隧道渣场治理工程方案设计--弃渣场防护治理设计.doc

*隧隧道道渣渣场场治治理理工工程程方方案案设设计计 目目 录录 1 前言前言.4 1.1 任务由来.4 1.2 主要的目的与任务.4 1.2.1 目的4 1.2.2 任务4 1.3 可行性研究编制依据及编制情况.4 1.3.1编制依据.4 1.3.2 编制情况4 2 自然环境概况自然环境概况.5 2.1 交通位置5 2.2 气象、水文5 2.3 地质、地震、地貌概述6 2.3.1 区域地质6 2.3.3 地形地貌与新构造运动6 2.4 水文地质条件7 2.4.1 地表水7 2.4.2 地下水7 3 弃渣堆积体概况弃渣堆积体概况.7 4 治理的必要性和迫切性治理的必要性和迫切性7 5 弃渣堆积体的特征及设计参数分析弃渣堆积体的特征及设计参数分析.7 5.1 弃渣堆积体整体范围、规模及形态特征.7 5.2 弃渣堆积体整体稳定性分析及评价7 5.2.1变形宏观分析.7 6 治理工程规划方案治理工程规划方案.9 6.1 等级划分、工况.9 6.2 防治原则与治理目标.9 6.2.1防治原则.9 6.2.2治理目标.9 6.3 防治方案.9 6.3.1 方案一 拦挡坝+分阶放坡 +坡面排水+沟谷排水10 6.3.2 方案二 挡墙+放坡+坡面排水+沟谷排水。11 6.4 防治工程的可行性与可靠性分析.12 6.4.1防治工程可行性分析.12 6.4.2防治工程可靠性分析.13 7 工程监测设计方案工程监测设计方案.13 7.1 监测工作的目的和任务.13 7.1.1 监测工作目的13 7.1.2 主要监测任务13 7.2 监测设计方案主要技术依据及原则.13 7.2.1 监测设计方案主要技术依据13 7.2.2监测方案设计原则.13 7.3 监测工作现状.14 7.4 监测工作方案14 7.5 监测工作技术设计14 7.6 人员、仪器设备的配置16 8 施工条件和施工安排施工条件和施工安排.16 8.1 施工条件.16 8.2 天然建筑材料.16 8.3 水电供应.16 8.4 施工占地.17 8.5 施工交通及施工总布置图.17 8.5.1施工交通运输.17 8.5.2施工总体布置.18 8.6 施工方法及施工机械基本要求.18 8.6.1 材料及质量要求18 8.6.2 堆积体边坡开挖施工要求19 8.6.3排水沟.19 8.6.4施工主要机械.19 8.7 施工顺序及进度计划.19 9 环境影响评价环境影响评价.20 9.1 废渣、弃土污染.20 9.2 废水污染.20 9.3 废气污染.20 9.4 噪音污染.21 10 工程投资估算工程投资估算.21 10.1 主要工程数量统计表.21 10.2 工程投资估算.22 11 效益分析效益分析.22 11.1 经济分析.22 11.2 减灾效益分析.22 11.3 投保比.22 12 结论和建议结论和建议.22 12.1 结论.22 12.2 建议.22 附附 图图 （1） 治理工程设计平面布置图 。 （2） 理工程设计剖面图 。 （3） 治理工程设计大样面图 。 附附 件件 （2）建议估算书。 （1）单位资质证书。 1 前言前言 1.1 任务由来任务由来 *弃渣场位于 *市武隆县，弃渣堆积于 *溪沟内，原始地形较陡峭， 受强降雨影响于今年 7 月局部滑塌，溪沟两边为 *羊角隧道和大湾隧道，顶部 为 *大桥，直接威胁高架桥桥墩安全。冲沟下游为乌江。 该渣场严重威胁着 * *大桥的通行安全。为了彻底消除该弃渣堆积体给 周围建筑设施及其人员带来的的安全隐患，南方高速公司拟将该处弃渣堆积体委托 于我院进行治理设计。 1.2 主要的目的与任务主要的目的与任务 1.2.11.2.1 目的目的 本次防治工程的目的：在工程地质调查和收集资料的基础上，编制弃渣堆积体 防治工程设计报告，提出两种治理方案，并按技术可行、安全经济的原则比选出最 优方案。 1.2.21.2.2 任务任务 （1）论证 *弃渣堆积体地质灾害防治工程的必要性与紧迫性； （2）基本查明致灾体的地质环境背景；基本查明致灾体的分布范围、规模、 形态、岩土体类型、结构特征及物理力学性质，预测其发展演化趋势，评价其稳定 性及危害性； （3）确定防治范围、目标及标准； （4）防治工程类型选择、防治技术可行性研究论证及防治实施效果预测，并 综合论证防治方案的社会、经济和环境效益，进行防治方案的论证比选； （5）选定防治工程方案分项工程设计； （6）提出工程施工组织及工程监测设计方案； （7）工程估算； （8）对致灾体治理后的经济、社会效益进行评价。 1.3 可行性研究编制依据及编制情况可行性研究编制依据及编制情况 1.3.11.3.1 编制依据编制依据 本可研报告编制的主要依据为现场地面调查的基础上形成的 * *段 *弃渣场治理工程勘察资料，执行的技术标准如下： 地质灾害防治工程勘察规范 （DB50/143-2003） 土工试验规程 （SL237-1999） 滑坡防治工程设计与施工技术规范 （DZ/T 0219- 2006） 滑坡防治工程勘查规范 (DZ T02182006) 地质灾害防治工程设计规范 （DB50/5029-2004） 混凝土结构设计规范 （GB 50010-2010(2015 版)） 砌体结构设计规范 （GBJ388） 建筑抗震设计规范(GB50011-2010)（2010 年版） 建筑边坡工程技术规范 （GB50330-2013） 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） 1.3.21.3.2 编制情况编制情况 本设计于 2016 年 10 月接到任务，由于时间紧，任务重。结合地面调查、航飞 以及收集已有相关勘察资料，编制了 *公路集团有限公司 *水毁处治设计 服务项目 *渣场治理工程方案设计 。 2 自然环境概况自然环境概况 2.1 交通位置交通位置 *弃渣场位于高速公路里程桩号 K20+958m 左侧 1450m 处，于 *溪沟内， 行政位置属于武隆县羊角镇，位于武隆县西部，东与土坎镇接壤，西与白马镇相邻， 南与车盘 乡、北与木根乡和涪陵区龙塘乡相接。距县城 14 公里， *182 公里； 千里乌江、319 国道、渝怀铁路和规划的渝长高速公路从东向西穿境而过，水陆交 通十分便利。见交通位置图。 图 2-1 交通位置图 2.2 气象、水文气象、水文 工作区属亚热带湿润季风气候区。具有气候温和，雨量充沛。云雾多，日照少， 绵雨多，湿度大，无霜期长的特点。 多年年平均气温在 16.818.0，最高月平均气温是每年的 78 月份，平均 气温 35.5；最低月平均气温是 1 月份，平均气温 1.5；极端最高气温 43 （1951 年 8 月 15 日） ，极端最低气温2.5（1975 年 12 月 15 日） ；常年云雾多， 年云雾平均为 67.8 天，最多达 148 天（1953） ；多年平均相对湿度为 7981%，绝 对湿度 17.118.2 毫巴。 年平均风速为 1.40m/s，年最大风速为 15.00m/s（ESE） 。 多年平均降雨量 978.501338.70mm，年最大降雨量 1544.8mm，年最小降雨量 740.1mm。降雨多集中于每年的 5月，约占全年降水量的 70%。年蒸发强度 1054.61148.6mm，夏季 68 月的蒸发强度占全年蒸发强度 43.946.4%。 2.3 地质、地震、地貌地质、地震、地貌概概述述 2.3.12.3.1 区域地质区域地质 工作区出露地层有第四系全统人工填土（Q4ml） 、第四系全统冲洪积土（Q4al+pl） 、 第四系全新统残坡积物（Q4el+dl） 、下伏志留系下统马溪组（S1l） 、奥陶系中上统宝 塔组（O2+3b）基岩。现将各岩土层工程地质基本特征从新到老分述如下： 1第四系全统人工填土（Q4ml） 整个弃渣堆积体由隧道开挖的块石堆填而成。颜色呈黑色、灰黑、褐灰，稍湿， 结构呈稍密，主要成分由灰岩、页岩碎块石组成，碎块石粒径一般 535cm，大者 200cm，含量 6090%，碎块石间充填约 15%低液限粘土。 2下伏志留系下统龙马溪组（S1l） 页岩：灰黑色，泥质结构，页理状构造，主要有粘土矿物组成，含碳质。岩质 软弱。 3.奥陶系中上统宝塔组（O2+3b）基岩 主要分布于 *溪沟东岸，于弃渣填方之下，作为渣场底板。岩性为灰岩， 颜色呈灰、深灰色，微晶结构，中到厚层状构造，成分主要由碳酸盐矿物组成，并 可见方解石填充的溶蚀小孔及复合线构造（龟裂纹构造） ，地表岩溶不发育。 2.3.32.3.3 地形地貌与新构造运动地形地貌与新构造运动 *弃渣场位于褶皱抬升剥蚀中山地貌区，于 *溪沟的谷底地带， * 在该段为“U”型峡谷，谷底宽一般 1638m，沟床坡降 3.2%，两侧断续见冲洪积 阶地分布，阶地宽 1540m，阶地面地形坡角 15，沟谷两岸自然坡角为 1535，坡高 200m 以上。地质构造位于羊角背斜北西翼，岩层产状 296 34见构造纲要图 2。 图 2-2 构造纲要图 根据 2001 年全国地震动参数区划图 （GB 18306-2015）及建筑抗震设计 规范 （GB50011-2010）规定，地震动峰值加速度值为 0.05g，地震动反应谱特征 周期为 0.35s。工作区抗震设防烈度为 6 度。 2.4 水文地质条件水文地质条件 2.4.12.4.1 地表水地表水 *为乌江支流，由南向北径流，场地距离 *入江口 2800m。乌江为区域 最低侵蚀基准面，工作区最低侵蚀基准面为 *，据调查： *最低水位 419.21m，正常洪水位 421.50m，最高洪水位 422.30m，最大流速为 1.80m/s，最大 流量为 71.55m/s。暴雨季节 *受冲刷侵蚀强烈。 2.4.22.4.2 地下水地下水 弃渣堆积体厚度在 1030m，大部分位于谷底地表水位以下，构成富水性较 好的含水层，贮藏松散孔隙水。区内地下水具有就近补给就近排泄的特点。在沟谷 两侧，斜坡地形坡度较大，地形上有利于地表水及地下水排泄。当大气降雨时，在 沟内迅速汇集成河流，排泄入乌江。 3 弃渣堆积体概况弃渣堆积体概况 *弃渣堆积体位于西部开发省际通道 *至长沙公路 *段 *大桥之 下往南约 50m 处，分布高程 288m325m，长约 400m，宽约 50m，厚度 2035m，总 体方量约 60 万方，空间形态呈三棱锥形，平面形态呈长条形。堆积体主崩方向 8097。属于中型崩滑体。 *大桥左 2#墩、左 3#墩、右 3#墩、右 4#墩位于 堆积体崩滑路径上，大桥的安全稳定受威胁。 4 治理的必要性和迫切性治理的必要性和迫切性 * *段 *弃渣场所影响的范围为高速路高架桥段、国道及其航道， 该弃渣堆积体的存在随时威胁 G65 高速 *段 *大桥的稳定性，并对下游的 G319 国道和乌江航道正常运营造成影响。今年 6 月，受强降雨影响，弃渣堆积体 失稳垮塌，如果不进行根治，将严重影响到 *大桥的稳定，造成重大生命财产 损失。该弃渣场治理工程的实施，将解决下游居民生活，交通正常通行的后顾之忧。 对创建一个和谐的社会生活环境，具有良好的经济效益、社会效益、环境效益。 综上所述，该弃渣堆积体的危害性十分巨大，对 *弃渣堆积体实施防治措 施十分必要和迫切。 5 弃渣堆积体的特征及设计参数分析弃渣堆积体的特征及设计参数分析 5.1 弃渣堆积体整体范围、规模及形态特征弃渣堆积体整体范围、规模及形态特征 *弃渣堆积体位于西部开发省际通道 *至长沙公路 *段 *大桥之 下往南约 50m 处，分布高程 288m325m，长约 400m，宽约 50m，厚度 2035m，总 体方量约 60 万 m，空间形态呈三棱锥形，平面形态呈长条形。堆积体主崩方向 8097。 5.2 弃渣堆积体整体稳定性弃渣堆积体整体稳定性分析及评价分析及评价 5.2.15.2.1 变形宏观分析变形宏观分析 1 1）渣场变形）渣场变形特征特征 据调查：2016 年 7 月，受暴雨冲刷，该弃渣堆积体前缘发生了较大规模的滑 塌，河道护堤严重冲毁，如继续滑塌将严重影响桥墩及下游居民的安全。目前，未 被冲毁的河道底板受不均匀沉降影响出现裂缝甚至被水流掏空形成空腔，上游来水 后河水直接灌入弃渣内部。堆积体滑塌部位形成高约 30m 的陡崖，受暴雨影响容易 再次发生滑塌，后缘处形成多条平行的拉裂缝，裂缝延伸长 725m，张开 0.010.2m（见照片） ， 照片 5-1 弃渣堆积体后缘拉裂缝 照片 5.-2 弃渣堆积体前缘滑塌及危险对象 照片 5-3 河道冲毁 照片 5.-4 渣场上墙角拉裂 2 2）影响因素分析）影响因素分析 弃渣堆积体崩滑的形成和发展变化是受多种因素控制的，主要有以下几方面。 地形地貌 其原始地形高差较大，坡度较陡，达 3055，为弃渣堆积体的滑塌提供了 地形条件。 物质组成 弃渣堆积体物质组成主要为页岩块石，岩质较软，自身结构松散，力学性质差， 为堆积体提供了物质基础。 气象水文 武隆县降雨充沛，集中在 49 月，其间高强度的暴雨在山区汇流后，在沟谷 迅速形成河流，冲毁排水渠，进而渗入弃渣体使其饱和，在孔隙水压力作用下，堆 积体稳定性降低后滑塌。因此暴雨对弃渣堆积体的变形起着重要的作用。 3 3）形成机制分析形成机制分析 区内新构造运动主要表现为间歇性抬升，地壳向上抬升时，地表水下切，形成 高陡的峡谷地貌，沟谷汇水面积大，在雨季有大量的雨水沿坡面汇入沟谷内。 工程弃渣堆积于 *溪沟内，在暴雨季节沟内迅速形成河流，流速快，流量 大，对原排水渠底板冲刷，加上排水渠地板受弃渣堆积体不均匀沉降影响，最终导 致底板破坏，河水大量涌入渣堆内部，弃渣未完全夯实，本身结构松散，渗透系数 大，形成了良好的径流通道。大量河水的渗透导致弃渣堆积达到体饱和状态，孔隙 水压力增大，抗剪强度降低，最终导致失稳滑塌。 4 4）变形模式）变形模式 通过野外调查，结合弃渣堆积体空间形态、物质结构、变形特征、影响因素及 形成机制的分析，变形模式目前主要以堆积体前缘滑塌、地面局部拉裂，在连续降 雨、大强度降雨及地震等外动力作用下可能再次诱发局部滑塌。 6 治理工程规划方案治理工程规划方案 6.1 等级划分、工况等级划分、工况 按地质灾害防治工程勘察规范 （DB50/143-2003） 及地质灾害危险性评 估规范（DZ/T0286-2015） 中对防治工程等级的划分标准： *弃渣堆积体危害 对象为省道 G65 高速 *段 *大桥、国道 G319、以及乌江巷道安全等，为重 要建设项目；威胁人口 100 人，预计直接经济损失 10000 万元，致灾体成灾后可能 造成的损失大，因此防治工程等级定为一级。 设计使用年限满足 50 年耐久性要求。 设计工况：暴雨工况。 6.2 防治原则与治理目标防治原则与治理目标 6.2.16.2.1 防治原则防治原则 防治工程以安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便、绿色环保为总的原则， 具体地讲： 1 据弃渣堆积体的危险性和危害性大小，确定本治理工程设计工程安全运行年 限 50 年，各级防治工程必须安全可靠，力求长治久安地确保弃渣堆积体整体 稳定； 2 尽可能不破坏 * *段 *弃渣场固有的自然环境平衡，尽量减少对坡 体的扰动和对当地居民生产生活的影响，避免大挖大填进一步恶化岸坡地质 环境； 3 防治方案要与城镇建设和土地利用规划相结合，力保防治工程与生态和人居 环境的协调； 4 防治工程设计要针对弃渣堆积体的特点，因地制宜，遵循各类工程配合使用、 综合整治的原则，并尽可能缩短施工周期，以便治理工程尽早发挥功效； 5 防治工程应充分分析和考虑岩体风化程度、水产生的动、静水压力及地震等 因素及其组合； 6 建设监测预警系统，合理布设监测网点，建立健全群测群防网络，以求实时 跟踪掌握弃渣堆积体带稳定性状况，万一突发性灾害发生的情况下最大程度地减小 人员伤亡和灾害损失； 7在治理方案设计中贯彻绿色环保的理念，优先选用更有利于环境的防治措施， 尽量避免破坏生态环境。 6.2.26.2.2 治理目标治理目标 如前所述，对 * *段 *弃渣场进行防治的目的是避免弃渣堆积体发 生突发性和不可预见性灾难，而给国家和人民的生命财产带来巨大损失，提高土堤 利用效率，改善当地投资环境，对当地社会的发展具有积极的意义。并对防治工程 进行工程估算。 6.3 防治方案防治方案 根据现场调查， * *段 *弃渣堆积体地质灾害涉及方量较大，并且 近期发生较大滑塌。设计中按堆积体规模和破坏模式加以考虑，通过计算提出相应 的防护措。采用设置挡墙以及拦砂坝等多种方案以及方案组合的形式对弃渣堆积体 体进行行之有效的治理，以达到防治工程目的。 本可研阶段报告考虑两种方案对弃渣堆积体进行治理： 方案一：拦挡坝+分阶放坡 +坡面排水+沟谷排水综合防治方案； 方案二：挡墙+坡面排水+沟谷排水等综合防治方案。 6.3.16.3.1 方案一方案一 拦挡坝拦挡坝+ +分阶放坡分阶放坡 + +坡面排水坡面排水+ +沟谷排水沟谷排水 为保证弃渣堆积体的稳定及附近高架桥的安全运营，应对该弃渣堆积体进行长 久性支护处理。综合考虑各种工程措施的技术、经济、施工等诸方面的适宜性，拟 定以下综合治理方案：拦砂坝+分阶放坡+挡墙+坡面排水+沟谷排水。 综合考虑各种工程措施的技术、经济、施工等诸方面的适宜性，拟定以下综合 治理方案： 拦挡坝：坡面按照 1:2 分阶放坡后，于 *大桥左 2#墩往沟谷上游 10m 处设 置拦挡坝支挡。考虑到坝址位于沟谷中下游，宽度达到 80m，且坝址下游地形成喇 叭形扩散，故采用重力式实体拦挡坝进行支挡。坝长 40m，坝顶宽 2m，背坡面按 1：0.3 放坡， ，坝高 4m，溢流坝段长 15m，基础埋深 1.0m。挡墙采用 C25 级素混 凝土浇筑。拦挡坝每 15m 设置一道伸缩缝，预留口径 100mmPVC 管泄水孔，梅花 形布置，横间距 2.0m，纵间距 2.0m，底排高于地面不小于 500mm，向外坡度 5%，泄水孔后作 500500500mm 的反滤包。 分阶放坡：坡面按 1:2 放坡，坡面整理采用人工整理，分阶高度 8m，并根据 现场实际情况进行调整，分阶放坡马道宽度 2.0m。将放坡弃渣置于 *沟谷，拦 挡坝上游处，用以垫高沟谷排水渠的河床，施工时沟壁及沟底应先夯实平整。 坡面排水：坡顶截、排水沟置于弃渣堆积体平台，根据坡顶实际地形找坡设置 截、排水沟，截、排水沟应接入已有的排水系统，纵向设置 50m 一道，横向排水 沟沿马道设置并与沟谷排水沟衔接。不能影响边坡的稳定性；截水沟采用人工开挖， 施工时沟壁及沟底应先夯实平整，圬工为 M7.5 浆砌片石；坡顶截水沟应设置反滤 层,排水沟坡度变化急剧处设置排水管，排水管直径 DN300；排水管两端设置集水 井。 沟谷排水： *涉及支流较多，汇水面积大，沿 *及其支流两边山脊为边 界计算其汇水面积为 273.45 km2。原有排水沟底板及侧面受不均匀沉降开裂，暴雨 时沟内形成急流促进排水渠的破坏，为此，对渣场旁排水渠进行加宽加固措施，在 渣场上游距离渣场 20m 处开始修复，对排水渠底部及侧壁开裂部分用 C25 混泥土 修补；对掏空部分用砂石填实并混泥土浇固。该段排水渠应派专人每年定期巡视， 及时检修。弃渣滑塌往上游 200m 处到弃渣滑塌处原排水渠破坏严重，甚至完全冲 毁，该段排水渠用钢筋混泥土重修加宽加固，底板及侧面采用钢筋混泥土结构，配 筋采用型号 HRB400，直径 C16mm，间距为 300mm 横纵配筋，分受拉侧受压侧双 层配筋方式。排水渠横断面采用梯型断面，排水渠下口加宽至 6m，水渠高 3m，水 渠厚度为 400mm。堆积体前缘滑塌处，原排水渠已完全冲毁，该处排水渠下口加 宽至 8m，高度设为 5m，水渠侧壁边坡系数为 1:1。和上游排水渠渐变段衔接，施 工时水渠宽度根据现场消方后宽度进行变更。排水渠采用高差 5m 一跌水的形式设 计，跌水和缓坡段下游采用消能防冲及其超高措施。重修排水渠截止位置为通过 *大桥往下游延伸 10m 为止，加筋水渠全长约 236m，其中拦挡坝下游 10m 处往 下游延伸的排水渠用 C25 素混泥土浇筑，长约 84m。 （1）地表汇水量小汇水面积设计流量公式： n PP FSQ/278 . 0 式中： 为设计频率地表水汇流量(m3/s) ； P Q 为径流系数，取 0.8； 为设计降雨强度(mm/h)，类比取极值 20； P S 为汇水面积(km2)，汇水面积约 273.45 km2； F 为流域汇流时间(h)，取 5； 为降雨强度衰减系数，取 1。 n 计算得到：smQP/26.243 3 （2）断面设计 截水沟设计过水净断面尺寸（9000mm+6000mm）3000mm/2。 设计截水沟过流量计算公式: RiWCQ nRC y / ) 1 . 0(75 . 0 13 . 0 5 . 2nRny 式中: 过流量（m） ； Q 过流断面面积（m2） ； W 流速系数（m/s） ； C 水力半径（m） ； R 水力坡降，取 0.4； i 糙率，取 0.04； n 与 n、R 有关系数； y 其中 W=22.5m2，y=0.29，R=1.03m，C=25.20m/s； 经计算，设计截水沟过流量 Q=314.82m3/s最大降雨汇水量 QP=243.26m3/s， 满足设计要求。 表 6.1 工程量统计表 分项工程分项工程项目名称项目名称单位单位工程量工程量备注备注 一截排水渠截排水渠 1 钢筋 t77.71 HRB400，C16mm 2 混凝土 m2144.00 C25 混泥土浇筑 3 挖土方 m2261.25 4 挖石方 m603.00 主要为原排水渠 5 基地夯实 2707.50 二挡墙挡墙 1 挖土方 m74.56 2 挖石方 m163.15 3 混凝土 m632.00 C25 混泥土浇筑 4 基地夯实 1058.65 5 泄水孔 m70.50 6 反滤层 m3.23 7 回填土方 m19685.48 三坡面清危坡面清危 1 清除土方 m22572.63 修筑挡墙后进行 四其他 1 接水 m500.00 2 接电 m500.00 3 土方外运 m2742.45 4 石方外运 m333.63 5 施工便道 m500.00 6 工程测图 219238.00 6.3.26.3.2 方案二方案二 挡墙挡墙+ +放坡放坡+ +坡面排水坡面排水+ +沟谷排水。沟谷排水。 为保证弃渣堆积体的稳定及附近高架桥的安全运营，应对该弃渣堆积体进行永 久性支护处理。综合考虑各种工程措施的技术、经济、施工等诸方面的适宜性，拟 定以下综合治理方案：拦挡坝+坡面排水+沟谷排水。 考虑场地空间、施工难度及对堆积体长久支护效益，对堆积体滑塌面附近修筑 重力式挡墙支护。 挡墙：在弃渣堆积体滑塌面往沟内延伸 5m 修筑拦挡坝。考虑堆积体方量大， 滑塌破坏时推力大，故采用重力式实体挡墙进行设计。挡墙顶宽 3m，背坡面按 1：0.2 放坡，挡墙全长 78m，采用折线形圈围弃渣滑塌前缘，坝高 20m，基础埋深 1.0m，采用 1 个扩展墙址台阶: 墙趾台阶 b: 4.000(m)，墙趾台阶 h: 3.000(m)，墙趾 台阶与墙面坡坡度相同，墙底倾斜坡率: 0.200:1。挡墙采用 C25 素混泥土。挡墙每 15m 设置一道伸缩缝，预留 100100mm 泄水孔，梅花形布置，横间距 2.0m，纵 间距 2.0m，底排高于地面不小于 500mm，向外坡度 5%，泄水孔后作 500500500mm 的反滤包。 放坡：坡面按 1:2 放坡，挖方回填至挡墙后，坡脚放至挡墙顶，根据现场实际 情况进行调整。施工时坡面夯实平整。 坡面排水：坡顶截、排水沟置于弃渣堆积体平台，根据坡顶实际地形找坡设置 截、排水沟，截、排水沟应接入已有的排水系统，纵向设置 50m 一道，横向排水 沟沿马道设置并与沟谷排水沟衔接。不能影响边坡的稳定性；截水沟采用人工开挖， 施工时沟壁及沟底应先夯实平整，圬工为 M7.5 浆砌片石；坡顶截水沟应设置反滤 层,排水沟坡度变化急剧处设置排水管，排水管直径 DN300；排水管两端设置集水 井。 沟谷排水： *涉及支流较多，汇水面积大，沿 *及其支流两边山脊为边 界计算其汇水面积为 273.45 km2。原有排水沟底板及侧面受不均匀沉降开裂，暴雨 时沟内形成急流促进排水渠的破坏，为此，对渣场旁排水渠进行加宽加固措施，在 渣场上游距离渣场 20m 处开始修复，对排水渠底部及侧壁开裂部分用 C25 混泥土 修补；对掏空部分用沙袋填实并混泥土浇固。该段排水渠应派专人每年定期巡视， 及时检修。弃渣前缘上游 200m 处到弃渣滑塌处原排水渠破坏严重，甚至完全冲毁， 该段排水渠用钢筋混泥土重修加宽加固，底板及侧面采用钢筋混泥土结构，配筋采 用型号 HRB400，直径 C16mm，间距为 300mm 横纵配筋，分受拉侧受压侧双层配 筋方式。排水渠横断面采用梯型断面，排水渠下口加宽至 6m，水渠高 3m，水渠厚 度为 400mm。堆积体前缘滑塌处，原排水渠已完全冲毁，该处排水渠下口加宽至 20m，高度设为 5m，水渠侧壁边坡系数为 1:1。和上游排水渠渐变段衔接，施工时 水渠宽度根据现场消方后宽度进行变更。排水渠采用高差每 5m 一跌水的形式设计， 跌水和缓坡段下游采用消能防冲及其超高措施。重修排水渠截止位置为通过 * 大桥往下游延伸 10m 为止，加筋水渠全长约 236m，其中拦挡坝下游 10m 处往下游 延伸的排水渠用 C25 素混泥土浇筑长约 84m。上游汇水流量和排水渠尺寸的计算设 计同方案一一致。 表 6.2 工程量统计表 分项工程分项工程项目名称项目名称单位单位工程量工程量备注备注 一截排水渠截排水渠 1 钢筋 t77.71 HRB400，C16mm 2 混凝土 m2144.00 C25 混泥土浇筑 3 挖土方 m2261.25 4 挖石方 m603.00 5 基地夯实 2707.50 二挡墙挡墙 1 挖土方 m74.56 2 挖石方 m421.35 3 混凝土 m9031.00 C25 混泥土浇筑 4 基地夯实 312.00 5 泄水孔 m1200.00 6 反滤层 m22.50 7 回填土方 m685.48 三其他其他 1 接水 m500.00 2 接电 m500.00 3 土方外运 m2742.45 4 石方外运 m333.63 5 施工便道 m500.00 6 工程测图 219238.00 6.4 防治工程的可行性与可靠性分析防治工程的可行性与可靠性分析 6.4.16.4.1 防治工程可行性分析防治工程可行性分析 （1）技术可行性 方案一，方案二均是成熟的设计方案，目前的施工技术都能满足设计的要求， 均可行，均能保证弃渣堆积体安全，方案一采用分阶放坡后，有利于弃渣堆积体的 稳定，并为施工创造空间条件，便于施工，方案二是在目前现有破坏状态下进行的 加强支护，涉及支护工程造价过高，局部的施工条件有限，固经济技术合理性与可 行性比选，推荐方案一作为设计方案。 （2）环境影响可行性 方案一，方案二实施时，对环境均造成不同程度的破坏，均能适当的进行恢复， 方案一放坡后，给人的感觉不产生压抑感，边坡自然绿化后，给人以视觉上美的享 受，固推荐方案一作为设计方案。 （3）工期可行性 方案一的施工工期预计为 2 个月，施工工期短。 方案二的施工工期预计为 2.5 个月，施工工期短。 因此，工期可行性上比选方案一为推荐方案。 综合考虑以上因素，推荐方案 1 对该弃渣堆积体进行治理，即拦挡坝+分阶放 坡 +坡面排水+沟谷排水综合防治方案。 6.4.26.4.2 防治工程可靠性分析防治工程可靠性分析 1、通过对 *沟谷上游山区汇水的排导以及弃渣堆积体地面排水，有效地降 低了水对弃渣堆积体的不利影响。 2、推荐方案中按照 1:2 分阶放坡，坡度放缓后有利于堆积体的稳定；拦挡坝 （重力式挡墙）可以确保弃渣堆积体的整体稳定性，可确保弃渣堆积体不威胁到高 速、大桥及航道的正常运营，很好地保护了人民生命财产安全。 7 工程监测设计方案工程监测设计方案 7.1 监测工作的目的和任务监测工作的目的和任务 7.1.17.1.1 监测工作目的监测工作目的 根据弃渣堆积体岩土特性及与工程环境的关联性，对 *大桥及弃渣堆积体 的变形（处理前后）进行监测，以检验弃渣堆积体综合治理工程施工及治理以后的 质量效果，确保工程安全可靠、经济合理及工程的正常运营。 7.1.27.1.2 主要监测任务主要监测任务 建立健全监测网络，监测预报弃渣堆积体变形发展趋势； 在整个治理工程施工过程中进行跟踪监测，超前预报，确保施工期间弃渣堆 积体区施工人员、居民生命财产安全。 监测成果用于施工期间反馈设计，指导优化后续工程施工；竣工后用于检验 防治效果。 施工完成后，进行长期监测，实时跟踪弃渣堆积体的变形破坏趋势，以便及 时发现和预报险情，采取相应措施，防止突发灾害一旦发生时造成大的人员伤亡和 经济损失。 弃渣堆积体平台前缘的水平位移和垂直位移。 7.2 监测设计方案主要技术依据及原则监测设计方案主要技术依据及原则 7.2.17.2.1 监测设计方案主要技术依据监测设计方案主要技术依据 （1）地质依据 我院于 2016 年 11 月完成的 *公路集团有限公司 *水毁处治设计服务 项目 *渣场治理工程方案设计报告 。 （2）测量技术依据 中华人民共和国建设部建筑变形测量规程(JGJ8-2007)。 7.2.27.2.2 监测方案设计原则监测方案设计原则 监测方案采用经济、实用、方便、安全的原则，同时注意以下四个方面的技术 原则： 整体性变形控制与解体性变形控制相结合的原则； 宏观变形与微观变形相结合的原则； 群众性监测与专业性监测相结合的原则； 测量仪器选择与测量精度控制相结合的原则。 采取多种手段进行综合监测 监测工作采取地面变形监测、深部变形监测、地下水动态监测等综合手段。各 种监测成果相互印证，提高监测成果资料的可靠性。 监测仪器选择原则 仪器的可靠性和长期稳定性： 足够的测量精度、灵敏度及相应量程； 现场使用比较方便、简单； 仪器不易损坏，尤其是长期监测仪器应具有防风、防雨、防腐、防潮、防震、 防雷电干扰等与环境相适应的性能 7.3 监测工作现状监测工作现状 目前尚未建立起有效的监测网络。因为经费和人员紧张，当地有关部门未能为 力投入人力物力来开展弃渣堆积体变形监测。根据弃渣堆积体具体实际建立地表位 移、钻孔深部位移监测，共同组成 *弃渣场堆积体监测网络。 7.47.4 监测工作方案监测工作方案 对弃渣堆积体块体顶部设置不少于三个观测点的观测网，用全站仪、经纬仪、 水准仪、地表位移伸长计等测量位移量、移动速度和方向。 （2）监测工作在施工期间应每隔 5 天观测一次，治理后每隔 1015 天观测一 次。遇有暴雨时应加密观测次数，并专人负责观测, 作好原始记录。 （3）竣工后建立长期观测机制。 （4）排水工程体系监测,布点于弃渣堆积体主、干排水渠的上、中、下三段布 设断面，进行断面流量测定（用小钢尺测定渠中水位） 。工程完工后要求每半月至 少测定一次，直至一个水文年。遇暴雨期需专人负责测流，作好原始记录。 7.57.5 监测工作技术设计监测工作技术设计 （1）监测等级 根据规程规定，一般场地弃渣堆积体观测，应按规程变形测量等级的 三级进行观测，即按沉降观测时观测点高差中误差1.5mm，位移观测时观测点坐 标误差l0mm 精度要求进行观测。 （2）监测周期的确定 变形观测周期应以能系统反映所监测变形的变化过程且不遗漏其重大变化为原 则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。因此，观测的周期应视弃 渣堆积体活跃程度及季节变化等情况而定。在遇暴雨、发现变形速度加快或观测过 程中发现突发灾害的可能时，应缩短观测周期，及时增加观测次数。 目前在雨季每 10 天观测一次，旱季每半月观测一次；施工期间继续监测坡体 水平、垂直位移变化，达到安全监测的目的：施工结束后转为长期监测，在暴雨期 间，应该每 35 天观测一次，平时每 10 天观测一次；待坡体变形基本稳定后，可 每半月到一个月监测一次。 （3）监测控制点 选点 按规程要求，控制点须选设在变形影响范围以外且便于长期保存的稳定位 置，变形观测点选设在变形体上能反映变形特征的位置，观测点应尽量均匀布设。 埋石 岩体上、建筑物顶上的控制点标石埋设采用水泥、砂浆现场浇固有“十”字 中心的钢筋，岩体上凿孔深度不小于 10 厘 m，建筑物顶上凿孔深度不小于 5 厘 m， 埋好后，标志顶部露出岩体面、建筑物顶上 5 厘 m。 岩体上的弃渣堆积体观测点埋石与控制点相同。 土体上的弃渣堆积体观测点埋设预制有“十”字中心的钢筋混凝土标石，标 石埋深不小于 1m。标石顶部露出地面 20 厘 m。 控制点、变形观测点测量 控制点测量 使用 WlLDT2 经纬仪(测角精度 2 秒)配合 KernDM504 型光电测距仪(标称精度 2mm+2ppmD)进行观测，其水平角测量按左、右角观测各 6 今测回，距离测量对向观 测 4 测回，垂直角测量按中丝法对向观测 4 个测回，仪器高、觇椿高在测站上测前 测后及各量测一次取中数、测距边经加乘常数，气象(气温、气压)改正后用经两差 改正后的垂直角进行倾斜改正，然后采用导线严密平差程序求得各控制点的坐标及 高程。 变形观测点测量 使用 WILDT2 经纬仪配合 KernDM504 型光电测距仪作业，在一控制点设站，用 另一控制点为后视方向，以相应的观测点为前视方向，采用极坐标测量方法。水平 角测量按全圆方向法观测 6 测回，距离测量观测 2 测回，垂直角观测 2 测回，仪器 高、觇标高在测站上测前测后各量测一次取中数。在各观测周期，由于气温的不同， 在距离测量时须加入相应的气温校正。 各观测点的首次(零周期)观测，应适当增加观测量，以提高初始值的可靠性。 因此零周期的水平角、距离及乖直角观测按控制点测量的测回数进行观测 水平角、距离、垂直角测量的各项极差、限值如下： 表 51 方向观测法的各项限差() 仪器 类别 两次照准 目标读数差 半测回 归零差 一测回内 2C 互差 回一方向值 各测回较差 DJ268138 表 52 光电测距各项较差的限值(mm) 气象数据测定的最小读数仪器 类别 一测回读 数较差 单程测回 间较差温度（）气压（mm/hg） 级 570.20.5 表 53 垂直角观测限差() 仪器类别垂直角测回差指标差较差 DJ21515 （4）地下水位观测孔 在观测孔中心置入一根高度齐孔口的直钢管，使其固定在基岩内，作为基准 点，在已护壁的井口四个方向均设置固定点作为观测点，分别量取四个固定点至钢 管中心的距离，其两次观测值之差即为该观测井的位移量，每次读数均精确到毫米。 地下水观测孔中的地下水位观测 地下水位采用测绳吊垂球直接丈量法观测，即在选定的钻孔中加上套管，使套 管高出地面少许，并用水泥使其固定在孔中，在测绳一端系上一垂球，将测绳慢慢 放进孔中，刚好接触地下水面为止，然后读取孔中测绳垂球至孔口的高度，再减孔 口至地面的高度即为该观测孔的地下水位。读数精确到厘 m，须经两次以上观测确 认无误后方可记录水位。 监测数据的整理及分析 各周期变形观测结束后，应及时对观测点进行坐标及高程的计算。以各观测 点的零周期为初始值，以后观测点各周期的坐标高程值相对于初始值的差，即为变 形观测点各周期的水平位移和沉降量的大小。 内业计算取位 表 54 监测数据取位表 水平角值及各项 改正数（） 边长观测值及各 项改正数（mm） 边长、坐标、 高程（mm） 垂直角及改 正数（） 坐标增量及 高差（mm） 0.10.10.10.10.1 各周期观测成果的处理，应与实际变形情况接近或一致。变形观测点以各周 期的长期观测数据为依据，通过分析所测变形与内因、外因之间的相关性，建立相 关的数学模型，采用逐步回归分析，通过在回归方程中逐个引入显著因子，剔除不 显著因子，获得回归方程。 提交资料 监测工作应分阶段提交变形区观测系统点位位置图、观测成果点、观测点位移 与沉降综合曲线图、观测成果分析资料。 7.67.6 人员、仪器设备的配置人员、仪器设备的配置 （1）人员配置 根据监测设计工作量，需 2 个工作人员，其中测量技术人员 1 人。另外，为健 全群测群防监测网络，当地政府和有关职能部门尚需抽调组织一定的人力物力，力 求群专结合，对弃渣堆积体实施长期有效的监测预警工作。 （2）仪器设备 WlLDT2 经纬仪 1 台、钻孔倾斜仪 1 台、KernDM504 型光电测距仪 1 台、EC-150 对讲机 2 个、2400 型水位计 1 台、其它配套设备。 8 施工条件和施工安排施工条件和施工安排 8.1 施工条件施工条件 本次工作区范围位于武隆县羊角镇 *沟谷内，有高速 G65 通过 *，并于 *大桥桥头和羊角隧道洞口处设有下道口、国道 319 线从西向东贯穿整个县境， 交通较方便。工程区位于 *峡谷，地方相对狭窄，施工条件有限，施工机械设 备及建材可采用用车辆运至场地附近，然后转运到施工现场。工程区上部修建排水 渠场地平坦，施工机械设备及建材即可用车辆运至场内。 8.2 天然建筑材料天然建筑材料 由于综合整治工程工程包含拦挡坝及排水工程等，除石材可就地取材外，多数 材料需要外购。所需建筑材料需统筹考虑、全盘规划，确保工程质量和工期进度。 为确保防治工程安全可靠，工程施工所需各类建筑材料质量必须满足设计要求，均 应附材料证明、出厂单及质量检查鉴定单。 8.3 水电供应水电供应 （1）供水 治理工地附近有供水管道，应尽量可能利用现场附近已有供水管道，选择水源 是应注意下列因素： 生活饮用水、生活用水的水质，应符合要求； 尽量与农业、水利综合利用； 取水、输水、净水设施要安全、可靠、经济； 施工、运转、管理和维护方便。 治理工程施工区水电供应有一定保障，施工时只需添置变压器，架设临时线路 即可。 确定施工用水量 q1=K1 36008 2 1 11 K bT NQ q1施工工程用水量（L/s） ； K1为预见的施工用水系数（1.05-1.15） ； Q1年（季）度工程量（以实物工作量单位表示） ； N1施工用水定额； T1年（季）度有效工作日； b每天工作班（次） ； K2用水不均匀系数。 经过计算，每天用水量为 25m3/日。 选择供水源：可以利用附近的供水管网引入工地，根据现场踏勘进行调查铺设 供水管线 1.0Km 左右。 （2）供电 建筑工地临时供电组织包括：计算用电总表，选择电源，确定变压器，确定导 线截面面积并布置配电线路。 工地总用电量计算： 施工现场用电量大体上可分为动力用电和照明用电两类。在计算用电量时，应考虑 以下几点： 全工地使用的电力机械设备、工具和照明的用电功率； 施工总进度计划中，施工高峰期同时用电数量； 各种电力机械的情况。 总用电量可按下式计算： P1.051.10 式中 P供电设备总需要容量（kVA） ； P1电力机额定功率（kW） ； P2电焊机额定容量(kVA)； P3室内照明容量(kW)； P4室外照明容量(kW)； Cos电动机的平均功率因数（施工现场最高为 0.750.78，一般为 0.640.75） ； K1、K2、K3、K4需要系数，见表 7-1：选择电源：可以利用 附近的高压电网，申请临时加设配电变压器，经设在工地的变压器降压后，引入工 地，根据现场踏勘进行调查架设电线约 1.0Km 左右。 表 8-1 配电系数表 需要系数 用电名称数量 K数值 备注 310 台0.7 1130 台0.6电动机 30 台以上0.5 加工厂动力设备 K1 0.5 310 台0.6 电焊机 10 台以上 K2 0.5 室内照明 K2 0.8 室外照明 K2 1 如施工中需要用电热时，应 将其用电量计算进去。为使计 算接近实际，式中各项用电根 据不同性质分别计算 8.4 施工占地施工占地 治理工程布置范围较集中,涉及施工占地面积不大,占地范围主要是弃渣堆积而 成的荒地。 8.5 施工交通及施工总布置图施工交通及施工总布置图 8.5.18.5.1 施工交通运输施工交通运输 由于治理工程位于武隆县羊角镇 *内，地形相对狭窄，施工条件有限，施 工机械设备及建材可采用用车辆运至场地附近，然后转运到施工现场。工程区上部 修建截水沟及运送清方，场地需修建临时便道，施工机械设备及建材即可用车辆运 至场内。 具体为在弃渣堆积体区上方的平台设置 3 个料场及搅拌机，下部设置一个料场， 施工期间道路封闭，专供工程车辆通行，材料采用人工搬运。施工期间一定要做好 安全保障措施，设立警示标牌，和水平、垂直防护等。根据现场踏勘进行调查临时 修建施工便道约 1.5Km 左右。 8.5.28.5.2 施工总体布置施工总体布置 防治工程类型多，有一定的施工难度，人员物质交通运输、供电、供水、建筑 材料等方面需做好总体调配，统筹安排，为此对施工工序、施工布置安排等提出原 则要求,应严格遵守国家和当地政府在有关土地资源使用方面的法律法规，服从建 设单位的指导，合理使用场地，保证现场道路、水电、排水系统畅通。 （1）施工布置以少占地、尽量减少对天然坡体的扰动破坏及对城区居民生产 带来的不利影响、临时设施距工地就近为原则，按施工工序有条理进行。各种临时 设施以满足施工需要并有利于安全使用为原则，在施工范围内依据施工总平面布置 或由业主指定的位置进行搭建工作，一次修建到位，避免二次搭建。 表 8-2 施工总体布置临时占地面积表 项目数量占地面积 临时办公室、食堂和配电房1 个 500 m2 钢筋房6 个 150 m2 砂、水泥堆场6 个 1006=600 m2 搅拌站6 个 256=150 m2 排水沟总长 2088m 8400m2 合计临时占地面积 9800m2 （2）各施工区域之间独立性较大，一般情况下可以并行施工而无相互影响， 为缩短施工工期，各防治区域可按照合适的施工顺序同时施工，确保施工质量的同 时兼顾施工工期的缩短。尽量靠近既有道路又方便施工