危岩体治理工程施工图设计.doc

甘肃省陇南市地震重灾区成县宋坪乡 阎王砭危岩体防治工程施工图设计甘肃地质工程有限责任公司二0一0年五月目 录1 序言11.1项目来源11.2工程概况11.3危岩体危害特征及危害程度11.4治理的必要性和紧迫性11.5初步设计方案21.6设计依据22地质环境条件32.1气象、水文32.2地形地貌32.3地层岩性32.4地质构造及地震32.5岩土体工程地质特征32.6水文地质条件43 危岩体特征及成因分析43.1危岩体边坡特征43.2危岩体特征63.3危岩体成因分析83.4危岩体崩落频率、规模及落石范围94危岩体稳定性评价及趋势预测94.1危岩体稳定性评价94.2危岩体发展趋势预测95危岩体治理工程设计105.1设计目标与原则105.2设计标准和基本参数105.3治理工程总体设计105.4分项治理工程设计116工程监测设计156.1 监测工程的目的与任务156.2 设计原则156.3 监测工程设计156.4 监测工程量166.5 安全警戒与预警机制167施工组织设计167.1施工条件167.2施工方法与工序167.3施工准备工作177.4施工工期178质量检验及施工技术要求188.1质量检验188.2施工技术要求188.3工程管理188.4施工监理198.5施工安全198.6施工过程中应注意的事项209工程验收2010 效益分析2110.1社会效益2110.2经济效益2110.3环境效益2111工程预算2111.1编制原则和依据2111.2基础单价分析计算2111.3建筑工程预算编制2211.4工程投资预算2211.5主要工程量及材料、工日数2211.6工程预算概况2211.7资金来源22附件1.甘肃省陇南市地震重灾区成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程施工图设计图册 2.甘肃省陇南市地震重灾区成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程施工图设计预算书1 序言1.1项目来源和工作范围甘肃省成县宋坪乡阎王砭斜坡体由于受前期公路工程建设（爆破开挖路堑）和2008年“5.12汶川”特大地震等内、外动力的综合作用，使之目前坡体上的悬空孤石和破碎岩体在大雨、暴雨期间多次发生崩落，造成该地段公路堵塞，并对临近铁矿区的工程设施、供电线路、通讯线路及过往车辆和行人构成威胁。根据陇南市发展和改革委员会、陇南市灾后恢复重建领导小组办公室关于灾后恢复重建中央基金项目前期工作计划（第四批）的通知（陇发改项200918号），成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程由中央财政补助，下拨治理资金320.0万元。受甘肃省成县国土资源局委托，甘肃地质工程有限责任公司承担对地震重灾区成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程施工图设计工作。2009年12月16日，甘肃省陇南市发改委、陇南市国土资源局在兰州组织专家会议，审查并通过了成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程勘查与初步设计的工程设计方案。本设计充分依据勘查报告和初步设计，对初步设计的治理工程方案进行分解和细化设计，编制防治工程施工图设计和进行工程预算。本防治工程施工图设计范围为：仅对W1、W2坡体上的危岩体进行防治工程设计（图01），并采取工程措施治理。1.2工程概况甘肃省成县宋坪乡阎王砭危岩体治理项目区位于成县县城东南部约50km处，行政区划隶属宋坪乡管辖。地理坐标：东经：105° 5424.9，北纬：33° 376。据甘肃省陇南市地震重灾区成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程初步设计（以下简称初步设计），项目区分布有2处（W1、W2）危岩体，其中：W1危岩体位于成（县）宋（坪乡）公路西侧，空间分布长度65m（按坡脚宽度计，其中：坡体前缘长30m，坡体北侧长65m），面积1750m2；W2危岩体位于该公路东侧，空间分布长度24m（同上），面积504m2。另据初步设计，项目区危岩体（W1、W2）现状稳定性差，在大雨、暴雨期间极易引发崩塌灾害。据此，需对项目区危岩体进行治理，已迫在眉睫。1.3危岩体危害特征及危害程度区内危岩体（W1、W2）危害对象均为坡脚处的公路、供电线路、通讯线路、铁矿房屋设施及过往车辆和行人，危害方式为破坏房屋设施，压站公路、阻塞交通，毁坏供电、通讯线路及伤害过往车辆和行人。据不完全统计，至目前历次崩塌灾害造成直接经济损失累计达100余万元。1.4治理的必要性和紧迫性1.4.1 现状危害较为严重前以述及，历史上宋坪乡阎王砭危岩体曾多次发生不同规模的崩塌灾害，造成公路堵塞并对坡脚处的各类工程设施遭到不同程度危害，经济损失较为严重，特别是2008年“5.12汶川”特大地震时，坡面上危岩体及松散块体瞬时发生大面积崩落，压站公路40余米，矿区部分房屋设施及供电线路遭到严重破坏。据不完全统计，至目前历次崩塌灾害造成直接经济损失累计达100余万元。1.4.2潜在危险性大据本次对阎王砭危岩体的危害特征与发展趋势分析认为：目前，危岩体威胁公路50m，威胁供电、通讯线路30m，威胁矿区房屋设施600m2，预测最大经济损失700万元。受诸多因素的综合影响，未来阎王砭危岩体发生崩塌的频率将会增高，且发生规模较大崩塌的可能性极大，将会对坡脚处的公路及各工程设施造成严重威胁，并严重制约着本地区的交通及经济建设发展。综上所述，阎王砭危岩体崩塌灾害给当地矿山企业、供电及通讯部门造成了较大的财产损失，同时造成公路多次中断，对宋坪乡人民群众的生产、生活带来了极大的不便。因此，如果得不到彻底治理，长此以往将会直接影响本地区的稳定和经济建设的快速发展。据此，采取科学、有效的措施治理危岩体崩塌灾害十分必要，非常紧迫。1.5初步设计方案1.5.1 W1危岩体初步设计方案方案：抛石混凝土挡墙锚杆锚固危岩体清理GPS2型SNS主动防护网坡脚护面墙1.抛石混凝土挡墙坡体前缘的下部采取抛石混凝土挡墙支护，主要功能是：以挡墙提供的抗滑力来稳定坡体前缘的松散岩体。2.锚杆锚固坡体下部坡脚地段布设锚杆进行坡体锚固支护，主要功能：稳固坡体下部地段的松散岩体。3.危岩体清理对坡体上的危岩、浮石进行清理，主要功能是：减少坠石，稳固坡体。4.GPS2型SNS主动防护网对坡体的中上部地段进行GPS2型SNS主动防护网防护，主要功能是：稳固坡体中上部地段表层的松散岩体。5.坡脚护面墙布设于坡体北侧坡脚处，其功能是：与GPS2型SNS主动防护网相连接，支护坡脚。1.5.2 W2危岩体初步设计方案方案：护坡挡墙危岩体清理GPS2型SNS主动防护网坡脚护面墙1.护坡挡墙布设于坡体下部地段，主要功能是：稳固坡体表层的松散岩体。2.危岩体清理对坡体上的危岩、浮石进行清理，主要功能是：减少坠石，稳固坡体。3.GPS2型SNS主动防护网对坡体的中上部地段进行GPS2型SNS主动防护网防护，主要功能是：稳固坡体中上部地段表层的松散岩体。4.坡脚护面墙布设于坡体北侧坡脚处，其功能是：与GPS2型SNS主动防护网相连接，支护坡脚。1.6设计依据1.6.1依据的基础资料1.甘肃省成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程勘查报告（甘肃地质工程有限责任公司，2009年9月）；2. 甘肃省成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程初步设计（甘肃地质工程有限责任公司，2009年9月）。1.6.2依据的技术规范1.建筑边坡工程技术规范（GB503302002）；2.滑坡防治工程勘查规范（DZ/T02182006）；3.滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T02192006）；4.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；5.建筑抗震设计规范（GB500112001）；6.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；7.混凝土结构加固设计规范（GB503672006）；8.锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862001）。2地质环境条件2.1气象、水文项目区深居内陆，属典型的暖温带半湿润气候区。据成县气象站资料，境内多年平均降水量633.7mm，多年平均蒸发量1149.0 mm。降水在年内分配不均，主要集中于69月，占全年降水量的65%80%。本区最大冻土深度0.5m。区内常年性河流为青泥河，属长江流域嘉陵江水系的一级支流。2.2地形地貌项目区地形起伏，沟壑纵横，总体地势由北西向南东倾斜，海拔10001441m，相对高差500600m。根据地貌成因、类型等划分，本区地貌类型由构造侵蚀中山地貌、侵蚀堆积河谷地貌和微地貌组成。1. 构造侵蚀中山：在区内广泛分布，海拔14311441m，相对高差500600m。地形起伏大，沟谷深切且较为发育，多呈“V”型峡谷，山坡坡度一般大于60°，山顶呈峰状、长条状延伸。2.河谷地貌：区内河谷系指青泥河，海拔在900910m之间，相对高差10m，空间上呈北西南东向展布。河谷形态为 “V”型，河床宽度3050m，两侧岸坡均为直立。该河谷大部分地段分布有第四系全新统漂石、块石、砂碎石，仅在局部地段河床基岩出露。与此同时，项目区内山体的坡体部位分布有成因不同、规模各异、临空高度不同的陡崖微地貌。据本次调查，区内公路穿越斜坡地带分布有2处人工切坡（开挖路基而成），其中：公路西侧切坡（W1）前缘临空，相对高差12m，分布长度30m；公路东侧切坡（W2）坡体陡立（70°），相对高差28m，分布长度24m。铁矿矿区西部分布有1处陡崖（天然陡崖），临空高130150m，分布长度70m。这些陡崖受内、外动力作用后极易形成滑坡和崩塌灾害。2.3地层岩性项目区出露地层较单一，主要为志留系（S2-3bs4）和第四系（Q4）。1.志留系（S2-3bs4）：在区内广泛出露，并且是构成本次治理的危岩体的唯一地层，岩性为深灰色灰岩，产状：5°30°，节理裂隙较为发育，中厚层状、块状结构。2.第四系（Q4）：区内第四系为残坡积物（Q4dl）和冲积洪积物（Q4al_pl）。残坡积物（Q4dl）：分布于区内各山体的坡体之上和冲沟的沟脑地带，岩性为粉砂质粘土夹碎石，厚一般0.51.0m。冲积洪积物（Q4al_pl）：分布于青泥河现代河漫滩及各冲蚀沟谷中，岩性为漂石、块石、砂碎石，成分以灰岩、板岩为主。2.4地质构造及地震本区地处金家坪包家山倒转背斜的南部地带，该地带断裂构造不发育，仅发育有小褶曲。区内危岩体的形成均与此有关。依据中国地震参数区划图（2001），勘查区地震基本烈度为度。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A.0.25规定，该场地抗震设防烈度为8度，第二组。设计基本地震加速度值为0.2g。2.5岩土体工程地质特征2.5.1岩体工程地质特征区内岩体类型为志留系灰岩，呈中厚层-块状，中等微风化，节理较发育。据本次试验结果，该岩体物理力学性质为：颗粒密度2.74g/cm3，天然密度2.67-2.68g/cm3，含水率0.15%，单向抗拉强度41.30MPa，内摩擦角33°00，粘聚力6.97MPa。2.5.2土体工程地质特征1.漂石、块石、砂碎石单层土体（Q4al-pl）分布于青泥河现代河漫滩及各冲蚀沟谷中，堆积较薄，成份复杂，以块石、砂碎石为主，分选性差，次棱角状，泥砂充填，结构松散，允许承载力500800kPa。2.残坡积混杂土（Q4dl）分布于区内各山体的坡体之上和冲沟的沟脑地带，土石混杂，结构松散，物理力学性质不稳定。2.5.3防治工程设计参数建议根据综合评价结果，地基岩体的各项物理力学指标建议如下：项目区地基岩体的各项物理力学指标建议表 表2-1地基土名 称块体密度（g/cm3）粘聚力（MPa）抗拉强度（MPa）内摩擦角（°）备注灰岩2.676.9741.3033°002.6水文地质条件2.6.1水文地质特征项目区地下水为碳酸盐岩类裂隙水，其赋存于灰岩的构造裂隙中，主要接受大气降水的补给，沿节理、裂隙由高向低径流，至坡脚处以泉的形式排泄。含水岩组富水性差，单泉流量一般小于1s。2.6.2水质及腐蚀性评价根据分析结果，地下水化学类型为HCO3- SO42-Ca2+- Mg2+型水，矿化度为0.35g/。依照岩土工程勘查规范（GB50021-2001）勘查场地属于类环境，判定地下水对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3 危岩体特征及成因分析据甘肃省陇南市地震重灾区成县宋坪乡阎王砭危岩体防治工程勘查报告（以下简称勘查报告），区内共发育危岩体斜坡2处（段），系前期成县宋坪乡公路建设时为穿越坡体，在坡体中部开挖路基（路堑）所形成。3.1危岩体边坡特征3.1.1 W1号危岩体边坡特征W1危岩体边坡位于公路西侧，为灰岩岩质边坡。其基本特征为：坡体走向80°，坡长78m，坡顶坡度为下缓上陡，中上部坡度60°，中下部坡度45°，平均坡度53°，坡体南侧近直立，北侧上陡下缓，平均坡度65°。坡体前缘临空（图3-1），前缘段坡高12m，后缘段坡高75m。坡体宽度总体上呈坡顶窄坡底宽、前缘窄后缘宽之态势，前缘坡顶宽度1.2m,坡脚宽度30m；后缘坡顶宽度3540m，坡脚宽度50m。据实地勘查，坡体南侧自后缘至坡体中部依次分布有3条拉张裂缝（照片3-1），系地质历 照片3-1 W1危岩体边坡南侧坡体及拉张裂缝史时期历次极为强烈的构造运动所致。产状分别为：80°90°，275°75°，270°72°。上述3条裂缝在垂向上均贯通于坡顶至坡脚，且在空间上近于平行。现对各裂缝基本特征分述如下：1.后缘拉张裂缝分布于坡体后缘与母体（山体，下同）的接触地带，裂缝宽度：坡体的上部为810cm，可见深度0.30.5m；中下部宽度为68cm，可见深度0.50.6m，该裂缝在横向（自南而北）上未贯穿于坡体，坡脚处裂缝周围地段岩体完整，沿坡体走向上无节理等结构面分布。2.中部拉张裂缝位于坡体中部，西距后缘拉张裂缝35m，裂缝宽度：坡体的中上部为1030cm，可见深度0.51.0m；中下部宽度为310cm，可见深度0.30.5m，坡脚地带的裂缝中充填泥沙。该裂缝在横向（由南至北）上未贯穿于坡体，坡脚处裂缝周围地段岩体完整，沿坡体走向上无节理等结构面分布。3.东部拉张裂缝据调查，东部裂缝在坡体中上部宽1020cm，可见深度0.5m；中下部至坡脚处裂缝宽530cm，可见深度0.51.0m，临近坡脚地带的裂缝中有泥沙充填，坡脚处裂缝周围地段岩体完整，沿坡体走向上无节理等结构面分布。另据坡体北侧调查，该裂缝在横向（由南至北）上也未贯穿于坡体。据本次调查访问，上述3条拉张裂缝在2008年“5.12汶川”特大地震前就已存在，经访问，这次地震时未造成3条裂缝出现变形情况，同时坡脚处各裂缝周围的岩体也未出现新的结构面。由此，可以初步判定，各裂缝处围岩的稳定性好。特别指出的是，与后缘拉张裂缝接触带（母体与坡体接触部位）部位的母体呈厚层状北倾（5°30°），母体的中下部部位岩体完整，节理裂隙极不发育，只在母体的顶部发育有二组节理，其中一组节理其产状与地层产状基本一致，综合分析，这二组节理属区域构造所成。目前节理发育地带的岩体没有出现松动和位移，变形迹象极不明显，由此，可以初步判定该部位的岩体稳定。另据调查及宏观判定，母体在水平方向上也没有分力（向东的推移力）施加于坡体之上，如果有分力存在，那么在“5.12汶川”特大地震时坡体后缘受母体在水平方向的推移力作用后，将会造成该拉张裂缝压实闭合，同时也会造成坡体中部的2条拉张裂缝产生变形（压实闭合），并导致坡体的结构发生变化。但目前却无上述变形迹象，因此，综合分析，母体稳定性好。3.1.2 W2号危岩体边坡特征W2危岩体边坡位于公路东侧，属灰岩岩质边坡，其空间形态为“楔形”。该边坡基本特征为：坡体走向80°，坡长60m，坡度上陡下缓，平均坡度35°，坡体前缘嵌于青泥河河谷地带，坡体后缘在修筑公路时形成反向坡（人工切坡），坡向260°，平均坡度70°，坡高28m（图3-2），坡体宽度总体为坡顶窄坡底宽，坡顶宽度46m，坡脚地带宽24m（照片32、33）。另外，该坡体上发育有二组控制坡体变形的结构面，其中，第一组沿层面分布且与坡体地层产状基本一致，第二组结构面与第一组结构面斜交或垂直。照片3-2 W2危岩体边坡北侧坡体形态照片3-3 W2危岩体边坡南侧坡体形态3.2危岩体特征3.2.1 W1号危岩体特征据勘查报告，W1号危岩体在坡体顶部、前缘及南北两侧均有分布，其中，坡顶及南北两侧分布的危岩体个体体积相对较大且有部分基本悬空（照片34、35），实地测量，坡体南侧体积较大的危岩体仅分布于坡体中部，距坡脚高度75m；坡体北侧的危岩体分布于坡体中上部，距坡脚高度6575m；坡体前缘危岩体个体体积相对较小，距坡脚高度12m。另外，坡体上发育的二组节理（5°30°，160°40°）将危岩体及坡面岩体纵横切割（照片36），使之分割成为规模各异的个状松散块体，这样，不但造成了坡体表层的岩体支离破碎，同时，受“5.12汶川”特大地震的内动力地质作用，致使坡体前缘表层地段的岩体沿结构面产生松动，调查时不时有个体较小的松散岩体发生崩落，其崩落形式为滑移式。实地测量，目前坡脚处崩塌堆积方量达400m3（含W2危岩体的崩塌量），属小型崩塌。经访问，约有350m3堆积物属“5.12汶川”特大地震所致，近期（2008年7月18日20日大暴雨期间）该坡体上的危岩体和坡面岩体多次发生崩落，崩落方量达5m3。照片3-4 坡体南侧临空的危岩体照片3-5 坡体北侧临空的危岩体 照片3-6 坡体前缘临空的危岩体3.2.2 W2号危岩体特征W2号危岩体集中分布于该边坡后缘的反向坡（人工切坡）上（照片3-7、3-8），据调查，个体体积较大且基本悬空的危岩体主要分布于坡体的中上部和顶部，另外，坡体的下部距坡脚4.5m处也有分布。实地测量，顶部危岩体个体最大块径1m×1.5m×0.5m，距坡脚高度25m，粗略统计个体体积大于0.5m3危岩体有3块，距坡脚高度2025m；坡体中上部危岩体个体最大块径1.5m×1.5m×0.5m，距坡脚高度15m，粗略统计该部位个体体积大于0.5m3危岩体有5块，距坡脚高度1015m；坡体下部距坡脚5m处分布有个体体积大于0.5m3危岩体3块，其中最大块径1.0m×1.2m×0.5m。与W1危岩体边坡一致，该坡体上也发育的二组节理其产状分别为：218°47°，340°50°，这二组节理纵横切割将危岩体及坡面岩体分割成了规模各异的个状块体，这样，不但造成了坡体表层的岩体支离破碎，同时，受“5.12汶川”特大地震的内动力地质作用，致使坡体表层的松散岩体多次发生不同规模的崩落。调查时不时有个体较小的坡面岩体发生崩落，其崩落形式为坠落式。实地测量，目前坡脚处崩塌堆积方量达400m3（含W1危岩体的崩塌量），属小型崩塌。2008年7月18日20日大暴雨期间，该坡体上的危岩体和坡面岩体多次发生崩落，崩落方量达2m3。照片3-7 坡体中上部悬空的危岩体照片3-8 坡体上支离破碎的表层岩体及危岩体3.3危岩体成因分析区内危岩体的形成主要由以下几个方面构成。3.3.1地形、地貌区内地形、地貌是引发危岩体发生崩落的决定性因素之一。如前所述，W1号危岩体边坡最大相对高差75m，前缘临空，最小相对高差12m，坡体顶部坡度为下陡上缓，平均坡度53°，坡体南侧近直立，北侧上陡下缓，平均坡度65°；W2危岩体边坡（人工切坡）坡体陡峭，相对高差28m，平均坡度70°。因此，有利的地形条件为区内2处坡体上的危岩体发生崩落创造了条件。3.3.2地层岩性地层岩性是危岩体发育的物质基础。勘查区基岩岩体为中厚层块状灰岩，产状基本北倾，倾角较陡，表层岩体极为破碎，形成了不利于岩体稳定的结构面，进而促成危岩体形成。3.3.3降雨项目区属暖温带半湿润气候区。据资料统计，境内一日最大降水量为201.2mm，一小时最大降水量为58.5mm，十分钟最大降水量为48.8 mm，一次连续降水最大强度可达255.3 mm。降水是坡体地下水的主要补给源，当降水进入坡体后，一方面不但增加了坡体的重量，同时也降低了危岩体及坡体上破碎岩体的抗剪强度，使其稳定性降低，导致危岩体及破碎岩体发生崩落；另一方面，进入坡体内的地下水将会产生动水压力和静水压力，进而会加剧危岩体及破碎岩体发生崩落。3.3.4地质构造项目区范围内无区域性断层经过，但受区域性地质构造的影响，岩层节理发育。经实地调查，勘查区内发育的区域性节理主要为218°47°，次为340°50°，主节理走向与岩层走向斜交，这些节理将坡体上的岩体切割成了规模各异的块体，并导致坡体的凸出部位形成危岩体。3.3.5地震地震是造成危岩体失稳的重要外部诱发因素，地震不仅能促进坡体中的裂缝扩展，同时极易引起破碎岩体沿结构面移动而形成松动体，使其降低其抗剪强度，进而加剧坡体变形和促使危岩体崩落。2008年“5.12汶川”特大地震就是一个佐证。3.3.6人类工程活动区内前期公路建设过程中，为穿越坡体开挖路基在坡体两侧形成了较高的陡边坡，并使得坡体的固有结构及应力状态发生改变，另外，施工中爆破取石不但造成切坡体上的岩体支离破碎，而且还形成了利于岩体崩落的结构面，同时，也易于引起岩体松动，使其抗剪强度降低，在降水、地震等内外动力作用下极易发生崩落。由此可见，阎王砭危岩体是区内地形地貌、地层岩性、降雨、地质构造、地震及人类工程活动综合作用下形成的。3.4危岩体崩落频率、规模及落石范围1.崩落频率及规模危岩体崩落后即形成落石。据勘查报告，项目区2处危岩体在2008年“5.12汶川”特大地震以前，危岩体发生崩落的次数很少且大多发生于每年的69月，走访调查，年发生次数13，并多以小规模、单个块体的形式发生。而地震时则出现大范围且以落石群形式发生，规模较大，最大个体块径2.5m×0.5m×1.0m。目前年发生次数达4次以上，且以单个块体的形式发生。2.落石范围受坡体处地形条件和坡体结构特征的制约，使之项目区2处危岩体的崩落范围大致一致。W1坡体前缘的危岩体基本沿坡向崩落，崩落后将会堆积于公路或进入路基下的青泥河河谷；坡体北侧的危岩体基本沿北东向崩落，崩落后也将堆积于公路或进入路基下的青泥河河谷；坡体南侧的危岩体崩落后直接进入矿区工程设施区。W2坡体上的危岩体崩落后个体体积小的则就地堆积于公路上，个体体积较大的将会堆积于公路或进入南部两侧的矿区设施区及青泥河河谷。由于W1坡体与W2坡体位于公路两侧相对而立，因此，2处危岩体落石崩的范围基本重合，即止落区均为坡脚处的公路、矿区工程设施区及青泥河河谷区。初步推算，区内2处危岩体落石影响范围约600m2。4危岩体稳定性评价及趋势预测4.1危岩体稳定性评价据勘查报告，区内2处危岩体现状稳定性均为差。其评价结果见表4-1。项目区危岩体现状稳定性综合评价表 表41编号性质规模岩石完整性野外宏观调查稳定性评价赤平投影图稳定性评价稳定系数稳定性综合评价工况一工况二工况三W1岩质小破碎差差1.090.980.78差W2岩质小破碎差差0.760.720.68差注：表中工况一系指自然条件下；工况一系指暴雨条件；工况三系指地震条件。4.2危岩体发展趋势预测据勘查报告，目前2处（W1、W2）坡体上的岩体支离破碎，呈规模各异的块体分布于坡体上，这些块体经2008年“5.12汶川”特大地震以后，绝大部分块体已出现不同程度的松动，特别是凸出的危岩体其松动迹象较为明显，随时都有崩落的可能。由于本区降水较强烈且处于武都天水地震带。据此，未来坡体上的松散块体和危岩体受内、外动力（降水、地震）作用后，发生崩塌的频率将会增高，发生较大规模崩塌的可能性极大。5危岩体治理工程设计5.1设计目标与原则5.1.1设计原则阎王砭危岩体治理应以保护坡脚处的矿山企业、公路及供电和通讯线路的财产安全为首要任务，因而设计方案的确定和治理措施的布置也应围绕这一中心展开工作。1.针对危岩体的规模、发育及危害特征进行专项设计，挡墙支护、锚杆锚固、危岩清理、GPS2型SNS主动防护网防护及坡脚护面工程配合使用，采取综合治理的原则。2.防治工程应充分考虑安全可靠、经济合理和施工可操作性强。3.防治工程应尽可能地美化生态环境并与自然景观相协调。5.1.2 设计目标1.工程治理后将彻底消除W1、W2坡体上的危岩体对矿山企业、公路、供电、通讯线路及过往车辆和行人的威胁。2.治理工程的可靠性满足相关规范要求。5.2设计标准和基本参数5.2.1 设计标准依据建筑边坡工程技术规范（GB503302002），该工程安全防治等级为三级。5.2.2 设计基本参数1.W1危岩体坡体北侧加固区域坡角取65°；W2危岩体坡体下部加固区域坡角取70°；坡体表层破碎岩体内摩擦角取50°；坡体表层破碎岩体重度取24KN/m3。2.钢筋的抗拉强度设计值取300MPa，岩体与锚固体粘结强度特征值取600kPa，钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值取2100kPa；边坡稳定安全系数取1.3。5.3治理工程总体设计5.3.1 总体设计方案项目区危岩体（W1、W2）所处的坡体为人工切坡，前期公路建设过程中爆破取石、开挖路基已造成岩体沿结构面产生松动，并在坡体的表层形成了规模各异的松散块体，由于该切坡的坡度陡立或前缘临空，使得这些松散块体大部分已形成危岩体，随时都有崩落的可能。另外，“5.12汶川”特大地震时，已造成两坡体表层厚度约2.53.2m的岩体产生新的结构面，并出现不同程度的变形。因此，针对不同危岩体的发育及变形特征，选择合理的工程措施进行治理，是危岩体防治工程的关键所在。1.W1危岩体治理设计方案本次W1危岩体治理设计思路为：稳固坡体及坡体表层的松散岩体，采取挡墙支护、锚杆锚固、危岩清理、GPS2型SNS主动防护网防护及坡脚护面措施进行综合治理。具体治理措施为：坡体前缘下部地带进行抛石混凝土挡墙结合锚杆进行支护；坡体北侧的下部地段进行坡脚护面；坡体中上部地段进行危岩清理，同时对表层岩体进行GPS2型SNS主动防护网防护。2.W2危岩体治理设计方案本次W2危岩体治理设计思路为：稳固坡体表层的松散岩体，采取护坡、危岩清理、GPS2型SNS主动防护网防护及坡脚护面措施进行综合治理。具体治理措施为：坡体前缘下部采取护坡挡墙护坡；坡体北侧的下部地段进行坡脚护面；坡体中上部地段进行危岩清理，同时对表层岩体进行GPS2型SNS主动防护网防护。通过采取以上工程措施进行综合治理后，可以达到根治危岩体灾害之目的。5.3.2 W1危岩体治理总体设计1.抛石混凝土挡墙在坡体前缘高程903.0909.0m段布设抛石混凝土挡墙来稳固坡体，挡墙总长度30m。2.坡脚护面墙在坡体北侧前缘高程896.0898.0m段布设浆砌石护面墙支护坡脚，护面墙总长度87m。3.锚杆锚固在坡体前缘高程903.0909.0m段布设锚杆来稳固坡体表层厚度2.53.2m的松散岩体，锚杆锚固区面积180m2。4.危岩清理将坡体上的危岩体进行人工清除，清理危岩体方量2333.02m3。5. GPS2型SNS主动防护网在坡体中上部高程898.0971.5m段挂GPS2型SNS主动防护网进行坡面防护，挂网面积4773m2。5.3.3 W2危岩体治理总体设计1.浆砌石护坡挡墙在坡体下部高程903.0909.0m段布设浆砌石护坡挡墙来稳固坡体下部表层的松散岩体，护坡挡墙总长度24m。2.坡脚护面墙在坡体北侧前缘高程904.0906.0m段布设浆砌石护面墙支护坡脚，护面墙总长度12m。3.危岩清理将坡体上的危岩体进行人工清除，清理危岩体方量845.28m3。4.GPS2型SNS主动防护网在坡体中上部高程906.0929.0m段挂GPS2型SNS主动防护网进行坡面防护，挂网面积350m2。5.3.4治理工程实施效果分析通过本设计方案，设计工程发挥作用后，可以有效地稳固坡体及坡体表层的松散岩体，以达到彻底治理危岩体崩塌灾害之目的。5.4分项治理工程设计5.4.1抛石混凝土挡墙工程设计1.抛石混凝土挡墙结构设计在W1危岩体前缘高程903.0909.0m段布设抛石混凝土挡墙（AA），挡墙采用材料为混凝土强度C25，抛石强度30MPa，直径150200mm。墙顶宽0.4m，墙底宽0.4m，墙高6m，基础埋深1.0m，胸坡直立，总长度30m。墙体上每间隔10m布设伸缩缝一道、伸缩缝缝宽20mm，内填沥青木板条。结构见设计图04、05。2.作用于挡墙的主动压力计算（1）主动岩石压力强度计算采用主动岩石压力法进行计算。选取AA1挡墙剖面计算作用于墙背上的主动岩石压力强度，按朗肯理论公式计算。 Ea= Pa×H式中：Pa主动岩石压力强度（kPa）；Ea作用于挡墙的主动压力（kN/m）q地面均布荷载（kPa）；i第i层岩体的重度（kN/m3）；hi第i层岩体的厚度（m）；Ka主动岩石压力系数；外倾结构面倾角，取30°；C外倾结构面粘聚力（kPa），取经验值65；s外倾结构面内摩擦角，取经验值50°；Kq系数；岩石与挡墙墙背的摩擦角，取35°；a墙背倾角，取90°；强顶与坡面的夹角，取53°；H墙高（m），取6。经计算：主动岩石压力强度值为16.23kPa；作用于挡墙的主动压力为97.38kN/m。（2）挡墙的抗滑力计算N=(G1+G2)·式中：N挡墙的抗滑力（kN/m）；G1挡墙自身的重量（kN/m），计算得240.00；G2墙背岩体破坏面上的自身重量对墙体的垂直分力（kN/m），计算得65.60；挡墙与基础的摩擦系数，取0.5。经计算挡墙的抗滑力为152.80kN。3.挡墙的安全性验算（1）挡墙抗滑稳定性验算验算公式为：式中：K挡墙抗滑稳定性系数；G挡墙每延米自重（kN/m），计算得240.00；Ea主动岩石压力（kN/m），计算得147.12；挡墙与基础的摩擦系数，取0.5。a墙背倾角，取90°；a0挡墙基地倾角，取0°；岩石与挡墙墙背的摩擦角，取35°。经计算挡墙的抗滑稳定性系数为1.35。（2）挡墙抗倾覆稳定性验算验算公式为：式中：X0挡墙重心到墙趾的水平距离（m），取0.4；b挡墙基地的水平投影宽度（m），取0.4；Z土压力作用点距墙趾的高度（m），取1.4。经计算挡墙的抗倾覆稳定性系数为1.65。通过对挡墙抗滑、抗倾覆稳定性验算得出：抗滑稳定性系数1.35；抗倾覆稳定性系数1.65，挡墙设计满足规范要求。5.4.2 浆砌石护坡挡墙工程设计在W2坡体下部（903.0909.0）采用M10浆砌石护坡挡墙护面，墙顶宽500mm，墙底宽1000mm，胸坡比1：0.4，基础埋深1000mm，墙高6m，总长度24m。每间隔10m布设一道伸缩缝、伸缩缝缝宽20mm，内填沥青木板条。墙体上按梅花型布设100mm的泄水孔，孔间距2500mm×2500mm，泄水孔材料选用PVC硬塑管，坡度5%。墙顶采用C20混凝土压顶100mm。 结构见设计见图07、08。5.4.3 浆砌石坡脚护面工程设计在W1坡体北侧的坡脚处布设M10浆砌石护面墙支护坡脚，墙顶宽400mm，底宽400mm，护面高度2m，基础埋深500mm，总长度87m，每间隔10m布设一道伸缩缝、伸缩缝缝宽20mm，内填沥青木板条。墙顶采用C20混凝土压顶100mm。在W2坡体北侧的坡脚处布设M10浆砌石护面墙支护坡脚，墙顶宽400mm，底宽400mm，护面高度2m，基础埋深500mm，总长度12m。墙顶采用C20混凝土压顶100mm。结构见设计见图09、10、11、12。5.4.4 坡面锚固工程设计1.工程设计W1坡体下部坡脚地段布设2层锚杆进行坡体锚固支护，锚杆露头焊接钢筋与抛石混凝土墙连为一体。锚杆类型为直拉式全粘结锚杆，设计长度分别为9m和7m，行列距：3.0m×2.0m，呈梅花状布置（设计图02、03），共布设锚杆29根计231m，加固面积约180m2。锚杆孔孔径90mm，锚杆材料选用级螺纹钢筋，直径28，强度300Mpa，与水平面之间的夹角为15°（结构设计图06）。2. 锚杆设计计算 本次设计的锚杆均为全粘结型锚杆。（1）锚杆的轴向拉力标准值和设计值计算 Nak= Htk/ cos； Na=QNak Htk= Ea×m×Sx×Sy/H式中：Nak-锚杆轴向拉力标准值（kN）； Na-锚杆轴向拉力设计值（kN）；m安全系数，取1.3；Sx锚杆的列间距（m），取2；Sy锚杆的行间距（m），取3；H坡体高度；锚杆倾角 ，设计锚杆与水平面夹角为=15°；Q荷载分项系数，取1.3。经计算锚杆的轴向拉力标准值为99.01kN；锚杆的轴向拉力设计值为128.71kN。（2）锚杆的钢筋截面面积计算 AS(0×Na)/（2×fy）As锚杆钢筋截面面积（mm2）；2锚杆抗拉工作条件系数，取0.69；0边坡工程重要性系数，取1.0；fy锚杆钢筋抗拉强度设计值（kPa），取300000； 经计算锚杆的钢筋截面面积应大于6.21×10-4m2，因此锚杆钢筋选用28锚杆拉筋。（3）锚杆锚固体与地层锚固长度计算LaNak/（1×frb××D）La锚杆锚固体与地层的锚固长度（m）1锚固体与地层粘结工作条件系数，永久