危岩体治理工程可行性研究报告（专业报告）

1 危岩体治理工程可行性研究报告 山西省第四地质工程勘察院 2007 年 1 月 2 危岩体治理工程可行性研究报告 委托单 位 ： 长治市地产开发有限公司 设计单位： 设计证书： 项目负责 ： 设计人员 ： 报告编写： 报告审核： 提交时间： 2007 年 1 月 1 第一章 前 言 1.1任务由来 xx 的工程建设用地建筑占地总面积 6134m2，在该范围内拟建居民楼 17栋，项目总投资 2000 余万元，属较重要建设项目。影响工程建设的主要地质灾害问题是附近的危岩体。 危岩体位于工程拟建场地西侧，靠 近拟建场地，且节理发育好，工程建设中及建成后可能遭受危岩体崩塌等地质灾害的影响。 受 xx有限公司的委托， xx 开展对 xx 工程建设用地地质灾害危险性进行了可行性研究。查明了危岩体所在边坡的工程地质条件，分析了其可能存在的工程地质问题及对工程拟建场地的影响，同时提出了具体的治理方案，并以此为依据编制了防治工程可行性研究报告 (代初步设计 )。 1.2可研性研究的目的与任务 1.2.1主要目的 根据国家有关技术要求、规定、规范对 xx 危岩体所在边坡进行可行性研究 (代初步设计 )。为该危岩体的治理工程设计提供可行的方案，并 对治理经费进行概算。 1.2.2主要任务 1、论证 xx 危岩体的危害和治理的必要性； 2、根据 xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书提出初步治理方案，并进行论证； 3、对治理所需要的经费进行概算。 2 1.3编制依据及标准 （ 1） xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书。 （ 2）岩土工程勘察规范（ GB52001-2001）。 （ 3）混凝土结构设计规范（ GB50010 2002）。 （ 4）铁路路基支挡结构物设计规范（ TB10025 2001）。 （ 5）水工预应力锚固结构设计规范（ SL212 98）。 （ 6）建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002）。 （ 7）公路路基设计规范（ JTG D30-2004）。 （ 8）水利水电工程设计洪水计算规范（ SDJ22 79）。 （ 9）锚杆喷射混凝土支护设计规范（ GB50086 2001）。 （ 10）建筑变形测量规范（ JGJ/T8-97）。 （ 11）水利工程设计概（估）算编制规定，水利部水总【 2002】 116 号文。 （ 12）工程勘察设计收费标准（ 2002 年修订本），国家发改委计价字【 2002】 10 号文。 3 第二章 工程 概况及危岩体工程地质条件 2.1工程概况 xx的工程建设用地建筑占地总面积 6134m2，范围内拟建有居民楼 17栋，楼层为 7.5 7+(-3)层，其中， (-3)为地下室有 1 3层，项目总投资 2000余万元，属较重要建设项目。 该工程建设用地工程建设用地征地地点位于 xxx 思唐镇小岩关社区。场地总体方向南北向，南北长约 350 米，东西约 30 80 米，该征地范围位于东城区，中心点地理坐标：东经 108 14 41，北纬 27 56 13 ，规划征地面积 18530m2。 场地位于 xx 城区，交通方便（详见交通位置图 1）。 图 1 xx 工程建设用地地理位置图 4 2.2地质环境条件 2.2.1气象、水文 xx 属中亚热带湿润季风气候，雨量充沛，气候温和，四季分明。据县气象局多年统计：该县年平均降雨量 1162.1mm，平均月降雨量 96.84mm。 4 8月为丰水期，降雨量累计达 795.57mm左右； 9 10 月为平水期，降雨量累计 192.56mm 左右； 11 12 月及次年 1 3 月为枯水期，降雨量累计173.97mm。降雨特点是雨量充沛、夏雨集中，经统计： 24 小时最大降雨量175.0mm， 1 小时最大降雨强度为 70.8mm h 时保证率为 P 90（相当于10 年一遇）；暴雨强度为 82.0mm h时保证率 P 95（相当于 20 年一遇）；暴雨强度为 95.10mm/h时保证率 P 96（相当于 25 年一遇）。 工作区位于长江一级支流 xx 江东岸，区域内水系较发育，总体呈树枝状分布，滑坡区无常流性水体，仅雨季坡面流汇聚形成溪流，溪水从东至西汇入 xx 江。 xx 江枯季水位 354.3m，历年最高洪水位 375m，水位枯、雨季涨幅较大。 2.2.2地形地貌 工程拟建场区属构造侵蚀低山河谷斜坡地貌，建设用地处于 xx 江西岸，陡崖脚下向东倾斜的斜坡地带，其斜坡脚为 xx 江河 床。西测陡崖山顶最高海拔 588m，东界最低海拔 440m，高差达 148m。但在建筑用地内采用实测相对标高西测最高相对海拔 465m，最低（东界）相对海拔 413m，相对高差 52m，坡度角在 35左右，为一缓冲斜坡地形，总体地形西高东低。区内地形地貌环境较复杂。 2.2.3地层岩性 工程拟建场区地层缺失上志留系（ S3）、泥盆系（ D）、石炭系（ C）地层 5 沉积。该区内及其用地区出露分布的地层有中志留统、下二叠统及第四系地层，下二叠统直接浮盖在中志留统地层之上，它们各自的岩性特征为： 第四系（ Q4）：斜坡上广布残坡积粉质粘 土，含泥岩碎块及灰岩碎屑。厚 1 5m。 二叠系下统栖霞茅口组（ P1q+m）：深灰色、浅灰色中厚层至块状灰岩、含燧石团块或条带。厚 100 400m，分布于斜坡顶部。 志留系中下统秀山组（ Sx）：广泛分布于斜坡中下部，为灰绿、黄绿色泥岩、页岩、粉砂质泥岩，厚 50 300m。 2.2.4构造与区域地壳稳定性 工程拟建场区地质构造位置位于扬子准地台 x 北台隆凤岗北东向构造变形区中 xx 北北东向背斜南段西翼，评估区内未发现断层构造和突变的褶皱构造，岩层倾向 260 329，倾角 30 6，岩层倾向与坡向相反。二叠系 下统（ P1）地层超覆于志留系中统（ S2）之上，为平行不整合接触，层序正常，建设区主要为中志留统（ S2）的泥岩，节理不发育，西侧陡崖上的石灰岩岩层中，发育有倾向 95倾角 85（密度 2 3条 /m）和倾向 84倾 80（密度 2 3/m）两组节理，前组节理多穿岩层连通，受地表水等因素的影响，多形成张口（ 1 5cm）裂隙构成陡崖峭壁上的危岩，从而破坏了岩体的稳定性。另一组节理发育程度较差，对岩体的稳定性破坏不大。但在建设用地内出露的是泥质岩，属软弱岩地层，紧临西侧的是石灰岩，属硬质岩层组成的高陡崖，这样在硬质岩层和 软质岩层之间组成一个软弱结构面，这种结构面组合，常常容易失稳，是引发滑塌地质灾害的危险性因素之一。 据史料记载，评估区属微震多发区历史上记载最大震级为 5级，据中国地震参数区划图（ 18306 2001），评估区地震烈度为度。评估区靠近 6 塘头活动断层带，塘头在历史上有发生 3、 4级地震的现象。 2.2.5水文地质特征 （一）地下水类型 根据地下水的赋存条件和运移特征，评估区可划分出三种地下水类型。 1、松散岩类孔隙水：赋存于松散岩类的孔隙中，多沿孔隙垂直下渗后汇集于岩土界面，然后向地势低处运移。区内为见地下水 露头。 2、基岩裂隙水：赋存于碎屑岩类地层的风化裂隙和构造节理裂隙中为评估区内分布最广的一种类型。区内常见地下水露头，流量在 0.020.6 l/s。 3、碳酸盐岩类裂隙溶洞水：赋存于可溶性碳酸盐岩的溶蚀裂隙、溶洞和地下岩溶管道中。该类型地下水分布于斜坡上部、顶部，远离拟建工程场地，对场地不发生直接影响。 （二）含水岩组及富水性 第四系松散层为松散岩类孔隙水含水岩组。区内该岩组含水贫乏。志留系中下统秀山组为基岩裂隙水含水岩组。该岩组广布于斜坡上，风化、节理裂隙发育，地下水赋存条件较好，含水性中等，枯季地下水 迳流模数 1 3 l/s.km2。二叠系下统栖霞 茅口组为碳酸盐岩裂隙溶洞水含水岩组。该岩组岩溶发育，地下水赋存条件好，含水丰富，枯季地下水迳流模数大于 6 l/s.km2。 （三）地下水的补给、迳流、排泄条件 区内地下水以接受大气降水补给为主。各类型地下水沿各自的赋存空间自高处向低处运移。受评估区河谷斜坡地形影响，地下水接受大气降水补给后，迅速向斜坡下部运移。基岩裂隙水多以分散形成汇于冲沟底，排向 xx江。松散层孔隙水多以沿岩土界面运移，一部分进入风化裂隙补给基岩裂隙 7 水。裂隙溶洞水则沿溶隙、溶洞运移，以岩溶大 泉形式在 xx 江岸边出露，注入 xx 江，评估区内无该类型地下水排泄点。 3.危岩体基本特征 3.1形态特征 危岩体位于西侧陡崖上，共有两群 ， 发育有 倾向 42倾角 75（密度2 3条 /m）和倾向 80倾角 84（密度 2 3/m）两组节理，前组节理多穿岩层连通，受地表水等因素及风化的影响，多形成张口（ 1 5cm）长度为（ 530m）的裂隙构成陡崖峭壁上的危岩，且在大部分区域已沿层面产生了横向裂隙，裂隙宽多为 1 3cm,多为 1 2m3小型危岩体，其中在 BT1 处有的 长、宽、 高分别为 8m、 3m、 30m 左右，近 700m3左右较大的危岩体，其稳定性差，仅距拟建场地 20 30m，对拟建场地危害大 3.2危岩体地层岩性 根据现场勘察危岩体主要为二叠系下统栖霞茅口组（ P1q+m）深灰色、浅灰色中厚层至块状灰岩、含燧石团块或条带。厚 100 400m，分布于斜坡中上部。 4.主要的工程地质问题及地质结论 在本次勘察中可见危岩体所在边坡由层面和两组结构面切割而形成的大裂缝，局部可见掉块现象 ,对工程拟建场地的带来了安全隐患。经过现场调查分析 ,危岩体可能的破坏形式有主要有以下二种： （ 1）块体塌落，这些部位位于斜坡的中上部，岩体节理裂隙发 育，岩体被切割成不同形态大小的块体，在重力、雨水冲刷等作用下容易塌落，块体体积大小不等，一般约 0.1 10m3不等，对工程建设拟建场地有一定的影响和危害。 8 （ 2）小型崩滑 这些部位位于斜坡中下部，岩体沿层面下滑，崩塌物质堆积往往在坡下形成崩滑堆积体。 根据野外调查与类比可知，其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。 第三章 边坡稳定性分析与评价 3.1边坡安全等级及设计标准 3.1.1边坡安全等级 该工程建设项目属较重要 建设项目，拟建场区内地形较复杂，地貌呈多台阶，地质构造较复杂，岩性单一，岩土体工程地质性质，水文地质条件中等，故地质环境条件属中等类型，根据技术要求， 该切坡以岩质斜交坡为主，部分为岩质顺向坡。 边坡的安全等级为一级。 3.1.2设计标准 设计工况：自重 +暴雨作用。 安全系数：边坡安全系数为 1.25。 3.2稳定性计算 3.2.1计算方法 (1)平面滑动法 对可能产生平面滑动的高切坡宜采用平面滑动法进行计算。平面滑动法的安全系数通用计算公式为： s in ta nc o s W FcUWK 式中： W 垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载 U 作用于滑面上的孔隙水压力 9 、c 滑面抗剪强度（有效应力指标） F 滑面面积 滑面倾角 (2)折线滑动法 对可能产生折线滑动的高切坡应采用推力传递系数法进行计算，其安全系数计算公式为： iiiiiiiiiiiiiii PK UQWLcQWP 1t a ns i nc osc oss i n K iiiiii t a ns inc os 11 求解安全系数 K 的条件是 0nP ；式中：各符号定义同上。 3.2.2计算工况 考虑高切坡区域可能遇到的各类情况，特别是最危险的情况，由于区内基本地震烈度为 6度，可不考虑地震的影响，故综合确定以下两种计算工况： 工况一：天然状况（坡体自重） 工况二：天然状况 +暴雨（坡体自重 +暴雨） 3.2.3岩土体物理力学参数选取 根据试验数据、结合邻近地区的经验类比数据和参数反演分析结果，综合确定本危 岩体各类结构面和岩土体物理力学参数如表 3-1。 表 3-1 稳定性计算参数表 容重 饱和容重 粘聚力 摩擦角 KN/m3 KN/m3 kPa ( ) 栖霞茅口组灰岩层面 67 30 栖霞茅口组灰岩节理 25 26 75 31 10 3.2.4潜在滑动面的确定 对于岩质边坡而言，优势结构面是对边坡变形和破坏起控制作用的结构面，包括岩层面和节理面。通过对优势结构面的分析和判断，可以初步确定边坡最可能的滑动面。 根据现场调查与分析，构成边坡潜在滑动面的结构面有灰岩层面、节理面。据此分析可 得如下两类潜在滑动面：层面构成的潜在滑动面；层面与节理面组合面和节理面与节理面的组合面。本边坡岩体中层面、节理面发育，主要有两组节理，它们的组合面是构成本边坡最主要的潜在滑动面。 根据以上原则建立本边坡计算模型 (见工程地质 1 1至 3 3剖面图 )。其中 Pm1 为层面构成的潜在滑动面； Pm2 为层面与节理面、节理面与节理面组合构成的潜在滑动面。每一滑面的形态都是根据立面素描图中结构面的具体位置和平均迹长划上的，它反应各剖面所代表的边坡的滑动模式和边界条件。 3.3稳定性分析结果及评价 利用前述的边坡计算模型、计 算参数和计算工况，采用 折线滑动法 计算得 1-1、 2-2、 3-3三个剖面的稳定性系数如表 3-2。 表 3 2 稳定性计算结果 表 剖面 潜在滑动面 稳定性系数 天然状况 天然状况 +暴雨 1-1 Pm1 1.576532 1.392839 2-2 Pm1 1.334545 1.159826 3-3 Pm1 1.297307 1.098098 根据野外工程地质调查及上表稳定性 计算结果，对 该边坡的稳定性评价 11 如下 ： 1）该边坡自形成以来，坡顶时有 崩塌 掉块现象，边坡中上部可见明显被切割的大块体，拉裂 缝在 4 5cm 之间，对拟建场地的安全有一定的影响，为保证拟建场地的安全，需要采取一定的锚固措施，并进行坡面喷浆支护 。 2）天然工况下，该边坡处于稳定状态，大部分地段稳定性系数均大于1.25。但 工程地质调查表明，边坡中上部曾多处出现岩体移滑及局部崩塌掉块现象 。 3）天然 +暴雨 工况下，该边坡稳定性有所降低，其中 1-1剖面的稳定性系数大于 1.25，基本处于稳定状态，而 2-2和 3-3剖面稳定性系数小于安全贮备，经现场勘察该部位崩塌掉块发生频率较多，因此应采取一定的支挡措施。 4）从稳定性分析计算结果可知 ,地表 水和地下水对边坡的稳定性影响较大，因此应设置地表截排水系统，以增强边坡的稳定性。 第四章 防治工程技术方案 4.1防治目标与原则 xx的工程建设用地建筑占地总面积 6134m2，范围内拟建有居民楼 17栋，楼层为 7.5 7+(-3)层，其中， (-3)为地下室有 1 3层，项目总投资 2000余万元，属较重要建设项目。鉴于该边坡对拟建场地的影响较大。因此，应通过合理的综合防治措施进行整治，提高边坡的稳定性，一次性根除灾害隐患。防治工程基本原则是： 1、 贯彻以防为主，因害设防，突出重点、综合治理、注重实效，一次根除 不留 后患的原则。 12 2、治理工程必须遵循安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便。 3、贯彻工程措施与非工程措施并举，生物工程与生态环境保护、行政管理 相配合的综合防治原则。 4.2 方案的论述和拟定 根据边坡稳定性分析结果可知，在暴雨工况下 ,2-2和 3-3剖面的稳定性系数小于安全系数，在安全系数 Ks 取 1.25 时由剩余推力法计算可知 2-2和 3-3剖面的剩余推力如图 4-1和 4-2： Ks=1.25时2-2剖 面的剩余推力曲线0501001502002501 2 3 4 5 6 7 8 9条块编号剩余推力(KN/m)天然工况+暴雨图 4-1 2-2 剖面剩余推力曲线 Ks=1.25时3-3剖 面剩余推力曲线0501001502001 2 3 4 5 6 7 8 9条块编号剩余推力(KN/m)天然工况+暴雨图 4-2 3-3 剖面剩余推力曲线 13 由以上两图可知边坡上部的剩余推力均为零，而下 部则有剩余推力 ,边坡上部岩体主要破坏模式为有两组结构面和层面切割而形成的块体，下部局部可形成浅层局部滑动，同时会对上部块体的稳定性产生影响。同时由稳定性分析计算结果可知地表水和地下水对边坡稳定性影响较大。鉴于以上原因，为保证工程拟建场地的安全，对该边坡的治理必须达到三个目的：坡面防护，以防止边坡表层松散块体掉落及地表水对岩块的冲刷；支挡结构，在此考虑简单的支护结构来保证边坡整体稳定性；地表截排水系统，减少地表水对坡面的冲刷及下渗 ,以增强边坡的稳定性。 根据以上分析结合边坡的地形特征，现拟定采取以下治理 方案： 在边坡顶部高程 528 555m之间设置间距为 4 4m 的预应力锚索 ,以加固边坡中上部裂隙岩块。 在高程 508 528m 之间喷素混凝土后挂网，然后在喷素混凝土 ,对边坡坡面进行防护。 在边坡前缘陡壁坡脚处设置浆砌块石挡土墙 ,以提高边坡的整体稳定性。 在高程 525m 处附近设置截水沟，并在两侧设置排水沟 , 排水沟与挡土墙相连。 第五章 防治工程初步设计 14 5.1坡面整形设计 在保持原有地形坡度的情况下，清除边坡表面风化、松动破碎的岩石，在打预应力锚索和挂网喷砼护坡前需要清理，清理厚度 0.3-1.2m。 5.2预应力锚索工程设计 5.2.1设计依据 （ 1） xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书； （ 2）建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002）； （ 3）混凝土结构设计规范（ GB50010 2002） ； （ 4）锚杆喷射混凝土支护设计规范（ GB50086 2001） ； 。 （ 5）水工预应力锚固结构设计规范（ SL212 98） ； 5.2.2预应力锚索工程布置 根据边坡稳定性分析结果结合坡形、坡高 ,在高程 528m 555m之间设置预应力锚索。根据坡高及坡形将锚固区分为 A区和 B区，在 A区设置 11 根预应力锚索，在 B区设置 10 根预应力锚索，锚索间距和排距均为 4m。 5.2.3预应力锚索设计 （ 1）危岩体计算模型 根据边坡层面和节理产状及其空间组合关系，确定危岩体 能破坏模式为双滑块破坏模式，其计算模型如图 5-1： 15 滑 块 2 （ 主 动 ）滑 块 1 （ 被 动 ） 2 1W 2 P W 1 TU 1 U 2 双滑块边坡受力分析图图 5-1 危岩体计算模型示意图 （ 2） 主要设计参数 危岩体抗滑锚固力 根据层面和节理面的组合情况分析，层面（倾向 310 ,倾角 20）和节理 (倾向 42 ,倾角 75 )构成的组合面 是主要的贯通的潜在滑动面 ,由其切割形成的块体多面向临空面 ,且块体体积较大 ,是最主要的危块体 ,具体模型详见锚索剖面布置图。 根据上述计算模型 采用不平衡推力法，假定主滑块处于极限平衡状态，则可求得边坡稳定性系数为： 被动滑块下滑力被动滑块抗滑力sF 121 11121111 c o ss in t a ns inc o s PW UPWLC式中： 22222222 c oss in LCtgUtgWP ； W1、 W2分别为滑块 1 和滑块2的自重； U1、 U2分别为滑块 1和滑块 2的水压力； C1、 C2分别为滑块 1和滑块 2 的粘聚力； 1、 2分别为滑块 1 和滑块 2 的摩擦角； L1、 L2分别为滑 16 块 1 和滑块 2的滑面长； 1、 2分别为滑块 1和滑块 2的滑面倾角。 如果考虑作用于边坡上的加固力 T，则稳定性系数计算公式为： 1121111121111 c o sc o ss in t a ns ins inc o s TPW TUPWLCF s式中： T 为施加于边坡上的加固力；为锚杆与水平面的夹角；其余符号意义同前。于是，边坡达到许可安全系数数值 Fs时，所需要的加固力为： 1111111111112121111t a ns i nc ost a nt a ns i nc ost a ns i n c os)t a nc os( s i nssssFLCUFFPFWT 锚固角 锚索倾角的确定受多种因素的影响 ,在此根据经验参数取预应力锚索的锚固角 =25 锚索间距及排距 锚索间距应以所设计的锚固力能对岩体提供最大的张拉力为标准 ,根据规范 5在此取锚索间距采为 4m，排距为 4m, 设计锚固力 由以上计算模型及设计参数计算知危岩体总锚固力 KNT 9.687 根据总锚固力及锚索间距和沿滑动方向的排距可计算单孔锚索的锚固力 : KNnDTT D 2.917/)( 内锚固段长度确定 根据规范和经验类比在此取内锚固段长度为 7m，根据规范（ 5）内锚固段长度应满足： )(57.641 mffdKLcsst 17 )(46.54 22 mffDdKLcrst ）。为内锚固段长度（，为安全系数；）；粘结强度（的设计为水泥砂浆与孔壁岩体）；计粘结强度（为水泥砂浆与锚索的设）；（为锚索体设计抗拉强度）；为钻孔直径（）；为锚索体直径（cmLLKcmNfcmNfvmNfcmDcmdcrcsst21222/ 故设计内锚固段长度能满足要求。 锚索长度确定 锚索长度根据被锚固岩体强度确定，在此根据潜在滑动面的位置将锚索长度设为 15m、 16m、 17m、 18m、 19m、 20m、 22m 七个等级。根据规范（ 5）锚固段长度应满足： 23 DsTKL 式中：sK为安全系数； DT 为锚索设计锚固力（ KN）； 为岩石抗剪强度，取抗压强度的 1/12。经过验算七的等级的锚索长度均能满足要求。 5.3挂网喷砼护坡设计 5.3.1设计依据 （ 1） xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书； （ 2）建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002）； （ 3）混凝土结构设计规范（ GB50010 2002）； （ 4）锚杆喷射混凝土支护设计规范（ GB50086 2001）； 5.3.2挂网喷砼护坡 工程布置 在锚固区 喷砼采用一次喷射 , 喷射砼厚度为 70mm,在锚固区下部至坡脚 516 高程 之间采用 挂网喷射混凝土 , 喷射混凝土厚度为 150mm,分两次喷射，边坡整形后初喷 60mm厚 C20混凝土，待钢筋网安装完毕后，第二次喷90mm厚 C20混凝土。 18 5.3.3挂网喷砼护坡设计 （ 1）喷砼参数 I喷砼厚度： 规范 4 4.3.3，最小喷砼厚度不小于 50mm，最大喷砼厚度不大于200mm，设计喷砼取 150mm。 II喷砼强度： 据规范 3 9.3.4及 9.3.7，确定喷射混凝土强度等级为 C20。 （ 2）钢筋网参数 据规范 3 9.3.7，钢筋网制作选用 6mmHPB235级钢筋，网格间距为20 20cm。 5.4挡土墙工程 5.4.1设计依据 （ 1） xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书； （ 2）湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定（湖北省三峡库区地质灾害防治工程领导小组办公室， 2003.12）； （ 3）建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002）； （ 4）建筑地基基础设计规范（ GB50007 2002）； （ 5）挡土墙（ 04J008）（中国建筑标准设计研究院出版， 2004.8.15）； （ 6） 砌体结构设计规范（ GB50003 2001）； （ 7）室外排水设计规范（ GBJ14 87）； 5.4.2挡土墙工程的布置 根据剩余推力计算结果（见图 4-1 和 4-2）及边坡的地形特征，将挡土墙布置第 9个条块处，即边坡陡坎坡脚处。根据地形特征将挡土墙呈折线布置，第一段（北侧）长 22.9m，第二段 9（南侧）长 7.3m，挡土墙高 6m， 19 采用浆砌块石砌筑。 5.4.3挡土墙设计 （ 1）挡土 墙的计算模型如下： H0bdh1:m31:m21:0a填土挡墙地表L图 5-2 挡土墙计算模型 （ 2）主要设计参数 墙后填土的内摩擦角 的确定：按挡土墙（ 04J008） p13 表 C-1确定填料内摩擦角 ；挡土墙墙后填料采用粘性土含量 50 40，碎石含量占50 60的碎石土。挡土墙计算内摩擦角根据该路段采料场地勘察报告取值，采用 =30 挡土墙墙背与填土之间摩擦角 的确定：按挡土墙（ 04J008），根据工程挡土墙墙背粗 糙状况及填土排水条件，墙背与墙背填料摩擦角 取 = 5.0 =15。 20 挡土墙基底对地基的摩擦系数 的确定：按挡土墙（ 04J008）表 D-1确定基底摩擦系数 。根据碎石填土的密实度、充填物状况及风化程度确定该摩擦系数采用 =0.5。 H 挡墙墙背高度，取 5.00m； 挡土墙墙背与铅垂线间的夹角，对直立式挡墙为 0； 墙后填土边坡坡角，取； 地震角，本次设计取 0； 墙后填土的天然重度： =25KN/m3； 填土饱和重度： =26KN/m3； 浆砌石的重度： =23KN/m3； 地基土的容重： =25KN/m3； 修正后的持力层地基承载力设计值： 700kP。 （ 3）材料型号及构造设计 根据挡土墙（ 04J008）表 7.1 中的各类型挡土墙的修建材料，采用M10级水泥砂浆砌筑墙身和基础，毛石强度等级为 MU30，毛石的掺入量不大于总体积的 30%。墙背填料根据附近土源，尽量选用抗剪强度高和透水性强的砾石或砂土，当选用粘性土作填料时，宜掺入适量的砂砾或碎石；不得选用膨胀土、淤泥质土、耕植土作填料。 按 砌体结构设计规范（ GB50003 2001）查表得墙体的各项强度参数： 抗压强度设计值： 690kP； 抗拉强度设计值： 70 kP； 抗剪强度设计值： 190 kP； 抗弯强度设计值： 110 kP。 21 （ 4）挡土墙的截面尺寸设计 根据该路段挡墙设计荷载及挡墙设计高度（ H）确定其截面尺寸。包括：墙顶宽度 a、墙底水平宽度 b、墙趾高 h、墙趾宽 d、挡墙墙面倾斜度 m1、挡墙墙背倾斜度 m2及挡墙基底倾斜度 mp。 表 5-1 挡土墙拟定截面尺寸 墙高 (m) 项目 6 墙顶宽度 b(m) 0.8 墙底水平宽度 B(m) 2.3 墙趾高 h(m) 0.0 墙趾宽 d(m) 0.0 挡墙墙面倾斜度 4:1 挡墙墙背倾斜度 0 挡墙基底倾斜度 0 挡墙后边坡坡比 1： 0 （ 5）主动土压力的计算 挡土墙的主动土压力采用建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002）中的库仑土压力公式计算： aa KHF 25.0 其中主动土压力系数： 222c osc oss i ns i n1c osc osc osc osaK 22 式中： 墙 后填土的重度（ KN/m3）； 填土内摩擦角（度）； 地震角（度）；措施设防 =0， 7度设防 =1.5； 墙背与填土之间摩擦角（度）； 墙后边坡角（度）； 挡土墙墙背与铅垂线的夹角（度）。 将 6-1、 6-3节中的有关参数代入上式计算得主动土压力 Fa=55.48kP。 （ 6）结构及承载力的校核 抗滑验算与抗倾覆验算 根据建筑边坡工程技术规范（ GB50330 2002），挡土墙抗滑安全系数应符合下列要求： 3.1)( tatanns GE EGK 0cos GG n 0sin GGt 式中： G 挡墙每延米自重（ KN/m）； aE 每延米主动岩土压力合力（ KN/m）； 0 挡墙基底倾角（度）； 挡墙墙背倾角（度）； 岩土对挡墙墙背摩擦角（度）。 岩土对挡墙基底的摩擦系数，宜由试验确定。 抗倾覆安全系数应符合下列要求： 23 6.10 faxfazt zExEGxK sinaax EE cosaaz EE zctgbx f btgzz f 式中： G 挡墙每延米自重（ KN/m）； aE 每延米主动岩土压力合力（ KN/m）； z 岩土压力作用点至墙踵的高度（ m）； 0x 挡墙中心至墙趾的水平距离（ m）； b 基底的水平投影宽度（ m）。 将 6-1、 6-4节中的有关参数代入上式计算得抗滑移稳定性系数为 1.59，抗倾覆稳定性系数为 4.08，均满足稳定性要求。 地基承载力的验算 根据建筑地基基础设计规范（ GB50007 2002），地基承载力的验算包括以下几个方面： 挡土墙地基承载力的验算中，地基平均应力： fP ；地基最大应力：fP 2.1max 。 其中： f 为修正后的持力层地基承载力设计值；当基底为 0.1： 1时， f将减为 f9.0 ；基底为 0.2： 1时， f 将折减为 f8.0 。 地基为岩基时偏心距4be，地基为土质地基时偏心距：6be。 其中： b 为挡土墙底面宽。 24 因为基底为 0.1： 1， f 将减为 f9.0 ，将 6-1 节中的值代入得 630kP，作用于基底的合力偏心距验算满足： e=0.219 W。所以拟定断面尺寸满足截排水要求。 经验算，其他两个断面也满足要求。 28 表 5-1 排水沟水力半径计算用表 第六章 防治工程工程监测设计 6.1监测工作的任务与目的 6.1.1监测工作目的 xx 边坡目前尚未建立完善有效的监测网。为防止和避免高切坡突发性地质灾害的发生，确保拟建工程场地的安全，必须建立健全监测网。 6.1.2监测工作任务 1建立健全变形监测网络，施工前进行监测，预报边坡的变形发展趋势 ; 2在整个治理工程施工过程中进行跟踪监测，超前预报，确保施工期间滑坡区工作人员、居民生命财产安全。 3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。 4施 工完成后，对重点段进行长期监测，结合群测群防，及时发现和断面形式 断面图 水力半径（ R） 矩形 bhhb bhR 2梯形 hb2b11a11a2 22 21112 )21(5.0 hb hbbR 29 预报险情，防止突发灾害一旦发生时造成大的人员伤亡和经济损失。 6.2 监测设计 6.2.1监测设计依据及原则 （ 1）设计依据 1)地质依据 xx 建设工程地质灾害危险性评估报告书； 2)测量技术依据 国家水准测量规范； 国家三角测量和精密导线测量规范； 大地变形测量规范； 水工建筑物观测工作手册； 岩土工程测试技术。 建筑变形测量规程（ JCJ/T8-97） (1997)。 （ 2）监测设 计原则 1)建立系统化立体化监测网 充分利用现有监测设施和资料基础上，建立系统化、立体化监测网络，在治理、施工全过程中及时测定和预报滑坡的位移、应力等变化情况，确保施工安全。 2)采取综合监测方法 监测工作采取地面变形监测、群测群防等综合手段。 3)实施长期监测 进行全过程监测工作。包括地面监测、施工安全监测、防治效果监测，以监测结果作为反馈设计、指导施工和检验防治效果的依据。工程完工后变 30 形监测点、防治效果监测点应转为长期监测点。 4)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。 6.2.2监测工作方案 （ 1）监测方法 一般而言，用于斜坡变形监测的方法主要有 : 1)深部位移 主要用于监测施工中坡体滑移的动态变化情况，判断坡体的稳定性，用以指导防治工程的实施和效果检验。通过钻孔倾斜仪在不同时间观测到测斜管内相应位置的读数变化和随深度的累计变化值。即可得到测斜管管口及不同深度的水平位移量，确定斜坡发生位移的大小、方向和速率，达到全深度、全方位变 形观测目的。 2)边坡表面绝对位移监测 常规的大地变形测量是监测裂缝分割滑体水平位移和垂直位移的大小、方向及速率变化的重要手段。 3)地下水动态监测 施工期间在雨季和旱季在各观测井采取水样进行水质简分析。监测施工前后地下水位动态变化，评价防治工程对地下水的影响，监测数据用于反馈设计，指导后续工程施工。 31 4)裂缝相对位移监测 在坡体上顺坡体走向发育的裂缝处设置地表裂缝相对位移监测，目的是直观地了解坡 ;体表层变形发展状况，配合其他监测手段指导防灾减灾工作。 5)目视观察 安排指定人员定期、不定期查看库岸各段地 面变形迹象，以及防护工程是否失效，发现问题，及时上报有关部门，以便及时妥善处理。 具体检查项目有： 地表裂缝出现的位置、规模、延伸方向、发生时间等。 地表鼓胀位置、范围、形态特征、幅度、发生时间等。 地表沉降位置、形态、面积、幅度、发生时间等。 塌方位置、范围、体积及发生时间等。 建筑物破坏和树木歪斜情况、发生时间等。 地下水露头变化情况、井泉流量、水质物理化学特征突变等。 （ 2）监测工作布置 针对该边坡的地质和地形特征 ,在该边坡段布置地表位移监测工作。建立健全群测群防的监 测网络为主要监测手段。 在该边坡中上部布置 8个地表绝对位移监测点，以跟踪监测该边坡地表位移情况。配合其他监测手段指导防灾减灾工作。 具体工程布置详见工程监测设计图。 5.2.3监测工作技术设计 (1)监测等级 根据规程规定，一般场地边坡观测，应按规程变形测量等级的三级进行观测。位移观测点坐标误差 10mm。 32 (2)监测周期的确定 变形观测周期应能系统反映所监测变形的变化过程且不遗漏其重大变化，根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。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，增加观测次 数。 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，可每半月到一个月监测一次。 5.3 监测管理 监测工作应按以下原则进行： 1)监测工作应分阶段进行，在施工期，应由施工单位承担监测任务； 2)施工单位选派专人负责监测工作，在施工监理的监督下，完成地表位移监测和目视巡测，并及时完成资料整理、信息分析； 3)施工单位应及时将监测信息分析结果反馈给监理、设计单位，以便及时进行相应的设计变更； 4)施工完成后，监测工作应移交当地移 民部门，移民部门应设专人管理监测工作，以保证长期监测的正常进行； 第七章 防治工程施工组织设计 7.1施工条件 7.1.1 交通条件 该工程建设用地工程建设用地征地地点位于 xxx 思唐镇小岩关社区。场地总体方向南北向，南北长约 350 米，东西约 30 80 米，均有公路直达， 33 总体上交通较为方便。 7.1.2 气候特征 工作区地处中亚热带湿润季风气候区内，雨量充沛，气候温和，四季分明。据县气象局多年统计：该县年平均降雨量 1162.1mm，平均月降雨量96.84mm。 4 8月为丰水期，降雨量累计达 795.57mm左 右； 9 10 月为平水期，降雨量累计 192.56mm 左右； 11 12 月及次年 1 3 月为枯水期，降雨量累计 173.97mm。降雨特点是雨量充沛、夏雨集中，经统计： 24 小时最大降雨量 175.0mm， 1小时最大降雨强度为 70.8mm h时保证率为 P 90（相当于 10 年一遇）；暴雨强度为 82.0mm h 时保证率 P 95（相当于 20 年一遇）；暴雨强度为 95.10mm/h时保证率 P 96（相当于 25年一遇）。 7.1.3 地形条件 工作区属构造侵蚀低山河谷斜坡地貌，建设用地处于 xx 江西岸，陡崖脚下向东倾斜的斜坡地带 ，其斜坡脚为 xx 江河床。西测陡崖山顶最高海拔588m，东界最低海拔 440m，高差达 148m。但在建筑用地内采用实测相对标高西测最高相对海拔 465m，最低（东界）相对海拔 413m，相对高差 52m，坡度角在 35左右，为一缓冲斜坡地形，总体地形西高东低。区内地形地貌环境较复杂。 7.1.4建筑材料 本工程施工所需钢筋、木材附近购买，块石、碎石可利用附近采石厂购买 .回填所需土石料，一部分可采用削方土石，不足部分可就近开采。 7.1.5 水电供应 工作区内电力较充沛，可保障施工用电。 施工用水可利用当地居民生活用水 ，当水量较大时，可直接取库水。根 34 据水质分析，当地自来水和地下水对钢筋、混凝土均不具有腐蚀性。 施工用风采用移动式空压机解决。 7.2施工程序 该边坡的防治措施包括预应力锚索、挂网喷混支护、浆砌块石挡土墙 ,地表截排水工程等，其施工程序为： （ 1）场地整饰、削方。 (2) 进行挡墙施工。采用分段开挖、分段施工的方法。 （ 3）进行预应力锚索施工 ,先施工预应力锚索 ,在喷素混凝土护坡 （ 4）进行挂网喷混支护施工 ,采用分段施工的方法。 （ 5）进行排水沟、截水沟的施工。 7.3施工布置 该边坡防治工程工作量大，施工场地条 件差，有较大的施工难度，人员物质交通运输，供电，供水，建筑材料等各方面需做好总体调配，统筹安排，现阶段就施工工序，施工布置安排等提出原则要求。 施工布置以少占地，尽量减少对天然坡体的扰动破坏及对居民生产生活带来的不利影响，临时设施距工地就近的原则。 当施工现场距居民区较近时，一定要注意防噪声、防尘，施工时间尽量避开居民休息时间；搭建的临时生产生活设施以不影响当地居民的通行为准。 7.4施工方法及施工技术要求 7.4.1预应力锚索施工及技术要求 施工方法以及施工工序 35 在完善施工组织、健全施工管理与施工建 立的基础上，为了保证设计要求，首先必须按照以下施工工序进行：首先对危岩体区进行治理，然后再治理滑坡区。 对危岩体区的施工顺序为：清方 钻孔（成孔） 初喷（ 5cm） 锚索 复喷砼（ 10cm） 再次清方 再次钻孔（成孔） 再次初喷（ 5cm） 再次锚索 再次复喷砼（ 10cm） （循环） 。 锚索施工要点： （ 1） 锚索孔钻孔：孔径为 150mm，索孔倾角与设计倾角误差不得超过 20。 （ 2） 成孔后立即下锚，下锚后先压住锚固段 M30 水泥砂浆，注浆压力为0.6 0.8Mpa， 当水泥水泥沙浆达到设计强度的 80%时即可以张拉。张拉系统使用前应该进行标定，绘制标定曲线。 （ 3）检测吨位张拉：施工过程中对所有锚索进行抗拉力的检测，以验证，锚固质量的可靠性。锚索设计抗拔力为 1000KN，因此，检测张拉时每束锚索的实测抗拔力应达到设计值。检测张拉顺序为： 0KN 50KN 100KN200KN 300KN 400KN 500KN 600KN 700KN 800KN 900KN 1000KN，5min 后保压停顿后开始卸载。卸载顺序为： 1000KN 900 KN 800 KN700KN 600KN 500KN 400KN 300KN 200KN 100KN 50KN 0 KN.对锚索施加预应力时必须采取保护措施，防止锚索断裂或其他器具破坏伤人和造成损失。 （ 4）缩定吨位张拉：每束锚索的缩定吨位张拉为 350KN，张拉顺序为： 0KN50KN 100KN 150KN 200KN 250KN 300KN 350KN， 15min保压停顿后顶锚锁定。 36 （ 5）锚索检测和锁定时应单束张拉，不得两束以上同时张拉。 （ 6）锚索锁定以后，用 M30 水泥砂浆注浆封孔并封闭外锚头，注浆压力为0.6 0.8Mpa。 （ 7） 锚索锚固段长度不得小于设计锚固长 度。 除以上说明外，还需要遵从一下设计施工要求： （ 1） 施工前进行各类工程方线，准确定位。 （ 2） 砼、钢筋的强度标准在施工前要送检。 7.4.2 挂网喷砼施工及技术要求 先进行喷砼、在挂网、然后进行二次喷砼。 1）检查喷射机械及施工用水、风管路等设施，试运行正常，拌和、运输、喷射系统准备完毕后，即可进行喷射作业。 2）按先通风后送电，然后再投料的顺序进行作业。喂送混合料保持连续、均匀，施喷中使用助风管，协助管道畅通。 3）喷射砼作业顺序采用自下而上分段分区方式进行，喷射区段间的接合部和结构的接缝处妥善处理，不得存 在漏喷部位。 4）分层喷射，每层 57cm 至设计厚度。完成第一层喷射后，清理回弹物料，然后进行下一层喷射施工，下一层喷射在上层终凝后进行，若终凝 1小时后喷射，则需用压力风清洗喷面。 5）喷射作业时，