滑坡排危除险方案结构设计.docx

1、滑坡排危除险方案结构设计滑坡排危除险方案结构设计1前 言1.1任务由来洪雅县止戈镇莲花村7组白山1号滑坡位于洪雅县止戈镇莲花村7组，滑坡于4.20地震后，在余震及暴雨时，后缘产生裂缝，裂缝长约6m，裂缝宽2030cm，可见深度15cm左右，无垂直位移迹象。目前滑坡处于基本稳定状态，但在地震或暴雨时可能发生失稳，将直接威胁滑坡前缘1户5人的生命和财产安全。为了尽快消除该地质灾害安全隐患，我单位受洪雅县国土局的委托，承担了洪雅县止戈镇莲花村7组白山1号滑坡的排危除险治理方案设计工作。1.2目的任务本次设计的主要目的和任务是：1、目的治理工程以最大限度减少灾害损失为目的，综合考虑防治工程与当地社会、

2、经济和环境的相关性及潜在危害的严重性，确定防治目标为：采取工程治理手段，减轻和消除灾害给村民带来威胁。2、任务进一步研究滑坡特征及物理力学性质，预测破坏形式、规模和破坏机制等；通过已有资料预测识别地质灾害危险段；分析、计算和校核滑坡的整体稳定性和局部稳定性；进行滑坡防治工程设计；进行防治工程造价概算和效益评价。1.3设计依据滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T0219-2006）；铁路路基支挡结构物设计规范（TB10025-2001）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；砌石体结构设计规范（GB50003-2001）；水利水电工程工程量计算规定；（DL/T5088-1999）

3、水利建筑工程概算定额（2002年）水利工程设计概(估)算编制规定(水利部水116号文)1.4完成工作量及质量评述我单位在接到任务后，立即开展了对白山1号滑坡应急治理工程的设计工作。工作主要以地形图测量、断面测量及工程地质测绘为主，其中地形图测量面积0.004km2，精度 1：500；断面测量2条，总长55m，精度1：200100，工程地质测绘面积0.004km2，测绘比例尺1:500，完成的工作量统计见下表1-1：表1-1 完成实物工作量统计表工作项目名称单位数量工程测量地形图测量（1：500）km20.004E级GPS测量点2剖面测量（1：200100）m/条55/2勘探点、重要地质点定位组

4、日1工程地质与地质测绘（1：500）km20.0042项目的必要性与紧迫性2.1地质灾害体灾情评价洪雅县止戈镇莲花村7组白山1号滑坡平面形态呈半椭圆形，前、后缘相对高差约11m，滑坡体长约14.5m，前缘宽约14m，厚度平均1.3m，面积208 m2，体积约271 m3。属小型土质滑坡。2.2项目的必要性与紧迫性受4.20地震及近期雨季受降水影响，滑坡后缘出现裂缝，并伴随有下错迹象，若滑坡进上步发生变形，将直接威胁前缘1户5人的生命财产安全。鉴于滑坡的稳定状态及可能造成的经济损失与社会影响，应尽快对其进行防护治理工作，及早消除隐患，确保地方的生产生活、交通和经济建设的正常进行，其潜在的社会影响

5、和经济效益也是巨大的。3地质环境条件3.1自然条件3.1.1位置与交通洪雅县地处四川盆地西南边缘，地理坐标为东经1024910332，北纬29243000，位于成都、乐山、雅安三角地带，东接夹江县、峨眉山市，南靠汉源县、金口河区，西临雅安雨城区、荥经县，北界名山县、丹棱县，距成都147公里、乐山55公里、眉山50公里、雅安62公里。老鹰岩滑坡距止戈镇3公里左右，地理坐标为E:1021434.8，N:294428.7，海拔高度510m。（见图3-1）。图3-1 工作区交通位置图3.1.2气象与水文洪雅县属亚热带湿润气候区，主要受季风环流影响，气候温和、雨量充沛，冬无严寒、夏无酷暑，水热同步、无霜

6、期长。春季气温回升早；夏季日照、热量、降雨同步递增，并时有洪涝、干旱；秋季气温下降快，绵雨日多，日照较少；冬季暖和、多雾少霜，且具冬干、春旱、夏洪、秋涝的气象特征。多年平均气温16.7，年际变化在16.017.5之间，极端最高气温36.4（2001年7月7日），极端最低气温-4.2（1991年12月28日）。1月最冷，平均气温6.6，基本无严寒；7月最热，平均气温25.5，基本无酷暑。受地势北低南高控制，气温由北向南递减，高低相差10左右。春夏秋冬四季分明。据洪雅县气象站19702004年气象资料，县域多年平均降水量1416.7mm。具有年际变化较大，年内分配不均之特点（图3-2、图3-3）。

7、年降水量最大1876.1mm（1981年），最少1050.7mm（1972年），大小相差825.4mm。6月9月为雨季，降雨量达1011.2mm，占年降雨量的70.2%；10月至翌年5月为平、枯水期，降水量仅占年降水量的29.8%。多年平均月降雨量8月最多，达344.4mm，12月最少，仅15.5mm（表31），年降水量春、夏、秋、冬四季分别占16%、60%、20%、4%，大雨期为5月17日至9月27日，历时134天，暴雨期为7月6日至9月6日，历时63天。最大降雨强度一日为404.9mm（1996年7月29日），1小时为102.6mm（1996年）；10min为24.3mm（1996年）。降

8、水随地域分布而异，由北东向北西和南递增。表3-1 洪雅县多年（19702004年）平均降水量统计表月分123456789101112合计降雨量（mm）17.723.942.177.2119.3166.3340.4344.5160.171.138.615.51416.7图3-2 年内平均降水量直方图图3-3 1970年2004年35年洪雅县降雨量曲线图评估区为青衣江过境水系的一部分，青衣江自北西向南东横贯县境北部，主要一级支流有花溪河、安溪河和洞背河（图3-4）。工作区无其它地表水体及堰渠。工作主要河流水文特征如下：图3-4 县域水系分布图（1）青衣江青衣江俗称雅河，由竹箐入境，向东南流往芦溪口

9、出境，沿途接纳洞背河、花溪河、川溪河和安溪河，境内长57km，流域面积1144.5km2，河谷宽1500m3500m，枯水期水面宽100m150m，洪水期水面宽1000m左右。河床纵比降6。多年平均流量447m3/s，最高洪峰流量14800m3/s，最枯流量96 m3/s。年平均径流量140.97108m3，年平均输沙量893104吨。（2）安溪河于新庙入境，南流经符场、余坪，纳入沿途溪水，至猴子岩注入青衣江。境内长24km，河床宽约60m，比降不大，流量小，洪水易涨易退，常出现断流河段，年平均径流量2108m3。（3）洞背河源于总岗山，南流接纳何沟、石厢沟、大板沟等溪水后，于石板滩注入青衣江

10、。全长30km，河床宽约30m，比降不大，不断流。3.2地质环境条件3.2.1地形地貌勘查区所处地貌为低山丘陵地貌，洪雅县止戈镇展望村6组老鹰岩滑坡平面上呈半椭圆状，剖面形态呈阶梯状，前缘位于居民房后侧土坎处，后缘位于上部裂缝处，前后相对高差11m，地形坡度平均为20。3.2.2地层岩性工作区出露地层主要为第四系残坡积（Q4dl+el）含碎石粉质粘土，下伏地层为白垩系下统灌口组下组（K1g1）泥岩。第四系残坡积（Q4dl+el）：分布在整个斜坡体表层，稍湿、结构松散、成分主要为粘性土，夹杂碎块石，局部含粒径较大块石，含植物根系，厚度12.8m。白垩系下统灌口组下组（K1g1）：主要下伏于第四系

11、残坡积层下，岩性为暗棕红色泥岩，裂隙发育微弱。岩层产状3369。3.2.3地质构造与地震1、地质构造洪雅县境位于四川地台的三级单元成都台陷的南西端，四级单元洪雅台凹。有晋宁期、加里东期、海西期燕山早期、燕山晚期和喜山期五个构造层。其中晋宁期与加里东期构造层间呈不整合接触，其它期构造层间均为假整合接触。构造层越新，产状越平缓：晋宁期构造层（A）褶皱紧密，岩层倾角一般6570；加里东期构造层（B）褶皱稍宽缓，岩层倾角一般1040，部分4050；海西期构造层（C）褶皱平缓，岩层倾角1035，少数3860；燕山晚期构造层（D）褶皱平缓，岩层倾角一般315，部分1630；喜山期构造层（Q）构造变动轻微，

12、近似原始沉积产状。除喜山期构造层外，各期构造层近断层带倾角普遍增大，达7085。褶皱、断裂等构造形态，主要产生于燕山晚期，是基底断裂后期活动在覆盖层中的显现和延续（见图3-5）。图3-5 洪雅县地质构造图2、地震柳江冲断层走向线与南北重力梯度带和地壳厚度带相一致（据县志）；总岗山冲断层曾发生5.1级地震，黑山冲断层曾发生4.8和5.0级地震，高庙斜冲断层曾发生4.2级地震。这说明北北东、北北西向冲断层和北西西、北东东向斜冲断层是中、弱震发震断层，是控制中新生代断陷盆地沉积的基底断裂在沉积盖层中的延续和复活。洪雅县最早地震记载始于明弘元年（1488年）。1962年开始地震测报，至1992年共发生

13、大小地震302次，其中5级以上地震2次，4级以上地震6次。工作区地质构造较为复杂，断裂构造较发育，属相对稳定区。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）及汶川地震后新订的中国地震动参数区划图（GB18306-2001），洪雅县抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计分组为第三组。3.2.4人类工程活动工作区内居民以农业人口为主，土地利用类型主要为林地和耕地，人地矛盾较突出，毁林开荒、陡坡垦殖、房屋修建等破坏了地质环境，尤其是目前的居民建房屋时不断对斜坡开挖，促进了灾害体地质灾害的发生及发展。4滑坡基本特征4.1基本特征据现场调查，滑坡平面形态为半圆状，后缘以裂缝为界，

14、两侧边界不明显，潜在滑动方向为337。滑坡体长约14.5m，宽约14m，度平均1.3m，面积208 m2，体积约271 m3。根据滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）表3，该灾害体的规模为小型。4.2变形特征据调查，滑坡受“4.20”地震及暴雨的影响，在后缘出现裂缝，裂缝长约6m，裂缝宽2030cm，可见深度15cm左右，无垂直位移迹象。裂缝在以后的降雨中裂缝变形逐渐加剧。若再遇强降雨，该滑坡有可能产生失稳，将危及坡体前缘1户5人生命和财产安全。4.3物质组成及结构特征滑坡体物质主要为第四系残坡积（Q4el+dl）含碎石粉质粘土，下伏基岩为白垩系下统灌口组下组（K1g1）泥岩。含

15、碎石粉质粘土：褐色，松散，稍湿湿，主要成份以粉质粘土为主，含碎石，粒径以5-10cm为主，局部含块径较大块石，分布不均匀，透水性强，平均厚度约1.3m。泥岩: 主要下伏于第四系残坡积层下，岩性以暗棕红色泥岩为主，风化强烈，岩层产状33694.4影响因素分析 (1）地形地貌滑坡坡度较陡，坡度33，前缘为修建房屋时开挖形成的陡坎，为滑坡失稳提供了良好的临空面。 (2）地层岩性滑坡所在斜坡体为第四系松散堆积层，结构松散，有利于地表水入渗，使斜坡自重增大抗剪强度降低，不利于斜坡保持其稳定性，为不稳定斜坡的发生提供了物质基础。(3）降雨地震后大量雨水沿土层及裂缝下渗，导致土体在水的浸润作用下，容重增大，

16、抗剪强度参数降低，致使斜坡的稳定性变差，诱发了斜坡的变形。综上所所述，滑坡坡度陡且前缘形成陡坎，为坡体失稳提供了良好的临空面。经强降雨后，大量雨水沿土层及裂缝下渗，导致土体在水的浸润作用下，容重增大，抗剪强度参数降低，致使滑坡的整体稳定性变差，坡体后缘出现拉张裂缝。因此可判断滑动面最不利剪出口为坡体前缘陡坎处，厚度约1.3m，滑床为含碎石的粉质粘土。4.5滑坡发育史据调查，不稳定斜坡受“4.20”地震的影响，在后缘出现裂缝，在以后的地震及强降雨天气，后缘裂缝变形加剧。4.6地质灾害点危害性目前该滑坡处于基本稳定状态，在强降雨或地震的作用下，有可能发生失稳，威胁滑坡前缘的居民生命财产安全。所以对

17、该滑坡进行排危除险治理是十分必要的。4.7稳定性分析4.7.1潜在面和剪出口确定1、潜在滑面面的确定根据灾害点形态结构特征分析潜在可能的滑动面为含碎石粉质粘土。2、剪出口的确定根据现场调查结合滑坡实际变形分析可知，失稳蠕滑剪出口在前缘已建挡墙顶部。4.7.2计算方法及计算模型的选取本次计算分别采用滑坡防治工程勘查规范（DZ/T 0218-2006）附录E推荐公式，按照折线形滑面，运用传递系数法进行滑坡稳定性计算，具体计算公式如下：1）稳定性计算模型图4-1 传递系数法（折线型滑面）计算模型2）稳定性计算公式式中：其中：j第i块的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数（j=i）； ；Wi第i条块

18、的重量（KN/m）；Ci第i条块内聚力（KPa）；i第i条块内摩擦角（）；Li第i条块滑面长度（m）；i第i条块滑面倾角（）；i第i条块地下水线与滑面的夹角（）；A地震加速度（重力加速度g）；Kf稳定系数。3）剩余下滑推力计算公式滑坡推力计算的模型如图4-2所示。 图4-2 滑坡推力计算模型其中：下滑力：抗滑力：传递系数：孔隙水压力：即近似等于浸润面以下土体的面积hiwLi乘以水的容重w；渗透压力平行滑面的分力：渗透压力垂直滑面的分力：当采用孔隙压力比时，抗滑力Ri可采用如下公式：Pi第i条块推力（KN/m）；Pi-1第i条块的剩余下滑力（KN/m）；Wi第i条块的重量（KN）；Ci、i第i块

19、的内聚力（KPa）及内摩擦角（）；vLi第i条块长度（m）；ai第i块的滑面倾角（）；A地震加速度（重力加速度g）；Ks设计安全系数；rU孔隙压力比。3）各种工况下下滑力Ti、抗滑力Ri的计算式工况：天然状态（自重）计算中采用天然重度。工况：饱和状态（自重+暴雨）（饱水和渗透压力）计算中采用饱和重度。4.7.3计算剖面的选取根据滑坡变形特征，选择1-1剖面进行稳定性计算与评价。图4-3 1-1剖面破坏模式计算图4.7.4计算工况选择及荷载组合根据滑坡变形的特点，分别选择在天然工况、暴雨饱和工况及地震工况下进行计算。4.7.5计算参数的选取结合地区经验， C、值及地基承载力特征值获取情况如下：表

20、4-1 潜在滑面C、的取值情况剖面名称软弱土层滑带土抗剪强度C(kPa)()C(kPa)()C(kPa)()天然状态暴雨饱和状态地震状态1-18.013.67.010.58.013.64.7.6剩余下滑推力及稳定系数计算成果表4-2不稳定斜坡稳定性计算成果汇总表计算剖面工况条件稳定系数安全系数剩余下滑力（KN/m）稳定状态1-1天然工况1.431.150稳定暴雨饱和工况1.041.054.5欠稳定地震工况1.051.051.2基本稳定4.7.7地质灾害稳定性评价和预测根据现场调查有稳定性检算结果，滑坡在自重条件下处于稳定状态，在地震及暴雨工况下处于欠稳定状态。受汛期降雨影响，滑坡可能产生整体失

21、稳，将会危及村民及住宅安全。滑坡发变形后会对前缘居民造成威胁，依据滑坡防治工程勘查规范(国土资源部DZ/T0218-2006)危害对象等级划分标准（表0-2），确定洪雅县止戈镇莲花村7组白山1号滑坡危害对象等级为三级。5应急治理工程设计5.1应急治理总体设计1、在滑坡前缘已建挡墙顶修建挡墙(J1-J2段)：根据潜在越顶剪出的稳定性验算结果及滑移后可能堆积的高度，将原挡墙加高0.8m。加高后挡墙结构采用C30卵石混凝土，顶宽0.365m，面坡1：0.2，背坡直立。加高从原有挡墙下一级台阶开始，连接面须进行加糙处理并植入钢筋，钢筋直径28mm，植入长度40cm，预留连接长度40cm，平面间距1.0

22、m，两排呈品字形布置。2、工程建设期间加强对坡体变形的监测，尤其是暴雨期间，一旦发现坡体有变形迹象，立即上报相关部门，做好施工人员及居民的疏散和撤离工作。3、注意避免人为对坡体进行扰动。5.2工程设计验算挡土墙验算（1）重力式挡墙的抗滑移稳定性：其中：G挡墙每延米自重（KN/m）；Ea每延米主动岩土压力合力(KN/m)；0挡墙基底倾角； 挡墙墙背倾角；岩土对挡墙墙背摩擦角；岩土对挡墙基底的摩擦系数。（2）重力式挡墙的抗倾覆稳定性：其中：Z岩土压力作用点至墙踵的高度X0挡墙重心至墙趾的水平距离b基底的水平投影宽度本次拟建抗滑挡土墙的参数详见下表5-1，抗滑移及抗倾覆稳定性计算表详见表5-2，由结

23、果可知，本次设计的挡土墙的抗滑移、抗倾覆稳定性满足规范要求。表5-1 挡土墙断面设计尺寸统计表（加高后）挡土墙型号墙高(m)基础埋深(m)墙顶宽度(m)墙底宽度(m)面坡坡比背坡坡比基底坡比J1-J23.180.500.3651.01:0.2直立水平表5-2 抗滑移、抗倾覆稳定性计算结果统计表（加高后）挡土墙型号主动土压力(KN)抗滑移系数倾覆力矩(KN.m)抗倾覆力矩(KN.m)抗倾覆系数J1-J218.141.518.0937.142.55.3工程量及工程预算灾害点的治理工程量见表5-3。表5-3 主要工程量统计表工程名称项目单位工程量备注挡土墙土方开挖m311.25土方回填m311.25

24、土方外运m30C30卵石砼m311.75钢筋（植入）28mmt0.01其他材料运输距离km5洪雅至工点土方外运km0.5水电搭接距离m50临时征地面积亩1永久征地面积亩1.5具体工程预算见应急排危治理工程预算书。5.4 地质灾害点进一步处置建议对坡体加强监测，尤其是在雨季，如果发生明显变形迹象应及时通报有关部门。6工程监测设计6.1工程监测的目的与任务工程监测的目的主要是为保证治理工程顺利进行，及时掌握施工期间岩（土）体变形破坏情况，保障施工人员的生命安全。同时也为后继是否有必要开展长期监测预警工作提供依据。工程监测具体任务为：建立一套较为完善的数据采集、存储、传输、数据处理和信息反馈系统化监

25、测网点，并建立监测、预报数据库信息系统。开展不稳定斜坡体及施工区斜坡宏观巡视监测，及时掌握变形动态特征，根据监测成果指导施工，保证防治工程施工安全。6.2设计原则与依据6.2.1设计原则根据监测目的与任务，选择合适的监测方法与手段，以简便易行、操作方便为原则。监测项目主要包括地面形变宏观巡视监测等。监测范围以能控制与不稳定斜坡防治重点对象相关的变形特征为宜。监测网点布设应充分考虑滑坡体变形特征、稳定性及防治工程布置特点，重点布设于对工程施工有直接影响的地段或部位，以取得最优效果。6.2.2设计依据国家水准测量规范；国家三角测量和精密导线测量规范；大地形变测量规范；水工建筑物观测工作手册；岩土工

26、程测试技术；工程测量规范。6.3监测工程布置结合各地质灾害点的特点，布置主要监测工程如下：（1）施工期监测为保证施工期的施工安全，在施工期内，由施工方派专职人员对斜坡的稳定性进行监测，监测区域为滑坡全部区域。对滑坡体在施工过程中，应密切注意裂缝的发展情况。（2）工程运行监测由于目前各灾害点的治理为应急处置，虽然灾害点的规模和范围较小，仍需要加强运行期监测，以保证及时发现灾害，将损失降到最低。对灾害点的监测，应派专人进行，定期巡查，超前预报，以观察为主，必要时附以观测。特别是在降雨过后应巡视裂缝是否有张开的迹象，坡体是否有明显变形或位移。若发现坡体和支挡构筑物上出现宏观变形或位移应迅速上报主管机

27、构，以便及时妥善处理和决策是否需采取进一步的工程治理措施。6.4监测工程设计6.4.1监测系统实施计划监测系统的建立由防治工程施工承包单位负责建立。地面形变宏观巡视监测由施工单位安排专门人员，定期按一定观测路线进行调查巡视。6.4.2宏观巡视监测施工承包单位应安排宏观巡视专门人员，在具有地质灾害防治经验的专业人员指导下，根据不稳定斜坡体分布、施工场地环境条件，制定合理的监测巡视路线，定期开展监测。施工期间，不得少于每天监测巡视一次。6.5监测工程量监测工程量见表6-1。表6-1 监测工程量表监测项目监测周期长期动态监测及数据测报备注地面形变宏观巡视监测1次/每天1次/510天监测时间（月）39

28、7施工组织设计7.1施工条件7.1.1道路工程区交通条件便利，有水泥路可直接工点。7.1.2供水与供电村民饮用水来源于井水。水质暂未发现异常，水量基本能够自给自足。施工用水需与村民进行调济，可就近接引生产、生活用水供施工使用。7.1.3施工场地及生活临时设施由于工程区山体坡度较陡，施工场地狭小。施工中注意现场的施工安排。施工的生活等临时设施可在下方居民区附近开阔地带设置，也可就近利用居民闲置房屋。7.2天然建筑材料及料场选择与开采经过实地调查走访，水泥、钢筋、建筑用砂、石料等均可在洪雅县购买。相关价格如下：水泥：32.5R，440480元/吨；建筑用砂：粗砂5080元/吨，细砂80120元/吨

29、；石料：5080元/m3。7.3施工方法及施工工序（1）施工前首先要建立和完善变形区地质灾害施工监测网，为制定防灾预警方案和工程施工过程中进行反馈设计积累监测数据资料，进行信息化施工。（2）由于应急处置灾害点危害性较大，施工中要减少对滑坡体的扰动。（3）对边坡的治理要分段进行。对挡墙，放坡等工程措施不可直接进行全断面的开挖施工，以免破坏坡脚，降低坡体的整体稳定性。施工中要加强安全防护措施。（4）监测工作不能间断，必须贯穿在整个施工及施工后的运营过程中。监测主要针对坡体的变形迹象和坡体前缘的构筑物和建筑物的变形迹象，充分发挥群防群测体系的作用。（5）施工前，应认真检查原材料的品种、型号、规格及各部件的质量，并应有原材料主要技术性能的检验报告。7.4施工准备工作（1）挡墙要按照排布方向及相对位置并结合现场实际地形，首先进行放线定位。（2）施工前