西面边坡施工图设计文本.doc

目目 录录 一、前一、前 言言.1 二、二、边坡基本特征边坡基本特征.1 三、三、边坡工程地质条件边坡工程地质条件.1 四、四、边坡坡面岩体类型和结构特征边坡坡面岩体类型和结构特征.2 五、五、边坡水文地质条件边坡水文地质条件.1 六、六、边坡整体稳定初步分析边坡整体稳定初步分析.1 （一）土质边坡稳定性分析.1 （二）岩质边坡稳定性分析.2 （一）设计依据（一）设计依据.3 （二）设计内容和设计标准（二）设计内容和设计标准.4 （三）治理方案选择（三）治理方案选择.5 七、七、具体设计内容具体设计内容.7 （一）边坡分级设置（一）边坡分级设置.7 （二）土质边坡加固处理（二）土质边坡加固处理.7 （三）岩质边坡加固处理（三）岩质边坡加固处理.9 （四）边坡排水设计（四）边坡排水设计.15 （五）边坡监测设计（五）边坡监测设计.16 （六）终帮边坡绿化说明（六）终帮边坡绿化说明.17 八、八、施工工序和注意事项施工工序和注意事项.17 九、九、边坡坡面剩余方量估算边坡坡面剩余方量估算.18 （一）计算范围（一）计算范围.18 （二）计算方法（二）计算方法.18 （三）计算结果（三）计算结果.19 十、十、检测与验收检测与验收.19 十一、十一、边坡孤石处理措施边坡孤石处理措施 20 十二、十二、安全与环保安全与环保 20 十三、十三、需要说明的问题需要说明的问题 21 十四、十四、工程量统计工程量统计 21 设计附图：设计附图： 序号图 名图 号备注 一、 前 言 中海油天然气陆上终端项目平基工程已基本完成，山体平整后形成了 标高为 50m 的面积近 1km2的陆上平台（生产区） ，并形成了高度达 125m 终帮边坡，边坡以中微风化花岗岩岩体为主，顶部有少量全（强）风化 岩。因平基工程施工工期紧，目前边坡与中海油天然气陆上终端项目平 基工程施工图设计的设计要求尚有一定距离，边坡部分岩体节理裂隙较 发育，并受施工期间大爆破作业影响，节理裂隙张开，岩体松动，形成较 多不稳定结构体，对坡脚建（构）筑物造成较大的威胁。为了营造较为光 滑完整的终帮边坡并消除可能存在的安全隐患，珠海高栏港经济区管委会 委托我院开展中海油天然气陆上终端平基（西面终帮防护）工程的设计工 作。 二、 边坡基本特征 该边坡位于中海油天然气陆上终端生产区西部，为按中海油天然气 陆上终端项目平基工程施工图设计的设计终帮经爆破后形成的人工陡坡， 边坡全长约 650m，高度 40125m，中间高，南北两端低，坡面走呈南北 向，倾向 270，开挖坡面共分 7 级台阶： 平台标高：自下而上依次为 6777m（第一级）、8183m（第二级） 、9295m（第三级）、109110m（第四级）、125126m（第五级）、 139140m（第六级），150-153（第七级），以上为原始山体。 平台宽度：第一级平台宽度 513m，尚未贯通，宽窄不均，很不规 则，；第二级一般为 411m，局部为 2m，宽窄不均，很不规则；第三级 一般为 428m，局部为 1m，宽窄不均，很不规则；第四级为 514m， 整体延伸较笔直，而北侧宽度较大；第五级为 47m，整体延伸较笔直； 第六级为 46m，整体延伸较笔直；第七级为 540m，为乱掘区。 各级边坡高度：各级边坡高度：第一边坡高度为 1727m；第二边坡高度为 715m；第三边坡高度为 913m；第四边坡高度为 1214m；第五边坡 高度为 1215m；第六边坡高度为 1012m，边坡顶部为截水沟；第七边 坡高度一般为 59m；以上为原始山体。 各级边坡坡面坡度：各级边坡坡面坡度：第一边坡坡面整体坡度一般 6585；第二边坡 坡面整体坡度一般 5575，；第三边坡西段坡面整体坡度一般 4050， 局部稍陡；第四边坡西段坡面整体坡度 5055，局部稍陡；第五边坡坡 面整体坡度一般 5560；第六边坡坡面整体坡度一般为 55；第七边坡 坡面整体坡度一般为 5560，局部稍陡。 边坡坡面岩体情况：边坡坡面岩体情况：由于边坡岩体节理裂隙自身较发育，并受施工期 间大爆破作业影响，且未完全采用光面爆破施工，导致现状边坡坡面节理 裂隙张开，终帮坡面很不平整，凹凸不平，存在较多松散岩块和不稳定结 构体。 现状边坡情况详见附图 zhytrqxmbp01。 三、三、 边坡工程地质条件边坡工程地质条件 根据现场专项地质调查和南海天然气陆上终端平基工程地质勘察 报告 ，边坡由燕山早期第三阶段（52-3）的中细粒斑状黑云母花岗岩组成， 坡顶为坡残积土、全风化岩、强风化岩，下部为中风化和微风化岩。 坡残积层（qdel） 主要分布于边坡坡顶区域，一般厚度 13m，呈黄褐色、土黄、褐红 等色，表层多含腐植土呈棕灰色，夹植物根系，主要成份为粘性土及石英 砾砂，部分地段含较多岩石碎块，并夹中风化花岗岩孤石，稍湿，硬塑， 其主要物理力学性质详见表 1。 表 1 坡残积层的主要物理力学性质表 直剪快剪 岩土 编号 岩土 名称 统计 项目 质量密度 (g/cm3) 含水率 w (%) 干密度 (g/cm3) 内摩擦角 (度)粘聚力c(kpa) 统计个数1616161616 最大值1.9122.51.7831.232.9 最小值1.756.81.4426.326.3 平均值1.8214.21.6029.029.0 标准差0.0554.4190.0891.3262.339 砾质 粘性 土 变异系数0.0300.3120.0560.0460.081 全风化花岗岩（52-3） 主要分布于边坡坡顶区域，一般厚度 12m，呈黄褐、土黄、灰白等 色，局部肉红色，长石风化成土状、粉末状为主，少量碎屑状，原岩花岗 结构可辨。主要成份为粘土、长石、石英砂等，湿，硬塑坚硬，厚度一 般为 58m，其主要物理力学性质详见表 2。 表 2 全风化层的主要物理力学性质表 直剪快剪 统计 项目 质量 密度 (g/c m3) 含水 率 w (%) 孔隙 比 e 饱和 度 sr(%) 液限 wl(%) 塑限 wp (%) 液性 指数 il 塑性 指数 ip 内摩 擦角 (度) 粘聚 力c (kpa) 压缩 系数 a1-2 (mpa- 1) 压缩模 量 es (mpa) 统计个 数 202020202020152020202020 最大值1.9032.40.91896.042.329.00.3614.224.532.00.4704.58 最小值1.8020.70.68376.830.519.90.0910.420.520.00.3403.84 平均值1.8626.20.80886.135.423.70.2211.722.924.30.4314.15 标准差0.0333.3890.0695.6173.3032.7600.0841.3031.0362.7700.0340.164 变异系 数 0.0180.1300.0860.0650.0930.1170.3790.1110.0450.1140.0790.040 强风化花岗岩（52-3） 主要分布于边坡坡顶区域，一般厚度 825m，呈灰白、灰褐色，带黑 色斑点，夹岩石碎块以及较多花岗岩球状风化体（石蛋） ，长石风化较强 烈，大部分已风化成土状、粉末状或碎屑状，原岩结构清晰分辨，风化裂 隙发育，用镐可挖。 中风化花岗岩（52-3） 下伏于强风化层，露头出露普遍，以灰白色为主，带黑色斑点，主 要矿物成分有长石、石英和少量黑云母，部分长石风化变色明显，中粗粒 花岗结构，块状构造；岩质较坚硬，节理裂隙一般较发育，结构面一般较 平直，含较多铁质渲染；岩体完整程度一般较差，rqd 为差，受差异风化 影响，节理裂隙发育地段，厚度较大，反之则厚度较小，厚度一般超过 1020m，岩体基本质量级别一般为类。前期勘察进行了 8 组岩石 饱和单轴极限抗压强度试验，试样饱和单轴极限抗压强度 9.423.5mpa， 均值 15.8mpa。 微风化花岗岩（52-3） 一般下伏于中风化层，露头出露普遍，以灰白色为主，带黑色斑点， 主要矿物成分有长石、石英和少量黑云母，中粗粒花岗结构，块状构造， 岩质坚硬，敲击声清脆；见少量原生结构面和风化裂隙，岩石质量指标 rqd 为较好，但受爆破影响，局部次生裂隙发育强烈；岩体基本质量级别 一般为类。前期勘察进行了 11 组岩石饱和单轴极限抗压强度试验， 试样饱和单轴极限抗压强度 31.373.7mpa，均值 49.1mpa。 四、四、 边坡坡面岩体类型和结构特征边坡坡面岩体类型和结构特征 岩质边坡岩体以较软岩坚硬岩为主，受爆破影响，岩体破碎程度不 一，受爆破震裂，多呈碎裂状结构，各分区岩体类型及结构特征详见表 3，节理裂隙调查情况详见表 4。 表表 3 3 各分区岩体类型和结构特征及治理方法统计表各分区岩体类型和结构特征及治理方法统计表 区域编号坡面岩体结构特征岩体类别治理方法 a1 区该区域岩体以强-全风化花岗岩为主，上部 1-2m 为残坡积土，土层土质较疏松，干燥-稍湿，硬塑-可塑。 格构梁支护 b1 区 该区包含两个台阶，上面的台阶以强风化花岗岩为主，局部有中风化花岗岩出露；下面的台阶顶部 6-8m 为强风化花岗岩，底部为中风化花岗岩。岩体节理发育，主要发育有三 组结构面。分别是051、22557、9575，详见节理裂隙调查表。 格构梁支护 b2 区该区为以前发生崩滑而成沟槽状，长 5-6m，宽 30-35m。崩塌体为强风化花岗岩，底部为中风化花岗岩，岩体节理发育，节理面有红褐色铁质渲染。 格构梁支护 c1 区 该区域岩体为中微风化花岗岩，由于受爆破影响，坡面表层岩体破碎，呈碎块状结构，结构面较发育，局部呈无序状，结构面结合差。主要发育的结构面有：19070、 11171，详见节理裂隙调查表。 - c2 区 该区域岩体为中强风化花岗岩，岩体较破碎，呈碎裂结构，结构面发育，主要发育 6 组裂隙面。23061、26520、20531、17065、300 85、26031。该区域靠近跌水台阶，沿跌水台阶节理裂隙发育，流水沿岩体节理裂隙冲刷，形成较大冲槽，局部裂隙有水流渗出。 素喷混凝土 c3 区该区域岩体为中微风化花岗岩，岩体较完整，呈块状，结构面轻微中等发育。 - c4 区该区域岩体为中-强风化花岗岩，岩体节理裂隙发育，岩体呈块状-碎裂状结构，主要发育 3 组结构面。21274、9575、32581，详见节理裂隙调查表。 挂 sns 柔性网 d1 区该区域主要为碎块石的堆积，堆积体结构松散，块石大小不一，碎块石主要为中-微风化花岗岩。清除 d2 区该区岩体为中微风化花岗岩，坡面不平整，节理较发育，原岩较破碎，岩体坚硬。主要发育 2 组结构面，2542、31056，详见节理裂隙调查表。 - d3 区 该区域岩体为中强风化花岗岩，岩体破碎，呈碎裂结构，结构面发育，主要发育 4 组结构面，28530、19568、33562、34057，详见节理裂 隙调查表。 素喷混凝土 d4 区该区岩体为中微风化花岗岩，坡面不平整，节理较发育，原岩较破碎，岩体坚硬。主要发育 2 组结构面，28584、2805，详见节理裂隙调查表。 - d5 区 该区域岩体为中风化花岗岩，岩体破碎，呈块状-碎裂结构，结构面发育，主要发育 4 组结构面，23530、33560、17072、4548，详见节理裂 隙调查表。 挂 sns 柔性网 e1 区该区位于台阶的顶部，岩体以中-微风化为主，块状-碎裂状结构，岩体节理裂隙发育，受爆破施工影响，节理裂隙张开度较大，一般达 3-10cm。 挂 sns 柔性网 e2 区该区位于 e1 区的下部，岩体呈中-微风化，岩体完整程度较好，节理裂隙较发育，结构面结合度较好。 - e3 区该区坡面主要出露残坡积土，厚度一般 1-2m。 格构梁支护 e4 区该区为碎石堆填区，堆积体结构松散，透水性好，极易受到雨水冲刷，已多处出现掏空。清除 f1 区 该区岩土体以中-强风化花岗岩为主，左侧边角处局部有少量残坡积土出露，岩体破碎，呈块状-碎裂状，节理裂隙发育，受爆破施工影响，节理裂隙张开度较大，一般达 3- 10cm。 挂 sns 柔性网 f2 区 该区位于 f1 区下部，岩体为中-微风化花岗岩，岩体完整程度较好，节理裂隙较发育，呈块状结构，局部呈块状-碎裂状，主要发育 4 组结构面，21535、310 85、3036、5589，详见节理裂隙调查表。 - f3 区 该区位于 f1 区转角处，坡面、坡脚堆积较多碎块石，堆积体结构松散，岩体主要为中-微风化花岗岩，岩体主要发育一组结构面 27090，该组结构面垂直平行于坡面，受 大爆破震动影响，结构面发生开裂，裂缝长达 30m，宽 5-10cm，平整光滑，无填充。该区为不稳定体，有潜在崩滑的可能。 清除 表 4 节理裂隙调查统计表 节理裂隙发育特征调查点编 号 调查点坐标及高程 边坡 产状编号产状间距（m）结构面填充物结合程度延展性与坡面关系 备 注 1 23530 1.5粗糙风化碎屑结合一般25m平行 2 33560 光滑无较差 竖向垂直 3 17072 0.20.5光滑少量碎屑结合一般 竖向垂直 4 x：2421725 y：90734 h：100.0m 27583 4 4548 0.50.8粗糙少量碎屑结合一般 竖向垂直 位于 d5 区 1 28584 1.01.5光滑无较差 平行 5 x：2421763 y：90732 h：100.0m 26685 2 2805 1.01.2粗糙少量碎屑结合一般1015竖向垂直 位于 d4 区 1 28530 粗糙无结合一般 外倾 2 19568 0.50.8光滑无较好1015竖向垂直 3 33562 0.81.0粗糙风化碎屑较差3040斜交 6 x：2421844 y：90729 h：98.0m 27181 4 34057 粗糙风化碎屑较差3040斜交 位于 d3 区 1 2542 粗糙风化碎屑较差3040斜交 7 x：2421932 y：90732 h：100.0m 27082 2 31056 2.0m光滑无好3040斜交 位于 d2 区 1 19070 0.5光滑无好4050外倾 9 x：2421925 y：90751 h：112.0m 32075 2 11171 1.0光滑无结合一般2030竖向垂直 位于 c1 区 1 20531 1.02.0 光滑无 好20斜交 2 17065 1.5 光滑无好 3040斜交 3 30085 1.5光滑无好4050平行 4 26031 光滑无好30外倾 10 x：2421857 y：90750 h：113.0m 27080 5 23061 0.51.0光滑无较差2030斜交 位于 c2 区 6 26520 粗糙风化碎屑较差4050外倾 1 21274 1.02.0光滑无好2030斜交 2 9575 1.02.0光滑无好3040竖向垂直11 x：2421745 y：90752 h：112.0m 28188 3 32581 粗糙风化碎屑差3040竖向垂直 位于 c4 区 1 26026 0.51.5粗糙风化碎屑较差4050外倾 2 9070 1.02.0光滑无好3040平行12 x：2421790 y：90767 h：128.0m 27075 3 19084 0.51.0光滑无好2030竖向垂直 位于 b1 区 1 051 1.22.0粗糙风化碎屑较差2030斜交 2 22557 0.51.0光滑物较好1015斜交13 x：2421837 y：90767 h：112.0m 27383 3 9575 1.02.0光滑无好3040竖向垂直 位于 b1 区 1 21535 光滑无较好1015 斜交 2 31085 1.02.0光滑无较差3040 斜交 3 3036 粗糙风化碎屑较差5060 斜交 17 x：2421962 y：90688 h：52.0m 26886 4 5589 1.02.0光滑无较好4050 斜交 位于 f2 区 五、五、 边坡水文地质条件边坡水文地质条件 工程场地属剥蚀低丘地貌，地形高差较大，东面临海，地表自然排水 条件良好，表层残坡积土基本不含水，地下水主要赋存在花岗岩节理裂隙 和构造裂隙中，属块状岩类裂隙水，富水性贫乏，水位埋藏较深，随地形 起伏；经调查，边坡坡面尚未发现泉眼出露，也没发现渗水点。 地下水主要接受大气降雨的入渗补给，并随季节和降雨量变化明显； 地下水的迳流，因地形高差和地形坡度变化大，地下水水力坡度陡，地下 迳流速度快，途径短，往往在山顶或山坡上接受大气降雨补给，随即就以 泉和溪流的形式排出地表或直接排泄入海。 根据南海天然气陆上终端平基工程地质勘察报告水质分析结果， 场地地下水按环境类型对混凝土结构无腐蚀，但按地层渗透性对混凝土结 构具有弱腐蚀；场地地下水对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀；场地地下水 对钢结构具有弱腐蚀。 根据现状地形地貌，边坡坡顶汇水面积约 4 万 m2，边坡坡脚汇水面 积约 10 万 m2。 六、六、 边坡整体稳定初步分析边坡整体稳定初步分析 （一）土质边坡稳定性分析 按建筑边坡工程技术规范要求，土质边坡稳定性分析采用理正岩 土 5.11 软件采用圆弧滑动法进行最小安全系数的搜索，得到边坡最小安 全系数，分析边坡的稳定性。 1、计算工况与参数选取 （1）计算工况 表层 2m 岩土体物理力学指标按饱和状态取值，表层 2m 以下岩土体 物理力学指标按天然状态取值。 （2）安全系数 设计边坡的安全等级为一级，潜在滑动面以圆弧滑动面为主，规范要 求其稳定安全系数不小于 1.30。 （3）计算参数选取 根据室内物理力学试验数据、经验类比数据和地区经验，本设计采用 如下参数。 表 4 岩土体物理力学参数表 快剪饱和快剪 岩 土 名 称 岩体 类型 天然 重度 （kn/m3） 含水量 w % 饱和 重度 sat （kn/m3） 粘聚力 cq (kpa) 内摩 擦角 q () 粘聚力 cq (kpa) 内摩 擦角 q () 残积土18.214.218.829.029.011.015.2 全风化花岗岩 18.626.219.124.322.910.815.4 强风化花岗岩 19.126.219.820.032.010.118.5 中风化花岗岩26.0200.045.0 2、计算方法的介绍 采用圆弧滑动法计算稳定系数 ks，边坡稳定性系数可按下式计算： ti ri ks )sin(cos)(iipwiigbigini )cos(sin)(iipwiigbigiti ciliinitgri 式中 ks边坡稳定性系数； ci第 i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值(kpa)； i第 i 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值()； i第 i 计算条块滑动面长度(m)； i 、i第 i 计算条块底面倾角和地下水位面倾角()； gi第 i 计算条块单位宽度岩土体自重(knm)； gbi第 i 计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重(knm)； pwi第 i 计算条块单位宽度的动水压力(knm)； ni第 i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力(knm)； ti第 i 计算条块滑体在滑动面切线上的反力(knm)； ri第 i 计算条块滑动面上的抗滑力(knm)。 3、计算结果与稳定性评价 利用上述确定的计算工况、计算参数和计算方法，进行稳定系数 ks 计算，计算结果为 1.288，详见计算书。 根据野外地质调查及以上计算结果，场地边坡的稳定性评价如下： 1）未作防护情况下，边坡基本处于基本稳定状态，仅浅表层岩土体 曾发生微型崩塌、风化剥落等破坏；安全系数偏低，安全储备值较小； 2）进行坡面防护之后，边坡处于稳定状态，由计算得到的稳定安全 系数大于 1.300，满足稳定安全系数要求。 （二）岩质边坡稳定性分析 岩质边坡变形主要受地质构造所控制，总是沿低强度的结构面（层面、 片理面、节理面及断层面等）发生。边坡上任何一块岩体，要想变形移动， 必须脱离周围岩体，不但要有底部滑动面，而且要有后方及左右两侧的分 割面。在基岩斜坡上，这些滑动面和分割面一般都是由各种软弱面构成。 软弱结构面对边坡稳定性的影响主要取决于结构面产状与边坡产状的几何 关系、结构面的性质、结构面的发育程度以及结构面的组合关系。根据野 外调查与类比可知，岩质高边坡破坏模式主要取决于边坡岩体结构面组合 及其与边坡面的关系，以浅表层岩土体滑移或节理切割的块体崩滑和风化 剥落与掉块为主。 利用赤平极射投影图可以初步判断边坡的稳定性： 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向相反时，即岩层倾向坡 内。这种边坡为稳定结构，有时有崩塌发生，而滑坡的可能性小。 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向基本一致但倾角大于坡 角时，边坡为基本稳定结构。 当结构面或结构面交线的倾向与坡面倾向之间夹角小于 45且倾 角小于坡角时，边坡为不稳定结构。 本岩质边坡稳定性分析在代表性坡面节理裂隙测量统计的基础上，根 据结构面与边坡的关系，采用赤平投影法分析并采用理正岩土 5.11 软件 进行三维楔形体稳定性分析。 1、参数选取 参考地区花岗岩软弱结构面现场岩体力学特性试验成果，岩体自重 26 kn/m3，由于该边坡位于地下水位以上，降水对岩体结构面的影响很小， ，本设计对结构面的取值按天然状态条件考虑，结构面的抗剪强度取 42kpa，内摩擦角取 30.2。 2、计算方法的介绍 赤平投影分析法采用 j.t.mankland 岩石边坡楔形破坏判断准则，即基 于一个最简单的破坏条件：组合交线的倾向与坡面一致，楔形破坏体的组 合交线在边坡面出露，其倾角小于坡角，不连续面的抗剪强度只考虑摩擦 角 ，认为 小于组合交线的倾角时，便发生破坏。 图 1-1 楔形破坏示意图 其数学表达式（参见图 5-1）为（式中：表示边坡坡角； iff 表示组合交线倾角； 表示不连续面的内摩擦角）。 i 三维楔形体稳定性分析在赤平投影分析加入了岩体重度、地震力、节 理裂隙面黏聚力及内摩擦角等影响因素进行定量计算，通过比较总下滑力 与有效反力的关系确定安全系数。 3、计算结果与稳定性评价 利用上述确定的计算工况、计算参数和计算方法，进行稳定系数 ks 计算，计算结果楔形体稳定性安全系数 1.3182.498，详见表 5： 表5 不利节理裂隙面组合统计表 不利节理裂隙面组合 点号坡向坡度 12 安全系数 23530335601.555 dz427053 23530170721.629 28530195681.355 28530335621.826 28530340571.576 19568335622.035 dz627053 19568340572.349 20531300851.686 dz9227053318 dz122705326026190842.017 dz1327053051225572.498 dz172705321535310851.439 由以上分析计算，岩质边坡发生较大规模的崩塌（滑坡）的可能性较 小。由于该边坡尚需进行第二次爆破，当爆破完成后，建议进行详细的边 坡稳定性调查，评价边坡整体稳定性情况，修正本设计。 （一）（一）设计依据设计依据 1、参考资料及依据 （1） 珠海高栏港经济区南海天然气陆上终端平基工程地质勘察报告 ， 广东省珠海工程勘察院，2009 年 6 月 ； （2） 中海油天然气陆上终端项目平基工程施工图设计 ，广东省珠 海工程勘察院，2009 年 7 月； （3）本次实测的现状地形图（1:500） ，广东省珠海工程勘察院， 2012 年 6 月（坐标系统为珠海新坐标系，高程为 1956 黄海高程系） ； （4） 珠海市高栏港经济区铁炉湾规划采石点终帮境界与土石方估算 报告合同-补充合同； （5）委托方提出的具体要求： a、为了营造较为光滑完整的终帮边坡并尽可能消除安全隐患，委托 方要求整个终帮边坡坡面采用光面爆破重新爆破施工； b、终帮边坡坡脚线位于中海油天然气陆上终端项目用地红线外 2m 位置； c、边坡主动防护区域按 3#排洪沟 a2 接入口至 c 接入口对应边坡坡 面总面积（32511.6 m2）的 20%计入，主动防护面积约 6502.0m2（需要防 护范围的选择原则是：光面爆破完成后岩体为中微风化花岗岩而基本质 量级别为级岩体区域） 。具体位置届时由建设方、设计方、监理单 位、施工单位等部门现场圈定； d、被动防护网设置于边坡坡脚（3#排洪沟 a2 接入口至 c 接入口）位 置，被动防护网施工长度约 315m； e、本次设计不需包含边坡坡面绿化工作。 2、规范 （1） 建筑边坡工程技术规范gb50330-2002； （2） 岩土锚杆（索）技术规程cecs 22:2005； （3） 建筑基坑工程监测技术规范gb 50497-2009； （4） 工程岩体分级标准gb50218-94； （5） 公路边坡柔性防护系统构件jt/t 528-2004； （6） 铁路沿线斜坡柔性安全防护网tb/t 3089-2004； （7） 室外排水设计规范gb 50014-2006； （8） 公路排水设计规范jtj018-97。 （二）（二）设计内容和设计标准设计内容和设计标准 1、设计内容 （1）以实测地形图为底图，对边坡进行地质调查，初步查明边坡岩土结 构、岩体风化程度、岩体节理裂隙发育程度； （2）以实测地形图为底图，结合终帮边坡设计参数，采用地质断面法和 方格网法，估算边坡治理范围内剩余的土石方量； （3）系统设计终帮边坡各参数（边坡高度、边坡坡面角、平台宽度） ， 系统设计边坡排水（平台排水沟、坡顶截水沟、跌水台阶、沉砂井等） ； （4）系统设计主动防护网、被动防护网各相关参数，材质要求等； （5）提出边坡监测相关技术要求。 2、设计标准 1、边坡安全等级：根据建筑边坡工程技术规范 （gb50330-2002） ， 该边坡为岩质边坡，岩体基本质量级别以类为主，局部为类， 最大高差 125m。坡脚为南海天然气陆上终端生产区，边坡破坏后果严重， 边坡工程安全等级为一级，支护结构重要性系数取 1.1。 2、设计年限：按照建筑边坡工程技术规范 （gb50330-2002）第 3.2 条 规定，边坡使用年限应不低于受其影响相邻建筑物的使用年限，即本边坡为永 久性边坡，本设计提供的相关材料一般可达 100 年使用期，材料服务期内根 据实际情况进行维护或更换处理。 3、设计原则 本设计以保证边坡坡脚生产区一的使用安全为根本原则，同时兼顾技 术上可行、经济上合理、功能上优化的原则。即在保证边坡稳定的基础上， 尽可能考虑防护的可靠性、施工的便利性和费用上的合理性，同时尽量不 破坏原始山体。 1、安全性：由于坡脚为重要工程，防护工程必须最大限度地保证边 坡稳定，消除或稳固坡面松动的岩块，保证坡脚建（构）筑物和人员安全。 2、适用性：防护工程必须与边坡情况相适应，即具有良好的地形适 应性，同时兼顾边坡绿化等因素，边坡防护措施应尽可能不破坏坡顶原有 地形地貌，处理后终帮表面视觉效果好，并且不影响后期自然或人工绿化 植被的生长。 3、经济性：边坡面积大，台阶多，应充分结合边坡自身的稳定性来 布置边坡的防护工程量；防护工程应具有足够的工作寿命，在使用年限内 尽量做到无须维护或维护工作量尽量小，并且在达到同等防护效果的前提 下尽量节约治理资金，使工程的经济性得到体现。 （三）（三）治理方案选择治理方案选择 1、土质边坡方案选择 土质边坡主要分布于标高130m以上区域和各级端部，基本由花岗岩 残积土和全风化、强风化花岗岩组成。根据稳定性计算分析，现状稳定性 安全系数0.9031.106，需要进行防护方能达到稳定性要求。 根据本边坡地质条件，边坡失稳的主要诱因是表层土体在暴雨冲刷浸 润下达到饱和状态，土体自重增大，自身物理力学性质降低。因此，防护 的重点是防止地表水体入渗及对表层土体的有效锚固。根据本区地质条件， 采用钢筋混凝土格构梁+灌浆锚杆的防护模式。同时配合完善的排水设施 和绿化设施，达到综合整治的目的。以上方案既可对边坡进行经济有效的 防护，保证边坡的稳定，又可对边坡实行坡面的美化，从而改善环境、恢 复植被、营造景观，达到综合整治的目的。 因此，本设计土质边坡采用钢筋混凝土格构梁+灌浆锚杆。 2、岩质边坡方案选择 治理岩质边坡危岩崩塌常用的方法有：减缓边坡坡度的坡率法；锚固 加固处理；对危岩裂隙进行封闭、注浆；对悬挑的危岩即时清除；坡脚设 置拦石墙、落石槽和拦护网等，尤以浆砌毛石或钢筋混凝土护坡、锚固、 浆砌毛石拦石墙和简易钢结构栅栏等最为常见。 首先，单独坡率法显然不适用的；同时因山体开挖采取大爆破作业， 致使开挖出来的坡面很不平整，凹凸不平，如采用浆砌毛石等进行大面积 的崖腔嵌补，或其他钢性结构的覆工护坡，自重大且结构承载能力较弱， 自身稳定性较差，工程量浩大，浆砌高度和厚度大，浆砌质量差的情况下 将增加安全隐患，不建议采用；对受节理裂隙切割的坡体采用锚杆加固再 辅以挂网喷浆进行封闭的治理方法，切实可提高边坡的稳定性和安全性， 亦为不少工程所采用，但该方法对坡面参差不齐的边坡施工难度较高，工 期较长，难于再进行边坡绿化，视觉效果相对较差，非最佳选择；对于简 易钢结构栅栏等防护方案而言同样不适合本工程的防护要求。综上所述， 这些传统的边坡防护方法都不适用于本工程岩质边坡的防护要求。 拦石墙是保证坡脚人员、建(构)筑物的最后防线，可以使用；但需防 护的边坡高度太高，拦石墙高度有限，超过一定高度的坡面落石便难于拦 截。由于各级台阶边坡坡面可能分布松动岩块，为了治理工程施工本身的 安全，对这些危岩险石，在工程初期就必须予以清除。但是裸露边坡的松 动岩块总是在不断形成中，因此，需要采用适当方法减缓岩块的松动进程， 或阻滞松动岩块的滚动。 通过比较论证，建议采用sns边坡柔性安全防护系统方案。此工艺需 要对坡面的松动岩块进行全面检查、清除，然后在坡面危岩相对集中区域 用sns边坡柔性安全主动防护系统进行加固。 此外，对于岩质边坡风化较强烈，且岩石破碎的坡面采用素喷混凝土 的方式处理。 （1）sns边坡柔性安全防护系统特点 sns (safety netting system)系统是以高强度柔性网（钢丝绳网、环形 网、高强度钢丝格栅）作为主要构成部分，并以覆盖和拦截两大基本类型 来防治各类斜坡坡面崩塌落石、风化剥落等地质灾害和爆破飞石、坠物等 危害的新型柔性防护结构，它是一种集构件设计与加工、系统配置设计与 定型、现场设计选型、现场布置与施工设计的系统化技术。该系统于1950 年发明并首先应用于雪崩防护，其后经过不断的实践和探索，该技术在边 坡防护领域得到了更为广泛的应用，形成了一种坡面地质灾害防治工程领 域内安全可靠、简单易行、环保经济的sns防护新技术，其结构类型也实 现了多样化、系列化和标准化，在斜坡安全防护特别是崩塌落石防护领域 得到了广泛应用。 与传统的典型圬工结构相比，sns防护系统不仅能起到以圬工结构为 代表的传统防治之作用，而且还具有以下几个方面的综合技术经济优势： 充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击能力，通过系统的开发 和大量的现场试验形成了适应各类坡固地质灾害防护的系统化技术。通过 定型化的均衡设计和部件的工厂化生产来实现系统的标准化和最优化，并 便于工程质量控制和工程量的准确计量。 充分利用高强金属材料的质轻特点来实现系统的轻型化和积木式 部件安装，以最短的工期和最少的劳动力来实现施工安装和维护的简单快 速化，并最大限度地适应各种复杂的地形地貌环境，避免或尽可能降低因 开挖所造成的环境破坏及其对其他作业和周边建筑物正常运营的干扰，可 以同步或超前于土石方主体开挖工程的施工，即能实现逆作法施工或平行 作业。 充分利用系统的开放性来减小系统的视觉干扰和保护原有植被及 其生长条件，并给实施人工绿化提供了可能，充分利用植物根系的护坡加 固作用和绿色植物的环境绿化美化功能，将工程治理与环境保护和改造融 为一体。 采用特殊防腐处理的钢丝、钢丝绳材料来确保系统较长的防腐寿 命，一般可达到 3050 年。 从防护原理和防护目的上，柔性防护系统分为主动防护和被动防护系 统两大类。主动防护系统是用以钢丝网或高强度钢丝格栅为主的各类柔性 网覆盖或包裹在需防护的斜坡或危石上，并结合锚杆技术，以限制坡面岩 土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌（加固作用） 、或者将落石控制在一 定范围内运动的工程防护系统；被动防护系统是将以菱形钢丝绳网柔性栅 栏设置于斜坡或坡脚一定位置，用于拦截斜坡上的滚落石（或落物）以避 免其破坏拟保护的对象，也称拦石网。 （2）本岩质边坡防护系统的确定 本边坡高度大，大爆破作业对边坡浅层岩体影响较大，致使浅层被节 理分割的岩体松动，坠落危险性大，因此，终帮边坡坡面采用主动防护系 统；终帮坡脚设置一套被动防护系统。 常用的 sns 系统的格栅网、钢绳网、支撑绳和扣件等的防腐处理一 般采用热镀锌 ab 级。因该边坡位于海边，环境对材质的腐蚀性较强，这 种环境下，格栅网面、内外网连接铁丝和扣件均容易发生锈蚀。马克菲尔 hea-s 系统在传统 sns 防护系统的基础上，对内部勾花网、内外网连接 铁丝和钢绳网连接扣件进行了优化：内部格栅网面和内外网面连接采用 镀高尔凡的钢丝，与常用的热镀锌处理方式相比，可提高耐久年限 34 倍，使用年限可达 100 年；采用了六角形双绞合网取代单绞勾花网，抗 冲压强度明显提高；采用镀高尔凡钢丝绑扎钢绳网的方式取代普遍扣件， 抗腐蚀能力和抗撕裂强度明显提高。 基于结构长期性能的考虑，本岩质边坡防护建议采用马克菲尔 hea-s 防护系统。 七、七、 具体设计内容具体设计内容 （一）边坡分级设置（一）边坡分级设置 根据中海油场地平整标高，边坡坡脚标高为 1985 黄海高程+50.0m。 根据边坡地质条件，边坡以中风化-微风化花岗岩为主，顶部 515m 为覆 盖层（坡残积砾质粘性土强风化风化花岗岩） ，参考相关规范并结合工程经验， 岩质坡面坡率取 1:0.75（坡角 53）即第一级边坡第七级边坡坡面角为 53（边坡顺序为从下往上） 。最上面两级边坡坡面坡率取 1:1.0（坡角 45） ， 即第八级边坡第九级边坡坡面角为 45。 从标高 50.0m125m.0m 坡段，单级台阶高度取 15.0m，从 125.0m165m.0 坡段，单级台阶高度取 10.0m，顶部不足 10.0m 区域按实际情况调整。 终帮平台宽度基本为 8.0m，而标高 135.0、145.0m 平台宽度为 5.0m，标高 152.0m 平台宽度为 15.0m。 具体详见附图：zhytrqxmbp02、zhytrqxmbp07。 （二）土质边坡加固处理（二）土质边坡加固处理 1 1、设计参数、设计参数 本支护类型主要布置于坡面为土质的区域，即西面边坡标高为 140m162m 土质区域，支护位置基本位于 a 区和 b1 区，具体位置详见地 质调查图和终帮边坡总平面图（图号 zhytrqxmbp0203） ，其设计参数如 下： （1）锚杆布置：本设计锚杆类型为粘结式锚杆，锚杆水平为 3.1m、竖向 间距基本为 1.55m，局部位置适当调整，所有锚杆均设置于格构梁节点处，锚 杆入射角 18；锚杆之间呈梅花状交替布置，采用机械成孔，孔径 130mm，拉筋采用 32级螺纹钢，采用 m30 水泥砂浆固结体。 （2）钢筋混凝土格构：采用 c30 钢筋混凝土，支模浇筑，格构梁间距 2.22.2m，格构梁断面规格 0.30（厚）0.25m（宽） ，其中嵌入坡面 0.2m，格构呈菱形布置，每级台阶顶、底设置连梁，达到连接各部格构梁的 整体效果。 （3）格构顶、底连梁：采用 c30 钢筋混凝土，支模浇筑，格构顶部连梁 断面规格 0.35（厚）0.30m（宽） ，格构底部连梁断面规格 0.45（厚） 0.30m（宽） ，连梁与格构梁同时浇注，格构底部连梁的表面应与坡面齐 平。 （4）伸缩缝：每隔 15m 布设一道伸缩缝，宽度 2cm，从顶到底贯通， 缝内填塞麻绳或沥青木板，伸缩缝应避开格构梁节点。 2 2、材料要求、材料要求 （1）全粘结锚杆采用直径32 的hrb400 级钢筋（级） ； （2）隔离架应由钢、塑料或其他对杆体无害的材料组成，不得使用木质隔离架； （3）钢筋格构梁采用普通硅酸盐商品混凝土，强度等级为c30, 锚杆注浆水泥 采用普通硅酸盐 p.c.42.5(r)水泥； （4）格构梁主筋需采用hrb335 或 hrb400 钢筋，箍筋宜采用hrb235 级钢筋； （5）钢筋保护层厚度不应小于50mm。 3 3、锚杆施工、锚杆施工 1、施工工艺 灌浆锚杆施工工艺流程见下图： （1）放线定位：锚杆孔开钻就位水平误差不得超过20mm，高程误差不得 超过20mm，钻孔倾角允许误差为1.0，方位允许误差2.0。 （2）钻孔：钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不致于恶化边 坡岩土体的工程力学性质和保证孔壁的粘结性能。钻孔孔径、孔深要求不得小 于设计值，为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径；为 确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度 0.5m 以上。 （3）清孔：钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻 12 分钟， 防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔完成后，使用高压空气（风压 0.20.4mpa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩 放线定位就位钻孔 锚杆体制作清孔 清洗移位锚固注浆 土体的粘结强度。 （4）锚杆（锚索）体制作：锚杆杆体采用1 根 32 螺纹钢筋（级）制作 而成，沿锚杆轴线方向每隔2.0m 设置一个对中器(定位支架)，以保证锚杆（索） 有足够地保护层。 （5）锚杆（锚索）防腐：锚杆（锚索）杆体应进行严格防腐处理，于杆体 中涂刷三层保护层：第一层为双组分环氧封闭底漆，是由环氧树脂和聚酰胺固 化剂及助剂组成；第二层为双组分环氧沥青防腐材料，是由环氧树脂、石油沥 青和聚酰胺固化剂及助剂组成；第三层为双组分丙烯酸，是由树脂、颜料、助 剂和异氰酸脂固化剂组成。 （6）钻孔成孔：锚杆成孔直径 130mm，为保证成孔直径，施工采用的钻头 不应少 130mm。 （7）钢筋焊接：锚杆拉杆连接采用套筒连接，端部与格构梁主筋连接采用 机械焊接，锚杆杆体钢筋焊接方法和长度应符合规范要求。 （8）锚固注浆：注浆采用二次注浆。一次常压注浆作业从孔底开始，实际 注浆量一般要大于理论的注浆量或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆 作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生浆液塌落，要补充注浆，直 至注满为止。二次注浆压力不低于 2.5mpa。注浆材料宜选用水灰比 0.450.5、灰砂比为 1：1 的水泥砂浆。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注 浆套管清洗干净，同时作好注浆记录。 （9）清洗：注浆施工完毕，不连续作业时，应把注浆管等机具设备冲洗干 净，管内机内不得残存水泥浆。并向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清 洗管路中残留的全部水泥浆，直至基本干净。 （10）移位 重复上述步骤再进行下一根锚杆（锚索）的施工。 4 4、钢筋混凝土格构梁施工、钢筋混凝土格构梁施工 1、施工工艺 钢筋混凝土格构梁工艺流程主要有： （1）格构梁基槽放线定位 边坡坡面修整好后，根据锚杆布置和设计图纸要求，对坡面格构梁基础进 行放线定位，确保基槽开挖位置准确，并保证基槽平直。 （2）基槽开挖 按照基槽放线位置，对格构梁基槽进行开挖，以保证格构梁在坡面的嵌入 深度，土质区域用人工开挖，孤石地段使用风镐开凿。 （3）基础座浆 格构梁基槽挖出后采用 m7.5 砂浆将沟底座浆找平，且确保砂浆厚度不少于 50mm。 （4）格构梁钢筋置安 按图纸要求布置格构梁配筋，并按要求把钢筋绑扎或焊接成型后放入挖好 的基槽中。并按设计要求把锚头和梁主筋焊接起来。钢筋绑扎时一定要进行钢 筋位置的放线画点，以保证准确的钢筋间距及垂直度。 （5）底部结构梁支模浇注 支立好底部结构梁模板，模板要根据设计图纸尺寸制作，模板误差不能超 过 5mm。模板按设计的格构砼尺寸立好并固定牢靠。 格构梁基槽放线定位 位置 基础座浆格构梁钢筋置安 拆模养护上部排水梁支模浇注底部结构梁支模浇注 基槽开挖 模板采用定型木模板，由后方加工成型。 （6）上部排水梁支模浇注 上部排水梁应与格构梁同时支模浇注。 （7）拆模养护 格构梁浇筑完成后 24 小时可进行拆模，拆模要避免梁受到破坏。拆模后要 对格构梁进行喷水养护，养护时间不少于 7 天。 （三）岩质边坡防护处理（三）岩质边坡防护处理 1、坡面主动防护设计 （1）主动防护范围：由于边坡还需再次削坡，削坡工艺原则要求采 用光面爆破，但考虑到边坡局部位置受到岩体自身发育的节理裂隙影响， 可能达不到完整的坡面。根据委托方要求，边坡主动防护区域按 3#排洪沟 a2 接入口至 c 接入口对应边坡坡面总面积（32511.6 m2）的 20%计入， 主动防护面积约 6502.0m2（需要防护范围的选择原则是：光面爆破完成后 岩体为中微风化花岗岩而基本质量级别为级岩体区域） 。具体位 置届时由建设方、设计方、监理单位、施工单位等部门现场圈定； （2）主动防护系统设计参数 a、选型、选型 在目前sns系统的产品系列中，根据本工程边坡的坡型特征、危害防 护特点及防护要求，选用ngps2型主动防护网系统。 ngps2型主动防护网，是用以钢丝绳网、高强度钢丝格栅为主的各类 柔性网覆盖在需防护的斜坡或危石上并进行张拉，从而对整个边坡形成连 续支撑，其预张拉作业使系统尽可能紧贴坡面并形成了抑制局部岩土体移 动或在发生局部位移或破坏后将其裹缚（滞留）原位附近的预应力，从