危岩体治理工程施工图设计.doc
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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
2、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
3、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,
4、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
5、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1750
6、m2;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
7、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
8、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
9、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
10、,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
11、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
12、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
13、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,
14、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:530,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
15、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3300,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
16、,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2.676.9741.3033002.6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
17、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
18、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:8090,27575,27072。上述3条裂缝在垂向上均贯通于
19、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
20、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
21、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
22、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
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