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文檔簡介
邊坡治理工程設計方案一、邊坡治理工程設計方案概述
1.1邊坡治理背景與必要性
邊坡作為工程建設中常見的地質(zhì)體,其穩(wěn)定性直接關(guān)系到工程安全與人民生命財產(chǎn)安全。受自然因素(如降雨、地震、風化)及人類工程活動(如開挖、加載)影響,邊坡易發(fā)生失穩(wěn)破壞,表現(xiàn)為滑坡、崩塌、坍塌等形式,造成交通中斷、建筑物損毀甚至人員傷亡。近年來,隨著基礎設施建設規(guī)模擴大,高陡邊坡數(shù)量顯著增加,邊坡治理已成為巖土工程領(lǐng)域的重要課題。尤其在山區(qū)公路、鐵路、水利及市政工程中,邊坡失穩(wěn)事故頻發(fā),不僅增加工程投資,還延誤工期,因此開展邊坡治理工程設計對保障工程長期穩(wěn)定運行具有現(xiàn)實必要性。
1.2設計目標與原則
邊坡治理工程設計以“安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、環(huán)境協(xié)調(diào)”為核心目標。具體包括:通過工程措施控制邊坡變形,確保其在設計基準期內(nèi)整體穩(wěn)定;消除或降低地質(zhì)災害風險,保護周邊建筑物及基礎設施安全;優(yōu)化設計方案,控制工程投資;注重生態(tài)保護,實現(xiàn)治理與環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。設計遵循以下原則:動態(tài)設計原則,根據(jù)施工反饋信息及時調(diào)整方案;綜合治理原則,結(jié)合工程、水文、地質(zhì)條件采用多種措施;因地制宜原則,優(yōu)先選用當?shù)夭牧吓c成熟技術(shù);長效性原則,確保治理措施耐久且易于維護。
1.3工程概況
本邊坡治理工程位于某省道改擴建項目K15+300-K15+500段,全長200m,最大坡高35m,自然坡度30°-45°。邊坡地層由上至下為:素填土(厚度2-5m,松散)、強風化砂巖(厚度8-12m,節(jié)理裂隙發(fā)育)、中風化砂巖(完整基巖)。邊坡表面存在局部坍塌跡象,坡面沖溝發(fā)育,雨季滲水嚴重,潛在滑動面位于強風化砂巖與中風化砂巖接觸帶。周邊環(huán)境為低山丘陵區(qū),坡腳有鄉(xiāng)村道路及少量民房,治理工程需確保施工期間交通暢通及民房安全。
1.4設計依據(jù)
邊坡治理工程設計以以下資料為依據(jù):(1)法律法規(guī):《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》《地質(zhì)災害防治條例》《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013);(2)技術(shù)標準:《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2010)《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2015);(3)勘察資料:《某省道改擴建工程地質(zhì)勘察報告》(2023年)、《邊坡工程水文地質(zhì)專項勘察報告》;(4)工程資料:原設計圖紙、施工合同、周邊建筑物調(diào)查報告。
二、邊坡工程地質(zhì)勘察與分析
2.1勘察工作部署
2.1.1勘察目的與范圍
邊坡工程地質(zhì)勘察旨在查明邊坡的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象,為治理工程設計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。勘察范圍包括邊坡主體及影響穩(wěn)定的周邊區(qū)域,橫向坡頂外延伸30m,坡腳外延伸20m,縱向覆蓋K15+300-K15+500段全線,重點調(diào)查邊坡變形跡象及潛在滑動帶分布。
2.1.2勘察方法與技術(shù)手段
采用綜合勘察方法,結(jié)合測繪、鉆探、物探、原位測試及室內(nèi)試驗。測繪比例尺1:500,采用全站儀實測地形剖面,記錄坡面裂縫、坍塌體位置及規(guī)模;鉆探共布置6個鉆孔,孔深深入中風化砂巖5m,間距30-50m,采用雙層巖芯管取樣,獲取原狀土樣及巖樣;物探采用高密度電法與地震波法,探測地下巖層風化分帶及地下水分布;原位測試包括標準貫入試驗(SPT)、十字板剪切試驗及巖體聲波測試,獲取巖土體力學參數(shù)。
2.1.3勘察工作量與成果
完成地形測繪0.2km2,鉆探進尺220m,取樣48組(其中土樣32組,巖樣16組),標準貫入試驗36次,十字板剪切試驗12次,室內(nèi)試驗包括土的物理力學試驗(密度、含水率、壓縮模量等)及巖石單軸抗壓強度試驗。主要成果包括《工程地質(zhì)平面圖》《工程地質(zhì)剖面圖》《巖土試驗報告》及《水文地質(zhì)調(diào)查報告》,明確了邊坡地層結(jié)構(gòu)、軟弱夾層位置及地下水位動態(tài)。
2.2工程地質(zhì)條件分析
2.2.1地形地貌特征
邊坡屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵地貌,自然坡度30°-45°,坡向東南向,坡面呈折線形,上部坡度較緩(25°-30°),下部較陡(35°-45°)。坡頂為緩坡平臺,寬10-15m,坡腳為鄉(xiāng)村道路,路面高程低于坡腳5-8m。坡面發(fā)育3條沖溝,呈“樹枝狀”分布,溝深0.5-1.2m,雨季有短暫徑流,沖刷坡腳形成小型坍塌。
2.2.2地層巖性及分布
邊坡地層自上而下分為三層:
(1)素填土:分布于坡面表層,厚度2-5m,灰黃色,松散,以砂質(zhì)黏性土為主,含少量碎石,粒徑2-5cm,均勻性差,壓實系數(shù)0.75-0.85。
(2)強風化砂巖:厚度8-12m,褐紅色,中細粒結(jié)構(gòu),節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀,RQD(巖石質(zhì)量指標)為30%-40,巖體完整性差,遇水軟化,局部夾泥化夾層,厚度0.2-0.5m。
(3)中風化砂巖:揭露厚度10m以上,青灰色,中粗粒結(jié)構(gòu),節(jié)理較發(fā)育,巖芯呈短柱狀,RQD為65%-75,飽和單軸抗壓強度25-35MPa,為邊坡穩(wěn)定基底層。
2.2.3地質(zhì)構(gòu)造與巖體結(jié)構(gòu)
邊坡位于區(qū)域斷裂帶北側(cè)5km外,無斷層通過,但發(fā)育兩組節(jié)理:一組走向NE30°,傾向SE,傾角75°,間距1-2m,延伸長度3-5m,為剪切節(jié)理,閉合性差;另一組走向NW300°,傾向SW,傾角60°,間距2-3m,為張性節(jié)理,局部張開1-3mm,充填泥質(zhì)。兩組節(jié)理切割巖體形成楔形體,可能導致局部崩塌。
2.2.4水文地質(zhì)條件
地下水類型為基巖裂隙水,賦存于強風化砂巖及節(jié)理裂隙中,受大氣降水補給,通過坡面沖溝及節(jié)理排泄??辈炱陂g測得地下水位埋深3.5-6.0m,水位變幅2.0-3.0m,雨季水位上升1.5-2.0m。地下水對強風化砂巖具有軟化作用,降低其力學強度,是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要因素。
2.2.5不良地質(zhì)現(xiàn)象
邊坡主要不良地質(zhì)現(xiàn)象為局部坍塌及坡面沖刷:
(1)坍塌:分布于K15+350-K15+400段坡腳,坍塌體體積約50-80m3,呈“倒錐形”,物質(zhì)為素填土及強風化砂巖碎塊,坍塌后形成陡坎,坡度達60°,為牽引式變形。
(2)沖刷:坡面沖溝兩側(cè)坡腳因徑流沖刷形成小型凹坑,深度0.3-0.8m,寬度1-2m,進一步加劇坡腳應力集中,導致坡面失穩(wěn)。
2.3邊坡穩(wěn)定性評價
2.3.1定性評價
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,邊坡變形跡象明顯:坡頂存在2條拉裂縫,走向NE45°,長度5-8m,寬度2-5cm,深度1.0-1.5m;坡面局部鼓脹,鼓起高度10-20cm,范圍3-5m2;坡腳坍塌體后緣出現(xiàn)新的裂縫,呈弧形延伸,表明邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合地層結(jié)構(gòu),潛在滑動面為強風化砂巖與中風化砂巖接觸帶,滑動面形態(tài)呈折線形,坡度約25°,具備滑動條件。
2.3.2定量計算
采用極限平衡法計算邊坡穩(wěn)定性,選取天然狀態(tài)、暴雨狀態(tài)及地震狀態(tài)三種工況:
(1)天然狀態(tài):地下水位位于滑面以下,穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.25,處于穩(wěn)定狀態(tài);
(2)暴雨狀態(tài):地下水位上升至滑面以上2m,巖土體飽和,F(xiàn)s=0.92,處于不穩(wěn)定狀態(tài);
(3)地震狀態(tài)(地震加速度0.1g):天然狀態(tài)下Fs=1.05,臨界穩(wěn)定;暴雨狀態(tài)下Fs=0.78,失穩(wěn)風險高。
計算結(jié)果表明,暴雨及地震工況下邊坡易失穩(wěn),需采取治理措施。
2.3.3影響因素分析
邊坡穩(wěn)定性主要受以下因素影響:
(1)降雨:入滲增加巖土體重量,抬高地下水位,降低滑帶土抗剪強度;
(2)地形:坡腳陡峭,應力集中,易發(fā)生剪切破壞;
(3)地層:強風化砂巖遇水軟化,形成軟弱滑帶;
(4)人類活動:坡腳鄉(xiāng)村道路車輛荷載及開挖擾動,降低坡腳穩(wěn)定性。
2.4巖土參數(shù)取值
2.4.1室內(nèi)試驗參數(shù)
(1)素填土:含水率18%-24%,密度1.85-1.95g/cm3,壓縮模量4.0-6.0MPa,粘聚力c=15-20kPa,內(nèi)摩擦角φ=18°-22°;
(2)強風化砂巖:天然密度2.2-2.3g/cm3,飽和單軸抗壓強度8-12MPa,彈性模量1.5-2.0GPa,粘聚力c=50-60kPa,內(nèi)摩擦角φ=25°-28°;
(3)中風化砂巖:天然密度2.5-2.6g/cm3,飽和單軸抗壓強度25-35MPa,彈性模量8-10GPa,粘聚力c=200-250kPa,內(nèi)摩擦角φ=35°-38°。
2.4.2現(xiàn)場試驗參數(shù)
原位測試結(jié)果:
(1)標準貫入試驗:強風化砂巖N=15-25擊,中風化砂巖N=50-60擊;
(2)十字板剪切試驗:滑帶土(強風化砂巖底部)cu=25-30kPa;
(3)巖體聲波測試:強風化砂巖vp=2000-2500m/s,中風化砂巖vp=3500-4000m/s。
2.4.3設計參數(shù)取值值
結(jié)合試驗結(jié)果、規(guī)范要求(GB50330-2013)及工程經(jīng)驗,設計參數(shù)取值如下:
(1)素填土:c=15kPa,φ=20°(飽和狀態(tài));
(2)強風化砂巖:c=50kPa,φ=25°(天然狀態(tài)),c=40kPa,φ=22°(飽和狀態(tài));
(3)中風化砂巖:c=200kPa,φ=35°(天然狀態(tài));
(4)滑帶土:c=25kPa,φ=20°(飽和狀態(tài))。
參數(shù)取值考慮了最不利工況,確保治理工程安全可靠。
三、邊坡治理工程設計方案
3.1設計標準與安全等級
3.1.1設計基準期與安全等級
邊坡治理工程設計基準期為50年,安全等級定為一級。依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013),一級邊坡需滿足以下要求:穩(wěn)定性系數(shù)Fs≥1.30(天然狀態(tài))、Fs≥1.15(暴雨狀態(tài))、Fs≥1.05(地震狀態(tài));治理措施需抵抗20年一遇暴雨及0.1g地震加速度荷載。坡頂鄉(xiāng)村道路及民房保護范圍內(nèi)變形量控制在30mm以內(nèi),坡面裂縫發(fā)展速率≤0.5mm/月。
3.1.2荷載組合與工況
設計考慮三種荷載組合:
(1)永久荷載+基本可變荷載(坡頂車輛荷載);
(2)永久荷載+暴雨工況(地下水飽和+坡面徑流);
(3)永久荷載+地震荷載(水平地震系數(shù)0.1g)。
其中暴雨工況為控制性工況,需重點驗算滑帶土抗剪強度折減后的穩(wěn)定性。
3.1.3材料性能指標
混凝土強度等級:框架梁C30,噴射混凝土C25;錨桿采用HRB400螺紋鋼,抗拉強度標準值400MPa;排水管采用HDPE雙壁波紋管,環(huán)剛度≥8kN/m2;生態(tài)植被選用狗牙根+紫穗槐混合種植,根系深度≥0.5m。
3.2邊坡加固工程設計
3.2.1錨桿框架梁系統(tǒng)
(1)錨桿布置:沿坡面縱向間距2.0m,橫向間距2.5m,呈梅花形布置。錨桿孔徑φ110mm,傾角15°(與坡面夾角),錨固段進入中風化砂巖≥5m。單根錨桿設計拉力250kN,極限抗拔力≥500kN。
(2)框架梁設計:截面尺寸300mm×300mm,主筋4C16,箍筋φ8@200。梁節(jié)點處設置錨墊板,尺寸250mm×250mm×20mm,與錨桿焊接連接。
(3)施工工藝:采用無水鉆進工藝,注漿采用M30水泥砂漿,水灰比0.45-0.5,注漿壓力0.5-1.0MPa。錨桿張拉分三級進行,每級荷載為設計值的25%、50%、100%,持荷5min。
3.2.2坡面防護結(jié)構(gòu)
(1)噴射混凝土:錨桿框架梁區(qū)域覆蓋C25噴射混凝土,厚度80mm,內(nèi)置φ6@200×200mm鋼筋網(wǎng)?;炷僚浜媳龋核啵荷埃菏?1:2:2,速凝劑摻量3%。
(2)生態(tài)格構(gòu):框架梁間采用生態(tài)格構(gòu)防護,格構(gòu)截面200mm×200mm,內(nèi)填種植土,表面鋪設三維土工網(wǎng)墊(抗拉強度≥2kN/m)。
(3)截水溝:坡頂設置梯形截水溝,底寬0.5m,深0.6m,坡比1:1.5,采用M10漿砌片石砌筑,縱坡2%接入自然沖溝。
3.2.3坡腳加固措施
(1)擋土墻:坡腳設置重力式擋土墻,墻高4.0m,頂寬1.2m,底寬2.5m,基礎埋深1.5m。墻身采用C20混凝土,泄水孔間距2.0m,孔徑φ100mm。
(2)反壓平臺:擋土墻后設置3m寬反壓平臺,填料采用級配砂礫石,壓實系數(shù)≥0.94,平臺坡比1:2.0。
(3)腳墻:反壓平臺邊緣設置C20混凝土腳墻,截面400mm×600mm,埋深1.0m,防止平臺沖刷。
3.3排水系統(tǒng)設計
3.3.1地表排水系統(tǒng)
(1)截水溝:坡頂截水溝總長300m,縱坡0.5%-2%,每30m設置沉砂池(1.0m×1.0m×1.2m)。溝壁采用M10漿砌片石,厚度300mm,砂漿飽滿度≥90%。
(2)急流槽:坡面沖溝位置設置矩形急流槽,斷面尺寸400mm×600mm,縱坡5%,采用C20現(xiàn)澆混凝土,每10m設置伸縮縫。
(3)排水盲溝:坡腳擋土墻后設置級配碎石盲溝,斷面600mm×800mm,外包無紡土工布(滲透系數(shù)≥10?2cm/s),接入天然排水系統(tǒng)。
3.3.2地下排水系統(tǒng)
(1)仰斜式排水孔:在滑帶土位置設置φ50mmPVC排水孔,間距3.0m,仰角5°,孔內(nèi)填充φ20-40mm級配碎石,深度深入中風化砂巖2m。
(2)排水隧洞:坡腳設置1.2m×1.8m城門洞型排水隧洞,長度50m,采用C25鋼筋混凝土襯砌,壁厚300mm,每隔20m設置檢查井。
(3)滲溝網(wǎng)絡:強風化砂巖區(qū)域設置樹枝狀滲溝,主溝深度2.0m,支溝深度1.5m,采用無砂混凝土管(φ200mm)外包土工布。
3.3.3水文監(jiān)測設計
(1)水位監(jiān)測:在鉆孔中安裝水位計,共布置3個監(jiān)測點,數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)測平臺,采樣頻率1次/小時。
(2)流量監(jiān)測:排水隧洞出口設置量水堰,采用超聲波流量計,監(jiān)測精度±1%。
(3)降雨監(jiān)測:坡頂設置雨量計,監(jiān)測范圍覆蓋整個匯水區(qū),數(shù)據(jù)與排水系統(tǒng)聯(lián)動控制。
3.4生態(tài)修復與景觀設計
3.4.1植被配置方案
(1)喬木:坡頂平臺栽植香樟,株距3.0m,胸徑8-10cm,根系深度≥1.2m。
(2)灌木:坡面生態(tài)格構(gòu)內(nèi)種植紫穗槐,株距0.5m,覆蓋度≥80%。
(3)草本:噴射混凝土區(qū)域采用狗牙根+黑麥草混播,播種量30g/m2,覆蓋無紡布養(yǎng)護30天。
3.4.2土壤改良措施
(1)客土噴播:在強風化砂巖區(qū)域噴播厚度100mm的種植土,混合有機肥(5kg/m3)和保水劑(0.2kg/m3)。
(2)微生物菌劑:在植被根系區(qū)域施用AM菌劑,接種量10?個/g土壤,促進根系發(fā)育。
(3)滴灌系統(tǒng):沿坡面鋪設滴灌帶,間距1.0m,流量2L/h,采用分區(qū)定時控制。
3.4.3景觀協(xié)調(diào)設計
(1)色彩搭配:噴射混凝土區(qū)域采用綠色顏料(摻量3%),與植被形成自然過渡。
(2)造型處理:框架梁頂部設置弧形裝飾線條,半徑2.0m,增強視覺柔和度。
(3)標識系統(tǒng):坡面設置安全警示標識牌,間距50m,采用太陽能發(fā)光材質(zhì)。
四、邊坡治理工程施工組織設計
4.1施工部署與準備
4.1.1施工總體部署
邊坡治理工程劃分為三個施工階段:前期準備階段(15天)、主體施工階段(90天)、生態(tài)修復階段(30天)。采用分區(qū)流水作業(yè)法,自上而下分層開挖支護,坡頂截水溝優(yōu)先施工,形成截排水條件后再進行下部加固。施工區(qū)域設置封閉式圍擋,高度2.5m,坡腳設置警示帶,確保作業(yè)安全。
4.1.2施工平面布置
施工場地布置遵循“分區(qū)明確、減少干擾”原則:材料加工區(qū)距坡腳30m外,設置鋼筋加工棚、砂漿攪拌站;棄土場選在坡外500m低洼處,分層堆放并覆蓋防塵網(wǎng);臨時用電采用380V三相五線制,配電箱距作業(yè)面不超過50m;生活區(qū)與施工區(qū)分設,距離坡頂100m。
4.1.3資源配置計劃
機械設備:配備2臺液壓鉆機(錨桿成孔)、1臺混凝土噴射機械手、3臺挖掘機(土方開挖)、2臺混凝土泵車。勞動力:組建30人專業(yè)隊伍,分為鉆錨班組、支護班組、排水班組各10人。材料供應:水泥、鋼筋等主材按月計劃采購,砂石料設置10天儲備量。
4.2關(guān)鍵施工技術(shù)
4.2.1邊坡開挖與修坡
采用分級開挖法,每級高度5m,坡比1:0.75。土方采用機械開挖,預留30cm人工修坡;巖層采用控制爆破,炮孔深度≤2m,單次起爆藥量≤5kg。開挖后立即掛網(wǎng)噴漿封閉,防止雨水沖刷。坡面平整度控制在±50mm/10m,避免應力集中。
4.2.2錨桿施工工藝
錨桿成孔采用無水鉆進工藝,鉆進速度控制在0.5-1.0m/min,遇塌孔立即注漿固壁。錨桿安裝前高壓水清洗孔道,注漿采用M30水泥砂漿,水灰比0.45,分兩次注漿:第一次注至孔口返漿,穩(wěn)壓2分鐘后二次補漿。張拉采用千斤頂分級加載,每級持荷5分鐘,鎖定荷載為設計值的110%。
4.2.3框架梁施工技術(shù)
框架梁采用C30混凝土,模板采用組合鋼模,加固采用φ12對拉螺栓,間距1.0m?;炷翝仓謱雍穸取?00mm,插入式振搗器振搗,避免過振。梁節(jié)點處預埋錨墊板,偏差≤3mm。養(yǎng)護期≥7天,期間每天灑水養(yǎng)護3次。
4.2.4排水系統(tǒng)施工
截水溝采用M10漿砌片石,坐漿法砌筑,灰縫飽滿度≥85%。仰斜排水孔采用φ50mmPVC管,鉆孔傾角5°,孔內(nèi)填充級配碎石。排水隧洞采用新奧法施工,初期支護為200mm厚噴射混凝土,二次襯砌預留變形縫(間距15m)。
4.3質(zhì)量控制措施
4.3.1原材料檢驗
水泥每500t檢測安定性、凝結(jié)時間;鋼筋每60t進行拉伸試驗;砂石料每200m3檢測含泥量、級配。錨桿桿體安裝前進行除銹、除油處理,無損傷無銹蝕。
4.3.2過程質(zhì)量控制
錨桿成孔深度采用鉆桿標記法控制,允許偏差±50mm;注漿量計算充盈系數(shù)(≥1.2);噴射混凝土厚度采用鉆孔檢測,點合格率≥90%;框架梁鋼筋間距偏差≤10mm,保護層厚度±5mm。
4.3.3質(zhì)量檢測與驗收
錨桿抗拔力采用分級循環(huán)加載法檢測,抽檢率≥3%,且每單元不少于3根;排水溝每20m進行閉水試驗,滲水量≤0.1L/s·m;生態(tài)植被覆蓋率驗收采用樣方調(diào)查法(1m×1m樣方,合格率≥85%)。
4.4安全文明施工
4.4.1邊坡作業(yè)安全
高邊坡作業(yè)設置雙道防護繩(φ16mm),作業(yè)人員佩戴全身式安全帶。爆破作業(yè)前30分鐘清場,設置200m警戒范圍。夜間施工采用防爆燈具,亮度≥50lux。
4.4.2臨時用電安全
電纜架空高度≥2.5m,穿越道路時穿鋼管保護。配電箱安裝漏電保護器(動作電流≤30mA,動作時間≤0.1s),接地電阻≤4Ω。每班作業(yè)前檢查漏電保護器性能。
4.4.3環(huán)境保護措施
施工廢水經(jīng)三級沉淀池處理(SS去除率≥90%)后排放;棄土場設置擋渣墻(高度1.5m),坡面植草防護;運輸車輛加蓋篷布,出口處設置洗車槽。噪聲控制采用低噪設備,晝間≤70dB,夜間≤55dB。
4.5施工進度計劃
4.5.1關(guān)鍵節(jié)點控制
開工后第15天完成截水溝施工,第45天完成錨桿框架梁施工,第75天完成擋土墻澆筑,第90天完成主體工程驗收。生態(tài)修復工程于第100天啟動,第120天完成植被種植。
4.5.2進度保障措施
采用BIM技術(shù)進行進度模擬,提前識別工序沖突。設置2個作業(yè)面平行施工,錨桿鉆機與噴射混凝土班組交替作業(yè)。惡劣天氣(日降雨量>50mm)啟動應急預案,配備防雨布覆蓋作業(yè)面。
4.5.3應急預案
坍塌事故:現(xiàn)場常備鋼支撐(φ300mm鋼管)、大功率抽水泵(流量100m3/h)。建立與當?shù)蒯t(yī)院聯(lián)動機制,應急車輛30分鐘到達現(xiàn)場。暴雨預警:啟動排水系統(tǒng)滿負荷運行,坡腳設置沙袋圍堰(高度1.0m)。
五、邊坡治理工程監(jiān)測與后期管理
5.1監(jiān)測系統(tǒng)設計
5.1.1監(jiān)測目的與內(nèi)容
邊坡治理工程監(jiān)測旨在實時掌握邊坡變形動態(tài),驗證治理效果,預警潛在風險。監(jiān)測內(nèi)容包括地表位移、深層位移、地下水位、錨桿應力及降雨量五類核心指標。監(jiān)測周期自施工準備階段起,持續(xù)至工程驗收后兩年,其中前六個月為加密監(jiān)測期(頻率1次/周),后續(xù)為常規(guī)監(jiān)測期(頻率1次/月)。
5.1.2監(jiān)測點布設方案
地表位移監(jiān)測:沿邊坡中線及兩側(cè)各設置3條監(jiān)測剖面,每條剖面布設4個GNSS監(jiān)測點,共12個點,點位間距20m,基準點設置在坡外穩(wěn)定巖體上。深層位移監(jiān)測:在K15+350、K15+400、K15+450三處鉆孔安裝測斜管,深度深入中風化砂巖3m,每0.5m一個測點。地下水位監(jiān)測:利用勘察鉆孔作為觀測井,共3口,水位計埋深位于滑帶土下方1m。錨桿應力監(jiān)測:選取10根錨桿安裝振弦式應力計,布置于框架梁節(jié)點處。降雨量監(jiān)測:在坡頂設置1個自記雨量計,量程0-200mm,分辨率0.1mm。
5.1.3監(jiān)測設備與精度要求
GNSS接收機:靜態(tài)定位精度±3mm,采樣率1Hz。測斜儀:量程±53°,分辨率0.02mm/500mm。水位計:量程0-50m,精度±1cm。應力計:量程0-300MPa,精度±0.1%F.S。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用無線傳輸模塊,支持4G網(wǎng)絡實時上傳至云平臺,數(shù)據(jù)存儲周期≥3年。
5.2監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預警
5.2.1數(shù)據(jù)處理流程
原始數(shù)據(jù)經(jīng)去噪、平差、坐標轉(zhuǎn)換后生成時序曲線。位移分析采用趨勢擬合模型,計算累計變形速率及加速度;水位分析建立降雨-水位響應關(guān)系;應力分析對比設計值與實測值,識別異常錨桿。每月生成監(jiān)測報告,包含變形云圖、應力分布圖及預警等級評估。
5.2.2預警閾值設定
地表位移:累計位移≥30mm或單周變形速率≥5mm時啟動黃色預警;≥50mm或單周≥10mm時啟動紅色預警。深層位移:測斜管最大位移≥20mm或位移曲線出現(xiàn)突變時預警。地下水位:單日漲幅≥1m或持續(xù)高于設計水位時預警。錨桿應力:超過設計值110%或應力損失率≥15%時預警。
5.2.3應急響應機制
黃色預警:加密監(jiān)測頻率至1次/天,現(xiàn)場核查裂縫發(fā)展情況,啟動排水系統(tǒng)滿負荷運行。紅色預警:疏散坡腳人員,啟動鋼支撐加固預案,聯(lián)系設計單位現(xiàn)場會商。建立分級響應流程,明確各層級責任人及處置時限,確保30分鐘內(nèi)啟動應急措施。
5.3后期維護管理
5.3.1日常巡查制度
建立三級巡查體系:班組每日巡查(重點檢查截水溝淤積、植被存活情況),項目部每周巡查(復核監(jiān)測數(shù)據(jù),檢查結(jié)構(gòu)物損傷),管理單位每月巡查(全面評估工程狀態(tài))。巡查記錄采用電子化臺賬,包含時間、位置、問題描述及處置結(jié)果。
5.3.2季性維護措施
雨季前(3-5月):清理截水溝及排水盲溝,檢查泄水孔通暢性,加固松動生態(tài)格構(gòu)。旱季(9-11月):補植枯死植被,修剪灌木高度至1.5m以下,修復局部沖刷區(qū)域。冬季(12-2月):對暴露管道包裹保溫層,清除積雪防止凍脹破壞。
5.3.3定期檢修計劃
每年汛期后(10月)進行全面檢修:錨桿預應力復測(抽檢率10%),擋土墻墻面裂縫注漿修補(裂縫寬度≥0.3mm時),排水隧洞清淤(淤積厚度>20cm時)。每三年進行一次結(jié)構(gòu)安全評估,采用地質(zhì)雷達檢測襯砌厚度及背后空洞。
5.4生態(tài)修復長效管理
5.4.1植被養(yǎng)護技術(shù)
建立植被生長檔案,記錄存活率、覆蓋度及病蟲害情況。狗牙根生長期(4-9月)每月修剪1次,留茬高度8-10cm;紫穗槐每年春季修剪枯枝,促進萌發(fā)。干旱季節(jié)啟動滴灌系統(tǒng),每次灌水量15L/m2,間隔3-5天。
5.4.2土壤改良持續(xù)監(jiān)測
每季度采集表層土樣(深度0-3m)檢測有機質(zhì)含量(目標≥2%)、pH值(6.0-7.5)及孔隙率(目標≥45%)。當有機質(zhì)低于1.5%時,施用腐熟有機肥(2kg/m2);pH值異常時添加硫磺粉調(diào)節(jié)。
5.4.3景觀動態(tài)優(yōu)化
根據(jù)植被演替規(guī)律,第三年引入本地適生灌木(如胡枝子)替換部分紫穗槐,形成喬灌草立體群落。每年春季在坡腳增設觀賞花卉(如波斯菊),提升景觀層次感。
5.5檔案與信息化管理
5.5.1全過程檔案建立
整理施工日志、監(jiān)測數(shù)據(jù)、驗收報告等資料,形成電子檔案庫。重點記錄隱蔽工程驗收記錄(如錨桿注漿量、排水管鋪設位置)及重大變更事項。檔案采用PDF/A格式保存,支持關(guān)鍵詞檢索。
5.5.2智慧監(jiān)測平臺應用
開發(fā)邊坡管理APP,集成實時監(jiān)測、預警推送、工單派送功能。管理人員可通過移動終端查看三維邊坡模型,點擊監(jiān)測點調(diào)取歷史曲線。平臺設置分級權(quán)限,確保數(shù)據(jù)安全。
5.5.3數(shù)據(jù)共享機制
與地方地質(zhì)災害監(jiān)測中心建立數(shù)據(jù)接口,共享降雨量、水位等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。定期向交通部門提交邊坡安全狀況報告,為道路養(yǎng)護提供依據(jù)。
六、邊坡治理工程投資估算與效益分析
6.1工程投資估算
6.1.1估算編制依據(jù)
投資估算依據(jù)《建設工程工程量清單計價規(guī)范》(GB50500-2013)、《公路工程估算指標》及當?shù)夭牧蟽r格信息(2023年第三季度)。主要材料單價:C30混凝土420元/m3,HRB400鋼筋4800元/t,M30水泥砂漿380元/m3。人工費按技術(shù)工280元/工日、普工220元/工日計算。機械臺班費參考《施工機械臺班費用定額》,考慮1.1的動態(tài)調(diào)整系數(shù)。
6.1.2分部分項工程費用
(1)邊坡加固工程:錨桿框架梁系統(tǒng)含錨桿鉆孔(φ110mm,單價180元/m)、桿體安裝(φ32螺紋鋼,單價120元/m)、框架梁混凝土(C30,單價650元/m3),合計約420萬元。
(2)排水系統(tǒng)工程:截水溝(漿砌片石,單價180元/m3)、排水隧洞(C25鋼筋混凝土,單價1200元/m3)、仰斜排水孔(φ50mmPVC管,單價85元/m),合計約380萬元。
(3)坡面防護工程:噴射混凝土(C25,單價480元/m2)、生態(tài)格構(gòu)(含種植土,單價85元/m2),合計約150萬元。
(4)生態(tài)修復工程:喬木栽植(香樟,單價120元/株)、灌木種植(紫穗槐,單價15元/株)、客土噴播(單價28元/m2),合計約100萬元。
(5)臨時工程:施工圍擋(單價120元/m)、臨時道路(單價80元/m2),合計約50萬元。
6.1.3其他費用與預備費
(1)措施項目費:安全文明施工費按分部分項工程費的1.5%計取,夜間施工費按0.8%計取,合計約18萬元。
(2)規(guī)費:社會保險費、住房公積金按人工費的22%計算,合計約45萬元。
(3)企業(yè)管理費:按人工費的60%計算,合計約120萬元。
(4)預備費:基本預備費按工程費用及工程建設其他費之和的5%計取,漲價預備費按年上漲率3%計算,合計約80萬元。
工程總投資估算為1258萬元,其中建筑安裝工程費1100萬元,其他費用158萬元。
6.2工程效益分析
6.2.1直接經(jīng)濟效益
(1)災害損失規(guī)避:邊坡失穩(wěn)可能導致道路中斷,按日均交通量5000輛次、通行費收入15萬元/天計算,治理后避免的年均災害損失約547萬元。
(2)養(yǎng)護成本降低:治理前
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