滑坡治理方案.docx

资源描述

滑坡治理方案.docx

《滑坡治理方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滑坡治理方案.docx（42页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

滑坡治理方案.docx

滑坡治理方案

1概述

1.1滑坡的发生、发展

1978年6～8月间，#####矿选矿场地进行平基时，锂云母车间边坡及浓密池高边坡发生滑塌，清理后再次出现滑塌现象，随后又发生拟建锂云母车间浅层滑坡。

1979年4～6月雨季，场地滑坡日益严重，出现了多处墙体开裂，室内外尾矿沟错断、尾矿水漏失、地坪开裂、水管扭弯、铸铁管错断、新建混凝土路面隆起等滑坡现象。

同年7～8月间，由矿方组织设计、施工、勘察各方对上述裂缝进行了调查，建立了观测网。

1980年4月中下旬，连续下雨11天，滑坡危害进一步加大，表现为滑体内有7个观测点明显下移，磨重车间甲线纵墙开裂，总降山墙新修建后再次开裂，细泥～浴室间埋设的6寸铸铁管也断开、下移，锂云母仓库地坪发现新裂缝，砼地面翘起增多，水管基础下移，高边坡滑塌范围进一步扩大。

滑坡的发展已危害到选矿厂的生产安全，必须进行治理。

受委托，######设计研究院完成了《######矿选矿工业场地滑坡整治工程方案设计》。

经削坡减载、反压稳坡、抗滑桩支挡、地表及地下排水工程的实施，于1981年8月完成了选矿工业场地滑坡综合治理工程的施工，使滑坡体得到了彻底的治理与稳固，至今选矿工业场地原有滑坡再未发生滑塌。

b5E2RGbCAP

#####矿精矿仓库外公路为填土路基，公路南边为陡坎，设有护坡，原有一输水管沿公路边缘通过。

2002年6～7月份雨季间，且因填土路基的不均匀沉降，致使水管开裂至拉断，大量涌水，使公路外侧边坡滑坡，造成通往采矿场的公路部分受损，精矿仓墙体出现裂缝，长石车间因受滑坡影响而被迫拆除。

滑塌范围长约60M，宽约40M，滑塌土石方量约24000m3，当时仅用土石重新填平，未影响矿区生产运输，至今为止只有几次小的塌方发生。

虽然目前尚未对选矿生产设施的造成破坏，但仍是一个无法估量的安全隐患，如果一旦再次发生滑坡，必将破坏运矿公路以及牵引上方精矿仓库、高位浓密池及选矿厂的斜坡场地使其失稳，并可能引发更大的滑坡，直接威胁到全矿安全生产，将造成巨大经济损失。

为排除此安全隐患，滑坡的治理工作势在必行。

p1EanqFDPw

1.2工程由来

2005年4月，由####矿冶研究总院、####矿共同完成了《#####矿选矿厂巨大滑坡体治理及地质灾害预防可行性研究》报告，2006年由国土资源部环境司批准实施。

2006年7月，####矿委托####工程勘察院完成了《#####矿选矿厂潜在巨大滑坡体治理工程岩土工程勘察报告》；8月初####矿委托#######设计研究院进行该工程的方案和施工图设计。

DXDiTa9E3d

1.3设计的依据、主要原则

1.3.1主要依据

1、法律、法规

1）《中华人民共和国矿产资源法》（1986.3>；

2）《中华人民共和国环境保持法》（1989.12>；

3）《中华人民共和国水土保持法》<1991年6月）；

4）《地质灾害防治条例》<2004年3月1日）；

2、技术文件及技术资料

1）关于进行《####矿选矿厂潜在巨大滑坡体治理工程方案设计》的委托书及合同；

2）《######矿选矿厂巨大滑坡体治理及地质灾害预防可行性研究》；

3）《######矿选矿厂潜在巨大滑坡体治理工程岩土工程勘察报告》<######工程勘察院2006年7月29日）<以下简称“勘察报告”）；RTCrpUDGiT

5）《######矿选矿工业场地斜坡稳定性工程地质补充勘察报告书》；

6）《######矿选矿工业场地滑坡整治工程抗滑桩施工地质报告》。

3、采用规范及参考资料

1）《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；

2）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

3）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；

4）《岩土工程监测规范》YS5229-96；

5）《新型支挡结构设计与工程实例》<人民交通出版社）；

6）《边坡工程处治技术》<人民交通出版社）；

7）《滑坡防治》<人民铁道出版社）；

8）《工程地质手册》<第三册）。

1.3.2主要原则

1、以“勘察报告”为基础，并参考“以往勘察报告”，进一步综合分析研究滑坡产生的影响因素及其边坡稳定性的相互关系，分清主次因素，为治理提供依据；5PCzVD7HxA

2、治理方案技术可行、施工简便、安全可靠、经济合理；

3、采用“支挡、护坡、治水、整坡反压”的综合治理措施，统筹兼顾、因害设防，因地制宜。

1.4滑坡治理方案及投资

本方案用“支挡、护坡、治水、整坡反压”的综合治理措施，以达到精矿库外矿山公路边坡的安全稳定。

其投资估算详见表1—1。

jLBHrnAILg

表1—1治理工程投资估算表

序号

费用名称

数额<万元）

备注

工程费用

69.142

1.1

抗滑桩支挡工程

48.730

1.2

挡土墙工程

4.104

1.3

浆砌石护坡工程

13.192

1.4

排治水工程

3.116

其它费用

17.286

未包括利润、税金等

预备费用

8.642

工程总价值

95.07

1.5存在问题与建议

<1）本次设计工作所依据的“勘察报告”未经审查，若勘察成果有所变化，设计也将需作相应的调整。

<2）“勘察报告”中有些钻孔未进入中风化花岗岩层，且未提供边坡工程地质横剖面图，设计中无法具体确定每根抗滑桩的锚固深度、抗滑桩的长度，在有相关的资料情况下或在施工中根据地层情况，将作相应的调整。

xHAQX74J0X

<3）“勘察报告”的范围仅限于精矿库外公路局部边坡，对其周边未作工作，是否其周边工程地质条件存在不良工程地质现象，而影响该边坡的稳定和综合防治效果，本设计难于预测。

LDAYtRyKfE

<4）“勘察报告”显示：

矿山选矿场地地表排水沟、其它排水暗沟以及尾矿排水沟，均发现有沟底裂缝现象，从坡脚泉眼流出的水中可观察到灰白色尾矿粉随水流出。

可见，均有大气降水、生产水和尾矿水，沿矿山选矿场地表排水沟、其它排水暗沟以及尾矿排水沟的沟底裂缝，渗漏到下游坡体内，严重影响坡体的稳定性。

为此，应加强生产水、排水沟和生产管沟的管理，保持排水通畅，发现水沟有裂逢，及时进行填补，杜绝各类水体渗漏到下游坡体内。

Zzz6ZB2Ltk

<5）应在地表裂缝处、滑坡易发地段，建立长期位移与降水关系监测预报系统。

<6）由于边坡治理工程的特殊性以及主要防治工程为隐蔽工程，建议请有相应资质和有经验的工程施工单位、监理单位进行施工、监理。

dvzfvkwMI1

2工程地质条件

2.1地理位置

####矿位南，矿区面积7km2，是特大型稀有金属矿床。

矿山位于###省境内，交通便利。

#######矿选矿工业场地位于矿部东南0.5km处，占地12.27hm2。

2.2地形、地貌

场地原始地貌为山地，山体较高，植被发育；地形起伏较大，地势不平，钻孔孔口标高381.1～355.3m；滑坡范围内地形标高381.0～332.0m。

rqyn14ZNXI

2.3地层岩性

根据钻探揭露，钻孔揭露深度内场地地基岩土层自上而下依次为：

①第四系填土层

EmxvxOtOco

1第四系填土层

填土：

黄褐色，灰白色，稍湿，松散，成分以钽铌矿矿渣及粘性土为主，稍含碎矿石块、砖块等物，新近堆填土，性质差，高压缩性土层。

SixE2yXPq5

②第四系坡积层

粘土：

灰褐色、浅黄色，可塑态，成分以粘性土为主，稍含植物根茎，坡积物。

各钻孔均可见；层顶埋深6.00～10.9m，层厚0.50～2.50m，层顶标高345.5～373.2m。

6ewMyirQFL

标准贯入实验7次，校正锤击数4.78～8.1击，平均5.80击。

③燕山期花岗岩

揭露深度内的岩性为花岗岩，按其风化程度、力学强度分为2个风化带。

③1强风化花岗岩：

灰黄色，黄褐色，岩石风化强烈，裂隙较发育，原岩结构可辨，构造多已破坏，有铁质浸染现象，岩芯呈砂土状，难以取芯，各钻孔可见；层顶埋深6.50～13.40m，层厚2.10～13.40m，层顶标高345.0～370.0m。

kavU42VRUs

标准贯入实验4次，校正锤击数29.8～35.55击，平均32.40击。

③2中风化花岗岩：

麻灰色，灰白色，裂隙较发育，且裂隙面有铁质浸染，岩芯呈柱状～碎块状；各钻孔可见，层顶埋深5.75～12.00m，层厚0.50～3.70m，层顶标高342.9～372.60m。

y6v3ALoS89

2.4地下水

###矿山势较高。

冲沟较深，山中植被良好，有大量毛竹、灌木覆盖。

属亚热带，气候温湿，最高气温在7～8月份，温度39度，最低气温在元月份，温度-4～-6度。

年平均降水量约1600mm，年平均蒸发量为1200mm，雨季集中在每年4～8月份，占全年降雨量的79%左右。

矿区出露地层为第四系洪坡积层和残积层，山坡上厚度大小约1～3m，冲沟内厚度约10～20m不等，基岩为花岗岩，是矿床的母岩，因风化作用，裂隙较发育。

因此，勘察场地，及其附近无地表水体，地下水主要为第四系潜水和基岩风化裂隙水，地下水受大气降水控制，雨季水量相对丰富一些，旱季明显减少，因山沟切割较深，降雨仅有部分渗入地下成地下水，大量的水顺沟谷流入河流之中。

滑塌区ZK8孔旁有一泉水出露，常年水流不断。

其水的补给来源有两种，第一为第四系潜水和基岩风化裂隙水；第二为矿山选矿排水沟和其它排水暗沟，沟底裂隙渗漏而成，因从泉眼流出的水观察，有时可见灰白色岩粉随水流出。

M2ub6vSTnP

2.5地质构造及地震

据“勘察报告”资料分析，场地范围内未见区域性断裂构造和全新活动断裂构造通过。

地震动参数根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《场地特征周期区划图》，场地抗震设防烈度为小于6度，其设计基本地震加速度值为小于0.05g，属无震区，场地范围内未发现地震诱发因素。

0YujCfmUCw

3边坡稳定性分析计算

3.1防治对象及计算剖面的确定

选矿精矿库公路外侧滑坡区域周界明确，以往的滑坡体已滑落至边坡的下游沟道中，呈长条形堆积。

由于滑坡使目前精矿仓库段公路平台宽度仅为原宽度的一半左右。

为防止精矿库公路外侧边坡发生进一步滑塌，危及矿山唯一通往采矿场的交通公路、以及直接威胁选矿厂的整体安全，本次防治对象为精矿库段填方公路外侧边坡。

eUts8ZQVRd

原滑坡体的滑坡方向约为北偏东，依据“勘察报告”提供的2—2´剖面、滑坡区域周界的形状特性，以原滑坡体条带中轴作N—N´剖面，作为计算剖面，约为北东25°左右。

sQsAEJkW5T

3.2坡体潜在滑面的确定及地下水位线

“勘察报告”中未阐述边坡周围有裂缝及公路错裂发生，只是局部见有溜塌现象，也未钻探有软弱夹层。

岩土层自上而下依次为：

①松散、易透水的第四系填土层

可见，相对透水性强的第四系填土层

考虑到边坡目前的状态、以往该地段滑坡的规模及边坡土层厚度等因素，决定采用：

<1）用园弧型破坏模式进行稳定性分析计算，搜寻稳定系数最小的弧面；<2）以第四系坡积粘土层面为基础，作折线型滑面，用折线型破坏模式进行稳定性分析计算。

最终选择园弧型破坏模式、折线型破坏模式两者计算稳定系数较小的潜在滑面，作为抗滑设计的滑面。

GMsIasNXkA

地下水位线采用“勘察报告”中钻孔地下水位的连线。

3.3参数的选取

稳定性分析计算的主要参数为岩土的容重、抗剪强度等。

分析计算时，先以“勘察报告”的“各岩土层主要物理力学参数建议值”为基础计算，考虑坡体目前的状况，并参考“以往勘察报告”物理力学参数值，再以反算值作进一步的分析，从而获取更符合实际的值作为边坡防治的参数。

TIrRGchYzg

“勘察报告”提供的各岩土层主要物理力学参数建议值下表。

表3—1各岩土层主要物理力学参数建议值表

岩土层

承载力特征值fak（kPa>

凝聚力c（kPa>

内摩擦角φ<°）

摩擦系数f

天然容重γ（kn/m3>

成因

层号

名称

Qml

①

填土

18.0

Qdl

②

粘土

145

0.20

18.5

③1

强风化花岗岩

500

0.40

21.0

③2

中风化花岗岩

1500

0.50

3.4计算公式及结果分析

3.4.1计算公式

坡体稳定性分析计算采用平面极限平衡法中的简化毕肖普法、传递系数法，并考虑地下水等因素作用的影响，该场地抗震设防烈度为小于6度，故不考虑地震力作用。

7EqZcWLZNX

<1）简化毕肖普法稳定系数表达式如下：

式中：

、

—分别为有效凝聚力和内摩擦角；

、

—分别为第i条块宽度和高度；

、

—分别为第i条块岩土容重、水容重；

、

—分别为第i条块处滑段与水平夹角和水头高度；

、

—分别为作用于第i条块重心上的重力和动力；

计算结果见表3—2。

稳定性分析剖面图见附图三。

<2）不均衡推力传递系数法表达式如下：

式中：

—为稳定安全系数；

—为第i条块土条重力，

；

、

—为第i条块侧面各土层的平均抗剪强度指标；

、

—分别为第i条块处滑段的水平夹角和长度；

、

—分别为第i条块、第i–1条块的下滑推力；

—为传递系数；

—地震动力影响系数，此处为零。

、

—分别为第i条块岩土容重、水容重；

、

—分别为第i条块宽度和高度；

计算结果见表3—2。

稳定性分析剖面图见附图四。

表3—2稳定性分析计算结果

计算剖面

计算方法

容重

γ（kn/m3>

内摩擦角φ（°>

凝聚力C（kPa>

地下水情况

地震力系数CK

稳定系数F

备注

n-n'

毕

肖

普

法

18.5

疏干

0.91

18.5

未疏干

0.79

18.5

23.7

未疏干

1.00

反算

18.5

23.7

疏干

1.147

反算

余

推

力

法

18.5

疏干

0.992

18.5

未疏干

0.838

18.5

23.35

未疏干

1.00

反算

18.5

23.35

疏干

1.212

反算

3.4.2计算结果分析

从表3—2的稳定分析计算结果可知，按“勘察报告”提供的抗剪强度计算时，现状公路边坡未疏干的稳定系数只有0.79～0.84，疏干的稳定系数也只有0.91～0.992，属不稳定状态，而现状坡体目前尚未发现滑塌现象，故与实际情况不附，说明“勘察报告”提供的抗剪强度偏低。

应以反算的方法并参考“以往勘察报告”中抗剪强度指标，来确定防治设计中的抗剪强度值。

lzq7IGf02E

反算时假定现状公路边坡体属极限平衡状态，即稳定系数F=1.0，以搜寻到的稳定系数最小的面为计算滑面，且凝聚力c值、土体容重保持不变，求内摩擦角φ值。

反算结果：

毕肖普法、传递系数法求得内摩擦角φ值分别为23.7°、23.35°。

参考“以往勘察报告”的物理力学参数，并综合分析确定本边坡治理的各岩土层主要物理力学参数设计值，见表3—3。

zvpgeqJ1hk

表3—3各岩土层主要物理力学参数设计采用值表

岩土层

凝聚力c（kPa>

内摩擦角φ<°）

摩擦系数f

天然容重γ（kn/m3>

成因

层号

名称

Qml

①

填土

23.7

18.5

Qdl

②

粘土

23.7

0.20

18.5

③1

强风化花岗岩

0.40

21.0

③2

中风化花岗岩

0.50

稳定性分析中进行了未疏干、疏干边坡的计算，结果表明：

按“勘察报告”提供的浸润线，不均衡推力传递系数法求得的稳定系数相差18.4%～21.2%，简化毕肖普法求得的稳定系数相差14.7%～15.2%，故地下水对该边坡的稳定性影响较大。

NrpoJac3v1

4防治方案

4.1简述

4.1.1边坡防治常用措施

<1）治水：

是治坡的首选方案。

一是减少大气降雨或上部地表水体汇集的入渗补给；二是加强地下水的排泄，降低地下水位。

其方法有：

帷幕注浆封堵地下水的补给；水平孔、平硐、盲沟排泻地下水等；地表排水沟、地表裂缝夯实或坡面覆盖等地表防排渗措施。

1nowfTG4KI

<2）改变坡体的几何形状：

通过上部坡体减载以降低下滑力，或采用坡脚反压提高抗滑力，来增加坡体的稳定性。

fjnFLDa5Zo

<3）支挡：

用支挡结构将坡体下滑力传递到稳定地层中，从而达到支挡滑体、增加坡体抗滑力的目的。

一般采用的支挡结构有：

抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、预应力长锚索及局部抗滑挡墙等。

tfnNhnE6e5

<4）坡体、软弱面补强：

提高坡体软弱带及坡体力学强度以达到增加坡体稳定性的目的。

常采用压力注奖和旋喷、熔烧等措施。

HbmVN777sL

从本工程的实际情况可知，由于边坡为较松散的土体且力学强度低，在用预应力锚索抗滑桩、预应力长锚索加固时，因其锚索易受酸性水锈蚀和应力松弛及土体蠕变等不利因素影响，且费用高、施工难度大，故不宜采用。

补强土体只是局部强度提高，而整体抗拉强度仍低，难以满足工程防治的需求，不宜采用。

减载方式因会影响到公路的宽度及上部选矿场地的稳定性更不宜采用。

水平孔排泄地下水方式，因地下水位抬升与降低规律尚未查明，效果难以保证，且目前坡体自身排泄能力尚可，无需水平孔排水。

V7l4jRB8Hs

4.1.2本边坡防治采用的措施

<1）治水：

公路平台修建截引边沟，将地表水引向滑塌范围之外；坡体里的水采用边坡盲沟导水，将水引出降低地下水位。

一是减少大气降雨或上部地表水体汇集的入渗补给；二是加强地下水的排泄。

83lcPA59W9

<2）坡体表面整治、护坡：

对上部坡体进行松散土清除、整压坡面、余土反压坡脚，并用浆砌块石护坡。

一是增加边坡的稳定性；二是减少降水对表土的冲刷、降低坡体地表水的入渗。

mZkklkzaaP

<3）支挡：

用抗滑桩、挡墙支挡坡体的下滑力。

4.2安全系数拟定

安全系数的确定，应综合考虑多种因素的复合影响。

其因素有：

经济的合理性、参数的可靠性、误差估计、矿山公路的服务年限、滑坡造成的危害性等级、地下水等。

在综合考虑这些因素，并根据《建筑边坡工程技术规范》，最后确定边坡稳定安全系数为1.30。

AVktR43bpw

4.3边坡治理工程总体布置

本方案设计剖面为N—N'，并以稳定系数F=1.0、滑坡推力较大的滑弧为设计依据，计算情况及结果见“附图三，圆弧型破坏稳定性分析图”、“附件一：

稳定性分析及下滑推力计算结果”。

ORjBnOwcEd

4.3.1抗滑桩设计

4.3.1.1抗滑桩设计原则及布置

根据该边坡以往所发生滑坡的内外因素、以及目前边坡状况，对本边坡的防治采用综合整治的原则。

除整坡反压、浆砌块石护坡和全面加强地表、地下水排泄等措施外，为了保证公路边坡的安全，进行了不同安全系数的下滑力计算，并以稳定安全系数为1.30时计算的下滑力，作为抗滑桩设计的推力。

2MiJTy0dTT

在布置抗滑桩时，考虑到预测滑体及稳定地层的工程地质情况、下滑力的大小、预测滑体发展变化的可能性等情况，在边坡倾向方向将抗滑桩布置成两排：

第一排抗滑桩沿边坡走向布置9根，平均桩长17m，桩直径1.5m，桩间距3.3m，桩锚固端入中风化岩3.0m，布置在钻孔5位置处；第二排抗滑桩沿边坡走向布置7根，平均桩长14m，桩直径1.5m，桩间距3.3m，桩锚固端入中风化岩3.0m，布置在钻孔7位置处。

详见附件五：

N—N´剖面边坡治理图。

gIiSpiue7A

抗滑桩钢筋混凝土方量443.0m3。

4.3.1.2抗滑桩计算

抗滑桩采用园形截面，人工挖孔桩。

滑坡推力、桩前滑体抗力均设为矩形分布。

桩底约束条件采用嵌入中风化岩体内的情况。

uEh0U1Yfmh

<1）锚固段为强风化花岗岩和中风化花岗岩。

地基应力的验算：

式中：

—分别为滑面以下深度为

和

处桩的横向压应力；

—滑面以下桩长；

、

—分别为滑面上、下岩土的容重；

、

—分别为滑面以下土的内摩擦角和凝聚力；

—滑面以上桩长；

—滑面至计算点地深度；

<2）滑面以上桩身内力计算：

滑面以上桩身内力根据滑坡推力和桩前滑体抗力进行计算。

当滑坡推力和桩前滑体抗力的分布如下附图4—1所示。

图中T1、T2、P1、P2按下式确定。

IAg9qLsgBX

Eh1

滑面

T2T1P1P2

附图4—1

式中：

E—滑坡推力；

P—桩前滑体抗力；

—滑坡推力的合力重心至滑面的距离

；

—滑面以上桩前滑体抗力的合力重心至滑面的距离

；

—桩前滑体抗力最大应力处距桩顶的距离，依据滑坡推力图形；

L—桩间距。

滑面以上桩身内力计算公式如下：

当Y≤hS时

当Y＞hS时

式中：

Qy—桩身任意计算点的剪力；

My—桩身任意计算点的弯矩；

Y—桩顶至任意计算点的距离；

其余符号意义同前。

<3）锚固段内力计算：

锚固段桩的内力分析，根据锚固段的换算长度及地基抗力系数的分布形式可分为弹性桩、刚性桩。

对于弹性桩按无量纲法计算时，该法是根据弹性地基上的弹性梁受挠曲后的微分方程采用幂级数而解出来的。

梁受挠曲后的微分方程为：

WwghWvVhPE

式中：

EI—桩的抗弯刚度；

P—土的抗力；

根据无量纲法对土模量的定义，

得：

因

，令

，则：

由于

，即

式中：

—为地基系数；

—为地基系数随深度变化的比例系数；

—桩的计算宽度；

—桩的变形系数；

假定桩土均为弹性体，用力的叠加原理将外力

和

的作用分别考虑，其位移为：

。

并引入下列无量纲系数：

深度系数

最大深度系数

土壤模量函数

作用下的位移系数

用无量纲法求解桩身内力和变位以及土抗力的计算公式为：

位移：

转角：

弯矩：

剪力：

土抗力：

式中：

，

—剪力作用下的转角、弯矩、剪力，土抗

力系数；

，

—弯矩作用下的转角、弯矩、剪力，土抗

力系数；

根据桩底的边界条件，通过查无量纲系数表，就可以求出桩身内力、变位、土抗力。

<4）抗滑桩计算：

设置桩顶标高分别为370.15m、361.5m处

不稳定坡体：

γ1=18.5KN/m3，φ1=23.7°，C=14Kpa。

稳定地层：

γ1=20.0KN/m3，φ1=32.0°，C=0。

预测不稳定坡体厚为12m，桩埋入地表下平均2m左右。

稳定地层为强风化花岗岩和中风化花岗岩。

强风化花岗岩的地基系数随深度变化的比例系数取m=10000KN/m4～15000KN/m4。

asfpsfpi4k

按第一排桩计算，桩后滑体推力E=900KN/m，桩前坡抗力P=520KN/m；第二排桩的

展开阅读全文