

，并综合考虑边坡工程实际监测需求，分别进行边坡巡视出 表及地下变形监测、应力监测、地下水监测、爆破振动监测 电监测等。

根据露天煤矿的具体特点、边坡工程地质条件、水文地质条 坡工程监测等级、变形特点和控制要求等，选择运用适宜的 丰段。在监测工作中应积极采用新理论、新技术和新方法

9.1.5露天煤矿边坡工程监测宜对下列特殊条件边坡工程的监