居民聚集區(qū)地質(zhì)災害綜合治理工程施工圖設計計算書

工程概況1.1概況1.2防治工程等級和設計標準根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘查規(guī)范》（DB50/T143-2018）4.2.2條，重慶市城口縣咸宜鎮(zhèn)居民聚集區(qū)地質(zhì)災害綜合治理工程中黃泥壩梁滑坡Ⅰ威脅居民61戶303人生命財產(chǎn)安全及咸雪公路（鄉(xiāng)村振興旅游公路）215m通行安全；黃泥壩梁滑坡Ⅱ無直接威脅對象，間接威脅居民23戶104人生命財產(chǎn)安全及咸雪公路（鄉(xiāng)村振興旅游公路）100m通行安全，可能造成經(jīng)濟損失1800萬元。梭沙片不穩(wěn)定斜坡影響范圍內(nèi)居民住房33戶157人，房屋面積約11100m2以及咸雪公路（鄉(xiāng)村振興旅游公路）220m通行安全?？赡茉斐傻闹苯咏?jīng)濟損失1100萬元。杉樹坪危巖潛在威脅公路和居民，影響居民戶數(shù)18戶101人，房屋面積約7700m2，可能造成的直接經(jīng)濟損失600萬元。根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/T143－2018）表1有關規(guī)定，現(xiàn)分段進行地質(zhì)災害防治工程等級敘述，詳見表1.2-1。表1.2-1地質(zhì)災害防治工程分級劃分表各地災體名稱直接威脅對象的重要性可能造成的直接經(jīng)濟損失S（萬元）地質(zhì)災害防治工程等級威脅人數(shù)（P）建（構）筑物的重要性黃泥壩梁滑坡滑坡Ⅰ居民61戶303人咸雪公路，一般500≤S＜5000二級滑坡Ⅱ//S＜500三級梭沙片不穩(wěn)定斜坡33戶157人咸雪公路，一般500≤S＜5000二級杉樹坪危巖南西側斜坡W1、W2////W3、W4////南側陡崖W5、W11居民15戶81人咸雪公路，一般S＜500三級W6～W8居民11戶62人咸雪公路，一般S＜500三級W9、W10、W12居民6戶23人咸雪公路，一般S＜500三級孤石G1～G7居民6戶26人咸雪公路，一般S＜500三級2設計參數(shù)及工況2.1設計參數(shù)2.1.1黃泥壩梁滑坡1根據(jù)本次勘查成果資料并結合同類工程進行類比，建議各類型巖土體具體設計參數(shù)如下：表2.1-1巖體物理力學參數(shù)一覽表巖性名稱天然重度(KN/m3)抗壓強度抗拉強度(Kpa)粘聚力C(KPa)綜合內(nèi)摩擦角φ(°)地基承載力特征值（kPa）巖體與錨固體極限粘結強度標準值（kPa）基底摩擦系數(shù)天然(Mpa)飽和(Mpa)強風化頁巖25.0300*0.35*中風化頁巖25.5012.478.7213535035.02494500*0.50*表2.1-2結構面抗剪強度標準值裂隙編號結構面特征及類型結構面結合程度結構面參數(shù)（天然狀態(tài)）結構面參數(shù)（飽和狀態(tài)）C（Kpa）φ（°）C（Kpa）φ（°）Ⅰ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0040.0016.00Ⅱ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0040.0016.00表2.1-3潛在滑面的C、ф值名稱（剖面）天然工況暴雨工況備注C(Kpa)Ф（°）C(Kpa)Ф（°）滑坡Ⅰ巖土界面30222520滑帶土含碎石量相對較多?；垄驇r土界面26182416滑帶土含碎石量少，黏土均勻。2有關其它巖土設計參數(shù)（1）素填土根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，建議本場地素填土的力學指標：天然重度19.50kN/m3（經(jīng)驗值），天然狀態(tài)綜合內(nèi)摩擦角35°，天然狀態(tài)下內(nèi)聚力5kPa，飽和重度20.00kN/m3（經(jīng)驗值），飽和狀態(tài)綜合內(nèi)摩擦角30°，飽和狀態(tài)下內(nèi)聚力3kPa，基底摩擦系數(shù)：夯實填土取0.25。填土抗力系數(shù)的比例系數(shù)取12MN/m4。素填土土體與錨固體極限粘結強度標準值frbk=40kPa。（2）碎石土天然重度20.0kN/m3（經(jīng)驗值），飽和重度20.50kN/m3（經(jīng)驗值），2.1.2梭沙片不穩(wěn)定斜坡1根據(jù)本次勘查成果資料并結合同類工程進行類比，建議各類型巖土體具體設計參數(shù)如下：表2.1-5巖體物理力學參數(shù)一覽表巖性名稱天然重度(KN/m3)抗壓強度抗拉強度(Kpa)巖體水平抗力系數(shù)MN/m3粘聚力C(KPa)內(nèi)摩擦角φ(°)地基承載力特征值（kPa）巖體與錨固體極限粘結強度標準值（kPa）基底摩擦系數(shù)巖體等效內(nèi)摩擦角標準值（°）天然(Mpa)飽和(Mpa)強風化頁巖25.0300*0.35*42*中風化頁巖25.5012.929.05150100*35035.02584500*0.50*55*表2.1-6結構面抗剪強度標準值裂隙編號結構面特征及類型結構面結合程度結構面參數(shù)（天然狀態(tài)）結構面參數(shù)（飽和狀態(tài)）C（Kpa）φ（°）C（Kpa）φ（°）Ⅱ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0040.0016.002有關其它巖土設計參數(shù)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，建議本場地碎石土體水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)取20MN/m4，碎石土體與錨固體極限粘結強度標準值frbk=50kPa；擋墻基底摩擦系數(shù)取μ=0.30，碎石土的放坡坡率：1:1.25。2.1.3杉樹坪危巖根據(jù)本次勘查成果資料并結合同類工程進行類比，建議各類型巖土體具體設計參數(shù)如下：表2.1-7巖體物理力學參數(shù)一覽表巖性名稱天然重度(KN/m3)抗壓強度抗拉強度(Kpa)粘聚力C(KPa)內(nèi)摩擦角φ(°)地基承載力特征值（kPa）巖體與錨固體極限粘結強度標準值（kPa）基底摩擦系數(shù)天然(Mpa)飽和(Mpa)強風化灰?guī)r25.50500*0.45*中風化灰?guī)r26.0037.2430.72400240038.092001200*0.60*表2.1-8結構面抗剪強度標準值裂隙編號結構面特征及類型結構面結合程度結構面參數(shù)（天然狀態(tài)）結構面參數(shù)（飽和狀態(tài)）C（Kpa）φ（°）C（Kpa）φ（°）Ⅰ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0035.0015.00Ⅱ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0035.0015.002.2設計工況暴雨狀態(tài)（自重+暴雨）3穩(wěn)定性評價及推力計算3.1黃泥壩梁滑坡分析計算3.1.1計算方法折線形滑動型式計算公式如下：圖3.1折線形滑面滑坡計算示意（1）（2）（3）（4）（5）式中EQEQEQ―滑坡穩(wěn)定性系數(shù)；―傳遞系數(shù)。Pn—第n條塊單位寬度剩余下滑力（kN/m）;P、Pi-1—分別為第條塊、第-1條塊的剩余下滑力（kN/m）。當P-1<0時，取P-1=0；—第計算條塊單位寬度重力及其他外力引起的下滑力（kN/m）；—第計算條塊單位寬度重力及其他外力引起的抗滑力（kN/m）；-1―第-1計算條塊對第i計算條塊的傳遞系數(shù);—第計算條塊滑體在滑動面法線上的反力(kN/m);—第計算條塊滑面粘聚力(kPa)；—第計算條塊滑面內(nèi)摩擦角（°）；Li—第計算條塊滑面長度(m);—第計算條塊滑面傾角（°），滑面傾向與滑動方向相同時取正值，滑面傾向與滑動方向相反時取負值；G—第計算條塊巖土體自重（kN/m）；Gbi——第計算條塊附加豎向荷載（kN/m）；方向指向下方時取正值，指向上方時取負值；外力方向傾斜時取其豎向分力；Qi——第計算條塊水平荷載（含條塊兩側界面水壓力合力）（kN/m）；方向指向坡外時取正值，指向坡內(nèi)時取負值；外力方向傾斜時取其水平分力；—計算條塊號，從后方起編（前后相對位置以滑動方向為參照）；n—條塊數(shù)量。3.1.2計算結果按照上述工況及公式，對滑坡Ⅰ1-1’剖面、2-2’剖面及滑坡Ⅱ3-3’剖面進行穩(wěn)定性計算。結果匯總如下（表3.1-1滑坡穩(wěn)定性計算成果表）。表3.1-1滑坡折線形滑坡穩(wěn)定性計算表成果表滑坡名稱剖面編號天然工況飽和工況備注穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定性評價穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（KN）穩(wěn)定性評價滑坡Ⅰ1-1’1.31穩(wěn)定1.1165.96基本穩(wěn)定地質(zhì)災害防治工程等級為二級，安全系數(shù)取1.15。2-2’1.29穩(wěn)定1.09183.89基本穩(wěn)定地質(zhì)災害防治工程等級為二級，安全系數(shù)取1.15。滑坡Ⅱ3-3’1.56穩(wěn)定1.390穩(wěn)定地質(zhì)災害防治工程等級為三級，安全系數(shù)取1.10。3.1.3滑坡穩(wěn)定性綜合評價根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范（DB50/143-2003）》的規(guī)定，本次對該滑坡穩(wěn)定性判別標準按表3.1-2進行判定。表3.1-2滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分表滑坡穩(wěn)定系數(shù)FsFs＜1.001.00≤Fs＜1.051.05≤Fs＜FstFs≥Fst滑坡穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘查規(guī)范》（DB50/T143-2018）的規(guī)定，滑坡Ⅰ地質(zhì)災害防治工程等級為二級，取穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.15；滑坡Ⅱ地質(zhì)災害防治工程等級為三級,取穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.10。由穩(wěn)定性計算結果3.1-1知：飽和工況下滑坡Ⅰ穩(wěn)定系數(shù)為1.09～1.11，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。飽和工況下滑坡Ⅱ穩(wěn)定系數(shù)為1.39，處于穩(wěn)定狀態(tài)。以上計算結果可知該滑坡Ⅰ在暴雨狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；滑坡Ⅱ整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。結合現(xiàn)場變形情況，以及“四重”網(wǎng)格管理的群測群防資料表明，該滑坡Ⅰ發(fā)現(xiàn)1條地裂縫，近期滑坡前緣裂縫變形明顯；滑坡Ⅱ發(fā)現(xiàn)2條地裂縫，裂縫雖然變形較大，但位于滑坡中前緣，為局部地表陡坎溜滑變形，裂縫走向大致垂直于滑動方向，近期未發(fā)生明顯變形跡象。穩(wěn)定性計算分析結果與宏觀分析基本一致，表明計算結果可信。3.2梭沙片不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性評價3.2.1斜坡穩(wěn)定性的定性分析根據(jù)勘查，斜坡土體薄，斜坡體上的變形破壞跡象主要為在風化作用下，巖體風化產(chǎn)生的小規(guī)?；?、掉塊，變形比較明顯，在下伏基巖中沒有揭露順坡的斷層或軟弱帶，且?guī)r層傾角較大，斜坡為一反向巖質(zhì)斜坡，故斜坡的穩(wěn)定性破壞主要為在風化作用下，產(chǎn)生小規(guī)模巖體掉塊、垮塌，以及在降雨或地表水體的作用下，斜坡上覆土體因軟化而產(chǎn)生的塑性流動，為剝落型和溜滑型破壞。下伏中風化基巖頁巖、粉砂質(zhì)頁巖巖體較完整，內(nèi)部滑動的可能不大，總體來說，不穩(wěn)定斜坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。但是，隨著地表水的不斷下滲，當有暴雨或連續(xù)大雨發(fā)生時，水的入滲使土體的抗剪強度明顯下降，斜坡體阻滑段的抗滑力亦會相應降低，斜坡體在其上部覆蓋層重力的推移下，將有可能產(chǎn)生沿強風化頁巖巖體內(nèi)部軟弱結構面（泥化層）產(chǎn)生剝落型破壞；斜坡土體因軟化而產(chǎn)生的塑性流動產(chǎn)生溜滑型破壞。該不穩(wěn)定斜坡滑體物質(zhì)為碎石土，土層較薄，強風化巖體較厚，坡體強風化巖體完整性差，穩(wěn)定性較差，斜坡坡度大，在風化作用及自身重力作用下，當有暴雨或連續(xù)大雨發(fā)生時，淺層強風化頁巖體易產(chǎn)生小規(guī)模巖體滑移式破壞。根據(jù)近期裂隙變形情況，目前不穩(wěn)定斜坡天然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨等不利工況影響下發(fā)展為基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)。3.2.2不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性綜合評價（1）防治工程等級梭沙片不穩(wěn)定斜坡威脅對象為斜坡前緣的33戶157人及及咸雪公路（鄉(xiāng)村振興旅游公路）255m，潛在損失共計約1100萬元。根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2003）規(guī)定，該不穩(wěn)定斜坡危害對象的重要性為較重要，地質(zhì)災害體成災后可能造成的損失為中等，該不穩(wěn)定斜坡的地質(zhì)災害防治工程等級為二級。（2）評價標準①穩(wěn)定性安全系數(shù)Ft：表3.2-1穩(wěn)定性安全系數(shù)Fst不穩(wěn)定斜坡類型防治工程等級II級非校核工況校核工況滑移式1.151.03②評價標準：表3.2-2不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性評價標準不穩(wěn)定斜坡類型穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定滑移式Fs＜1.01.00≤Fs＜1.051.05≤Fs＜1.15F≥1.15（3）評價結果不穩(wěn)定斜坡巖體較破碎，各結構面結合程度差，一是斜坡巖體在風化作用下，及坡體自重長期作用下，加之暴雨時裂隙水壓力作用，主控裂隙結構面巖土力學性質(zhì)變差，當主控裂隙結構面力學性質(zhì)不滿足抗滑條件或者抗拉條件時斜坡巖體將產(chǎn)生順主控裂隙逐次滑移式破壞，產(chǎn)生小規(guī)模巖體掉塊；二是在降雨或地表水體的作用下，斜坡土體因軟化而產(chǎn)生的塑性流動，表現(xiàn)為剝落型和溜滑型破壞。綜合判定現(xiàn)狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況淺層強風化頁巖體易產(chǎn)生小規(guī)模巖體滑移式溜滑型破壞，處于基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)。3.3杉樹坪危巖分析計算3.3.1陡崖帶穩(wěn)定性評價根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，城口縣咸宜鎮(zhèn)明月村杉樹坪危巖，在長期風化和雨水侵蝕作業(yè)下，受巖層層間裂隙和構造裂隙切割的影響，裂隙不斷貫通加寬，巖體脫離母巖形成危巖單體。本處危巖主要受巖層層間裂縫和兩組構造裂縫切割而形成。灰?guī)r中厚層～厚層狀結構，陡崖的穩(wěn)定性受結構面控制，對南側陡坡整體穩(wěn)定性采用赤平投影評價如下：勘查區(qū)主要發(fā)育2組構造裂隙或次生裂縫，其產(chǎn)狀：為=1\*ROMANI組裂隙34°∠64°，Ⅱ組裂隙145°∠78°，巖層產(chǎn)狀為230°∠28°，斜坡產(chǎn)狀38°∠75°，由以上要素作斜坡赤平投影圖，見下圖：基巖局部風化強烈，節(jié)理卸荷裂隙發(fā)育，坡表巖體破碎，主要貫通裂隙長4.0～7.0m，寬5～35cm，無填充。由赤平投影可知，巖層產(chǎn)狀與斜坡傾向反向相交，巖質(zhì)反向坡，巖層層面對危巖整體穩(wěn)定性影響小，Ⅰ組裂隙與陡崖坡向基本一致，形成危巖后邊界，Ⅱ組裂隙與陡崖大角度相交，呈切向，貫通性較好，形成危巖側邊界，對陡坡穩(wěn)定性影響中等。但由于卸荷裂隙發(fā)育，易形成楔形危巖單體，產(chǎn)生滑移式或傾倒式破壞。綜合判定危巖單體為欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)。南西側斜坡長度約70.0m，寬約60.0m，坡頂高程1250.0m，坡腳高程1185.0m，斜坡高65.0m，斜坡坡向326°，坡度40～55°，主要由灰?guī)r組成。對該段陡坡整體穩(wěn)定性采用赤平投影評價如下：根據(jù)極射赤平投影圖可知：巖層傾向、Ⅰ組裂隙傾向均與斜坡斜交，對斜坡穩(wěn)定性影響小；Ⅱ組裂隙傾向與斜坡相反，對斜坡穩(wěn)定性影響??；邊坡的穩(wěn)定性受巖體強度控制。局部由于卸荷裂隙發(fā)育，易形成楔形危巖單體，產(chǎn)生滑移式或傾倒式破壞，該段邊坡為穩(wěn)定型斜坡。綜上所述，通過對危巖帶穩(wěn)定性分析，綜合判定杉樹坪危巖帶整體穩(wěn)定，發(fā)育8處危巖單體。西北側斜坡發(fā)育4處危巖單體。3.3.2孤石特征及穩(wěn)定性評價1孤石幾何特征和地質(zhì)特征根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查核實，巖質(zhì)陡崖帶下方斜坡共發(fā)現(xiàn)有7處典型孤石，孤石體積多為0.39m3～2.56m3不等，總方量約為11.13m3。杉樹坪危巖勘查區(qū)內(nèi)斜坡孤石較多，分布較為離散，存在安全隱患的孤石主要分布于陡坡下方斜坡上，分布較為離散，孤石幾何形態(tài)多呈不規(guī)則方塊體狀，菱角分明，巖體結構為陡坡上方母巖一致，均為灰?guī)r。2孤石周圍巖土體特征經(jīng)過對斜坡的崩塌堆積區(qū)調(diào)查量測，在兩邊斜坡地帶上共有孤石7塊，孤石周圍斜坡土體為崩坡積堆積層及基巖風化剝落物，厚度不均，植被覆蓋較好，孤石基座均為斜坡區(qū)域崩坡積堆積層及基巖風化剝落物或基巖，多數(shù)呈嵌固狀。3孤石變形破壞特征陡坡上方的巖體發(fā)生崩落后，經(jīng)過滾動、跳躍、翻滾等到達崖下前緣坡度較緩部位，在運動能量消耗完后，堆積在覆蓋層上，或者由于在運動過程中受到樹木等攔擋而停止下來形成孤石。由于孤石依靠其與坡面的摩擦力、嵌合力或植被的攔擋等來維持穩(wěn)定，其變形失穩(wěn)過程一般為：水對基座的軟化或溶蝕，攔擋的植被折斷，自身漸進性風化等作用下，其與坡面摩擦力、嵌合力降低，重心逐漸偏移失去支撐而失穩(wěn)。4孤石穩(wěn)定性評價斜坡表層孤石的穩(wěn)定性主要是受底部覆蓋層的支撐，一旦受到某些因素（如坡面流水沖刷、地震）的影響下，覆蓋層受到擾動變形，會導致堆積的孤石失穩(wěn)，其失穩(wěn)模式為偏心滾落或偏心滑落等。根據(jù)現(xiàn)場勘查核實，典型孤石統(tǒng)計表如下：3.3-1斜坡孤石統(tǒng)計表孤石編號孤石巖性孤石體積（m3）孤石形狀運動距離（m）穩(wěn)定性G1灰?guī)r1.38方塊狀150基本穩(wěn)定G2灰?guī)r2.15不規(guī)則狀90基本穩(wěn)定G3灰?guī)r2.29條塊狀80基本穩(wěn)定G4灰?guī)r0.62方塊狀130欠穩(wěn)定G5灰?guī)r0.39方塊狀90基本穩(wěn)定G6灰?guī)r1.74方塊狀120欠穩(wěn)定G7灰?guī)r2.56條塊狀130基本穩(wěn)定注：坡面除上述體積較大的孤石之外，還有其他較小孤石，估計坡面孤石總方量約11.13m3除上述典型孤石之外，坡面還有其他較小孤石，松散堆積的崩塌堆積體厚度約0.20～0.50m?；就Ａ粼谒缮⒍逊e體上，由于現(xiàn)狀斜坡地形坡角較陡，在雨水（尤其是汛期雨水季節(jié)）作用下，坡面堆積體內(nèi)部抗剪強度大幅度降低，易隨雨水形成邊坡流沖向坡腳，而坡面孤石本無附著力，坡面松散堆積土被沖刷后，坡面孤石易隨之沿坡面向坡腳發(fā)生滾落，危及下方鄉(xiāng)道及居住居民，現(xiàn)狀公路沿線可見較多已滾落的石頭。根據(jù)上表穩(wěn)定性分析，建議對孤石G1～孤石G7進行就地破碎后清除處理，并在陡坡坡腳內(nèi)側采用被動防護網(wǎng)進行防護。3.3.3危巖穩(wěn)定性計算評價（1）計算原理與方法由于危巖體的邊界條件、裂隙貫通深度難以準確確定，其穩(wěn)定性計算涉及較多參數(shù)和復雜的邊界條件，只能把一些不確定的因素理想化地進行定量分析計算。本次對危巖體的計算主要依據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘查規(guī)范》(DB50/T143-2018)所提供的方法理論來確定，根據(jù)破壞模式不同確定以下2種情況。對危巖體后緣有陡傾裂隙且緩傾的滑移式危巖可按下式計算：圖3.2后緣有陡傾裂隙且緩傾的滑移式穩(wěn)定性計算簡圖②對危巖體重心在基座頂面前緣內(nèi)側情形，傾倒式危巖后部拉斷傾倒穩(wěn)定性可按下式計算：圖3.3傾倒式危巖拉斷傾倒穩(wěn)定性計算簡圖（4）（5）V——后緣陡傾裂隙水壓力(kN)；——后緣陡傾裂隙充水高度(m)，根據(jù)裂隙情況及匯水條件確定；B——后緣陡傾裂隙充水范圍內(nèi)沿裂隙走向平均寬度(m)；B1——后緣裂隙未貫通段沿裂隙走向平均寬度(m)；a——危巖體豎向荷載作用點到轉動點的水平距離(m)；——后緣陡傾結構面傾角（°）；h0——危巖體水平荷載作用點到轉動點的垂直距離(m)；——危巖體與基座接觸面傾角（°）；b——后緣裂隙的延伸段下端到轉動點的水平距離（即塊體與基座接觸面長度的水平投影）(m)；——危巖抗彎力矩計算系數(shù)，按折斷面形態(tài)在1／12～1／6之間取值，當折斷面為矩形時1／6；（2）計算參數(shù)的確定本次危巖體的穩(wěn)定性計算參數(shù)主要是依據(jù)室內(nèi)試驗成果。表3.3-2巖體物理力學參數(shù)一覽表巖性名稱天然重度(KN/m3)抗壓強度抗拉強度(Kpa)粘聚力C(KPa)內(nèi)摩擦角φ(°)地基承載力特征值（kPa）巖體與錨固體極限粘結強度標準值（kPa）基底摩擦系數(shù)天然(Mpa)飽和(Mpa)強風化灰?guī)r25.50500*0.45*中風化灰?guī)r26.0037.2430.72400240038.092001200*0.60*（3）危巖結構面抗剪強度取值計算參數(shù)選取的合理性，是計算評價危巖體穩(wěn)定的關鍵，其中裂面的抗剪強度的取值更是至關重要，根據(jù)現(xiàn)場觀察裂面為裂隙面已經(jīng)開裂，故勘查取值結合《地質(zhì)災害防治工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(DBJ50/T143-2018)表7及地區(qū)經(jīng)驗確定裂面的抗剪強度確定，具體如下表：表3.3-3危巖結構面抗剪強度取值表裂隙編號結構面特征及類型結構面結合程度結構面參數(shù)（天然狀態(tài)）結構面參數(shù)（飽和狀態(tài)）C（Kpa）φ（°）C（Kpa）φ（°）Ⅰ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0035.0015.00Ⅱ組裂隙軟弱結構面結合極差45.0018.0035.0015.00（4）計算工況的確定危巖穩(wěn)定性計算所采用的工況可分為天然工況、暴雨工況。危巖穩(wěn)定性計算中各工況考慮的荷載組合應符合下列規(guī)定。對暴雨工況，基本荷載+暴雨引起的裂隙水壓力。②對地震工況，基本荷載+暴雨引起的裂隙水壓力+地震力。3.3.4危巖體穩(wěn)定性綜合評價根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范》(DBJ50/T143-2018)第13.3.5條的規(guī)定，危巖穩(wěn)定狀態(tài)應根據(jù)其穩(wěn)定系數(shù)按表25確定。表25危巖穩(wěn)定狀態(tài)劃分表根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程勘察規(guī)范》(DBJ50/T143-2018)第13.3.6條的規(guī)定，危巖穩(wěn)定性安全系數(shù)Ft取值按表26確定。W5～W16危巖體根據(jù)赤平投影定性分析，危巖體現(xiàn)狀處于基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)穩(wěn)定性計算分析，結果如下表3.3-4。表3.3-4危巖穩(wěn)定性計算結果表危巖編號主要破壞模式一般工況防治工程等級穩(wěn)定性評價校核工況穩(wěn)定系數(shù)安全系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)安全系數(shù)W5傾倒式1.251.30三級基本穩(wěn)定1.011.10W6傾倒式1.201.30三級欠穩(wěn)定0.961.10W7滑移式1.081.20三級欠穩(wěn)定0.991.05W8滑移式1.121.20三級欠穩(wěn)定1.031.05W9滑移式1.021.20三級欠穩(wěn)定0.931.05W10傾倒式1.161.40三級欠穩(wěn)定0.961.10W11傾倒式1.131.30三級欠穩(wěn)定0.931.10W12傾倒式1.121.30三級欠穩(wěn)定0.961.10W13傾倒式1.111.30三級欠穩(wěn)定0.921.10W14傾倒式1.121.40三級欠穩(wěn)定0.941.10W15滑移式1.151.20三級欠穩(wěn)定1.081.05W16傾倒式1.061.30三級欠穩(wěn)定0.851.10綜合上述分析，危巖體位于山體頂部，危巖體略呈高聳突兀之勢，組成危巖的巖性為二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）灰，底部為碳質(zhì)頁巖，巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體較破碎，風化作用較強，易形成重力卸荷裂隙，故山體本身受裂隙切割較為破碎；形體多呈條柱狀、長方體狀、立方體狀和塊狀形式。從現(xiàn)場調(diào)查情況看，各危巖體后緣裂縫局部見新鮮的拉張跡象，說明危巖體穩(wěn)定狀態(tài)較差，從調(diào)查結果也可以看出，危巖體前緣臨空面較高且陡，裂縫切割較深，且裂隙較為密集，巖體破碎，因此其在暴雨狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)；危巖體在長期的風化剝蝕、重力卸荷作用等因素的綜合影響下有發(fā)生崩塌的可能。3.3.5發(fā)展變化趨勢從調(diào)查危巖所處陡崖位置、變形特征及控制危巖穩(wěn)定性的裂隙發(fā)展情況來看，巖體在自重的作用下，加之后壁裂隙水壓力楔劈作用，使裂隙不斷的加寬加深，最后破壞鎖固部位，最終危巖產(chǎn)生崩塌。勘查區(qū)危巖體總體在向不利穩(wěn)定的方向發(fā)展。3.3.6危害區(qū)（范圍）預測據(jù)收集資料及調(diào)查訪問，該區(qū)域危巖有小型崩塌、掉塊現(xiàn)象發(fā)生。如2021年7月8日，發(fā)生危巖崩塌，方量約50m3，造成咸雪公路交通中斷。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，杉樹坪危巖緩坡地帶均存在危巖崩塌塊石，方量最大可達約5立方米。該區(qū)危巖崩塌滾動的距離與斜坡及崩塌體的形態(tài)特征、崩塌墜落方式關系密切，其下部斜坡若較平緩或呈臺階狀，則一般落石運動距離較近，而呈單一斜坡狀，落石運動距離較遠。據(jù)調(diào)查資料顯示崩積物滾距最遠約450m。圖3.4危巖崩塌破壞運動距離預測圖根據(jù)能量守恒定律，在物體下落過程中動能的增加等于勢能的減少，機械能的總量保持不變。即：Ep+Ek=恒量mgh=1/2mv2根據(jù)地形剖面可計算出斜坡坡度β和碰撞時的切向速度Vt與法向速度Vn,即:Vn=V?sinβVt=V?cosβ落石與斜坡松散層坡面的法向碰撞可認為是塑性碰撞，所以Vn=0。切向碰撞參考Hungr等人的研究，切向損失率采用10%，即落石第一次在斜坡上碰撞后維持其繼續(xù)運動的動能為1/2m(0.9Vt)2。塊石在斜坡上的繼續(xù)運動是以滾動和滑動為主的綜合形式運動，其摩擦角稱為綜合摩擦角。根據(jù)功能原理，落石的勢能變化等于動能變化和克服摩擦所做的功：∑mg△hi=1/2m(Vi2-Vt2)+∑mgcosdi?tgΦ?Li式中：Vi——落石在斜坡面上任意位置處所具有的速度di——各直線段斜坡的平均坡度△hi——各直線段斜坡的鉛直高度Φ——落石與坡面的綜合摩擦角(按平均坡角加1°計)Li——各直線段斜坡的長度當末速度Vi=0時，可求得∑Li，而∑Licosdi就是崩塌的最大水平運動距離。圖3.5危巖崩塌運動軌跡示意圖通過對該危巖帶歷史上多次發(fā)生的崩塌進行反算及野外調(diào)查類比，分析，其崩塌落距基本一致，確定危巖崩塌后的影響范圍?？辈閰^(qū)危巖崩塌危害區(qū)范圍詳見勘查平面圖。因此，確定了危巖的危害影響范圍詳見下表：表3.3-5危巖的危害影響范圍表危巖編號斜坡坡角α（°）巖塊切向回彈系數(shù)et危巖體碰撞坡面的入射速度vi（m/s）危巖體碰撞坡面后沿坡面的反彈速度，即初始滾動速度v＇it（m/s）滾動摩擦系數(shù)

tanφd危巖體最大滾動距離W5430.7536.5018.670.776213.18W6400.7534.1016.440.756297.18W7440.7537.4019.490.775193.76W8410.7539.3019.340.789328.91W9410.7540.6019.980.785439.20W10400.7539.2018.900.758402.41W11390.7534.1016.100.759459.49W12390.7531.2014.730.768467.55W13400.7537.1017.890.769417.02W14400.7538.0018.320.758378.18W15380.7523.2010.710.760479.00W16390.7519.309.110.772197.84根據(jù)危巖最大滾動距離計算結果可以大體推測出危巖崩塌影響范圍（不考慮穩(wěn)定巖體的影響范圍），其最大影響范圍約為467.55m，結合當?shù)刈咴L調(diào)查最終確定危巖影響范圍。選取典型危巖體計算擬設被動防護網(wǎng)處的彈跳高度以及沖擊力，考慮危巖崩塌時由于結構面的控制，巖體分解成若干體積不均的塊體，選取最大塊體（體積約5.0m3）進行計算計算結果詳見附表3-1及附表3-2。杉樹坪危巖于2022年7月已實施被動防護網(wǎng)的安裝，采用RXI-150型被動防護網(wǎng)，網(wǎng)高5m，長約200m，滿足設計要求。本次設計陡崖帶下方不再設計被動防護網(wǎng)。3.4支擋處設計剩余下滑力3.4.1黃泥壩梁滑坡?lián)乜眻蟾娼Y論，滑坡Ⅰ在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下滑坡Ⅰ處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；滑坡Ⅱ整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于坡面較陡，存在次級剪出的可能，經(jīng)設計復核，1-1’與2-2’剖面各存在兩處次級剪出口，3-3’剖面存在一處次級剪出口，根據(jù)各個剖面的穩(wěn)定性計算，次級剪出口位置設計剩余下滑力見表3.4-1。表3.4-1次級剪出口剩余下滑力成果表滑坡名稱剖面編號飽和工況穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（KN）穩(wěn)定性評價滑坡Ⅰ1-1’整體1.10965.96基本穩(wěn)定1-1’次級剪出口11.1359.19基本穩(wěn)定1-1’次級剪出口21.10968.31基本穩(wěn)定2-2’整體1.092183.89基本穩(wěn)定2-2’次級剪出口11.06451.04基本穩(wěn)定2-2’次級剪出口11.11246.20基本穩(wěn)定3-3整體1.095101.46基本穩(wěn)定3-3′次級剪出口1.10021.69基本穩(wěn)定根據(jù)穩(wěn)定性計算結果，設計采用分級支擋的工程措施，分級支擋后，各分段支擋的剩余下滑力根據(jù)各個剖面形態(tài)及支擋位置，剩余下滑力計算的起算點應移至各個支擋位置的下方。計算結果如下表3.4-2。表3.4-2分段計算次級剪出口剩余下滑力成果表滑坡名稱剖面編號飽和工況穩(wěn)定系數(shù)剩余下滑力（KN）穩(wěn)定性評價滑坡Ⅰ1-1’一級剪出口1.1377.75基本穩(wěn)定1-1’二級剪出口1.1481.25基本穩(wěn)定1-1’三級剪出口1.1461.95基本穩(wěn)定2-2’一級剪出口1.1443.06基本穩(wěn)定2-2’二級剪出口1.1443.14基本穩(wěn)定2-2’三級剪出口1.11125.90基本穩(wěn)定3-3’一級剪出口1.11713.85基本穩(wěn)定3-3′二級剪出口1.11638.72基本穩(wěn)定通過對比發(fā)現(xiàn)，采用分級支擋后，由于穩(wěn)定性計算的起算點位置發(fā)生改變，剩余下滑力計算結果較小。為安全起見。設計剩余下滑力采用各級支擋均分整體荷載。表3.4-3支擋處剩余下滑力取值表滑坡名稱剖面編號飽和工況剩余下滑力（KN）穩(wěn)定性評價滑坡Ⅰ1-1’一級剪出口21.98基本穩(wěn)定1-1’二級剪出口21.98基本穩(wěn)定1-1’三級剪出口21.98基本穩(wěn)定2-2’一級剪出口61.30基本穩(wěn)定2-2’二級剪出口61.30基本穩(wěn)定2-2’三級剪出口61.30基本穩(wěn)定3-3’一級剪出口50.73基本穩(wěn)定3-3′二級剪出口50.73基本穩(wěn)定3.4.2梭沙片不穩(wěn)定斜坡根據(jù)勘查，斜坡土體薄，斜坡體上的變形破壞跡象主要為在風化作用下，巖體風化產(chǎn)生的小規(guī)?；?、掉塊，變形比較明顯，在下伏基巖中沒有揭露順坡的斷層或軟弱帶，且?guī)r層傾角較大，斜坡為一反向巖質(zhì)斜坡，故斜坡的穩(wěn)定性破壞主要為在風化作用下，產(chǎn)生小規(guī)模巖體掉塊、垮塌，以及在降雨或地表水體的作用下，斜坡上覆土體因軟化而產(chǎn)生的塑性流動，為剝落型和溜滑型破壞。設計采用落石槽+被動防護網(wǎng)。擋墻后緣按設計回填緩沖層后，在擋墻頂部掛4m高被動防護網(wǎng)。3.4.3杉樹坪危巖危巖單體傾倒式（拉斷傾倒，重心在基座頂面前緣內(nèi)側）穩(wěn)定性計算表危巖體編號工況穩(wěn)定性計算安全系數(shù)設計剩余傾覆力矩kN﹒m穩(wěn)定狀態(tài)抗傾覆力力矩kN﹒m下傾力力矩kN﹒m穩(wěn)定系數(shù)W5暴雨5355.324298.211.251.30232.35基本穩(wěn)定地震5355.325302.621.011.10477.56欠穩(wěn)定W6暴雨2067.121718.511.201.30166.95欠穩(wěn)定地震2067.122157.520.961.10306.15不穩(wěn)定W10暴雨1636.961407.981.161.30193.42欠穩(wěn)定地震1636.961699.020.961.10231.96不穩(wěn)定W11暴雨186.42165.581.131.3028.84欠穩(wěn)定地震186.42199.950.931.1033.53不穩(wěn)定W12暴雨218.98194.691.121.3034.13欠穩(wěn)定地震218.98254.270.861.1060.72不穩(wěn)定W13暴雨38.4034.481.111.306.42欠穩(wěn)定地震38.4041.950.921.107.75不穩(wěn)定W14暴雨115.32103.371.121.3019.05欠穩(wěn)定地震115.32122.820.941.1019.78不穩(wěn)定W16暴雨220.33208.801.061.3051.12欠穩(wěn)定地震220.33259.290.851.1064.89不穩(wěn)定后緣有陡傾裂隙且滑面緩傾的滑移式危巖穩(wěn)定性計算表危巖體編號工況穩(wěn)定性計算安全系數(shù)設計剩余下滑力kN穩(wěn)定狀態(tài)抗滑力kN下滑力kN穩(wěn)定系數(shù)W7暴雨792.22733.741.081.2088.27欠穩(wěn)定地震792.22801.810.991.0549.68不穩(wěn)定W8暴雨877.06784.921.121.2064.85欠穩(wěn)定地震877.06848.311.031.0513.66欠穩(wěn)定W9暴雨1567.131530.461.021.20269.42欠穩(wěn)定地震1567.131691.290.931.05208.72不穩(wěn)定W15暴雨405.60353.681.151.2018.81欠穩(wěn)定地震405.60377.101.081.050欠穩(wěn)定4結構驗算4.1計算項目結構驗算項目主要為微型樁計算、危巖錨固計算、支撐計算、截排水計算。4.2微型樁支護計算微型樁設計微型樁樁長7~8m，嵌固段3m長，采用品字型或錯排布置，布置間距1m，共布置2排微型樁，根據(jù)《滑坡防治設計規(guī)范》（GB/T38509-2020）中小口徑組合樁的計算公式，其驗算結果如下：(1)小口徑樁嵌固段長度計算：Lr=（Fb·Ac·δR）/（π·D·τr）Lr-小口徑樁的小口徑樁的嵌固段長度，單位為m；Fb-小口徑樁的抗拔安全系數(shù)，可取2.5；小口徑樁的直徑，單位為m；τr-樁與巖土體的粘結力設計值，單位為Kpa。根據(jù)《滑坡防治設計規(guī)范》（GB/T38509-2020）中10.7.2.7規(guī)定，小口徑樁在滑面以下的嵌固深度應滿足小口徑樁的抗拔強度，且不大于1/3樁長。小口徑樁的抗拔安全系數(shù)鋼筋橫截面積(㎡)最大壓應力(㎡)小口徑樁的直徑(m)樁與巖土體的粘結力設計值（Kpa）計算小口徑樁的嵌固段長度（m）實際嵌固長度（m）FbAcδRDτrLrRfa2.514.33×10-420000.20201.0373(2)小口徑樁橫向樁間距計算：滑面內(nèi)摩擦角（°）被動土壓力系數(shù)樁中心距（m）相鄰樁距離（m）滑體重度（KN/m3）基準面至樁頂距離（m）嵌固段長度（m）滑面粘聚力（kPa）結構極限抗力（KN）滑坡推力（KN）jKpD1D2γLLrcRrP201.961120.305325111.4261.304.3錨桿計算錨桿設計根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程設計標準》（DBJ50/T-029-2019）中的4.5章節(jié)，對錨桿進行設計。1）單個錨固點錨桿所受拉力設計值的確定：根據(jù)《地質(zhì)災害防治工程設計標準》（DBJ50/T-029-2019）中的4.5.8公式，對單個錨固點錨桿所受拉力設計值進行計算：利用上式計算出各剖面處錨桿所受拉力結果如下：表4.3-1危巖單體滑移式計算表危巖

編號剪出口剩余下滑力

(KN/m)錨桿橫向列數(shù)

(m)滑動面與水平面夾角

(°)滑動面內(nèi)摩擦角

(°)錨桿與水平面夾角

(°)錨桿沿滑動方向排數(shù)單個錨固點所受拉力設計值

(KN)EnαφβnsNtW788.275281515196.57W864.855301515324.11W9269.423231515394.242）錨桿錨固長度的確定：錨索錨固段長度應滿足以下兩公式，取較大者：利用上式計算出各剖面處錨索錨固段長度結果如下：表4.3-2危巖單體滑移式計算表危巖

編號使用年限錨桿鋼材年銹蝕量(0.04MM/年）錨桿抗拉強度設計值

（N/mm2）錨桿鋼筋用鋼筋根數(shù)錨桿鋼筋直徑

（mm）選用鋼筋直徑錨固體與巖體間粘結強度特征值

（Kpa）鋼筋與砂漿間粘結強度設計值

（Kpa）錨筋直徑（m）錨固體直徑

（m）滿足錨固體與巖石間粘結強度要求的錨固長度

（m）滿足鋼筋與砂漿間粘結強度要求的錨固長度

（m）amm/afyndsfrbfbdsdLmLsaW7500.04410217.825120030000.3500.110.470.03W8500.0441029.925120030000.3500.110.120.01W9500.04410217.625120030000.3500.110.450.03錨桿選用2根25鋼筋，錨固長度不小于4m。危巖采用支撐后，傾覆點前移，從而導致傾覆力矩變小，抗傾覆力矩加大，危巖穩(wěn)定性增加。傾覆點前移約0.2~0.5m。表4.3-3傾倒式危巖單體支撐后穩(wěn)定性復核危巖體編號工況穩(wěn)定性計算安全系數(shù)設計剩余傾覆力矩kN﹒m穩(wěn)定狀態(tài)抗傾覆力力矩kN﹒m下傾力力矩kN﹒m穩(wěn)定系數(shù)W5暴雨6132.204298.211.431.30-544.53基本穩(wěn)定地震6132.205302.621.161.10-299.32欠穩(wěn)定W6暴雨2390.241718.511.391.30-156.18穩(wěn)定地震2390.242157.521.111.10-16.98欠穩(wěn)定W10暴雨1941.941407.981.381.30-111.56穩(wěn)定地震1941.941699.021.141.10-73.02欠穩(wěn)定驗算結果可知，危巖支撐后，傾倒式危巖單體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。4.4支撐計算凹腔柱支撐根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》，按正截