陳霞

(山西國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西陽(yáng)泉 045000)

天成物流園區(qū)邊坡工程設(shè)計(jì)與治理項(xiàng)目的應(yīng)用

陳霞

(山西國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，山西陽(yáng)泉 045000)

通過(guò)對(duì)邊坡失穩(wěn)的破壞形式進(jìn)行分類，闡述了造成滑塌等地質(zhì)災(zāi)害的原因，并以天成物流園區(qū)邊坡工程為例，根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、地層參數(shù)及場(chǎng)地條件，采取了相應(yīng)的邊坡處理措施，有效保證了邊坡的穩(wěn)定性。

邊坡，錨索，穩(wěn)定性，防護(hù)工程

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的鐵路、公路、水利、礦山、城鎮(zhèn)等工程建設(shè)，尤其在山區(qū)的工程建設(shè)中，人類工程活動(dòng)中開挖和堆填的邊坡開始越來(lái)越多，高度也隨之加大。而在水利和礦山建設(shè)中形成的邊坡高度更高，范圍更大。我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，建筑邊坡亦成為我國(guó)邊坡工程的重要組成部分。

邊坡失穩(wěn)與破壞形式主要有坍塌、崩塌、落石、滑塌、錯(cuò)落、傾倒等。在工程活動(dòng)中數(shù)量最多的、危害最嚴(yán)重的是邊坡滑塌。

滑坡則包含了巖土滑塌、崩塌、錯(cuò)落、傾倒、陷落和泥石流，它是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，其頻發(fā)性和嚴(yán)重性都相當(dāng)驚人，我國(guó)是個(gè)多山國(guó)家，滑坡相當(dāng)頻繁，滑坡災(zāi)害不僅與地形地貌、地質(zhì)條件內(nèi)因有關(guān)，還與氣候、生態(tài)、水環(huán)境和人類活動(dòng)引起的外因有密不可分的關(guān)系。

陽(yáng)泉地區(qū)屬于典型的山區(qū)，有豐富的煤炭資源，地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜，隨著大量工程建設(shè)的進(jìn)展，建筑邊坡的治理工程大幅地增長(zhǎng)，中小型規(guī)模邊坡數(shù)量也開始增多。

陽(yáng)泉地區(qū)屬于中低山地貌，山體及階地，多為中～晚更新世的厚層黃土、中晚～全更新世沖洪積成因的砂土及卵石層或者碎石層覆蓋，下伏為石炭紀(jì)太原組煤系地層，基巖面較淺，且大多建設(shè)場(chǎng)區(qū)處在山區(qū)斜坡地帶，幾乎每個(gè)工程都會(huì)遇到大大小小的邊坡問(wèn)題，邊坡類型分為土質(zhì)邊坡，巖質(zhì)邊坡和土巖結(jié)合混合邊坡，按工程類別陽(yáng)泉地區(qū)主要是建筑邊坡，基坑邊坡，露天礦邊坡，棄矸場(chǎng)邊坡，路塹邊坡，路堤邊坡等。而這些邊坡均屬于人工邊坡，按邊坡的構(gòu)成及層狀分布，在開挖和堆積過(guò)程中形成邊坡。

1 邊坡工程設(shè)計(jì)

1.1 邊坡工程的治理方法

邊坡工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括確定邊坡坡率與形狀，以及排水工程，防護(hù)加固工程與景觀綠化工程等，其中邊坡加固防護(hù)工程設(shè)計(jì)包括:設(shè)置各類擋墻、坡率法、巖石錨噴支護(hù)、格構(gòu)錨固、加筋陡坡、加筋土擋墻、土釘墻、地表水及地下水的排放系統(tǒng)等，注漿加固等支擋加固結(jié)構(gòu)，以及采取植被防護(hù)，骨架植被防護(hù)，圬工防護(hù)與石籠防護(hù)等防護(hù)工程。

1.2 邊坡工程設(shè)計(jì)原則

邊坡工程設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮兩類極限狀態(tài)，一類是承載能力極限狀態(tài)，一類是正常使用的極限狀態(tài)，設(shè)計(jì)的時(shí)候采用荷載效應(yīng)的最不利組合，永久性邊坡的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)該不低于受它影響的相鄰建筑物的使用年限，還需要考慮地震作用的影響。

1.3 邊坡工程設(shè)計(jì)的基本要求

首先要得到一手資料，工程用地紅線，建筑平面布置總圖以及相鄰建筑的平、立、剖面和基礎(chǔ)圖等，了解場(chǎng)地和邊坡的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察資料，邊坡的環(huán)境資料包括影響范圍內(nèi)的巖土體、水系、建筑物、道路及管網(wǎng)等狀況資料，山區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)宜根據(jù)地質(zhì)、地形條件及工程要求，因地制宜設(shè)置邊坡，避免形成高填深挖的邊坡工程。對(duì)穩(wěn)定性較差且坡高較大的邊坡應(yīng)采用后仰放坡或分臺(tái)階放坡。

邊坡工程的平面布置和立面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響，做到美化環(huán)境，體現(xiàn)生態(tài)保護(hù)要求。邊坡坡面和坡腳應(yīng)采用有效的保護(hù)措施。

在邊坡工程的施工期和使用期，不應(yīng)隨意開挖坡腳，并防止坡頂超載。應(yīng)避免地表水及地下水大量滲入坡體，并應(yīng)對(duì)有利于邊坡穩(wěn)定的相關(guān)環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)和環(huán)境條件、邊坡高度以及邊坡工程安全等級(jí)等因素選定。

2 天成物流園區(qū)工程邊坡設(shè)計(jì)及治理

陽(yáng)煤集團(tuán)天成煤炭鐵路集運(yùn)有限公司專用線改擴(kuò)建工程K1+540～K1+840段位于陽(yáng)泉市大連西路北側(cè)，義白路與G207國(guó)道間的長(zhǎng)嶺村附近，西南側(cè)緊鄰山西兆豐鋁業(yè)有限責(zé)任公司氧化鋁分公司，交通極為便利。

天成物流園區(qū)工程位于天成集運(yùn)站，原亞美水泥舊廠區(qū)，根據(jù)設(shè)計(jì)場(chǎng)區(qū)整平后，場(chǎng)區(qū)鐵路集運(yùn)站鐵路專用線北側(cè)及西側(cè)形成高約12.0 m～21.0 m的邊坡，其中有礦渣堆積的填方邊坡、土質(zhì)邊坡、土巖組合邊坡及巖質(zhì)邊坡多種邊坡類型。場(chǎng)區(qū)地形地貌極其復(fù)雜，受早期鋁土礦開采影響，局部邊坡巖體十分破碎，各類構(gòu)造面十分發(fā)育。

為保證邊坡及邊坡頂部建筑物的安全，以及鐵路集運(yùn)站專用線的安全使用，根據(jù)業(yè)主提供的場(chǎng)地平面布置圖及經(jīng)有關(guān)部門審查合格后的場(chǎng)區(qū)邊坡巖土工程勘察報(bào)告和區(qū)域工程地質(zhì)資料，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求及區(qū)域邊坡工程治理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該場(chǎng)區(qū)所有邊坡工程進(jìn)行防治設(shè)計(jì)。

2.1 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

本場(chǎng)區(qū)位于低山、丘陵區(qū)，地形起伏不大，地面出露標(biāo)高685.30 m～704.4 m，地形相對(duì)高差約20 m，地勢(shì)為北高南低，經(jīng)人工改造，形成多個(gè)平坦場(chǎng)區(qū)。本區(qū)為沁水煤田之東北邊緣，場(chǎng)區(qū)主要出露石炭系本溪組地層的下部基巖組合，由泥巖、砂巖、石灰?guī)r及鋁土質(zhì)泥巖組成;該地層平行不整合于奧陶系中統(tǒng)厚層灰?guī)r之上。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造總體呈一單斜，構(gòu)成坡體巖層總體產(chǎn)狀為:走向29°，傾向119°，傾角在5°～8°之間，在此單斜構(gòu)造基礎(chǔ)之上發(fā)育有次一級(jí)的褶皺構(gòu)造;區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育。

根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)地上覆地層表層分布厚層雜填土層，場(chǎng)地下伏土層為第四系中～晚更新世的厚層黃土，石炭系中統(tǒng)本溪組基巖及奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r;中間夾有薄層鋁土質(zhì)泥巖，第四紀(jì)堆積物不整合覆蓋于基巖面之上。

該地段邊坡坡面傾角為65°，坡面與巖層產(chǎn)狀關(guān)系表明該邊坡屬于順層邊坡，不利于邊坡穩(wěn)定性。構(gòu)成該側(cè)邊坡的介質(zhì)場(chǎng)地的北部主要由填土、砂巖、泥巖、灰?guī)r、鋁土質(zhì)泥巖、山西式鐵礦及奧陶系石灰?guī)r組成;南部主要由填土、粉土、粉質(zhì)粘土及礫質(zhì)粘性土組成。泥巖、鋁土質(zhì)泥巖、山西式鐵礦屬于軟巖，石灰?guī)r屬于硬質(zhì)巖石。巖石頂部覆蓋人工回填的碎石及土，回填后并未經(jīng)過(guò)專門的碾壓，現(xiàn)屬于松散～稍密狀態(tài)。該場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

2.2 場(chǎng)區(qū)邊坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

場(chǎng)區(qū)邊坡多為土巖結(jié)合的邊坡，巖體類型為Ⅳ，邊坡重要性系數(shù)為1.0，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

粉土層:γ=18.0 kN/m，粘聚力C=32 kPa，摩擦角φ=23°。

粉質(zhì)粘土層:γ=20.0 kN/m，粘聚力C=36 kPa，摩擦角φ= 16°。

風(fēng)化巖層:γ=24.0 kN/m，粘聚力C=400 kPa，摩擦角φ=30°。

混凝土強(qiáng)度C25，鋼筋采用HRB335(Ⅱ級(jí))鋼。

錨桿(索)成孔:采用鉆機(jī)成孔作業(yè)法，錨桿孔徑110 mm，錨索孔徑為150 mm，下傾均為15°。

構(gòu)成場(chǎng)地邊坡的介質(zhì)為填土、粉質(zhì)粘土和基巖，北段屬于土巖混合邊坡，南段為土質(zhì)邊坡。對(duì)于土質(zhì)邊坡，其破壞形式類似圓弧，采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)算評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性;對(duì)于北段以巖層為主的邊坡坡段則以順巖層層理滑移為主，采用矢量法以及赤平投影評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。

填土地段邊坡高度不大于15.0 m，屬二級(jí)邊坡，邊坡按簡(jiǎn)化畢曉普法檢算，安全系數(shù)不小于1.25。根據(jù)本次勘察結(jié)果，填土粘聚力C=0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=35°;填土段邊坡設(shè)計(jì)按1∶0.75進(jìn)行放坡處理，12.0 m高度錯(cuò)一平臺(tái)，平臺(tái)寬度5.0 m。填土段除最南側(cè)剖面外，其他坡段安全系數(shù)小于1.25，不滿足規(guī)范要求，需進(jìn)行可靠合理的加固治理。各代表性地段不同高度填土邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的安全系數(shù)

2.3 場(chǎng)區(qū)邊坡工程治理方案設(shè)計(jì)

根據(jù)坡體的組成，在坡型選擇上按上緩、下陡的原則進(jìn)行選取:在泥巖坡體地段應(yīng)采取必要的超前支護(hù)措施，邊加固邊開挖，防止卸荷回彈造成邊坡安全性降低。

場(chǎng)地邊坡采用錯(cuò)臺(tái)放坡方案，巖石段邊坡按1∶0.5進(jìn)行放坡，每級(jí)邊坡高度按現(xiàn)場(chǎng)確定為8.6 m和11.6 m不等，每2級(jí)邊坡之間錯(cuò)臺(tái)寬度5.0 m，平臺(tái)頂部邊坡按1∶1.75刷坡，植草綠化。

平臺(tái)以下邊坡采用錨桿加預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式，錨噴加固，在鋁土質(zhì)泥巖分布段增加預(yù)應(yīng)力錨索，坡面掛網(wǎng)噴混凝土覆蓋，混凝土框架內(nèi)片石砌筑。局部開挖造成的塌落腔體，采用腔袋進(jìn)行堆砌，堆砌時(shí)袋與袋之間相互咬合并灌縫，振動(dòng)夯實(shí);若局部地段需要回填，當(dāng)回填厚度小于0.5 m時(shí)，采用素土夯實(shí)回填，控制壓實(shí)系數(shù)不小于0.95;當(dāng)回填厚度大于0.5 m時(shí)，在臨坡面采用胞腔袋裝素土堆砌的方式回填，砌時(shí)袋與袋之間相互咬合并灌縫，振動(dòng)夯實(shí)。胞腔袋采用土工織布編織袋，編織布徑向抗拉強(qiáng)度大于32 kN/m，緯向抗拉強(qiáng)度大于25 kN/m。胞腔袋內(nèi)裝砂卵石量2/3～3/4，并縫好袋口。

整體邊坡在坡頂設(shè)置截水溝，在各平臺(tái)及坡底設(shè)排水溝，確保了坡體水能有組織的排放。噴射混凝土面層、混凝土框架內(nèi)片石護(hù)坡、護(hù)墻上均設(shè)泄水孔。布設(shè)間距為3.0 m×3.0 m，梅花形布置。特別是在土巖結(jié)合面附近、砂巖及泥巖結(jié)合面附近以及巖石裂隙發(fā)育地段適當(dāng)加密。

邊坡設(shè)計(jì)遵循動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)施工人員應(yīng)密切配合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的調(diào)整。

2.4 施工順序

該工程的施工順序?yàn)?先刷方減重，平臺(tái)以下刷方要緊跟錨索錨桿支護(hù)，形成邊開挖邊支護(hù)。再做場(chǎng)面截排水工程，最后進(jìn)行覆土綠化工作。

2.5 施工監(jiān)測(cè)和質(zhì)量評(píng)定

為保證施工的安全，施工前進(jìn)行了坡體位移監(jiān)測(cè)，錨索、錨桿、噴射混凝土面層、筋帶等各項(xiàng)工程按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行工程中質(zhì)量控制及最后的強(qiáng)度檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量及要求都滿足有關(guān)規(guī)范要求。由于施工季節(jié)、順序、方法恰當(dāng)，各項(xiàng)工程順利完成，邊坡沒(méi)有明顯位移，沒(méi)有影響運(yùn)輸安全。

工程竣工后，鐵路已經(jīng)正常運(yùn)營(yíng)，滑坡檢測(cè)穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的目的和效果。

［1］陳祖煜，鄭穎人，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理［M］.第2版.北京:人民交通出版社，2010.

［2］程良奎，李象范.巖土錨固·土釘·噴射混凝土——原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

The application of slope engineering design and project management of Tiancheng logistics park

Chen Xia
(Shanxi Guochen Construction Engineering Survey Design Limited Company，Yangquan 045000，Chin a)

Through the failure mode classification of slope stability，this paper elaborated the causes of landslide and other geological disasters，and from the slope engineering of Tiancheng logistics park，according to the building seismic fortification category，formation parameters and site conditions，took corresponding the slope treatment measures，effectively ensured the slope stability.

slope，anchor cable，stability，protection engineering

TU413.62

:A

1009-6825(2016)36-0082-02

2016-10-11

陳 霞(1980-)，女，工程師