镇防护工程可行性研究方案.docx

1、镇防护工程可行性研究方案官地水电站梅子坪集镇防护工程滑坡治理方案设计报告核工业西南勘察设计研究院有限公司二七年四月官地水电站梅子坪集镇防护工程滑坡治理方案设计报告工程编号：C2007-003院 长： 江 涛总工程师： 杨金川审 核： 王顺富审 定: 彭盛恩工程负责： 岳建国编 写： 王 雄主要参加人员： 胡 鹏 朗秋玲 资质级别：甲 级证书编号：国土资地灾设资字第（2005323006）号编写单位：核工业西南勘察设计研究院有限公司提交日期：二七年四月通过ISO9001质量管理体系认证（注册号00604Q11014RIM）单位地址：成都市二环路东四段298号 邮 编：610061通讯地址：成都市

2、二环路东四段298号 电 话：02884540365电子信箱：cnnc 传 真：02884540362官地水电站梅子坪集镇防护工程滑坡治理方案设计报告工程编号：C2007-003审 核： 审 定: 工程负责： 编 写： 目 录1.概 述 11.1 任务由来 11.2 主要目的与任务 11.3工程治理的必要性 11.4工程特性表 12.水文 23.工程地质 23.1 区域地质 23.2主要地层岩性 23.3滑坡体地层岩性 33.4 滑坡体特征及变形 33.5 主要建筑材料 34.工程设计 24.1 设计依据 24.2 工程等级及设计标准 24.3设计荷载组合 24.4计算参数及计算剖面 24.5

3、计算工况 34.6稳定性计算 34.7方案设计 54.8分项工程设计 54.9方案比选及建议 75.环境保护设计 86.投资估算 86.1编制原则、依据 86.2编制方法 86.3其他应说明的问题 96.4工程投资估算成果总表 96.5各方案总估算表 97.建议 117.1已有资料利用情况 117.2建议 11附图1、梅子坪集镇防护工程平面布置图2、梅子坪集镇防护工程断面图1.概 述1.1 任务由来 官地水电站是雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。上游与锦屏二级电站尾水衔接，下游接二滩水电站。工程枢纽区位于四川省凉山彝族自治州西昌市与盐源县接壤地带，距西昌市直线距离约30

4、km，有四级公路相连，公路里程约80km，对外交通较为方便。电站总装机容量2400MW，水库正常蓄水位1330m。官地水电站库区梅子坪集镇位于雅砻江右岸，系盐源县梅子坪乡政府集镇所在地，下距水电站坝址50km，有对外公路与外界相接，交通较方便。梅子坪集镇现居住人口196人，集中居住在长约230m，宽约100150m的梅子坪台地上。已有地质调查表明，梅子坪台地属早期古滑坡体，前缘分布在高程1320m左右，后缘高程14101500m，在现状条件下古滑坡处于稳定状态。水库蓄水后，滑体前缘将被部分淹没，由于滑体结构松散，水库蓄水后前缘部分将发生库岸再造，可能影响滑坡体的稳定，进而影响梅子坪集镇及其居住

5、196人的生命和财产安全。为确保梅子坪滑坡的稳定，需对其进行防护治理。工程防治措施主要设计了三种方案，一是在滑坡前缘设置抗滑桩；二是在集镇中部（即滑坡的中部）设置抗滑桩，滑坡前缘进行护坡；三是在滑坡前缘采用压脚进行支护。通过技术经济比较，选取方案一作为推荐方案。受中国水电顾问集团成都勘测设计研究院委托，核工业西南勘察设计研究院有限公司承担了梅子坪集镇防护工程可行性研究方案工作，并编制相应文件。1.2 主要目的与任务1.2.1 主要目的对梅子坪滑坡治理的可行性进行研究，提出两个以上的防治方案，并进行投资估算，对防治方案进行技术经济比较，确定优化方案。1.2.2 主要任务（1）评价滑坡的危害和治理

6、的紧迫性；（2）提出多个治理方案，从技术经济上进行方案比选，推荐合理的治理方案；（3）估算治理所需费用； （4）治理可行性建议。1.3工程治理的必要性根据雅砻江官地水电站库区周家坪滑坡体稳定性专题研究报告及四川省雅砻江官地水电站可行性研究报告（重编），梅子坪滑坡目前处于稳定状态。但据地质宏观分析与稳定性计算，官地水电站蓄水至1330.0m后，梅子坪回水位在非汛期为1336.38m，在汛期为1343.23m，在库水高低水位反复作用下，将会影响到梅子坪滑坡的稳定。梅子坪滑坡一旦失稳破坏会影响到梅子坪整个集镇的安全，直接威胁人数约196人，影响人数约700人，经济损失较大。滑坡的失稳会给当地居民在心

7、里上、生活及生产上造成较严重影响，直接影响到社会的安定。治理工程的实施，将会产生明显的经济效益和社会效益。因此对该滑坡的治理具有相当的必要行性。1.4工程特性表表1.1 工程特性表（推荐方案）工程位置治理措施位置主要措施主要工程量工程总投资（万元）官地水电站库区梅子坪集镇滑坡前缘抗滑桩+浆砌块石护坡土石方开挖：8678.8 m3混凝土：16311.1m3钢材：2650.4t浆砌块石：1171.5 m3土方回填：29717.7 m34525.32.水文雅砻江位于四川西部，系金沙江的最大支流，河流全长1570km，河道天然落差4420m，流域面积13.6万km2。梅子坪集镇库岸防护工程位于雅砻江右

8、岸，在官地坝址上游约50km处，工程处河道水位受库区回水影响，20年一遇洪水位时的库区回水情况见表2-1（由中国水电顾问集团成都勘测设计研究院提供）。表2.1 官地水电站库区P=5%回水计算成果表 断面编号距坝里程主要地名居民、企事业单位地调查水位（m）非汛期回水位汛期天然水位汛期回水位10坝址13301219.6413281011.953官地沟口13301243.871328.011726.2131330.011275.31328.041828.383官房沟1330.151289.811328.691931.1231330.531306.381330.342033.4731330.95131

9、0.531331.952135.1681331.2613191333.01续表2.12236.6631331.51324.741333.762338.7081331.841327.891334.722440.7031332.211330.211335.742543.1481332.791333.591337.242645.3981333.571336.491338.912747.621334.791339.621340.942849.0951335.771341.251342.282951.1351337.141343.71344.423052.771338.421345.661346.193

10、153.73锦屏二级厂房1339.261346.81347.233255.391341.451349.221349.543356.931343.81351.831352.063458.531345.21梅子坪集镇下距坝址约50km，根据成勘院提供的资料，水库蓄水前水位为1323.6m，蓄水后正常水位为1330.0m。根据上表数据内插得梅子坪非汛期回水位1336.38m，20年一遇洪水位为1343.23m，即汛期水位为1343.23m。3.工程地质3.1 区域地质3.1.1 区域地形地貌及地层岩性滑坡体位于官地水电站库尾，锦屏二级水电站下游，地处青藏高原向四川盆地过渡之斜坡地带。地貌上多属侵蚀山

11、地，地形上表现为高山峡谷，其间分布有大小不等、形态各异的山间盆地和构造洼地，地势总的趋势是西北高东南低，呈阶梯状逐渐降低，由海拔50004000m降至约2000m。区内主要出露地层为上古生界（泥盆系三迭系）：下部主要为绿片岩及大理岩。场地出露的地层主要为填土（Q4ml）和第四系崩滑堆积（Q4col+dl）而成的块碎石土、含碎石粉质粘土及角砾、溶塌堆积，下伏三迭系大理岩、绿片岩。大理岩产状SN/W7080。3.1.2主要断裂及活动性与梅子坪滑坡有关的主要断裂构造要是马头山周家坪断裂带。该断裂主体发育在区域以北，区内为断裂带的最南段周家坪断裂。区域上周家坪断裂走向总体呈NE20 30，倾向NW，倾

12、角大于60，属压扭性质，为晚更新世活动断裂。3.1.3 地震根据雅砻江官地水电站库区周家坪滑坡体稳定性专题研究报告，工程区地震基本地震烈度为度，50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.125g。3.2主要地层岩性根据官地水电站库区梅子坪集镇库岸防护工程工程地质勘察报告（初勘阶段），场地地基土岩性在从上到下依次为填土、崩坡积或崩滑堆积的块碎石和二迭系下统灰岩、片岩，分述如下：(1) 填土（Q4ml）褐黑色，稍湿，稍密，成分以粘性土为主，夹少量碎石、角砾和碎瓦片，本层全场地普遍分布，层厚0.83.2m，主要为梅子坪乡各居民开挖建房等形成。(2) 块碎石土（Q4col+kl）黄褐色，松散稍密，呈

13、块状或棱角状，粒径48cm，局部含块石，成分为大理岩，强中等风化，隙间充填为粘性土及少量粉土。该地层全场地分布，由勘探孔揭示该层层厚1.530.5m。该层成因主要是早期崩塌堆积体经后期岩溶水的冲蚀和溶蚀作用，形成具有较好的球度且具有一定胶结特征的钙化台堆积体。(3) 绿片岩（P2）片岩呈青灰、灰绿色，片状结构，按风化程度可分为全风化绿片岩1和强风化绿片岩2。该地层为灰岩动力变质形成。全风化绿片岩1：青灰、灰绿色，组织结构完全破坏，已崩解成松散土状，但仍可见片岩结构痕迹，遇水软化。该层层厚约2.720.1m，分布于强风化绿片岩层之上，埋深10.040.6m。强风化绿片岩2：组织结构大部分已破坏，

14、岩芯敲击易碎，呈短柱状，断面可见紫红色斑点状物质，岩石具有揉皱和定向排列的特征。该层埋深18.243.3m。(4) 大理岩（T2）厚巨厚层状，按风化程度可分为强风化大理岩1和中风化大理岩2，大理岩产状总体为SN/W7080。强风化大理岩1：黄褐色，组织结构大部分被破坏，钻取的岩芯呈短柱状，溶隙较发育，裂隙面氧化锈染，埋深5.5m。中等风化大理岩2：灰褐色，组织结构较清楚完整，溶隙一般发育，裂隙面锈染，钻取岩芯较完整，呈柱状，埋深为5.5m。3.3滑坡体地层岩性根据雅砻江官地水电站库区周家坪滑坡体稳定性专题研究报告表明：梅子坪滑坡体主要是由一套早期冲洪积堆积砾砂层和溶塌角砾块碎石堆积构成，坡顶后

15、缘有1.55m现代崩塌堆积层，锦屏二级电站施工公路以下坡面有0.83.2m的人工堆积土。滑坡体下伏为三迭系中统盐塘组（T2y）大理岩夹绿片岩透镜体。3.4 滑坡体特征及变形3.4.1 滑坡体特征梅子坪滑坡在平面上呈不规则椭圆形，是典型的“圈椅状”地形。表现为古滑体前缘坡度较大，约52；滑坡平台明显变缓，一般在1017，而滑坡后缘则又稍稍变陡，坡度约30 。滑坡体前缘高程1320.0m，后缘高程1450.01500.0m，顺河道长约230m，垂直河道宽约100150m，最大厚度约为34m。其组成物主要为块石和粉土，局部见有被扰动的阶地堆积物（为角砾和粗砂，粒径220mm为主，呈次棱角状次圆状）。

16、块石成分为灰岩或白云质灰岩，大小不一，块径一般为十几厘米几十厘米，大者可达1m，甚至45m，部分大块石为钙质胶结的钙华台物质。滑坡体前缘的下游侧有基岩出露，岩性为灰岩或白云质灰岩,上游侧为覆盖层，组成物主要为砂卵砾石层，厚度大于10m。滑体中部地形平坦，地表主要为浅褐色粉土夹灰岩块石，局部为灰岩块石夹粉土。该滑坡体实际上是一个由早期冲洪积、后缘陡壁崩塌堆积块碎石并经后期岩溶冲蚀和溶蚀作用和现代崩坡积组成的复合体。3.4.2 滑坡体变形梅子坪早期崩塌堆积块碎石曾沿基覆界面发生过滑动，变形主要集中在前缘附近，且位移量不大，以“座滑式”（牵引式）为特征，而中、后缘部位相对位移量很小。因此其滑动受力方

17、式在空间上具体表现为：前缘以剪切、中部为挤压、后缘以拉裂作用特点。在滑坡体后缘边界附近的14151460m高程，在2004年8月，因修建公路开挖坡脚，导致边坡沿全风化绿片岩层发生滑坡，滑坡使下部居民房屋受损。目前该段边坡以做喷锚支护。同时在南侧有约30m还可见全风化绿片岩裸露边坡，局部因水管漏水而发生小坍滑。场地后坡为灰岩直立陡壁，高约1030m。主要裂隙有 N48W/ SW6080；N85E/SE3883；组裂隙为陡倾角的层面裂隙，裂隙闭合无充填物；组裂隙面见氧化晕，微张，无充填物，间距1.51.7m。由于上述两组裂隙的影响和风化卸荷作用，会形成小规模的崩塌掉块现象，并在滑坡体（滑坡区）后缘

18、边界一带斜坡表不分布崩积堆积块碎石。3.5 主要建筑材料根据官地水电站库区梅子坪集镇库岸防护工程工程地质勘察报告（初勘阶段），工程区附近的天然建材料场为南侧的周家坪料场和堆积体内的堆渣区料场，其中周家坪料场距场地约500m，为良好的块石料开发料场。该料场面积约4000m2，主要出露基岩为三迭系大理岩，质量较好，储量丰富。该料场厚度按5m、土石比为3：7计算，可开采量在1.4万m3以上。堆渣区料场位于工程区，为锦屏二级电站隧洞开挖弃渣区。4.工程设计4.1 设计依据本次设计工作的主要依据有：（1）雅砻江官地水电站库区周家坪滑坡体稳定性专题研究报告（西南交通大学、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院

19、 2007.2）；（2）四川省雅砻江官地水电站可行性研究报告（重编）（中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 2006.12）；（3）官地水电站库区梅子坪集镇库岸防护工程工程地质勘察报告（中国水电顾问集团成都勘察设计研究院 2007.06）（4）滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T 0219-2006）；（5）滑坡防治工程勘查规范（DZ/T 0218-2006）；（6）建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）；（7）防洪标准（GB50201-94）；（8）地质灾害防治工程设计规范（DB50/5029-2004）；（9）水电水利工程边坡工程地质勘察技术规程（DL/T 53372006）；

20、（10）水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL51802003）；（11）混凝土结构设计规范(GB50010-2002)；（12）碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）；（13）堤防工程设计规范（GB50286-98）；（14）砌体结构设计规范（GB5003-2001）；（15）水力计算手册（中国水利水电出版社，2006）。4.2 工程等级及设计标准梅子坪集镇，属一般城镇。根据防洪标准GB50201-94，设计防洪洪水标准重现期为2010年。考虑到该项防护任务的重要性，梅子坪集镇防洪标准重现期定为20年。根据水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL51802003），确定防治工程等级为

21、级。4.3设计荷载组合设计荷载主要有：土体自重、暴雨、地表荷载、地震、地下水压力及水位降引起的水压力。土体自重：地下水位以上部分采用天然容重，地下水位以下采用饱和容重，库水位面以下按浮重度计算；暴雨：如降雨入渗深度小于地下水位面埋深，降雨入渗范围内按饱和重度计算，降雨入渗范围以下、地下水位面以上仍按天然重度计算；降雨入渗深度大于地下水位面埋深，地下水位面以上按饱和重度计算；由于缺少相关暴雨参数，本设计中考虑暴雨入渗深度为地面下1/2的土体高度进行计算。地表荷载：按15kN/m2建筑物层数(2层)建筑密度（0.8）进行计算，公路汽车荷载按20kN/m均布荷载计算；地震：地震加速度取0.125g。

22、地下水压力：当渗透系数大于110-7m/s时，滑坡体重度取浮重度，计算动水压力，本次设计中渗透系数为110-5m/s，取滑体浮重度进行计算。4.4计算参数及计算剖面岩土物理力学参数的合理取值，是正确进行灾害体的稳定性分析和治理工程设计的基本前提，且其取值大小对安全系数和剩余下滑力等计算结果十分敏感，因此必须认真分析，使计算的参数尽可能符合灾害体的实际情况。设计中所采用滑坡体的物理力学参数的取值主要是由雅砻江官地水电站库区周家坪滑坡体稳定性专题研究报告提供，如下表4.1所示。由于是专题研究报告，其中缺乏一些地灾设计所须的参数，因此其他相关参数参照相关工程地质手册适当选取，如下表4.2。表4.1

23、滑坡计算参数取值表土类型天然状态饱水状态滑体潜在滑面滑体潜在滑面容重（kN/m3）C（kpa）()容重（kN/m3）C（kpa）()块碎石混合土22.06235.023.030.531.0全风化绿片岩剪切带19.52225.9620.510.0521.91表4.2 滑坡计算参数取值表滑床土体容重全风化片岩地基水平抗力系数的比例系数m碎石土地基水平抗力系数的比例系数m大理岩弹性抗力系数k全风化片岩地基承载力fk（kN/ m3）（MN/ m4）（MN/ m4）（MN/ m3）kPa20.52010150250滑坡稳定性计算剖面取2-2剖面、4-4剖面及推测的b-b剖面。4.5计算工况根据水库运行情

24、况，考虑以下八种工况：表4.3 计算工况表水库运行水位工况编号荷载组合安全系数正常水位1330.0m1自重地表荷载暴雨1.202自重地表荷载地震1.10非汛期1336.38m3自重地表荷载暴雨1.204自重地表荷载地震1.10汛期1343.23m5自重地表荷载暴雨1.206自重地表荷载地震1.10水位降1343.23降至1328.0m7自重地表荷载暴雨1.108自重地表荷载地震1.05注：水位降为从1343.23m降至1328.0m，两天降完。4.6稳定性计算4.6.1 计算模型计算基本假定如下：沿横断面方向取1m宽的土条作为计算的基本断面，不计两侧摩阻力；滑坡体每一分条假定为整体滑动；滑坡体

25、推力的作用方向平行于滑动面；推力的应力分布为矩形。4.6.2 计算方法滑坡体滑面大多呈折线形，采用折线滑动法（传递系数法）计算滑坡稳定性系数，计算公式如下：图4.1 传递系数法计算说明图式中 :滑坡稳定性系数；传递系数。第计算条块滑体抗滑力（kN/m）；第计算条块滑体下滑力（kN/m）；第计算条块滑体在滑动面法线上的反力 (kN/m);第计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值 (kPa)第计算条块滑带土的内摩擦角标准值（）；第计算条块滑动面长度 (m);第计算条块地下水流线平均倾角，一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值 ()，反倾时取负值;第计算条块自重与建筑等地面荷载之和（kN/m）；第计

26、算条块底面倾角（），反倾时取负值；第计算条块单位宽度的渗透压力，作用方向倾角为(kN/m);地下水渗透坡降；水的容重 (kN/m3);第计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积 (m3/m);第计算条块单位宽度岩土体的浸润线以下体积 (m3/m);岩土体的天然容重 (kN/m3);岩土体的浮容重 (kN/m3)；岩土体的饱和容重 (kN/m3)；第计算条块所受地面荷载 (kN)。4.6.3 计算结果根据前面的计算方法，计算结果见下表4.4和表4.5。（计算过程详见计算书）表4.4 滑坡稳定性计算结果（2-2）工况稳定性系数稳定性情况下滑力（kN）蓄水后常水位（1330.0）自重地表荷载暴雨1.0

27、426欠稳定4061.6自重地表荷载地震1.0049欠稳定2469.8蓄水后非汛期（1336.38m）自重地表荷载暴雨1.0395欠稳定3381.2自重地表荷载地震1.0048欠稳定2822.3蓄水后汛期（1343.23m）自重地表荷载暴雨1.0349欠稳定3988.2自重地表荷载地震0.9976不稳定2529.7水位降（1343.23降至1328.0）自重地表荷载暴雨0.9460不稳定4103.6自重地表荷载地震0.9124不稳定3730.9表4.5 滑坡稳定性计算结果（4-4）工况稳定性系数稳定性情况下滑力（kN）蓄水后常水位（1330.0）自重地表荷载暴雨1.2145稳定自重地表荷载地震

28、1.1682稳定蓄水后非汛期（1336.38m）自重地表荷载暴雨1.1879稳定1131.1自重地表荷载地震1.0969基本稳定53.3蓄水后汛期（1343.23m）自重地表荷载暴雨1.1443基本稳定2885.5自重地表荷载地震1.0915基本稳定112.6 水位降（1343.23降至1328.0）自重地表荷载暴雨1.1266基本稳定自重地表荷载地震1.0843基本稳定表4.6 滑坡稳定性计算结果（b-b）工况稳定性系数稳定性情况下滑力（kN）蓄水后汛期（1343.23m）自重地表荷载暴雨1.0321欠稳定1388.547水位降（1343.23降至1328.0）自重地表荷载暴雨1.0171欠稳定1006.994 注：因 b-b剖面为推测剖面，在作稳定性计算时只选取了较危险的两个工况进行。4.6.4 主要结论由2-2剖面计