高边坡治理设计

高边坡治理设计（精选11篇）

高边坡治理设计 篇1

我国公路与铁路的高速化发展对线路的曲线半径要求越来越大,加上我国独特的地形地貌和地质条件,公路与铁路将不可避免地经过众多边坡。一般将人工开挖形成的、高度大于30 m的岩质边坡和高度大于20 m的土质边坡称为高边坡[1]。由于岩土锚固能充分发挥岩土材料自身固有的能量,并最大限度地调动岩土介质的强度和潜力,主动加强岩土体的自稳能力,控制工程有害变形的发展,因此高边坡的治理常为锚固方式。在以往的高边坡治理中一般采用单一的锚杆支护或预应力锚索支护,考虑边坡的变形特点及支护成本,东至至九江高速公路安徽段高边坡工程采用综合支护,本文对其综合治理设计及效果进行了分析。

1 工程概况

东至至九江高速公路安徽段是安徽省“四纵八横”高速公路网规划中“横七”(南京—九江公路)的重要组成部分,是安徽省南沿江高速公路的最西段。线路所经过的黄栗树至省界一带为岗地山坳和低山丘陵区,地势起伏较大,标高在40~300 m,边坡众多,其中主要以高边坡为主。工程区属亚热带季风气候区,雨量充沛,特殊的气候给边坡治理带来了挑战。

K5+560~K5+820左侧高边坡位于东至县香隅镇香泉村境内,总长约260 m,中线最大挖方深度10.8 m,位于K5+660处。边坡体主要由碎石、全风化页岩、强风化页岩组成,整体属风化岩质边坡,遇水易软化,抗雨水冲刷能力弱,易产生冲刷变形破坏;经削坡扰动后,可能产生崩落、掉块等不良地质现象,故左侧边坡稳定性较差。根据钻探、工程地质调绘及室内试验结果,各层工程地质特征由上到下见表1。

K6+920~K7+040左侧高边坡位于东至县香隅镇香泉村境内,总长约120 m,中线最大挖方深度1 m,位于K6+980处。该边坡地层主要为碎石、中风化白云质岩,整体属风化岩质边坡,碎石为Ⅱ级普通土,中风化白云质灰岩为Ⅴ级次坚石。各层工程地质特征由上到下见表2。

K10+520~K10+680左侧高边坡位于东至县香隅镇合延村境内,总长约160 m,中线最大挖方深度17.0 m,位于K10+620处。该边坡地层主要为粉质粘土、碎石、全风化白云岩,坡体中碎石、粉质粘土、全风化白云岩抗雨水冲刷能力弱,易产生冲刷变形破坏、水土流失。经削坡扰动后,可能产生坍塌等不良地质现象,左侧边坡稳定性差。各层工程地质特征由上到下见表3。

2 高边坡支护设计

2.1 楔形体崩塌型边坡支护设计

K5+560~K5+820左侧高边坡最大高度为36 m,坡向与岩层呈大角度相交,为斜向坡,属于较稳定型结构边坡,岩层产状与节理1(J1)、节理2(J2)与节理1(J1)结构面组合交线切割体所形成的楔形体与边坡坡向一致,其赤平投影图如图1所示。边坡开挖后全风化层段节理面切割楔形体易发生崩塌,为欠稳定边坡,边坡的破坏类型为楔形体崩塌。

考虑到边坡特点及支护成本,设计时K5+560~K5+820左侧边坡采用局部锚杆框架防护与绿化相结合的综合防治措施。1级~3级坡采用全长粘结锚杆框架加固,设计锚杆长度8~12 m,边坡的支护如图2所示。锚杆尽量超过岩质边坡的破裂面,以提高破裂面处的抗剪强度。

全长粘结型锚杆适用于可能发生楔形体崩塌、浅层滑塌的欠稳定边坡。滑塌厚度一般较小,滑塌具有随机性和不确定性。对于整体稳定的风化岩质边坡,考虑到岩体较破碎,也采用全长粘结型锚杆加固坡面。全粘结型锚杆具有经济性与施工方便的特点。

2.2 滑动破坏型边坡支护设计

K6+920~K7+040左侧高边坡最大高度为46 m,根据边坡与岩体结构面组合关系分析,由赤平投影分析可知,边坡坡向与岩层倾向呈大角度相交,为斜向坡,属于较稳定型结构边坡,岩层产状与节理1(J1)、节理2(J2)与节理1(J1)结构面组合交线切割岩体所形成的楔型体与边坡坡向一致,倾角大于坡角,如图3所示,整体对边坡稳定有利[5]。经分析其破坏类型为风化层滑动破坏。

设计时采用台阶式边坡,每8m高度设置1级台阶,台阶的宽度为2 m。由于边坡为滑动破坏边坡,为了增大滑动面的正压力,提高摩擦力,同时允许边坡发生一定的滑移变形,充分发挥边坡的自稳能力,设计时在2、3级坡采用预应力锚索进行锚固,锚固段长度为8 m。边坡加固断面图如图4所示。

K10+520~K10+680左侧高边坡地层主要为粉质粘土、碎石、全风化白云岩,边坡最大高度为54 m,碎石为Ⅱ级普通土,硬塑状粉质粘土、全风化白云岩为Ⅲ级硬土,整个边坡属于土质边坡。经削坡扰动后,可能产生坍塌等不良地质现象,左侧边坡稳定性差,其破坏形式为圆弧滑动破坏[2]。设计时采用台阶式边坡,每9 m高度设置1级台阶,台阶的宽度为2 m。设计时在2~4级边坡采用预应力锚索进行锚固,锚固段长度为8m。边坡加固断面图如图5所示。

预应力锚索框架加固防护是通过预先对锚索主动施加拉力,把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上,使锚固范围内的软弱岩体挤压紧密,提高岩层间的正压力和摩阻力,阻止开裂松散岩体的位移,从而达到加固边坡的目的。由于锚索自由段的存在,在边坡加固后允许滑动区内的岩土体发生一定的位移,发挥岩土体的自稳能力。通过预先施加预应力,增加滑动面的摩擦力,且在滑动区发生一定位移后预应力进一步增大,由此导致滑动面的摩擦力也进一步增长。

2.3 支护设计的合理性探讨

因岩质边坡的破坏主要由节理面控制[3],对2个岩质高边坡采用赤平投影法进行稳定性分析。对楔形体崩塌破坏边坡,主要以全长粘结型锚杆加固,可确保边坡局部不发生崩塌破坏,同时大大提高滑裂面的抗剪强度。

对风化层滑动破坏的岩质边坡与圆弧滑动破坏的土质边坡,采用全长粘结锚杆与预应力锚索联合防护措施。使用预应力锚索主动防护,确保了下一级边坡施工过程中的安全,同时允许边坡发生一定的滑移[4]。当产生一定的滑移后,预应力锚索的拉力进一步增加,从而增大了滑裂面的接触应力,因此滑裂面上的摩擦力也将增加,滑裂面的粘聚力得到了激发,此时整个滑动面上的塑性应力得到调整。

如果不太稳定的边坡开挖后得不到及时支护与加固,则较大的潜在滑动面上可能出现较多的塑性应力调整,使滑动面降至残余强度。为有效并充分地利用塑性应力调整后的强度,必须满足以下条件[5]:(1)边坡开挖后及时支护;(2)边坡采用预应力锚索等形式的主动加固形式,且加固区位应位于中部;(3)滑坡类型应为滑动破坏型边坡。

当在边坡开挖过程中边坡体发生过大位移时,预应力锚索有可能因受力过大而破坏,所以在施工过程中有必要对锚固好的锚索拉力进行校核,当拉力过大时应该考虑是否有必要进行释放。对于风化岩质边坡,塑性应力调整过程中发生位移较大[6],所以在设计中,预应力锚索应有足够长的自由段,且锚索刚度合理,这样可允许边坡发生足够的位移,有利于发挥出边坡自身稳定性。

3 锚杆锚索联合支护效果分析

3.1 有限元模型的建立

为了分析锚索锚杆联合支护效果,采用平面应变有限元模型分析了全部采用锚杆支护、全部采用锚索支护及锚索锚杆联合支护边坡,其中锚索锚杆联合支护边坡在2~4级采用预应力锚索支护,所有的预应力锚索的预应力为350 k N。有限元模型根据K10+520~K10+680左侧边坡的尺寸及地质材料进行建模,材料为摩尔-库伦材料,边坡采用分步开挖,开挖1级支护1级。图6为全部采用预应力锚索支护时的模型。

3.2 支护效果分析

图7为边坡开挖后各级边坡的顶点总位移。

从图7可以看出,对于滑动破坏型边坡,当采用单一的锚杆支护,各级边坡的顶点位移相比较其他2种支护方案要大许多,第6级边坡的顶点位移约为56 cm,第1级边坡的顶点位移约为20 cm。其中主要原因是锚杆支护属于被动支护,只有当边坡发生一定位移后才能发挥锚杆的支护效果。

其他2种支护类型边坡的顶点总位移相对全锚杆支护而言小许多。其中锚杆锚索联合支护在第5、6级坡的顶点位移稍大于全锚索支护边坡顶点位移,其主要原因是第2~4级坡采用预应力锚索支护,因此在很大程度上阻止了上部边坡岩土体向下滑动。此外当采用锚杆锚索联合支护时,第1~4级坡的总位移与全锚索支护接近,尽管第1级坡采用了全粘结锚杆支护,但相比全部采用全粘结锚杆支护方案而言,1级坡的顶点位移很小。由此可见,对于滑动破坏型边坡,下部岩土体的滑移主要是由于上部的荷载向下传递所致。当能有效地控制上部荷载向下传递时,由于滑动面在下部比较平缓,下部土体本身的滑动力较小。

由以上分析可知,对于滑动破坏型边坡,当采用锚索锚杆联合支护时,选择在边坡的中部用预应力锚索支护,在底部及上部采用锚杆支护,不尽能有效地控制边坡的位移,充分发挥边坡的自稳能力,而且支护成本低,可达到经济有效的支护效果。

4 结论

(1)岩质边坡支护设计时,滑移面主要依据结构面来确定,支护方法的确定应根据边坡的破坏形式、岩质边坡的风化情况综合确定。

(2)对于楔形体崩塌破坏型边坡,使用全长粘结锚杆框架加固;对于滑动破坏型高边坡,在边坡中部设置较长自由段的预应力锚索,同时在边坡上下部设置全长粘结型锚杆,不但能有效地控制边坡的位移,而且能有效地节约边坡支护成本。

(3)边坡开挖过程中发生一定的滑移后锚固力增加,因此可考虑在开挖过程中对锚固力进行校核,防止锚固力过大;同时建议使用刚度合适的锚索进行边坡加固。

(4)对于滑动破坏型边坡,下部岩土体的滑移主要由上部荷载传递所致。由于滑动面在下部比较平缓,在边坡中部采用预应力锚索支护的情况下,边坡下部采用锚杆支护时其自稳能力较好,边坡的下部位移较小。

参考文献

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[4]赵尚毅,郑颖人,唐树名.路堑边坡施工顺序对边坡稳定性影响数值模拟分析[J].地下空间,2003,23(4):370-374.

[5]李宁,钱七虎.岩质高边坡稳定性分析与评价中的四个准则[J].岩石力学与工程学报,2010,29(9):1754-1759.

[6]徐卫亚,周家文,石崇,等.滑石板顺层岩质高边坡稳定性及加固措施研究[J].岩石力学与工程学报,2008(7):1423-1435.

[7]谢永明.高速公路高边坡动态监测[J].公路交通技术,2007(5):9-12.

高边坡治理设计 篇2

[摘要]：由于受地质、水文、气候等多方面因素的影响，建筑工程在建设或运营过程中会出现高边坡滑塌现象，从而造成多方面的损失。尤其是在公路建设方面，由于目前我国的公路建设等级不断提高，其边坡防护工作强度也需要获得提高，如何有效的解决高边坡的滑塌治理和防护成为当前必须解决的重要问题。本文从高边坡滑塌灾害发生的原因着手分析，总结出一些治理方案。[关键字]： 高边坡；滑塌灾害；治理

伴随着经济的发展，我国的生态环境在不断的恶化，自然灾害发生的频率也逐渐上升。为了能够保证工程建设和人员安全，高边坡滑塌防治需要及时高效，采用合理的边坡防护技术，不仅可以达到治理的目的还能够节约防护成本，减少工程费用。

一、高边坡发生滑塌灾害的原因

高边坡发生滑塌的原因有多种，其中既有自然因素也有人为因素。由于自然地理的地质、水文等因素的不同会使得边坡的稳固性不同。过渡开垦、砍伐植被、工程过度开发等因素都会造成地质的损坏，从而导致坍塌灾害频生。1.落石型坍塌

该种坍塌主要出现在坡度较陡的岩石边坡上，岩石在受到层理、节理等因素的影响下会出现岩石裂隙，裂隙发育完全后则会使整块岩石分裂为大小不等的碎石，在遇到阴雨天气时，雨水的冲刷以及石缝间水压力的作用，会使得岩石发生坍塌，石块会沿边坡散落。由于岩石裂隙张开程度较小，因此肉眼很难识别出来，通常情况下也不容易做出预防。经过长期的冻融、渗水，缝隙会逐渐变大，从而导致最终的坍塌。2.滑动性坍塌

该种坍塌主要出现在路基挖方段，尤其是在深挖石质地段出现频率更高。这些地段由于工程建设的力度较大，对地质的影响也较大。岩层在受到外力作用以后会出现剪断现象，被剪断的各层发生位移滑落会使得岩层很不稳定。施工爆破以及大程度开挖会影响岩层原先的稳定性，岩层自身节理被破坏以后基岩上的岩屑层等松散堆积物就会出现裂隙甚至散落，甚至出现坍塌。3.流动性坍塌

该种坍塌主要出现在岩土质地较为松散的地区，出现坍塌的物质主要有岩屑、页岩风化土等较为散碎的成分，这些成分自身稳固性就较差，又因为重量较轻，因此在遇到阴雨天气时很容易被雨水冲刷而流动。此类物质一般在岩石表层或缝隙中，被冲刷流走以后会使岩层整体出现缝隙，影响整个岩石的稳固性，从而引发坍塌。这种类型的坍塌在日常养护中比较容易发现，在发现后及时进行处理防治就会避免灾害的发生。

二、高边坡滑塌灾害的治理方法

在高边坡滑塌灾害的治理中，常用的方法有两类：工程防护和生态防护。这两分种方法各有利弊，工程防护的适用面较广，防护效果也较好，但是对天然植被会造成损害；生态防护符合自然规律，防护效果较好，从长远的角度来说更利于高边坡地的稳固，但是并非所有的高边坡地都能够进行生态防护，需要根据高边坡地的地形地貌来规划，因此适用广泛性不及工程防护。1.工程防护

在坡面修建初期，较为有效的防坍塌措施就是工程防护。工程防护能够提高坡面的稳定性，还能够使坡面具有较高的防侵蚀性。当今社会很多工程的建设的强度较大，因此对自然环境的损害也很大，破坏了自然生态的和谐，使得被开发的地带失去了原有的绿色，而变成了一片钢筋混凝土。原有的生态环境下，由于植被覆盖率较高，因此土层比较稳固，不容易出现坍塌灾害。被建造防护以后的自然植被生长环境变差，被损坏的植被很难再重新生长起来，因此土地质量也会下降。同时防护工程的钢筋混凝土会因为时间的推移而老化，混凝土会因为长年受风吹日晒，逐渐老化开裂，钢筋也会因为雨水侵蚀等原因锈蚀断裂，从而使防护建设整体的稳固性大大下降。在遇到外力施加时，则很容易出现断裂坍塌。

还有一种较为常见的工程防护为抗滑桩防护，在高边坡上建设抗滑支挡工程能够使坡体整体被固定，其抗滑性也会大大提高。在滑塌发生以后，滑坡会发生位移，坡面的裂痕一般也不规则，因此在修补时需要使用流性较大的砂浆填补缝隙，并且将缝隙夯实，避免再次破裂，同时还能减少地表水的下渗。在滑塌的整治过程中需要现对滑坡的形态特征进行分析，根据不对情况来指定不同的应对策略。例如滑塌平面呈圈椅状的坡体其发生原因可以判定为是受两侧岩山体的影响，此类滑塌坡体可分为上下两级，分别有典型的形状特征。上级一般为葫芦状，下级一般为舌形。对于此类滑塌灾害，常用的治理措施是回填反压。在灾害发生以后，为了避免滑塌体的再次移动，需要在坡体前缘进行回填反压，反压高度一般为五米，该种措施能够让滑塌体移动速度减慢，从而减小了滑塌灾害的影响范围。

2.生态防护

同样是人工构建的防护工程，植物防护更加符合生态发展的要求。植物防护对防止高边坡滑塌很多好处。首先，植物防护能够增加护披面积，使整体的绿化面积增加。植物的根能够深入到土地下层，透过松散的土层到底端的岩土层，根部散开的根茎能够深入到泥土的各个方向，充当锚固的功能，使土层整体的粘度和牢固程度提高。根在泥土中能够将松散的泥土紧密联系在一起，整个土层成为了泥土与根茎的复合材料。植物在生长过程中需要吸收土层中的水分来维持自身的生长，因此土层内的剩余的水分将会大大减少，土层间隙中的水压力也降低，土层能更加稳固。种植植被后的高边坡面的地表径流也会被抑制，水土会因植物根茎作用而减少流失。其次，植物防护能够改善环境，高边坡地带在容易发生坍塌的地方土层较为松散，因此灰尘也比较多，严重影响空气质量。植被的种植能够净化空气，促进有机污染物的降解，使空气质量和土地质量提高，还有一定的降低噪声、减少光污染的功能，使道路行车更加通畅。植物防护还具有视觉美化的功能，相比较裸露的钢筋混凝土和岩石，植被更容易被人们所接受，在净化环境的同时还能够净化人们的眼睛。植物会给人一种独特的美感，植物造型和颜色的可塑性较强，能够进行多样的组合搭配，使整体环境更加优美。常用的边坡植被有乔木、灌木、草皮等，此类植物的生长较为顽强，能够在环境较为恶劣的地区正常生长。很多高速公路一般建设在高边坡地，在高速上驾车疲惫的司机在看在绿色植物也能够使心情更加愉悦，伴随着清新的空气可以使精神更加充沛。总之，植被防护是目前生态性最强、滑塌治理效果又较好的方法。

三、对未来高边坡滑塌治理的展望

在未来的高边坡滑塌治理中，需要朝着更加生态的方向发展，要在建设时考虑到人与自然的和谐相处，还要考虑到生态环境的长期发展。1.推广生态防护

对于自然而言，生态防护是尊重人与自然和谐发展的最优选择。生态型植被防护不仅能够减少水土流失，还能够控制地表温度，钢筋混凝土、岩石的防护面往往容易造成地表温度的升高。高速公路上，防护坡面是公路与周围自然环境的分界，工程防护的坡面会使得整体过于生硬，与周围的自然环境无法衔接。而生态防护则能够利用人工植被将边坡融入到周围的自然绿化之中，使整体更加和谐、美观。随着时代的发展，植被防护已由传统的人工种植到如今的机械化作业，因此使得工程防护与生态防护之间的分界变小，更有利于实现工程防护向生态防护的转化。铺设植被的岩土表面的风化、剥蚀程度会大大降低，植被不仅能够给人提供始觉上的美感，还能够保证岩土的稳定性，从而达到恢复自然平衡的作用。当今社会的经济水平在达到一定的高度后，国家日益重视生态工程，对于路边的防护带逐渐开始使用植被防护，生态型防护成为当今社会防护建设的主流。在今后的防护治理研究中，与其等灾害发生后再治理还不如事先做好有效的防护，这样既能够减少灾害的发生，又能够减少治理工作的进行，与此同时，自然环境也会得到优化，更利于实现人与自然的和谐发展。2.减少工程防护

工程防护虽然有较强的防护能力，但是不利于社会整体自然和谐的实现。在施行工程防护的地段，大量的人工筑造材料使得原有土地上的植被很难再次生长。钢筋混凝土、岩石等裸露的材料具有明显的人工痕迹，无法与周围环境相融合。工程防护在实现滑塌治理的同时，又以另一种方式伤害了自然环境，虽说相比较滑塌灾害而言危害大大减小，但是以缺补缺并非防治的最佳结果。因此在未来的高边坡滑塌治理中，除了特殊地段必须要使用工程防护外，其他地段的防治可以尽量避免工程防护的应用，以减少对自然环境的破坏。

总之，高边坡滑塌治理作为灾害整治的重要组成部分，需要被予以高度的重视。高边坡滑塌治理需要采用合理的防护技术，不仅要达到基础的防护作用，还要尽量做到减少工程费用、保持防护美观、尊重自然和谐的效果。否则以破坏自然规律作为代价来防治滑塌只会导致未来更多问题的出现。因此在灾害治理中一定要根据具体的地质环境进行分析，制定科学有效的防治策略。高边坡滑塌的防治实质上就是采用人工措施保持和恢复边坡的长期稳固，让人类的建设能够成为自然资源的合理利用，而不是生态平衡的破坏。

参考文献：

[1] 申振刚.广河高速公路高边坡病害分析及处理措施[J].交通标准化.2013(06)

高边坡治理设计 篇3

关键词：高边坡；水利水电工程；加固治理

中图分类号：TV544文献标识码：A文章编号：1000—8136(2009)24—0041—02

1前言

一般认为，高度大于30 m的岩质边坡为高边坡，土质边坡大于20 m即为高边坡。随着中国大量高坝建设的进行，高边坡的稳定问题在水利水电工程中表现突出。近年来，由于边坡失稳造成了工程重大事故，人员伤亡和巨大的经济损失，这也导致其成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题。边坡的稳定性，直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行；甚至是不少高边坡工程成为制约工程进度和成败的关键。为了能加快我国水利水电边坡工程的建设步伐，提高边坡的稳定性，本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固治理措施作简要介绍。

2高边坡加固治理方法及应用

2．1混凝土抗滑结构的应用

2．1．1混凝土抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3～1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，并设置于滑体前缘部分．使其能承受相当大的压力。

2．1．2混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行，其结构设计是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素决定。在高边坡工程中，沉井具有抗滑桩的作用和挡土墙的作用。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉及封底，且其中的沉井下沉和封底是沉井的施工难点。沉井下沉，是沉井的关键工序，其质量的好坏将直接影响工程的质量和进度，在下沉时，应尽量减少土体作用在沉井外壁的摩阻力；应在混凝土强度达到100％时方可开始挖土下沉；下沉过程中需控制防偏问题，并做好及时纠偏措施等。而封底如不成功，将会导致沉井内部出现渗漏。严重影响沉井寿命，因此，在封底前，应清洗基面；在混凝土强度达到70％时，应浇筑混凝土封底。

2．1．3混凝土挡墙

混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。

2．2锚固技术的应用

锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段)，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固(锚索)4类。

2．2．1锚固洞

锚固洞加固，是治理边坡稳定的一种有效措施。在锚固洞加固的过程中应遵循由内向外、自上而下、循序渐进、逐层加固等原则，同一搞成结构面的锚固洞应跳洞开挖施工，避免不利结构面上已有抗滑力的削弱，从而影响边坡的稳定。

2．2．2喷混凝土护坡

喷混凝土护坡是一种生产效率高，施工速度快，不用模板，并把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起，实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺。因其是依靠一定的冲击速度喷射而成的，因而其作为临时支撑比木结构强度高，比钢结构经济。作为永久支护时，比现浇混凝土衬砌的早期强度高。配合使用锚杆。可以减少洞室开挖量，减薄衬砌厚度，节约水泥用量。特别是喷混凝土施工时，可以不用模板，不立拱架，加大了洞内的有效空间，施工时能紧跟开挖面进行喷射，减少岩石暴露风化的时间，及时控制围岩的变形。

2．2．3预应力锚固(锚索)

预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架，由框架对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定松散岩体挤压，是岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定液体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。采用预应力锚索进行边坡加固，其优点有：在高边坡或隧洞洞口明挖中采用，可增加边坡稳定。从而减少开挖量，也为提前进洞创造条件；可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固；用于修补混凝土裂缝或缺陷，可将集中荷载分散到较大范围内；加固洞室。改善洞室的受力条件等。这些优点使其在高边坡加固中得到广泛应用。其具体施工如下：

(1)锚孔钻造。洞室开挖应按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用贴钎和油漆标记准确定位锚孔位置；钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，锚孔下倾与水平面夹角为20度。倾角误差不超过±l度，方位误差不超过±2度；锚索钻孔要求干钻，禁止开水钻；在钻进过程中应对每个孔的地层情况、地下水情况等认真做好记录，如钻孔成径、孔深要求不得小于设计值，并超钻50 cm，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻3 min～5 min，同时应及时进行锚孔清理；钻造结束后，须用高压空气将孔中岩土粉及水全部清除出来，并经现场监理检验合格后，方可进行锚索(杆)安装。锚孔钻造完成后，应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆，原则上不得超过24 h，以避免长时间搁置造成塌孔。

(2)锚索(杆)制作。锚索材料选用高强度、低松弛预应力钢铰线；锚筋下料时应整齐准确。误差不大于+50mm，预留张拉段钢绞线为1．5 m，并注意各单元体长度的不同值；锚索在制作时，应将无粘结钢绞线绕绕承载体弯曲成u型，并用钢带与承载体绑扎牢固；注浆管与隔离架应按设计要求安设，注浆管底端距孔底20 cm；各单元锚杆的外露端应做好永久性标记；制作好的锚索体在运输和安装过程中，不能出现死弯折，不得损坏隔离架、注浆管及钢绞线外包的涂塑层。

(3)锚孔注浆。锚杆注浆的注浆材料应严格按照经试验合格的配比备料，并应严格按照配合比搅拌均匀，浆体强度不低于40 Mpa；应采用水灰比0．4：0．5的纯水泥浆。锚孔采用孔底返浆法进行注浆，并且注浆要一次完成，中间不得间断，待砂浆强度达到设计强度后，方可进行锚索张拉。注浆过程应认真做好现场注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试验不得小于两组。当锚索张拉锁定后，应向锚头与自由段间的空隙实施充填灌浆。

2．3减载、排水等措施的应用

2．3．1减栽反压

减载反压在边坡加固治理中应用广泛。减载的目的在于降低坡体的下滑力，其主要方法是将滑坡体后缘的岩土削去一部分，但单单减载有时并不能起到阻滑的作用。最好是与反压措施结合起来，即将减载削下的土石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位，使之既能起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。此措施应用于上陡下缓的滑坡效果更好。

2．3．2表里排水

表里排水包括排除地表水和地下水。

排除地表水，即是要拦截流入边坡变形破坏区的地表水流，包括泉和雨水。如，可在滑坡体外修建拦水沟、排水沟的方法排水；在滑坡体内的地表水，可利用地形和自然沟谷，布置树枝状排水系统。排除了地表水，可减小滑动力，降低了附近岩土体的含水量或孔隙水压力，达到了增强抗滑力和提高边坡稳定性的作用。

排除地下水的方法，可根据地下水的埋深分为浅层地下水和深层地下水排水工程两种。浅层地下水排水工程可采用截水沟、盲沟和水平钻孔等方法；深层地下水排水工程可采用截水盲沟、集水井、平孔排水和排水廊道等方法。排除了地下水，将尽可能降低边坡岩体地下水位，减小渗水压力，改善边坡稳定条件，提高边坡稳定性。

3结束语

某岩质边坡的治理设计 篇4

晋城市东部泽州县金村镇围滩村东北的丹河右岸拟建一办公楼, 办公楼后现为一人工切坡体, 高度60 m~70 m, 坡体下部宽80 m~110 m, 上部宽40 m~50 m。该边坡由下至上开挖成4个台阶状的平台, 最上一级4号平台高程579.50 m以上的岩壁陡立。局部形成陡壁倒坡, 下部岸坡较缓。现拟对办公楼背后人工开挖的岩质边坡进行稳定性分析。

1 工程概况

办公楼后的人工切坡体为岩质高边坡, 重要性等级为一级, 属永久性边坡, 主要由寒武系上统凤山组中厚层灰岩组成, 夹有两层泥质灰岩。断裂构造不发育, 主要为单斜岩层, 岩层产状:295°∠3°, 岩体倾向偏上游, 为斜向岸坡。岩体中主要发育三组节理裂隙, 其中第 (1) 组、第 (2) 组节理为优势节理。第 (1) 组产状85°/88°, 第 (2) 组产状25°∠87°, 第 (3) 组产状135°/70°。裂隙为微张或闭合性, 大多无充填或少量岩屑充填。该岩质边坡整体稳定性尚好。部分岩体较破碎;坡体两侧岩体破碎, 局部形成大小不等的岩石块体, 部分边坡岩体稳定性差;该边坡底部的两个台阶处岩性为弱风化层, 岩体完整。

2 边坡稳定性判断

对办公楼背后的岩质边坡采用赤平投影进行边坡稳定性分析。共计对4个平台8组断面进行了计算 (见表1) 。

经计算, 岩质边坡整体是稳定的, 局部表面存在松散岩石体滑落的可能。

3 治理设计方案

1) 对坡体表面危岩体进行清除。

2) 岩质边坡锚杆及挂网喷混凝土防护。对现状4个平台以上的陡立岩壁均采用锚喷防护, 即:锚杆锚固、挂钢筋网喷混凝土的方式。

3) 浆砌石防护。为了提高办公区地坪 (高程约540.40 m) 至第1个平台 (高程约548.00 m) 之间陡立岩壁的安全稳定性, 设计对该陡立岩壁采用M7.5浆砌石防护。

a.挡墙稳定计算。

本次稳定计算包括抗滑稳定计算和抗倾覆稳定计算, 均采用SL 379—2007水工挡土墙设计规范中公式进行计算。

抗滑稳定计算:

其中, Kc为挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数;f为挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数;∑G为作用于挡土墙上全部垂直于水平面的荷载, k N;∑H为作用于挡土墙上全部平行于基底面的荷载, k N。

经计算, 满足抗滑稳定要求。

抗倾覆稳定计算:

其中, K0为挡土墙抗倾覆稳定安全系数;∑Mv为对挡土墙基底前趾的抗倾覆力矩, k N·m;∑Mh为对挡土墙基底前趾的倾覆力矩, k N·m。

经计算, 满足抗倾覆稳定要求。

b.挡墙断面设计。

浆砌石防护断面顶宽0.5 m, 前、后侧坡度均采用1∶0.3, 挡墙基础前趾宽0.2 m, 后趾宽0.2 m, 厚1.0 m~1.5 m。在墙顶部浇筑10 cm厚的C20细石混凝土压顶, 顶部高出1号平台1.0 m左右, 高程约549.0 m。墙体高度应根据挡墙背后的陡坎坎顶基岩实际高程适当调整。

浆砌石挡墙防护断面每隔10 m设一道结构分缝, 缝宽20 mm。考虑雨水及岩体渗水排泄, 浆砌石墙体上设DN100的PVC排水管, 排水管横向间距2.0 m, 竖向排距2.0 m, 梅花形布置。

4) 台阶状平台的围护。为了充分利用厂区背后的开挖平台, 加大绿化面积, 设计在各平台外边缘靠内1.0 m处设1.0 m高的浆砌石挡土墙围护, 平台内可填土绿化。

4 小结

该岩质边坡采用赤平投影对边坡的整体稳定性进行了分析, 经计算, 该边坡整体稳定, 局部表面存在松散岩石体滑落的迹象。

该边坡使用年限按50年考虑, 根据在安全的前提下要兼顾绿化、美化的要求, 根据边坡现状, 设计思路如下:

1) 该边坡整体稳定, 局部松散岩石体外倾、孤立, 存在失稳迹象。设计对坡体表面危岩体进行清除;通过削掉不稳定岩体, 改变坡体形态, 提高了边坡的稳定性。

2) 岩体中主要发育三组节理裂隙, 将岩质边坡切割成大小不等的岩石块体。为提高岩质边坡的结构强度和抗变形刚度, 增强边坡的整体稳定性, 采用锚杆支护的方法进行治理。锚杆通过受力拉杆埋入地层, 充分提高了岩石自身强度和自稳能力, 增强滑动面上的抗滑力, 从而获得良好的稳固效果。

3) 坡面岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块等现象, 采用挂钢筋网喷混凝土和浆砌片石护墙进行防护。并在1号~4号台阶状的平台边缘设1.0 m高的浆砌石挡土墙围护, 为填土种植绿化搭建平台。

5 结论和建议

石人沟铁矿充填站边坡治理方案 篇5

关键词：石人沟铁矿 充填站 边坡 治理方案

中图分类号： TD854 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）07（c）-0000-00

1 工程背景

石人沟铁矿始建于1975年，先后经历了露天开采、地下一期、二期开采，地下三期将于2014年达产，开采历程见表1。

石人沟铁矿三期采用充填采矿法开采，采矿方法所需地表充填站建于一期副井东侧，充填站所在位置地表为掘井废石覆盖。场地于20世纪80年代采矿弃渣堆填而成，现场地西侧为大型露天采坑，采坑坑底标高约为+12.3m，充填站场地标高为+99.7m左右，边坡高度约为87.4m。边坡上部为采矿堆渣，堆渣主要以碎石为主，碎石直径约0.2～1m，碎石空隙间无充填物，局部夹薄层含碎石粉质粘土、建筑垃圾等，堆渣厚度7.0～17.0m不等。堆渣下部局部位置存在少量残积土，黄褐色，中密，干钻易钻进，含未完全风化的碎石块。边坡的岩体主要强风化或中风化片麻岩，灰褐色，风化裂隙很发育，岩体破碎。

根据工程地质条件、边坡几何特征，此次充填站外沿边坡稳定性研究选择了3个典型剖面进行分析，由东而西分别为A-A′、B-B′、C-C′。A-A′剖面为岩石边坡，+73.43m以上为强风化层；B-B′剖面+73.43m以上为堆渣及强风化岩边坡，堆渣厚度接近20m。C-C′剖面为堆渣边坡，边坡高度58m。采用极限平衡法对边坡进行稳定性分析，各剖面计算结果均小于允许安全系数，必须采取相应的工程措施来保证充填站外边坡稳定。

2治理方案

根据现场情况，采用锚索加固+毛石混凝土护坡+堆渣压坡+部分堆渣注浆方案进行边坡加固。A剖面整体边坡采用预应力锚索加固，+73.43m以上采取毛石混凝土护坡；B剖面+73.43m以上采取毛石混凝土护坡，对堆渣进行注浆处理；C剖面采用压坡措施。

2.1堆渣坡面修整及护坡

+73.43～99.4m之间的堆渣坡面进行修整，充填站正西侧边坡坡面面上堆积大量的堆渣，堆渣高度为26m，导致坡面上+73.43m平台中断，必须对此位置的堆渣进行清理，清理出+73.43m平台并留有7m左右的平台宽度。为了确保施工人员安全，堆渣边坡修整的总体边坡角不大于40°，边坡角大于40°的位置采取挂网喷浆护坡。

为了确保充填站外沿有5m的安全距离和边坡的稳定，充填站西侧边坡+73.43m以上的堆渣边坡进行修整后采取毛石混凝土护坡，毛石混凝土护坡台阶坡度按照45°进行设计，设计有4个台阶，在+77m、+83m、+89m标高处留有台阶，平台宽度一般1.0m，充填站北侧根据地形对平台宽度进行了适当的调整，毛石混凝土护坡的厚度根据开挖后的地形进行适当的调整。

充填站西南侧堆渣边坡采用堆渣进行压坡处理，堆渣必须采用采矿废石，堆渣中不得含有土等有机质。压坡的台阶高度一般为10m，分为8个台阶，台阶坡面角为38°，在+28.8m、+41m、+51m、+61m、+71m、+81m、+91m处留有平台，平台宽度分别为7.44m、5.56m、4.83m、5.00m、5.22m、5.18m、5.00m，边坡总体边坡角为30°。+81～99m之间采用块石护坡，护坡的厚度为500mm。

2.2预应力锚索加固

锚索在+41～+73.43m之间的台阶上布置，共布置5排锚索，锚索水平间距为4m。

2.3充填站基础注浆

在堆渣中采用边钻边灌法，为了防止造成钻孔坍塌，每钻进1.00m 注浆一次，钻孔采用直径76mm的金钢石钻头直孔钻进。基础外施工一排钻孔，钻孔间距为1.0m，采用间隔施工。外围注浆基本结束后，在伐板基础内部梁和梁之间的空隙以及柱周边进行钻孔注浆，钻孔间距根据实际情况设计为4.0m左右，堆渣注浆孔间距为5.0m。浆液的参数水泥：粉煤灰：水之比为1： 1：0.5，加入3‰的水玻璃。

3工程准备

3.1施工场地

此次加固工程施工场地在充填站西侧的露天采场边坡南帮+12.3m左右至+99.4m水平间的平台及台阶坡面上。台阶坡面受爆破及构造影响，其平整度不能满足框格梁施工要求的，需要进行清坡处理。

+73.43～+99.4m之间需要按施工图逐台阶清理，清理后进行毛石混凝土护坡处理。

3.2进场公路

+41m平台和充填站均能通车。

3.3施工材料

此次加固工程所用材料主要为：32.5MPa普硅水泥，φ25、φ18、φ8的螺纹钢筋或普通钢筋，φj15（7φ5）钢绞线，中粗砂，碎石、块石等。各种材料可用车辆直接运到施工现场。

3.4施工用水

施工用水在业主单位提供取水点接出并设计量装置，施工用水管线采用DN100的黑铁管作为主管，管线沿道路敷设，接入施工使用地点，支管采用DN50，每隔40m设置一只DN25的双嘴水龙头，作为现场施工用水。管线采用明铺与埋地相结合的方式，穿越道路处管线采取埋地敷设，并在管线穿越处做明显的标记。

3.5施工用电

由业主提供施工用电电源，现场设置施工用配电柜一个，供现场使用。

该标段施工用电负荷按200KVA考虑，施工电源电缆采用直埋方式敷设，穿越道路采用钢管作为套管进行埋设，在施工区域每隔50m设置一个300A的带计量装置的配电箱，作为现场用电接入装置。埋设电缆的线路上设明显的标志。

为保证现场的夜间照明，在施工现场不影响工程施工的地方设夜间照明灯灯塔，每座灯塔上设一只3kw照明灯。

4施工流程与安全措施

4.1施工流程

边坡治理包含5项工程：堆渣坡面修整及毛石混凝土护坡、压坡、预应力锚索加固、充填站基础注浆、水平排水孔。施工分四个阶段。第一个阶段为堆渣坡面修整、挂网喷浆及毛石混凝土护坡；第二个阶段为预应力锚索加固施工；第三阶段充填站西南侧边坡压坡；第四个阶段充填站基础注浆施工等。施工流程如图1所示。

图1 工程总体施工流程图

4.2安全措施

建立安全保障体系，切实抓好安全责任制。遵守有关国家安全规范和操作规程及业主对该工程安全工作的各项规定，切实开展安全活动，落实安全管理与监督手段，确保安全生产。参加本项工程的全部施工人员，正式上岗前，進行一次全面的安全教育，预应力锚索施工人员须经安全技术知识培训后，方可上岗作业。开工前进行详细的安全技术交底，并组织全体施工人员进行认真学习讨论。

5结语

边坡治理是一个综合的系统工程，该文结合工程特点提出了合理的治理方案，并给出了施工流程和安全保障措施，边坡治理后至今效果很好，对类似工程有借鉴和指导作用。

参考文献

[1]王建国，高全臣，常庆，等. 高陡边坡削帮减载技术优化[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2015，34（4）： 442-446.

[2]杨波，李强，孙姿.安图矿山边坡治理方案改进设计施工工艺与技术措施[J].吉林地质，2014，33（4）：120-124.

谈冲沟回填的边坡治理设计 篇6

竹山县上庸镇鳌鱼沟填土边坡沿冲沟回填形成, 呈上宽下窄倒三角形, 坡面高42 m, 长110 m, 坡面面积约5 000 m2, 介质组合类型为素填土, 回填近三年, 土层性质不均匀, 主要由碎石及粘性土组成, 碎石为千枚岩、灰岩及砂岩。边坡现有坡面可分为上下两级, 上级坡坡高约20 m, 坡比约为1∶1.5, 坡面表层经碾压处理;下级坡坡高约23 m, 坡比约为1∶3.5, 坡面有浆砌挡墙及片石护坡。邻近居民房屋基础在水库蓄水后不均匀沉降有加大的可能。

该边坡安全性等级为二级, 该边坡目前处于基本稳定状态, 但稳定性系数低于规范要求的1.25。在考虑自重+附加荷载+水库由正常水位355 m突降至330 m下, 该边坡处于不稳定状态, 会产生滑动破坏。

2 填土边坡稳定性分析

岸坡稳定性计算采用圆弧滑动法, 边坡土体抗剪强度按总应力强度指标c=9.6 k Pa、内摩擦角=28°取值。

在自重+附加荷载工况下, 填土边坡的稳定系数为1.23;在自重+附加荷载+水库正常水位355 m+暴雨工况下, 稳定系数最低为1.19;以上两种工况下边坡都基本稳定, 但稳定性系数低于规范要求的1.25可能破坏区域在5 m深度范围内。

在自重+附加荷载+水库由正常水位355 m突降至330 m+暴雨工况下, 稳定系数最低为0.92, 边坡处于不稳定状态, 有产生滑动破坏可能, 破坏范围主要集中在上级坡土体内部, 危险滑动面最大深度约16 m, 16 m~50 m范围内土体基本稳定但稳定性系数低于1.25。

3 边坡加固工程初步设计

3.1 边坡加固方案的选取

该边坡的最危险滑动面位于边坡上半部, 最大深度约11 m, 而边坡下半部分坡度较缓, 稳定系数较高。基于这一情况, 加固处理部位主要是在上级边坡。

此类边坡在进行加固处理时可采取的方案有:1) 削坡/填方放缓坡度;2) 重力式/拱坝式挡墙;3) 抗滑桩;4) 格构锚支护。格构锚支护是采用格构锚支护+植草施工对边坡扰动较小, 可以满足对边坡加固的稳定性要求, 并且在一定程度上可以美化边坡区域的环境, 有利于当地的旅游资源开发。因此本次边坡加固拟采取格构锚支护+混凝土预制块护坡的方式。

由于所要处理的为上级岸坡, 不适合采用抛石护坡脚的形式;采用混凝土预制块护坡可以有效地减少岸坡的土体流失。因此对于上级坡体的水下部分在采用了格构锚支护的基础上加混凝土预制块护坡。

3.2 边坡加固工程方案

1) 设计参数选取。

边坡土体:饱和容重γ=20.1 k N/m3;内摩擦角=28°;粘聚力c=9.6 k Pa。

2) 工程设计方案。

本次设计采用锚杆+现浇混凝土格构护坡+排水沟+混凝土预制块护坡+监测。

a.排水沟。坡顶设截水沟, 截水沟顺地形设置, 双向排流, 排水沟沿填土边坡边缘将水引排至水库。截水沟采用M7.5浆砌块石结构。截水沟设计厚20 cm, 过水断面为60 cm×30 cm×30 cm (上宽×下宽×高) 的梯形断面, 底板顺地形设置, 基础置底部土体夯实, 每间隔6 m设一道伸缩沉降缝, 缝间采取橡皮止水。

b.格构锚杆+植草+混凝土预制块。根据现场工程地质条件及施工条件, 采用天正软件对该边坡加固设计。

加固处理后边坡最低稳定性系数为1.28, 满足规范要求。

4 边坡监测工程设计

采用地表位移监测、土体深部水平位移监测和群测群防为主要手段。安排指定人员定期、不定期查看切坡地表变形迹象。重点对周边建筑物、坡度较大的切坡进行巡视, 同时在遇到较大降雨时应及时进行现场巡视检查。。

4.1 边坡周边沉降及位移监测点

边坡周边沉降和水平位移监测点布置在坡顶。测点间距15 m~20 m;边坡土体深层水平位移监测孔设置于土体钻孔中, 以对深层土体在该处的水平位移进行监测。测斜孔深度为12.0 m~35 m。

4.2 现场巡视检查及监测频率

坡顶有无裂缝、变形;坡面是否有开裂、崩塌、滑动、隆起等异常现象。检查方法一般用眼看、手摸、耳听、脚踩等, 并辅以各种锤、钎、钢卷尺、放大镜、石蕊试纸等简单工具。必要时可采用录像, 摄影等方法进行。

在进行边坡加固支护施工之前每月观测一次;边坡加固支护施工期间每3 d观测一次至施工完成;当边坡沉降/水平位移变形速率达到2 mm/d时, 需24 h跟踪监测。

5 居民房地基加固处理方案设计

5.1 注浆方案

根据该场地已有工程地质勘察资料进行加固方案的设计, 确定采用静压注浆法加固地基基础。其目的是将基础以下一定深度的填土层劈裂注浆充填挤密固结, 提高其承载力及刚度;同时对深部填土体中的空洞进行注浆充填, 以减少地基土的孔隙度, 降低土体自重固结沉降。另外, 为加强填土体与原始坡面之间的抗剪强度, 注浆孔需钻至原始坡面土层3 m以下, 在注浆完成后, 将30 mm注浆钢管保留在孔中形成微型钢管桩。

5.2 注浆孔布置

根据场地土工程地质特征, 建筑物特点及现场环境, 参照《既有建筑地基基础加固技术规范》沿拟加固建筑两侧各布置三排注浆孔, 第一排注浆孔为垂直孔及75°斜孔, 孔径90 mm, 孔口距房屋外墙边500 mm, 孔距1 500 mm, 主要起加强条形基础以下土体及围幕作用, 均进入原始坡面3.0 m;第二排为45°斜孔, 孔径100 mm, 孔口距房屋外墙边1 250 mm, 孔深11.0 m, 主要起加强条形基础以下土体作用;第三排孔为12°斜孔, 布设于房屋南侧, 沿房屋圈梁下砖砌部位钻入, 孔径90 mm, 孔深8.0 m, 孔距1 500 mm, 主要起加强房屋内墙基础以下土体作用。

5.3 注浆材料

注浆主要材料为42.5R等级水泥, 加适量速凝剂 (氯化钙及水玻璃) , 水泥浆液水灰比为0.8~1∶1, 浆液初凝时间为5 min~20 min。

5.4 注浆工艺

注浆孔孔径为90 mm, 中间插入注浆钢管, 上部采用速凝水泥封孔, 封孔深度0.5 m, 封孔完36 h后注浆。注浆终止条件为压力达到0.25 MPa或外围冒浆。

注浆施工按照垂直孔→75°孔→45°孔→12°孔的顺序进行。每排注浆孔施工均按照跳孔间隔注浆的方法进行, 钻孔过程中遇障碍物时可根据现场情况对位置及孔深进行调整。垂直孔注浆压力0.5 MPa~1.0 MPa, 45°孔注浆压力0.25 MPa~0.35 MPa, 12°孔注浆压力0.2 MPa~0.25 MPa。

注浆主要材料为42.5R等级水泥, 加适量速凝剂 (氯化钙及玻璃水) , 水泥浆液水灰比为 (0.8~1.0) ∶1。注浆孔孔径100 mm, 上部0.5 m采用速凝水泥封孔。注浆终止条件为压力达到指定压力或外围地面冒浆, 浆液初凝时间宜为5 min~20 min。

进行注浆施工的同时应对房屋上部结构进行沉降观测和裂缝监测, 观测施工房屋结构是否有沉降、上浮或倾斜产生;观测房屋结构原有裂缝是否有变化。注浆施工完成后, 在房屋四周沿基础边线取芯或采用动力触探检测, 检查注浆效果。地基注浆加固前, 应通过试验以调整钻孔角度、灌浆段长度、灌浆孔距、灌浆压力等有关技术参数。

5.5 施工监测

在该区域所有房屋四角布设沉降观测点, 进行注浆施工的同时进行沉降观测和裂缝监测, 观测施工房屋结构是否有沉降、上浮或倾斜产生;观测房屋结构原有裂缝是否有变化。

6 结语

本次设计贯彻了安全、合理、经济的设计原则, 且在保证安全和正常使用的前提下, 施工方便、对环境影响小。经过后期的观察与比较, 结构稳定, 经济可靠, 对类似的工程具有一定的借鉴意义。

对边坡稳定性评价是一项复杂的研究过程, 很多问题还尚需解决, 本文稳定性分析及边坡治理方案已应用于工程实践并得到较好的证实, 但仍有很多问题值得进一步的思考和探索。

参考文献

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湿陷性黄土边坡治理设计与施工 篇7

1 工程概况

兰州市某高校住宅小区位于一天然边坡下, 坡最高处约22 m。为防止地质灾害, 考虑边坡的永久性安全和美化环境, 拟对边坡进行加固处理。根据边坡的高度及破坏后果, 确定边坡安全等级为一级。

2 边坡现状

2.1 场地地形与区域地质构造

该边坡位于黄河南岸Ⅲ级阶地前缘斜坡部位, 地势相对较高, 经地质调查此边坡为黄土天然状态下孔隙比较大, 坚硬状态、压缩性中等强度中等黄土, 具有较强烈的湿陷性。原始地形为30°左右陡坡, 边坡上下海拔高度分别为1 595 m, 1 624 m左右, 该场地在勘察时未发现厂区断裂通过, 但存在构造方向的次一级断裂。

2.2 不良现象

不良现象位于抗震不利地段, 有滑坡现象。

3 治理方案

3.1 治理方法

根据地形、地质及周边环境, 采用挂网喷锚、压力、灌浆、预应力锚杆外加格构梁等措施对该边坡进行加固处理, 如图1所示。

3.2 设计参数

黄土粘聚力C=10 kPa;内摩擦角φ=20°;土体极限摩阻力f=50 kPa;重度γ=16.8 kN/m3。

边坡分两级设计, 第一级坡角80°, 第二级坡角55°。

3.3 设计原则

第一级底部设置ϕ800 mm, 深3 000 mm, 间距2 600 mm的短桩, 沿边坡设置钢筋混凝土格构框架, 格构框架内挂网喷射混凝土护面。第二级挡墙除采用格构框架外, 格构内放置绿色植被网, 维持天然土, 让其织染生长草已达到生态护坡和美化环境的目的, 并在二级挡墙加钢筋混凝土顶板。

采用预应力钢筋对边坡进行支护加固 (如图2所示) , 选用HRB335, 18 mm, HRB400级, 28 mm和36 mm的钢筋, 锚具选用JLM-32锚具, 锚杆间距2 600 mm, 锚杆与水平夹角10°锚固段最大值10 m, 最小值3 m, 锚杆灌浆采用M25水泥砂浆, 设计预应力值为20 kN～100 kN, 预张拉力为设计预应力值的1.05倍～1.1倍。锚杆的张拉及锁定值按GB 50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范执行。

4 施工方法

由于边坡陡高加固施工难度较大, 在施工过程中要防止土体突然滑坡、坍塌事故发生。

4.1 人工清除边坡上的浮土及杂草

按照设计要求进行削坡处理使边坡的坡角满足设计要求。

4.2 钻孔

土层锚杆钻孔工艺直接影响土层锚杆的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本。

依据施工设计图进行测量放样定出孔位, 做出标记。钻机就位后, 保持平稳, 导杆或立轴与钻杆倾角一致, 并在同一轴线上。在钻进过程中, 应合理掌握钻进参数, 严格控制钻孔速度, 防止钻孔扭曲和变径等孔内事故。

4.3 锚杆制作与安放

按照设计图纸要求制作锚杆, 并用粘结或绑扎方式在锚杆上安置定位支架, 以保证锚杆处于钻孔中心。安放杆体时, 应防止杆体扭曲、压弯, 注浆管宜随锚杆一同放入孔内。

4.4 灌浆

锚杆施工技术的关键是二次注浆, 土锚的关键是锚固段与土体的摩擦力, 其值与锚固段和周围土体的挤密、粘结度有关。用通常的一次注浆工艺, 其承载力较低;如果在水泥砂浆初凝状态时再在其底部注入水泥浆, 使水泥浆挤入土体, 能增加土体对锚固段的法向应力, 从而较大地提高土锚的承载力, 二次注浆其承载力一般为一次注浆时的2倍, 而且徐变会大大减少。锚杆注浆时, 采用底部注浆法, 即用注浆导管将水泥浆送到底部, 边注浆边抽, 直至口部流浆后, 浆口部封堵、加压。注浆压力为0.4 MPa～0.6 MPa, 锚杆返浆后即可停止注浆。水灰比控制在0.45～0.5范围内。施工中应做好注浆记录。

4.5 预应力锚杆张拉

混凝土台座及锚固段水泥浆强度达到设计要求值80%时, 进行预应力锚杆张拉锚固。

4.6 防腐处理

外锚头锚具经除锈、涂防腐漆三度后采用钢筋网罩, 埋入现浇混凝土, 保护层厚度不小于50 mm;自由段采用优质聚氯乙烯塑料套管防腐, 套管两端长度100 mm内填黄油防腐, 外绕扎工程胶布固定, 一端与锚具相连, 另外一端进入锚固段。

4.7 挂网喷射混凝土

采用干式喷射法, 施工时, 墙面应先喷水湿润, 喷枪垂直于墙面, 每次喷射厚度不得大于50 mm。采用逆向施工法, 从上到下均匀喷射。

4.8 防水、排水措施

第一级挡墙底部设计排水沟, 坡面以上区域雨水经排水沟疏排。

第二级挡墙坡面应设置排水孔, 排水孔间距2 m～6 m, 向外倾坡5%, 内埋500 mm PVC管, 外露100 mm。

5 结语

利用预应力锚杆在边坡加固中应用, 有利于减少边坡开挖和弃方量, 减少用地面积从而减少对周边环境的破坏, 同时和传统挡土墙相比节省费用, 施工方便, 美化环境。

参考文献

[1]GB 50021-2001, 岩土工程勘察规范[S].

[2]GB 50330-2002, 建筑边坡工程技术规范[S].

[3]GB 50011-2001, 建筑抗震设计规范[S].

[4]宋昊.湿陷性黄土地基处理浅谈[J].山西建筑, 2008, 34 (33) :112-113.

关于高填土的边坡治理设计说明 篇8

关键词：高填土,边坡治理,片石挡墙,扶壁式挡墙

1 工程概况

山西阳曲燃气热电联产工程为2台F级燃机组成的燃气—蒸汽联合循环热电联产机组, 厂址位于阳曲县境内。

拟建场地所处地貌单元为黄土低山丘陵区黄土斜坡地貌。厂区地势总体上较平缓, 中部略高于东、西侧, 由于场地由原电厂老厂区南部和厂区西部的煤矸石堆组成, 两处场地间的局部地段为黄土冲沟, 沟谷深30 m左右 (相应最低标高914 m左右) , 整体上地面标高一般945.0 m~947.0 m。

该场地西侧原为煤矸石堆积边坡, 自燃现象严重, 灭火加固时, 在煤矸石边坡周围采用分层碾压素土封闭矸石山, 回填方量约11万m3, 在该场地北侧形成了高约29 m的人工高边坡。坡底现分布有杏沟村居民住宅区, 窑洞和临建。为了坡下人员安全和环保特殊要求, 需对该高填土边坡进行勘察和支护治理设计。

该地段所处地貌单元为黄土低山丘陵区黄土斜坡地貌。地势总体上较平缓, 中部略高于东、西两侧, 场区西南部场地由煤矸石堆积组成, 该地段与东山电厂现厂址之间地段为黄土冲沟, 沟谷深30 m左右 (相应最低标高914 m左右) , 沟顶部地面标高945.0 m~947.0 m。

该人工高填土边坡位于黄土冲沟内, 呈“U”形, 冲沟走向为东南—西北, 其西侧为低矮的黄土梁, 北侧为东山矿储煤场场地。

阳曲县地处山西省中部太原盆地北端, 属北暖温带重半干旱气候, 季风环流交替明显, 冬半年 (11月~次年3月) 受西伯利亚冷空气控制, 盛行偏北气流, 寒冷、干燥;夏半年 (4月~10月) 受南来的太平洋副热带高压侵入, 盛行偏南气流, 温高湿重。气候年际变化大, 境内多雨年雨量曾达749 mm, 少雨年仅有180 mm。无霜期最长年份202 d, 最短年份仅117 d。气温年平均7.8℃~10.3℃, 最热年可达9℃~11℃, 最冷年只有7℃~9℃。全年主导风向为偏北风, 冬季多西北风。

每年7月~8月是降水高峰期, 降水量占全年总量的60%以上。年平均降水量459.5 mm, 日最大降水量183.5 mm, 年平均蒸发量约800 mm。最大冻深77 cm。

2 高填土边坡现状调查

该高填土边坡第二次回填时间为2014年3月底~7月中旬, 施工时经机械简单碾压, 填料包括粉土、粉质粘土、部分建筑垃圾和矸石等, 形成了边坡顶部宽度约110 m, 底部宽65 m, 坡高为27 m~44 m, 边坡坡度为1∶1.5左右。坡面为自然堆积, 靠近坡面部位极为松散, 可见块石、建筑垃圾等。坡底西侧有一排民居窑洞, 西北侧有临时住房。

3 边坡地层情况

在该边坡范围内, 垂直于边坡方向布置了4条勘探线, 通过野外钻探, 查明了该边坡范围地层分布情况, 坡顶处的钻孔揭露地层为人工填土、第四纪更新世地层及沉积岩;坡底处的探井揭露地层主要为第四纪上更新世地层。

(1) -1层杂填土 (Q4ml) :为新近填土, 褐黄色、杂色, 主要成分以粉土、风化泥岩块、煤矸石及建筑垃圾等, 组成成分极不均匀, 局部为素填土, 局部为含煤矸石及建筑垃圾的杂填土, 堆积时间约4个月, 简单机械碾压过, 稍密, 稍湿, 局部有漏浆现象, 层厚8.0 m~30.0 m。

(1) -2层杂填土 (Q4ml) :褐黄色、杂色, 主要成分以粉土、风化泥岩块、煤矸石及建筑垃圾等, 组成成分极不均匀, 局部为素填土, 局部为含煤矸石及建筑垃圾的杂填土, 堆积时间约5年。

(2) 层粉土 (Q3pl) :棕黄~黄褐色, 稍密~中密, 稍湿, 见孔隙, 含少量钙质结核, 土质较均匀。揭露的最大厚度6.0 m, 为轻微非自重湿陷性场地, 层底标高911.0 m~922.0 m。

(3) 层粉质粘土 (Q2pl) :黄棕色~棕红色, 可塑~硬塑, 稍湿~湿, 偶见砾石, 含零星姜解石, 无湿陷。

(4) 泥岩 (P) :褐黄~紫红色, 砂质泥岩, 强风化状, 岩芯呈短柱状, 较破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ级。

3.1 地下水

场区内钻孔未揭露地下水, 但大气降水、场地排水的畅通情况对“填土边坡的稳定性”影响较大, 应引起设计人员的重视。

3.2 土体的抗剪强度

对填土边坡内采取的土样 (粉土和粉质粘土) 进行直剪试验得出, 其抗剪强度参数离散性较大, 取其最小平均值为c=22.5, φ=20.0°。

鉴于该高填土边坡物质组成极不均匀, 主要成分有粉土、粉质粘土、碎石、建筑垃圾等, 虽经机械简单碾压, 但压实系数难以保证, 边坡现状坡度约为34°, 根据坡体自然稳定状态, 取安全系数为1.0, 通过软件反算得出天然状态下抗剪强度指标为c=10, φ=28°。饱和状态下进行折减75%计算, 故根据经验和反演计算综合进行取值, 抗剪强度指标取值见表1。

4 高填土边坡稳定性分析

4.1 边坡工程安全等级

该高填土边坡高度约27 m~33 m, 高度大于15 m, 属于土质边坡;坡底有民房, 窑洞, 破坏后果很严重, 根据GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范表3.2.1及表5.3.1确定, 该高填土边坡安全等级定为一级, 且属永久性边坡, 边坡稳定安全系数取1.30验算。

4.2 边坡稳定性计算

理正软件计算:

根据地质剖面建立边坡的二维模型, 采用理正软件进行模拟计算, 分别计算了两种工况:工况一自然状态 (仅考虑岩土体自重) ;工况二暴雨状态 (考虑岩土体饱和) 。两种工况均考虑地震作用。

稳定性计算结果表明:高填土边坡在自然状态下, 安全系数为1.190, 小于规范要求的安全系数1.30, 边坡处于极限平衡状态;在暴雨状态下, 土体达到饱和, 抗剪强度降低的情况下, 其安全系数为0.836, 边坡处于失稳状态。

5 治理方案

5.1 设计原则和思路

建议首先完善坡顶、坡面、坡脚等处防、排水系统, 防止大气降水冲刷边坡、灌入边坡体内或软化坡脚。同时边坡剪应力增量主要集中在坡脚处, 变形主要集中在坡脚至边坡高度一半处, 应针对边坡的这些薄弱部位进行加强处理, 这也符合边坡治理设计中遵循的“强腰固脚”原则。

本次设计思路为坡面采用错台放坡处理, 坡率为1∶1.50, 坡脚处设置桩板挡墙及扶壁式挡墙等刚性结构对坡脚进行加强处理。坡面防护采用空心砖铺设护面, 空心砖内植草绿化。

5.2 设计方案

根据地形图, 根据边坡高度的变化, 在坡脚处采用桩板挡墙和扶壁式挡墙进行“固脚”设计, 坡面采用1∶1.5坡率放坡, 中间设置平台。

第一平台标高923.00 m, 第二平台标高931.00 m, 第三平台标高937.0 m, 坡顶标高944.0 m, 平台宽度5 m~3.0 m。

1) AB段抗滑桩设计。

桩板挡墙设计段为AB段, 该段长度约16.0 m, 坡底标高为912.0 m, 第一平台高度为923.0 m, 相差11.0 m, 该段采用1.0 m×1.5 m方桩, 间距2.5 m, 桩顶设置冠梁。抗滑桩悬臂11.0 m, 嵌岩段约11.0 m, 桩身悬臂段设计两道预应力锚索, 锚索长度30.0 m, 桩与桩之间设计混凝土板支挡。

2) BC段扶壁式挡墙设计。

该地段坡底标高为917.0 m, 距离第一平台 (923.0 m) 高差为6.0 m, 该段设计采用扶壁式挡墙, 长度约46.0 m, 高度为6.0 m。该段地基土为粉土, 承载力较低, 故扶壁式挡墙底板基础采用桩基处理, 设计2排桩, 三角形布置, 桩径1.2 m, 横向间距4.0 m, 排间距3.0 m, 桩长以桩端进入基岩不少于4.0 m为控制原则。

3) CD段抗滑桩设计。

该段位于场地西北侧黄土梁附近, 填土边坡底距离窑洞不足12.0 m, 为了保护黄土梁西北方向的老百姓黄土窑洞的稳定, 该段设计2排抗滑桩处理, 桩径1.2 m, 间距2.5 m, 桩顶采用冠梁连接, 每两根抗滑桩进行连接组成“门式”结构共同抵抗填土边坡对黄土梁产生的主动土压力, 以保护窑洞的安全使用。

4) DE段片石挡墙设计。

对DE段采用浆砌片石挡土墙, 挡墙总高度3.0 m, 砌体材料采用耐风化且新鲜的砂岩、灰岩, 其强度为MU30, 砌体水泥砂浆标号为M7.5。片石砌体灰缝均设凸缝, 每15 m设一道伸缩缝, 变形缝宽度20 mm, 内塞沥青木板。在墙体上设PVC (直径100 mm) 泄水孔。泄水孔的水平间距2.0 m, 竖向间距1.0 m。

5) 坡面防护设计。

本次设计坡面防护响应绿色环保边坡设计原则, 坡面坡率为1∶1.50, 坡面首先进行整平、压实后, 整个坡面均采用空心砖铺设, 并在空心砖内植草绿化, 平台处采用浆砌片石护面, 并在平台上植树绿化。

6) 防、排水设计。

本次设计边坡顶部、平台处均设有截水沟, 采用素混凝土材料, 截面尺寸500 mm×450 mm, 坡底采用片石截水沟, 截水沟断面为1 200 mm×850 mm。局部地段设置钢筋混凝土跌水沟。

总之, 保证坡外大气降水不流进边坡体内, 保证坡面有序排水。

5.3 设计后边坡稳定性计算

坡面分级验算:

按设计坡率1∶1.5放坡、错台后, 对每一级坡面进行检算, 然后对扶壁式挡墙施工临时形成的坡面及扶壁式挡墙进行了整体验算, 其抗滑移、抗倾覆验算均满足设计要求。

6 施工管理

边坡治理工程的施工不同于一般工程的施工, 有其特殊性和突发性, 在施工工艺、施工顺序等环节安排不当, 就可能导致边坡滑塌、片帮等土体的失稳, 极易造成人员伤亡事故。因此, 该边坡的施工要具有更详细、更严密的施工组织设计, 更严格的施工措施和科学的施工方法。该边坡治理工程施工要求如下:

1) 贯彻“动态设计、信息化施工”原则。

应掌握施工现场的地质情况、施工情况和变形情况、应力监测的反馈信息, 必要时对设计做校核、修改和补充。

2) 施工变形监测。

边坡治理施工阶段应对施工段的坡体加强监测变形观测, 并对支护结构进行变形监测。

坡顶或坡面的位移观测主要是为了了解坡体地表水平位移和沉降情况, 应用设置地面观测网的方法进行监测。根据有关规范和本边坡的安全设防要求, 本边坡的变形监测等级应选定为二级, 控制网的布设按JGJ 8-2007建筑变形测量规程第三、四章确定, 监测内容应包括施工过程中边坡坡面水平位移和竖向位移;竣工后一个自然年边坡坡面水平位移和竖向位移。

应根据JGJ 8-2007建筑变形测量规程中的有关规定选择测量仪器及施测方法。水平位移采用精度不低于DJ2经纬仪的设备观测, 竖向位移采用不低于DS1级水准仪进行观测。

根据实际测量数据对边坡工程作出险情预报, 本边坡工程变形报警值如下:累计边坡水平位移大于50 mm (或大于边坡高度0.2%) , 或连续3 d水平位移速率达到2 mm/d;竖向位移达到50 mm, 连续3 d沉降速率达到1 mm/d。

位移观测工作结束后及时整理和检查外业观测数据, 并提供水平位移成果表、垂直位移成果表、位移速率、时间、位移量曲线;并分析对边坡稳定性的技术影响。

3) 完善的施工组织设计。

施工之前应充分了解边坡的性质、规模、状态及设计图纸, 根据现场实际情况编制详细的施工组织设计, 尤其是雨季施工, 以确保施工期间边坡的稳定性。

4) 施工顺序和方法。

边坡坡面施工顺序为从上至下分级进行。上一个坡面施工完再进行下一个坡面的施工。

AB段抗滑桩的施工应优先进行, 采用人工方式成孔, 做好护壁等安全措施。成孔后立即灌注, 及时增加支撑力。

施工到坡底三级平台时, 首先应开挖扶壁式挡墙施工场地, 并且保证临时边坡的稳定性, 在进行桩基础和扶壁式挡墙的施工完毕后, 按设计回填至边坡高度。

最后再做防排水设施, 修砌坡顶、平台、坡脚等截水沟。

参考文献

[1]王瑞刚.降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析[J].中国公路学报, 2009 (13) :76-78.

[2]张从明.公路边坡治理措施及安全评价方法[M].北京:人民交通出版社, 2009.

[3]JGJ 106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].

[4]交通部公路科学研究所.天津—塘沽地区软土的公路工程特性及硬壳层的利用 (研究报告) [R].1985.

[5]龚晓南.复合地基[M].杭州:浙江大学出版社, 1992.

[6]张剑锋, 童祤湘.岩土工程勘察设计手册[M].北京:水利电力出版社, 1992.

高边坡治理设计 篇9

该边坡地质灾害工程位于深圳宝安区松岗街道燕罗路西侧, 松岗富士康科技集团对面, 交通便利。根据勘察范围, 自北向南把边坡分为A, B两段, 其中, 心坐标 (深圳坐标) 分别为X=47 383, Y=94 214;X=47 072, Y=94 247.

2 施工场区的地质条件

2.1 场区水文条件

场地地下水主要为基岩裂隙水, 主要赋存于强风化、中风化粉砂岩的风化裂隙中, 呈网络状和脉状分布, 属中等含水性、中等透水性地层, 水量较小。场区内地下水以大气降水作为主要补给来源, 以蒸发及渗透为排泄方式。钻探期间, 测得稳定地下水位埋深为1.20~1.30 m, 标高为4.32~5.13 m, 雨季地下水位将会上升。

2.2 场区的地形、地貌

该边坡所处场地原始地形地貌为台地, 为修建市政道路人工开挖所形成的高、陡岩质边坡。A段边坡长约135 m, 坡高10~43 m, 坡度40°~60°;B段边坡长约167 m, 坡高3~29 m, 坡度40°~60°。边坡走向南北, 倾向西, 近似直线型展布。

2.3 场区的地质构造

根据现场调查、钻探揭露及室内土工试验, 发现场地内地层有杂填土层 (Qml) , 下伏基岩为侏罗系下统桥源组的粉砂岩 (J1qy) , 现将场地内各岩土层主要岩性特征自上而下描述如下: (1) 人工杂填土层 (Qml) , 呈灰黄、土黄色, 为坡脚修建道路近期堆填而成, 主要成分为含碎石黏性土、不均匀含碎石及建筑砼块 (26%~32%) , 稍湿, 松散状态, 未固结。在ZK2、ZK4、ZK7、ZK9、ZK12、ZK14、ZK16、ZK22、ZK24、ZK28、ZK30号钻孔揭露该层, 揭露层厚0.30~1.50 m, 分布于整个边坡的坡脚地段。 (2) 侏罗系下统桥源组基岩 (J1qy) 。场地内下伏基岩为侏罗系下统桥源组粉砂岩, 细粒结构、中厚层构造。

3 基坑边坡支护设计

3.1 治理工程设计总思路

目前考虑采用“局部削方减载+冲孔灌注桩+锚拉格构+系统锚杆+排水绿化”的模式来施工。

3.2 治理工程设计

以新修道路边界为边坡坡脚线, 在边坡坡脚线处设置抗滑桩进行加固。桩为冲孔灌注桩, 截面尺寸D=2 000 mm, 桩的中心间距4 m, 桩总长11 m, 其中, 地面以上高度3 m, 地下埋深8 m;桩与桩之间采用挡土板进行连接, 挡土板厚300 mm, 宽600 mm, 分块搭接。为了有效地排泄进入滑坡体的地表水和地下水, 抗滑桩背侧按设定坡率回填透水性较强的填料, 并设置500 mm厚砂砾反滤层, 反滤层外包透水无纺土工布, 通过挡土板安装缝将地下水排至桩板墙以外。此外, 在抗滑桩顶部以下2 m处设置一根4×7φ5锚索, 长10 m, 自由段长5 m, 入射角度为20°。

以桩顶为起点, 下级边坡设置锚拉格构进行加固。清除坡面松动或悬空岩土体, 边坡设置5排锚杆, 长度为9 m。所有锚杆间距3 000 mm (垂直) ×3 000 mm (水平) , 锚筋直径φ32 mm, 入射角度为20°。此外, 在边坡局部稳定性较差的部分适当增加锚杆的数量。格构梁为“井”字型格构, 格构纵、横向主梁截面尺寸均为300 mm (宽) ×300 mm (厚) , 采用C25混凝土浇筑, 锚杆位于格构梁交点处, 格构间喷混草灌绿化。

清除坡面松动或悬空岩土体, 上级边坡设置系统锚杆。锚杆长度9 m, 间距6 000 mm (水平) ×3 000 mm (高差) , 梅花形布置, 锚筋直径φ32 mm。为了系统锚杆的整体稳定性, 相邻三四根锚杆间用横梁连接, 截面尺寸为500 mm (宽) ×400 mm (厚) 。对于岩面较完整处, 可减少锚杆布置, 对人工难以清除的大块危岩或裂隙发育的坡面, 需增设随机锚杆进行加固。如果岩体较破碎, 可根据现场进行调整, 具体长度以穿透破碎面为宜。坡面上部采用系统锚杆, 减少对边坡原始植被, 尤其是乔木的破坏, 保持边坡的原始生态。

边坡坡顶均修筑截水沟, 坡面修筑跌水沟。排水沟均采用毛石砌筑, 尺寸均为600 mm (宽) ×600 mm (高) 。截水沟与水沟汇水最终排至坡脚, 与公路排水系统衔接。

4 施工要求

4.1 土方开挖施工要求

要求将坡面现有滑动土体及松散浮土全部清除并符合设计坡率要求, 开挖至设计开挖面后应清除坡面凹凸不平土层。对于局部凹陷区, 应采用毛石或砂浆回填, 要求坡面尽量平整。土方开挖应采取自上而下、分段跳挖的逆作施工法, 并尽量缩短开挖时间和减少暴露面积, 及时进行支护结构施工, 并做好排水措施, 防止雨天积水侵蚀。

4.2 锚杆施工技术要求

锚杆锚筋制作时应先除锈, 按设计长度切割成段, 需要焊接的, 可采用双面搭接, 焊接长度不少于8d。为使锚筋在锚孔中居中, 每隔1.5 m设一对中支架。注浆管管头用胶带封闭, 安设在对中支架的一侧, 用细铁丝绑扎, 管头用胶带封闭, 且管头比锚端少50~100 mm。

4.3 格构梁施工技术要求

格构梁施工技术要求主要有: (1) 在坡面上按图纸设计尺寸进行测量放样, 人工开挖沟槽并清理岩屑, 沟槽面喷素混凝土, 保持沟槽面平整。 (2) 格构制模。格构施工时, 需嵌入坡面约100 mm。 (3) 钢筋制安。钢筋铺设时, 要保证钢筋保护层厚度不小于30 mm, 钢筋搭接不小于35d, 箍筋采用φ8@200, 并根据需要预留适当钢筋挂钩供喷混植草挂网。 (4) 混凝土浇筑。采用C25混凝土, 浇捣时要保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象。

4.4 喷混植草施工技术要求

喷混植草即采用混凝土喷射机把基材与植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到边坡表面, 喷混植草的基本构造为钢丝网和基材混合物两个部分。

4.5 预应力锚索施工技术要求

预应力锚索施工技术要求主要有: (1) 孔位允许偏差为水平向100 mm, 垂直向50 mm, 预应力锚索钻孔采用机械成孔, 倾角必要时根据现场调整, 倾斜度允许偏差为3%, 孔深应超过设计长度0.5 m, 终孔后应认真清孔。 (2) 预应力锚索下料长度允许误差为100 mm, 安装前应认真清除锚索表面的油污和铁锈, 并进行防腐处理。 (3) 纯水泥浆采用普硅水泥 (42.5R) 拌制, 水灰比为0.45~0.50. (4) 锚筋采用4×7φ5钢铰线, 锚索倾角, 与水平夹角20°, 孔径为150 mm。 (5) 预应力锚索注浆管应与锚筋一起放入钻孔, 注浆管内端距孔底为50~100 mm, 二次注浆管的出浆孔和端头应密封, 保证一次注浆时的浆液不进入二次注浆管内。预应力锚索分两次注浆, 第一次注浆压力为0.4~0.6 MPa, 待孔口溢浆即停止注浆;第二次高压注浆压力为2.0~5.0 MPa。

4.6 冲孔灌注桩施工技术要求

冲孔灌注桩施工技术要求主要有: (1) 桩体施工过程中必须加强坡顶建筑的变形观测, 发现异常及时采取相应措施。 (2) 成孔设备就位后, 必须平整、稳固, 确保在成孔过程中不发生倾斜和偏移。 (3) 钻孔桩应按照从两侧往中部的施工顺序, 施工时应跳钻, 每隔3根桩开钻一根桩, 并应浇灌桩芯混凝土。终凝后, 相邻的桩才可以开钻。 (4) 桩位允许偏差为50 mm, 垂直度允许偏差度小于1%, 桩轴线允许偏差小于100 mm, 孔深不小于设计深度, 桩底沉渣不应大于200 mm。 (5) 钢筋笼主筋需要连接的, 宜采用搭接焊。钢筋笼的焊接在同一连接区段内的接头面积不应大于50%, 且应间隔布置。钢筋笼制作主筋间距允许偏差10 mm, 箍筋间距允许偏差20 mm, 钢筋笼直径允许偏差10 mm, 钢筋笼长度允许偏差100 mm, 并应符合有关要求。

5 结束语

综上所述, 在边坡地质灾害工程施工中, 设计的方案必须要科学、合理, 支护结构必须综合考虑边坡周边现场环境、水文地质及工程地质条件、工程技术、施工工艺要求等方面的因素。只有这样, 才能选择出合适的设计方案, 保证工程的施工质量。

摘要：以深圳松岗街道燕罗路西侧, 松岗富士康科技集团对面边坡工程为例, 对坡地质灾害治理工程施工设计进行了阐述, 为后续的边坡隐患治理提供了可靠的地质依据。

关键词：边坡地质工程,支护设计,地质构造,工程设计

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.GB 50007—2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

高边坡治理设计 篇10

关键词：瓮福磷矿；露天开采；长锚索加固

中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0104-02

贵州省瓮福磷矿的英坪矿段是一个大型的海相沉积磷块岩矿床。矿段位于高坪背斜东翼南段，岩层倾向东，呈单斜产出。矿段内岩层总体倾向东，倾角平均29°。从1990年起对英坪矿段B矿层采用露天开采。目前正回采0线～6线的2#采场，采场的最低标高是+1170m，西翼已经形成250m的层面边坡，其中上半部边坡坡度平均为32°。随着开采的进行，西翼下盘边坡裂缝越来越多，最大达250m左右。在滑坡体下采矿，安全性没法保障，因此，滑坡体的治理成为矿区研究的重点。

1 计算模型的建立

本次数值计算模型根据英坪矿段现状边坡状况及其边坡的岩体力学性能指标（如表1所示），提出了排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案。

2 边坡开挖后不支护结果分析

由图2至图5的计算结果得知，开挖后的边坡率比自然边坡角大，边坡稳定性变差，总位移主要在边坡的自然面；开挖后边坡上主要显现成压应力，然后开挖坡面与边坡的自然表面连通成拉应力区，边坡的最大主应力值变大，稳定性变差；开挖后边坡原始的应力平衡已经破坏，应力集中于边坡的坡脚处，此时，边坡的安全系数是1.39，边坡此时比较安全。

3 长锚索综合加固结果分析

采用排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案后的数值计算模型如图6所示，数值计算结果如图7至图9所示。

由位移图可知，边坡施工长锚索后总位移显著减少，位移量范围从-100～-40mm减少到-20～-10mm，位移带不影响整体稳定性。边坡面的最大位移从44.5mm减小到22mm。最大剪切应变增值从-3.42×10-4减小到了-2.28×10-4，边坡稳定性增加。

4 结语

从计算结果分析可知综合治理边坡的方案效果明显，然而长锚索的寿命有限。一般英坪矿段边坡治理先对泥土层进行削坡，在矿山的开采服务年限内，采用排土场削坡+毛石混凝土压+1260m+长锚索加固的综合治理方案，能够使矿段边坡的安全性得到保证。

参考文献

[1]孙树海.露天矿边坡稳定性的模糊综合评判[J].辽宁工程技术大学学报，2007，26（2）：177-179.

[2]林跃忠.三峡工程高边坡的稳定性分析[J].天津大学学报，2005，8（10）：936-940.

[3]钟登华.库岸滑坡体失稳三维动态模拟与分析研究[J].岩石力学与工程学报，2007，26（2）：361-367.

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[5]彭康，李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（8）：2417-2423.

[6]彭康，李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（11）：3452-3457.

作者简介：折文丰（1985—），男，陕西子长人，供职于贵州瓮福（集团）有限责任公司，工程硕士，研究方向：矿山设计。

高边坡治理设计 篇11

1.1 边坡稳定设计的目的

随着露天采矿事业的发展, 露天矿边坡稳定已逐渐形成为一门独立的综合学科。露天矿边坡稳定设计的目的在于, 为新开发的露天矿提出对生产期间有指导性的、比较精确的边坡角度, 它不仅是保障矿山安全生产的基础, 也是使矿山取得经济效果的重要因素。如只考虑生产安全, 可人为地将边坡角度放缓, 这是很容易作到的;但如果从经济角度考虑就会发现, 一个开采深度为300米的露天矿, 当其每邦的边坡角减缓1°时, 一般来讲每公里长度内约增加剥离量300~500万米3。如果不进行详细的边坡设计, 边坡角差3~5°不但容易发生, 而且也易于被人们忽视, 造成大的浪费。很明显, 露天矿边坡角的精确值, 将是影响矿山经济的主要变量之一。

1.2 边坡稳定设计工作的意义

近几年, 一些国家露天开采的比例增长较快, 边坡稳定的研究工作也得到相应发展, 人们不仅认识到它对保证安全生产的作用, 而且认识到它在经济上的重要意义。

所以, 边坡设计工作者的职责不仅要设计出保证矿山安全生产的边坡角, 同时又应使剥离量最小、维护费用最低、采矿收益最大。

2 露天煤矿边坡滑落的形式及我国露天煤矿边坡植定设计的现状

2.1 露天煤矿边坡滑落的形式

2.1.1 沿第四纪地层下界面滑落

这种滑坡的边坡岩层是第四纪地层底部的一层绿泥层, 其顶板为滑动面, 滑体为第四系的粘土砾石层。滑落原因是绿泥层遇水后力学强度降低。

2.1.2 沿不整合面滑落

滑落原因:上述软弱夹层全区发育, 产状又倾向露天坑, 这是一个主要条件。组成非工作帮的第四纪地层及第三纪地层 (泥质胶结) , 结构松散, 强度很低, 这是非工作帮产生滑动的地质基础。

2.1.3 沿岩层面滑落

弱层的粘土矿物成分主要是蒙脱石, 其特点是具有很强的吸水性, 遇水后具塑性, 强度大大降低, 这是滑落的主要原因。滑动时间多发生在3至5月融化期或7至10月的雨季。这证明大气降水、地面径流等侵入弱层是促进滑坡产生的最积极因素。

2.1.4 沿断层面滑落

断层面倾角陡, 光滑如镜面, 且倾向露天坑, 受雨水浸湿后降低抗滑能力, 是很好的滑面。采矿剥离工程切断坡脚, 破坏了平衡状态, 触发产生滑坡。

2.1.5 沿风化带 (面) 滑落

边坡岩层因风化作用形成强风化带。一号断层正从滑坡面西侧通过, 滑坡区处于断层破碎带附近, 加剧了岩层的破碎程度, 降低了岩体的稳定性。绿色页岩受池下水的浸润沿风化带 (面) 形成滑动面。

2.1.6 沿裂隙组合面滑落

滑落体为黄色强风化玄武岩。滑动面是北倾 (倾向露天坑) 的节理面, 沿走向延续约100米, 沿倾斜延续约50米。边坡浅部有冲积层含水层地下水渗入节理面, 沿该面产生滑落。

2.2 我国露天煤矿边坡植定设计的现状

我国露天煤矿的边坡稳定设计工作始于60年代初期, 20年来逐步形成了适合我国具体情况的设计方法和经验。但与国际水平相比还有一定的差距。

以往, 我们在设计新露天矿时, 主要是根据地质部门提供的工程地质报告及各种岩石物理力学试验等资料, 进行边坡稳定的设计工作。一般来说, 这些资料很难完全满足设计工作的需要。在设计时不可避免的要参考一些生产露天矿的经验数据 (如弱层及其它结构面的力学强度) , 触弥补资料的不足。

此外, 还存在手段落后, 以及重安全、轻经济等认识上的问题, 使边坡稳定设计的多方案经济比较受到了限制。近年来, 随着边坡设计技术的发展, 地质部门已开始重视和加强边坡勘探和岩石试验等工作, 这将有利于促进边坡稳定设计工作的开展。

3 露天煤矿边坡治理措施及加固设计

3.1 露天煤矿边坡治理措施

3.1.1 针对规模大、难以整治的滑坡, 采用绕避躲开的措施。

3.1.2 对于前缘失稳的牵引式滑坡, 整治的工程措施是在滑坡前缘修建石垛加载反压, 增加抗滑部分的土重, 使滑坡得到新的稳定平衡。

3.1.3 整治推移式滑坡, 应在滑坡体上部 (下滑区) 减重, 以减少下滑力, 达到稳定滑坡作用。

3.1.4 滑坡一般发生在雨季, 主要是雨水可以湿化坡体, 降低土体强

度, 润化滑面, 促使和加剧滑体滑动, 因此设立水沟对滑坡体的排水工程非常重要。

3.1.5 对一些中、深层滑坡, 在利用抗滑挡墙措施难以整治的情况下, 可以用抗滑桩, 这是整治滑坡比较有效的措施。

3.1.6 对浅层滑坡可采用重力式抗滑挡墙整治, 为增加墙身抗剪力, 可将基地做成倒坡。

3.1.7 利用锚杆 (索) 加固防滑措施, 即在滑坡体上设置若干排锚

(杆) 索, 锚固于滑动面以下的稳定地层中, 地面用梁或墩作反力装置给滑体施加一预应力来稳定滑坡。

3.1.8 综合治理的措施, 往往是将以上措施结合应用, 具有显著功效作用。

3.2 露天煤矿边坡加固的设计研究

3.2.1 边坡处理与加固的选择依据

露天煤矿初始开采期间, 在上盘边坡内出现破坏, 不稳定性的机理被理解为由于特别松软的岩块与局部不利的地质构造的方位相结合所致。因此露天煤矿边坡治理可分为两类: (1) 预防性的, 适合于先天不稳定的天然斜坡、切方边坡及山坡填土; (2) 对于现已不稳定即正在运动的斜坡, 或是已完全破坏的斜坡进行治理。在选择处理措施时, 首先要考虑边坡破坏的原因及条件, 并且应对破坏的危险性和风险性事前做出评估, 这些都是建立在斜坡预测与评价基础上的完成的。

3.2.2 边坡处理措施的选择

采取相应加固方法消除或减小灾害。在露天边坡破坏基本上可预防, 或破坏正在 (或已经) 发生并可处理的场合下, 采用加固手段消除或减小灾害的发生。对低-中等风险情况, 既可采取消除灾害的加固方法, 也可采取减小灾害的方法, 取决于经济比较;对高风险情况, 应消除灾害的发生。

避免高风险的灾害。在破坏基本上不能预测预防, 破坏可能具有灾难后果以及危害性特别高的场合下, 要保证避免沿斜坡或在坡底附近建设, 建筑设施、铁路和公路线等应选在较稳定的低危害区域。

接受破坏灾害。在灾害程度低至中等的场合, 或破坏虽可预测但考虑预防是不经济的露采边坡破坏, 属于可接受破坏。

3.2.3 露天矿内外排土场的稳定性是矿山设计中的一个重要组成部

分。排土场松散岩石物理力学指标的测定方法, 在国内目前还是空白, 设计时仍需借用国外资料。关于排土场稳定性的岩石试验方法、设备及计算方法等, 今后都需要进一步学习和掌握。

4 结束语

今后随着露天采矿工程建设规模的不断增大, 边坡高度的不断增高, 复杂性不断增大, 对边坡的处理技术要求也将越来越高。所以, 我们在边坡稳定性分析中, 应该综合应用各种分析方法, 充分利用不同方法的优点, 取长补短, 并且开采时必须遵循自然规律, 有计划有步骤地开采, 采煤和剥离要协调进行, 不能盲目地扩大生产或提高开采强度, 从而用边坡稳定性分析理论合理、准确地解决实际问题。

参考文献

[1]毛生海.考虑渗流作用的边坡稳定性分析[D].阜新:辽宁工程技术大学, 2004.[1]毛生海.考虑渗流作用的边坡稳定性分析[D].阜新:辽宁工程技术大学, 2004.