新建土質(zhì)邊坡防護(hù)加固方案設(shè)計(jì)及安全管理措施

0 引言

邊坡尤其是土質(zhì)邊坡失穩(wěn)時(shí)常發(fā)生，邊坡失穩(wěn)是多種因素綜合作用下的結(jié)果，不同環(huán)境下影響邊坡失穩(wěn)的因素不同，對(duì)于具體工程，首先要分析邊坡失穩(wěn)機(jī)理，選擇合適的防護(hù)加固措施，并對(duì)防護(hù)加固施工可能會(huì)出現(xiàn)的危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別并提出安全管理措施。

1 工程概況

邊坡位于邵武市金塘工業(yè)園金塘大道西側(cè)，邊坡長(zhǎng)度約220.00m，高度約65.00m，呈南北走向，現(xiàn)狀坡度約33～63°，坡體已基本開(kāi)挖成階梯狀（坡率1∶1.50～1∶0.50），根據(jù)坡體出露巖性，屬土質(zhì)邊坡。

坡底外20多米處為綠益新企業(yè)廠區(qū)，坡頂為茂密杉木林地，坡面無(wú)植被，邊坡破壞后果嚴(yán)重，邊坡工程安全等級(jí)一級(jí)。邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)大于被保護(hù)的坡底建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)使用年限，為永久性邊坡，設(shè)計(jì)年限為50年。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡特征

削坡完畢已有兩年，現(xiàn)存在部分土質(zhì)邊坡滑塌（主要位于第五階邊坡），第一階至第三階處有一拱起石坡，主要為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化片巖和中風(fēng)化片巖，第一階至第四階有做臨時(shí)排水，第四階往上則無(wú)臨時(shí)排水。邊坡開(kāi)挖時(shí)間較長(zhǎng)，坡面受雨水沖蝕嚴(yán)重，形成多道深切沖蝕溝，以及個(gè)別沖蝕空洞，宜及時(shí)進(jìn)行治理，防止沖蝕范圍擴(kuò)大形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

本次勘察未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 邊坡穩(wěn)定性的環(huán)境因素

邊坡所處的環(huán)境因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成影響，對(duì)大多數(shù)邊坡而言，邊坡巖土體組成、降雨入滲、人類(lèi)活動(dòng)、地震等影響著邊坡穩(wěn)定性[1]。

圖1 邊坡位置示意圖

圖2 邊坡現(xiàn)場(chǎng)示意圖

圖3 邊坡滑塌處示意圖

2.3 邊坡安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

該邊坡屬為土質(zhì)邊坡，根據(jù)土力學(xué)原理，土質(zhì)邊坡破壞形式多為圓弧狀，采用瑞典圓弧法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算軟件選用理正巖土工程分析計(jì)算軟件6.5PB2。

對(duì)天然狀態(tài)與降雨地表水下滲時(shí)兩種不同工況下邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程考慮邊坡竣工后坡頂?shù)募虞d，不考慮地震力的影響。邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算的公式為：

根據(jù)邊坡實(shí)際情況，選擇5-5′、10-10′剖面，根據(jù)巖土設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，采用簡(jiǎn)化Bishop圓弧法進(jìn)行最危險(xiǎn)滑動(dòng)面優(yōu)化搜索，得出最不利滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)[2]，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 各剖面穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，參照福建省地表《巖土工程勘察規(guī)范》（DBJ 13-84-2006）中一級(jí)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)要求，見(jiàn)表2。5-5′剖面天然狀態(tài)下、飽和狀態(tài)下穩(wěn)定安全系數(shù)分別為0.941、0.687，小于1.00，處于不穩(wěn)定狀態(tài)；10-10′剖面天然狀態(tài)下穩(wěn)定安全系數(shù)為1.068，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，飽和狀態(tài)下穩(wěn)定安全系數(shù)為0.775，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 地標(biāo)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值

綜上，天然狀態(tài)下該邊坡處于不穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，在強(qiáng)降雨地表水入滲下，邊坡體達(dá)飽和狀態(tài)后，均處于不穩(wěn)定狀態(tài)。需采取措施對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)加固。

3 防護(hù)加固工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

邊坡防護(hù)加固工程設(shè)計(jì)的目的是采用合理有效防護(hù)措施對(duì)邊坡進(jìn)行加固，抑制邊坡形變產(chǎn)生、發(fā)展，惡化進(jìn)而導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑塌等破壞，保證邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全[3]，邊坡防護(hù)加固措施見(jiàn)表3。

表3 邊坡防護(hù)加固措施

3.2 設(shè)計(jì)方法

根據(jù)《建筑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30-2015）要求，安全等級(jí)為一級(jí)，永久邊坡一般工況下穩(wěn)定安全系數(shù)為1.35。根據(jù)初步設(shè)計(jì)規(guī)劃方案，結(jié)合場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件及工程需要，總體防護(hù)加固工程設(shè)計(jì)方法見(jiàn)表4。

表4 不同狀態(tài)邊坡防護(hù)加固設(shè)計(jì)方案

本工程由于土質(zhì)較差且穩(wěn)定安全系數(shù)較高，則通過(guò)計(jì)算，利用預(yù)應(yīng)力錨索框架將所有斷面的安全穩(wěn)定系數(shù)提升到1.35以上。

3.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容

①邊坡加固方式。

本次設(shè)計(jì)邊坡共有九級(jí)，各級(jí)的坡率為（1:50-1:0.5），采取的防護(hù)加固措施為：預(yù)應(yīng)力錨索框架梁+梁內(nèi)液壓噴播客土植草灌。

邊坡第一級(jí)至第三級(jí)中間段有一碎石邊坡拱起，將其削至與邊上坡率相同后，采用系統(tǒng)錨桿加掛TBS鍍鋅網(wǎng)植草灌。

對(duì)于有裂縫處需以混凝土補(bǔ)齊。

滑塌部分消去浮土后，沿著消去后采用寬柱預(yù)應(yīng)力錨索框架梁，框架內(nèi)液壓噴播植草灌，不宜回填。

邊坡體沖刷形成的沖蝕溝、空洞，因面積不大，液壓噴播植草灌即可。

②排水系統(tǒng)。

于坡頂外低洼處設(shè)置梯形截水溝，水通過(guò)急流槽、跌水井流入坡底邊溝，每個(gè)平臺(tái)均設(shè)置排水邊溝與急流槽相連，流入坡底邊溝，在坡體設(shè)置仰斜式排水孔與泄水孔，將山體內(nèi)的水導(dǎo)出，最后于坡底沿廠房用地紅線外三米處布設(shè)一?100cm圓管涵至現(xiàn)狀道路雨水井。

4 安全管理措施

4.1 施工危險(xiǎn)源識(shí)別及安全措施

在高邊坡施工中存在的危險(xiǎn)源：機(jī)械傷害、觸電傷害、及暴雨后可能出現(xiàn)的滑塌和滑坡。

其中危險(xiǎn)點(diǎn)及危險(xiǎn)部位主要位于原先就有滑塌空洞的部位，如K0+100-K0+145第四層邊坡滑塌處，K0+162-K0+170第二層邊坡滑塌處。

采用安全措施主要有：

①施工時(shí)應(yīng)對(duì)這些危險(xiǎn)源予以公示，并在其部位懸掛安全警示標(biāo)志；

②邊坡治理前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求完善排水系統(tǒng)，防止地表水和地下水對(duì)施工造成影響；

③做好汛期防水、邊坡保護(hù)措施、防止邊坡坍塌造成事故。

對(duì)邊坡易風(fēng)化崩解的土層，應(yīng)先做好施工安全防護(hù)，邊開(kāi)挖邊支護(hù)。

表5 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)

圖4 邊坡加固設(shè)計(jì)平面圖

4.2 安全管理措施

①地下水對(duì)邊坡變形和滑坡病害影響較大，加固施工要在雨季來(lái)臨前完成施工，確保邊坡穩(wěn)定和安全。

②采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)合信息化施工方式進(jìn)行加固，加固工程措施根據(jù)開(kāi)挖過(guò)程中實(shí)際揭露的地層信息和邊坡結(jié)構(gòu)條件進(jìn)行必要的調(diào)整和改善，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠的目的。

③邊坡底距廠房?jī)H20余米，為了盡量減少或避免施工過(guò)程給廠房生產(chǎn)等造成不利影響，施工單位應(yīng)編制詳細(xì)、合理、可行的施工組織設(shè)計(jì)方案，滿(mǎn)足工程施工進(jìn)度要求。在邊坡工程施工前，應(yīng)詳細(xì)設(shè)計(jì)施工方法、施工過(guò)程、勞動(dòng)組織和安全質(zhì)量管理，施工過(guò)程做好各項(xiàng)安全防護(hù)工作，嚴(yán)防安全事故的發(fā)生[4]。

④如發(fā)現(xiàn)安全隱患應(yīng)及時(shí)處理并通知設(shè)計(jì)單位進(jìn)行相關(guān)處理。

⑤施工單位現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)注重施工地質(zhì)條件的觀察，若現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)有偏差，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位對(duì)加固措施進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以邵武市金塘工業(yè)園金塘大道西側(cè)土質(zhì)邊坡為例，根據(jù)邊坡工程概況及特性，提出采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁+梁內(nèi)液壓噴播客土植草灌方式對(duì)邊坡土體進(jìn)行加固，并通過(guò)優(yōu)化邊坡排水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)加固，根據(jù)工程施工可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別提出安全管理措施，確保邊坡防護(hù)加固施工的順利進(jìn)行。