某工程边坡地质灾害治理设计报告

某工程边坡地质灾害治理优化设计（送审稿）二〇一四年三月某工程边坡地质灾害治理优化设计项目负责：方案编制：审核：总工程师：法人代表：二〇一四年三月目录1前言 (1)2工程概况 (2)2.1治理区地质环境条件 (2)2.2边坡现状及稳定性 (3)2.3原设计方案概述 (6)2.4项目实施现状 (7)3优化设计原因 (7)4优化设计方案 (8)4.1设计依据 (8)4.2优化设计范围及分区 (8)4.3优化设计方案 (8)4.4设计计算 (10)5治理工程施工 (17)5.1施工工序 (17)5.2施工要求 (18)5.3施工质量控制指标 (25)6说明 (28)附件：附件1 原设计审查意见附件2 锚索基本试验报告附件3 边坡稳定性及下滑力计算1、10-10剖面（III1′区）圆弧滑动法计算2、6-6剖面（III2′区）圆弧滑动法计算3、III2′区赤平投影分析4、10-10剖面（III1′区）加固后稳定性计算5、6-6剖面（III2′区）加固后稳定性计算1前言位于幕燕滨江风貌区内的达摩古洞为古金陵四十八景之一，承载着深厚的历史文化底蕴，已荒废多年。

为了打造高端旅游度假休闲区，恢复历史文化古迹，南京幕燕建设发展有限公司拟进行南京幕燕滨江风貌区达摩古洞景区项目的建设。

其中百变金身达摩像项目位于达摩古洞景区内的山间谷地中，谷地周边边坡原为采石宕口，现已废弃，由于前期开山采石，致使边坡高差较大，坡面陡立，形成三面陡崖环伺的地貌现状，且坡面节理裂隙发育，岩体受结构面切割及长期风化影响较为破碎，危岩摇摇欲坠，险象环生。

项目区严重的地质灾害隐患已影响百变金身达摩像项目的进展，且对后期游客的生命财产安全也造成严重威胁，鉴于此，南京幕燕建设发展有限公司拟对该边坡进行地质灾害治理，委托我院承担达摩古洞景区项目一期工程边坡地质灾害治理的设计工作。

受治理区地形条件、项目工期等因素影响，治理区未布置专项勘察工作，拟在项目施工阶段具备勘察施工条件后进行补充勘察。

按照委托单位要求，我院根据地形测量、区域地质资料分析、现场调查、水平钻孔勘察成果对该边坡进行初步治理设计，在施工阶段根据具体情况进行优化设计。

初步设计于2013年10月10日通过专家评审（见附件1），并作为项目施工招标依据。

根据现场踏勘结果，施工单位提出取消原设计方案中的III区削坡、留设平台，调整为坡形修整、清坡；锚杆钢筋改为预应力钢绞线等建议，为此，2013年12月14日委托单位组织专家对原方案进行了专题会议讨论。

目前该项目已进入前期施工阶段，完成部分削坡、坡顶截水沟、部分锚杆基本试验等工作。

我院根据论证会专家意见、锚杆基本试验、补充调查结果，对原设计进行了优化。

2工程概况2.1治理区地质环境条件治理区及周边地层分布见治理区地质环境图，地层走向北东东，层面产状300~310°∠75~80°。

地层岩性描述如下：震旦系上统灯影组(Z2dn)：岩性以浅灰—灰白色中厚层—厚层白云岩为主，夹少量碎屑白云岩、泥质白云岩。

寒武系下统幕府山组(∈1m)：岩性以灰白—灰色中薄层—厚层含燧石结核白云岩为主，夹少量白云质灰岩。

寒武系下统炮台山组（∈1p）：岩性以灰—灰黄色中—薄层含灰质白云岩、泥质白云岩为主，岩层经挤压局部呈挠曲状。

治理区位于幕府山复背斜南东翼，区内地质构造作用极其强烈。

主要发育北东东向的断层f1、f2及近东西向的断层f3。

由于强烈的地质构造作用，拟治理边坡坡体节理裂隙极其发育。

根据现场调查，治理区主坡面发育的主要节理裂隙统计如下：治理区节理裂隙统计表表2-12.2边坡现状及稳定性治理区边坡沿百变金身达摩像所坐落场地北、东、南三面蜿蜒呈凹弧状分布，边坡长度约125m，相对高差10~65m，边坡中部区段高差最大，向两侧逐渐降低。

坡面坡度较大，呈陡崖状，局部近似直立，甚至反倾。

坡面节理裂隙较为发育，岩体较为破碎，多处存在悬危石、探头石等危岩体(见照片2-1、2-2)。

因边坡开采后未进行有效的治理，坡面裸露，基本无植被发育，山顶原始坡面较为平缓，植被生长旺盛，治理区边坡周边无有效截排水系统，致使坡面汇水横流，对局部坡面已造成严重冲刷(见照片2-3)。

照片2-1 节理裂隙较为发育照片2-2 坡面危岩体照片2-3 坡面冲刷、溶蚀严重根据现场调查，治理区边坡目前尚未发现明显的整体滑动迹象，但坡面中部区段边坡曾发生崩塌地质灾害，受崩塌体牵连拉扯影响，周边大块岩体已发生较大变形，甚至与母岩脱离，存在较严重的崩塌地质灾害隐患(见照片2-4)。

照片2-4 坡面岩体崩塌2.3原设计方案概述原设计方案将治理区分为Ｉ区、II区和III区3个分区进行治理，其中主坡面两侧高度相对较小（小于30m）的区域分别作为I1区和I2；北段中间部分为较完整的灰岩，为斜交边坡，稳定性好，将其作为II区；其余达摩洞身周围的高陡坡段作为III区。

详细分区见设计图。

I区：设计按55°削坡降坡，削坡完成后进行挂网客土喷播。

坡脚切坡部分采用方形格构+锚杆支护，完成后喷浆护面。

II区：该区边坡岩体完整性好，且为斜交边坡，边坡处于稳定状态。

设计采用清坡的方法清除坡面个别危岩，消除崩塌地质灾害。

III区：Ⅲ区主要为达摩洞身后侧的山体，该区边坡总体特点是坡高壁陡，最大高度达65m，坡度一般在60°~ 85°。

根据地层分布及后期规划情况，将Ⅲ区分为三个亚区，即Ⅲ1区、Ⅲ2区和Ⅲ3区。

该区设计首先采用削坡的方法降低坡度，根据建筑景观设计的要求，边坡坡脚需向内推进（见设计图），沿推进后的坡脚线垂直削方，形成直立面。

其余坡面坡度设计为75°，为方便施工及后期边坡绿化，在85m标高处留设平台，平台宽度4m。

削坡降坡后，采用锚杆+格构对边坡进行加固，锚杆采用全粘结形，锚杆长度11~29m。

锚筋采用2~3根HRB335钢筋，直径25mm/32mm。

格构采用外露式布置，格构内布置植生袋，外侧用主动防护网进行加固防护。

对于拟建建筑背部山体则改用喷浆护面。

截排水系统：设计在坡顶布置截水沟，平台、坡面、坡脚均布置排水沟。

截（排）水沟采用M7.5水泥砂浆浆砌块石砌筑。

2.4项目实施现状目前该项目已进入前期施工阶段，完成部分清坡、坡顶截水沟、部分锚杆基本试验等工作。

3优化设计原因（1）由于拟治理边坡处于幕府山自然生态保护区内，原设计方案中的+85m平台设置、坡面削坡要求自上而下施工，而坡顶处于生态红线内，坡顶施工空间问题未能协调，因此平台设置及削坡难以实施。

（2）原设计方案III区锚杆为全粘结形，锚杆较长（11~29m），锚筋为2根或3根HRB335钢筋，施工需逐段焊接，花费时间，难以满足项目工期要求。

（3）原设计未进行专项勘察，设计计算所取参数仅为经验参数，项目施工后需根据锚杆基本试验结果重新进行设计计算。

4优化设计方案4.1设计依据（1）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）（2）《工程岩体分级标准》（GB50218-94）（3）《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219-2006）（4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）（5）《岩土锚杆（索）技术规程》（CESS 22：2005）（6）治理区锚杆基本试验结果（7）甲方提供的其它相关资料4.2优化设计范围及分区本次优化设计范围为原方案中的III区，包括III1区、III2区及III3区。

根据调整后的坡形修整情况，将III区重新分为III1′区、III2′区。

具体分区情况见设计图。

4.3优化设计方案根据项目施工实际存在的困难及专家论证意见，拟采用以下方案对III区边坡进行治理：采用静态爆破结合人工清坡对坡形进行修整，达到坡面平整度要求后，对边坡采用预应力锚索+框架梁方案加固。

根据设计计算，锚索长度及配筋见表4-1。

框架梁采用方形布置，考虑到边坡岩体较破碎及方便边坡后期绿化，框架梁间距不宜过大，设计为2.5m×2.5m，采用外露式布置。

框架梁截面350mm×350mm。

采用从上往下的顺序逐层施工框架梁和锚索，并在已施工完成的框架梁内布置植生袋，植生袋外侧布置主动防护网（GTC-65A型），达摩洞身后侧框架内采用锚喷护面，喷射C25细石混凝土，喷层内配置双层φ8@200mm×200mm钢筋网。

为保证边坡的整体稳定，在边坡中部设置腰梁，腰梁上设置排水沟。

另外，由于治理区位于景区，为防止坡顶落石伤及游人，在坡顶设置被动防护网（RX-075型）。

4.4.1 计算参数及计算方法确定由于强烈的地质构造作用，拟治理边坡坡体节理裂隙极其发育。

III1′区为断层f2、f3分布区，边坡岩体破碎，且溶蚀现象发育，部分坡体为溶洞充填物。

该区边坡属于较大规模的碎裂结构岩质边坡，根据《建筑边坡工程技术规范》等相关规范要求，可采用圆弧滑动法计算稳定性及下滑力。

岩体基本质量级别定为V级。

III2′区边坡岩体较III1′区略好，发育若干组结构面，根据该区边坡的特点，分析认为该区边坡可能存在两种破坏模式：一是沿着结构面的平面或楔形滑动；二是整体圆弧滑动。

按照两种破坏模式分别进行稳定性和下滑力计算，取较不利计算结果进行设计。

岩体基本质量级别定为ＩV级。

物理力学参数参照《工程岩体分级标准》等相关规范选取，具体见表4-2。

岩体与锚固体粘结强度根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》、《建筑边坡工程技术规范》方法并结合锚杆基本试验结果确定(见附件2)。

边坡岩体力学计算参数表4-21.边坡稳定性及剩余下滑力计算按照上述计算方法及确定的计算参数，分别选取III1′区的10-10′剖面、III2′区的6-6′剖面进行稳定性及剩余下滑力计算（具体计算见附件3）。

取边坡稳定安全系数为1.3计算滑坡推力。

2．预应力锚索计算 （1）10-10剖面滑坡推力F=下滑力×1.3-抗滑力= 14703×1.3- 15041=4073KN/m①确定单根锚索轴向拉力设计值()()sin tan cos at s El N n αβφαβ=+++⎡⎤⎣⎦式中 N t ——设计锚固力，KN ；E ——单位宽度滑坡下滑力，KN/m ；ϕ——滑动面内摩擦角，（°）；α——锚杆与滑动面相交处滑动面倾角，（°）；β——锚杆与水平面的夹角（锚固角），（°）。

l a ——锚杆垂直于滑动方向的间距，m ； n s ——锚杆沿滑动面方向的排数。

根据计算滑坡推力为4073KN/m ，滑动面内摩擦角26ϕ=︒，锚杆与滑动面相交处滑动面平均倾角52α=︒，锚杆与水平面的夹角15β=︒。

锚杆间距为2.5×2.5m ，坡面竖直方向共布置25道锚杆。

()()sin tan cos at sEl N n αβφαβ=+++⎡⎤⎣⎦=485KN②锚索钢绞线截面积02N ts yA f γξ≥式中 s A ——锚索钢筋截面积（m 2）；2ξ——锚筋抗拉力工作条件系数，永久性锚杆取0.69； 0γ——边坡工程重要系数取1.1；y f ——锚筋抗拉强度设计值（kPa ），采用15.2mm 的7丝钢绞线，取1260N/mm 2。