【《某矿坑高边坡支付工程设计案例》2700字】

-13-某矿坑高边坡支付工程设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u6239某矿坑高边坡支付工程设计 115886第1章引言 16384第2章工程概况 2103452.1工程概况 2199202.2工程地质条件 214302.3边坡地形平面图 2153662.4边坡岩土力学参数 3159642.5抗震设防烈度 3188372.6典型剖面的选取 3101552.6.1南帮滑坡体典型剖面 3109692.7边坡工程安全等级 513036第3章计算公式和原理 5266423.1边坡稳定性分析 566413.2边坡支护结构岩土压力计算 692313.2.1主动岩石压力合力的标准值计算 6111193.2.2锚杆锚索的设计计算 7218403.2.4锚杆挡墙 9第1章引言我国的矿产资源丰富，而在我国众多的矿场中，露天矿场占有相当的比例，露天采矿业的飞速发展，使得与之相配套的建筑工程增多。由于矿区的地质条件复杂，断面断层相互交错，露天开采作业极易引起开采平台的沉降、裂缝、甚至滑坡等的边坡失稳情况，影响到矿山的后续安全生产，因此对矿坑高边坡采用合适的措施进行支护就显得尤为重要。虽然高边坡治理设计有很多的工程实例和经验，其治理方案也较多。但不同地区的因环境、施工条件和处理规模的不同，所对应的支护措施也有很大的差别，以内蒙某矿坑高边坡治理为例，通过全面了解总结该矿坑的地质条件和构造，对该矿坑高边坡进行理论上的研究和设计。第2章工程概况2.1工程概况拟建工程位于内蒙古省满洲里市辖区内，整体为一长环形，矿坑西南部高度较高，矿坑长轴长2400m，短轴宽1300m。倾角从东向西由80°渐变成70°，南北两个转折端处均内倾，倾角60°，本次滑坡治理位于南矿段，南矿段环形中部无部宽140～800m。矿坑上部碎石层厚度较小，其中多处出现露出地表现象。近年来，在采场西、南帮各平台陆续发现沉降、裂缝等边坡失稳情况，南帮705m到795m区域、西帮皮带运输通道区域多处出现滑坡情况，影响到矿山后续安全生产。其中南帮、西帮坡顶无建筑物。2.2工程地质条件矿采场主要岩性有：黑云母花岗岩、次斜长花岗斑岩、次流纹质晶屑凝灰熔岩、次英安质角砾熔岩。零星分布岩脉有：花岗斑岩、流纹斑岩、安山玢岩、石英斑岩、安山斑岩等。南帮治理区域位于露天矿坑的南侧，岩性以次英安角砾熔岩为主，边坡总体形状呈凹形。区内水系不发育，没有形成河流。2.3边坡地形平面图图2.1采场总平面图图2.2治理范围平面图2.4边坡岩土力学参数表2.1岩土力学参数图岩体名称自然容重（kN/m3）粘聚力C（kPa）内摩擦角（o）黑云母花岗岩26.240037次英安质角砾熔岩26.233035次斜长花岗斑岩25.831034地表风化层19.116030断裂带破碎矿体24.5125292.5抗震设防烈度根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），拟建工程抗震设防烈度为6度，在规范中抗震烈度为6度时，不需考虑地震效应的影响[17]。2.6典型剖面的选取2.6.1南帮滑坡体典型剖面南帮滑坡主要是近年来，随着该区域逐渐靠帮，受自身岩性、构造、节理等影响，在爆破震动、雨水、冻融作用下，发生了多次不同规模的滑坡。南帮边坡以岩质滑动为主，本次治理区域滑坡体范围在采场上口走向长度约有34m，垂直高度约90m，主要集中在高程705m～795m之间，滑坡体区域面积约20000m2，滑坡体厚度约4～12m不等。因此因此在南帮边坡的705m-795m的高度上选取剖面S1。南帮边坡分阶后，边坡阶梯上施工时有施工车辆通过，故需考虑车辆临时荷载。根据剖面S1的工程概况以及土层力学参数，综合考虑现场勘探工作、岩性类比、反演比等相关技术，确定S1剖面边坡岩体的内摩擦角取值32o，粘聚力52kPa。图2.3南帮滑坡体图2.4典型剖面图2.7边坡工程安全等级拟建工程安全等级为二级，且为永久性边坡。第3章计算公式和原理3.1边坡稳定性分析黏性土坡稳定性分析的常用方法有:圆弧形滑坡稳定性分析、平面形滑坡稳定性分析、楔形块体滑动滑坡稳定性分析等[12]，将该工程的滑裂面看做一个圆弧，因此选择圆弧形滑坡稳定性分析方法，而瑞典条分法在实际过程中有着广泛的应用，所以选择采用瑞典条分法进行边坡稳定性分析。按下列公式计算： （3.1）式中：——第i计算条块滑面粘聚力；——第i计算条块滑面内摩擦角；——第i计算条块滑面长度；——第i计算条块滑面倾角；——第i计算条块单位宽度自重。边坡稳定性应满足下表中安全系数。表3.1边坡安全稳定系数边坡工程安全系数安全系数稳定安全系数边坡类型边坡工程安全系数安全系数稳定安全系数边坡类型一级二级三级永久边坡一般工况1.351.301.25地震工况1.151.101.05临时边坡1.251.201.153.2边坡支护结构岩土压力计算3.2.1主动岩石压力合力的标准值计算当边坡的坡面为倾斜且坡顶水平、无超载时，如图，土压力的合力可按下列公式计算[12]。 （3.1） （3.2）式中：——水平土压力合力；——水平土压力系数；——填土的重度；——填土的内摩擦角；——墙背和竖直线之间的倾角（o）；——填土面与水平面之间的倾角（o）；——墙背与填土之间的摩擦角（o）。坡面倾斜时的主动土压力折减系数可按下式计算[13]： （3.3）式中：——主动土压力折减系数；——土钉墙坡面与水平面的夹角（o）；——基坑底部以上土层的内摩擦角平均值（o）。有黏聚力和地面均布荷载的库仑主动土压力系数公式: （3.4） （3.5） （3.6） （3.7）式中：——水平土压力合力；——水平土压力系数；——填土的重度；——填土的内摩擦角；——墙背和竖直线之间的倾角（o）；——填土面与水平面之间的倾角（o）；——墙背与填土之间的摩擦角（o）。图3.1边坡的坡面为倾斜时计算简图3.2.2锚杆锚索的设计计算锚杆轴向拉力标准值： （3.8）式中：——锚杆所受轴向拉力；——锚杆水平拉力标准值；——锚杆倾角。锚杆钢筋截面面积应满足下列公式： （3.9）式中：——锚杆锚索截面面积；——钢绞线抗拉强度设计值；——锚杆杆体抗拉安全系数。锚杆锚索锚固段长度： （3.10）式中：K——锚杆锚固体抗拔安全系数；——锚杆锚固段长度；D——锚杆锚固段钻孔直径；——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值。表3.2锚杆杆体抗拉安全系数边坡工程安全等级安全系数临时性锚杆永久性锚杆一级1.82.2二级1.62.0三级1.41.8岩石类别值（kPa）极软岩270-360软岩360-760较软岩760-1200硬软岩1200-1800坚硬岩1800-2600表3.3岩石与锚固.体极限粘结强度标准值锚杆（索）与锚固砂浆间的锚固长度按照下式进行计算验证： （3.11）式中：La——锚筋与砂浆间的锚固长度（m）；d——锚筋直径（m）；n——杆体（钢筋、钢绞线）根数；fb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）由下表确定。表3.4钢筋、钢绞线与砂浆之间的粘结强度设计值锚杆类型水泥浆或水泥砂浆强度等级M25M30M35水泥砂浆与螺纹钢筋间的粘结强度设计值2.102.402.70水泥砂浆与钢绞线、高强钢丝间的粘结强度设计值2.752.953.403.2.4锚杆挡墙对于坡顶无建筑且不需进行边坡变形控制的锚杆挡墙，其侧向岩土压力合力[12]： （3.12）式中：——每延米侧向岩土压力合力水平分力修正值；——每延米侧向主动岩土压力合力水平分力；——锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数，按下表确定。表3