天成物流園區邊坡工程設計與治理項目的應用

陳霞

(山西國辰建設工程勘察設計有限公司，山西陽泉 045000)

天成物流園區邊坡工程設計與治理項目的應用

陳霞

(山西國辰建設工程勘察設計有限公司，山西陽泉 045000)

通過對邊坡失穩的破壞形式進行分類，闡述了造成滑塌等地質災害的原因，并以天成物流園區邊坡工程為例，根據建筑抗震設防類別、地層參數及場地條件，采取了相應的邊坡處理措施，有效保證了邊坡的穩定性。

邊坡，錨索，穩定性，防護工程

0 引言

隨著我國經濟的發展，大量的鐵路、公路、水利、礦山、城鎮等工程建設，尤其在山區的工程建設中，人類工程活動中開挖和堆填的邊坡開始越來越多，高度也隨之加大。而在水利和礦山建設中形成的邊坡高度更高，范圍更大。我國是一個多山的國家，建筑邊坡亦成為我國邊坡工程的重要組成部分。

邊坡失穩與破壞形式主要有坍塌、崩塌、落石、滑塌、錯落、傾倒等。在工程活動中數量最多的、危害最嚴重的是邊坡滑塌。

滑坡則包含了巖土滑塌、崩塌、錯落、傾倒、陷落和泥石流，它是一種常見的地質災害，其頻發性和嚴重性都相當驚人，我國是個多山國家，滑坡相當頻繁，滑坡災害不僅與地形地貌、地質條件內因有關，還與氣候、生態、水環境和人類活動引起的外因有密不可分的關系。

陽泉地區屬于典型的山區，有豐富的煤炭資源，地質環境更為復雜，隨著大量工程建設的進展，建筑邊坡的治理工程大幅地增長，中小型規模邊坡數量也開始增多。

陽泉地區屬于中低山地貌，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，下伏為石炭紀太原組煤系地層，基巖面較淺，且大多建設場區處在山區斜坡地帶，幾乎每個工程都會遇到大大小小的邊坡問題，邊坡類型分為土質邊坡，巖質邊坡和土巖結合混合邊坡，按工程類別陽泉地區主要是建筑邊坡，基坑邊坡，露天礦邊坡，棄矸場邊坡，路塹邊坡，路堤邊坡等。而這些邊坡均屬于人工邊坡，按邊坡的構成及層狀分布，在開挖和堆積過程中形成邊坡。

1 邊坡工程設計

1.1 邊坡工程的治理方法

邊坡工程設計的內容包括確定邊坡坡率與形狀，以及排水工程，防護加固工程與景觀綠化工程等，其中邊坡加固防護工程設計包括:設置各類擋墻、坡率法、巖石錨噴支護、格構錨固、加筋陡坡、加筋土擋墻、土釘墻、地表水及地下水的排放系統等，注漿加固等支擋加固結構，以及采取植被防護，骨架植被防護，圬工防護與石籠防護等防護工程。

1.2 邊坡工程設計原則

邊坡工程設計的時候要考慮兩類極限狀態，一類是承載能力極限狀態，一類是正常使用的極限狀態，設計的時候采用荷載效應的最不利組合，永久性邊坡的設計使用年限應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 邊坡工程設計的基本要求

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、剖面和基礎圖等，了解場地和邊坡的工程地質及水文地質勘察資料，邊坡的環境資料包括影響范圍內的巖土體、水系、建筑物、道路及管網等狀況資料，山區進行工程建設時宜根據地質、地形條件及工程要求，因地制宜設置邊坡，避免形成高填深挖的邊坡工程。對穩定性較差且坡高較大的邊坡應采用后仰放坡或分臺階放坡。

邊坡工程的平面布置和立面設計應考慮對周邊環境的影響，做到美化環境，體現生態保護要求。邊坡坡面和坡腳應采用有效的保護措施。

在邊坡工程的施工期和使用期，不應隨意開挖坡腳，并防止坡頂超載。應避免地表水及地下水大量滲入坡體，并應對有利于邊坡穩定的相關環境進行有效保護。邊坡支護結構形式可根據場地地質和環境條件、邊坡高度以及邊坡工程安全等級等因素選定。

2 天成物流園區工程邊坡設計及治理

陽煤集團天成煤炭鐵路集運有限公司專用線改擴建工程K1+540～K1+840段位于陽泉市大連西路北側，義白路與G207國道間的長嶺村附近，西南側緊鄰山西兆豐鋁業有限責任公司氧化鋁分公司，交通極為便利。

天成物流園區工程位于天成集運站，原亞美水泥舊廠區，根據設計場區整平后，場區鐵路集運站鐵路專用線北側及西側形成高約12.0 m～21.0 m的邊坡，其中有礦渣堆積的填方邊坡、土質邊坡、土巖組合邊坡及巖質邊坡多種邊坡類型。場區地形地貌極其復雜，受早期鋁土礦開采影響，局部邊坡巖體十分破碎，各類構造面十分發育。

為保證邊坡及邊坡頂部建筑物的安全，以及鐵路集運站專用線的安全使用，根據業主提供的場地平面布置圖及經有關部門審查合格后的場區邊坡巖土工程勘察報告和區域工程地質資料，結合相關規范要求及區域邊坡工程治理經驗，對該場區所有邊坡工程進行防治設計。

2.1 場地工程地質條件

本場區位于低山、丘陵區，地形起伏不大，地面出露標高685.30 m～704.4 m，地形相對高差約20 m，地勢為北高南低，經人工改造，形成多個平坦場區。本區為沁水煤田之東北邊緣，場區主要出露石炭系本溪組地層的下部基巖組合，由泥巖、砂巖、石灰巖及鋁土質泥巖組成;該地層平行不整合于奧陶系中統厚層灰巖之上。區內地質構造總體呈一單斜，構成坡體巖層總體產狀為:走向29°，傾向119°，傾角在5°～8°之間，在此單斜構造基礎之上發育有次一級的褶皺構造;區內斷裂構造不甚發育。

根據勘察報告，場地上覆地層表層分布厚層雜填土層，場地下伏土層為第四系中～晚更新世的厚層黃土，石炭系中統本溪組基巖及奧陶系中統石灰巖;中間夾有薄層鋁土質泥巖，第四紀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°，坡面與巖層產狀關系表明該邊坡屬于順層邊坡，不利于邊坡穩定性。構成該側邊坡的介質場地的北部主要由填土、砂巖、泥巖、灰巖、鋁土質泥巖、山西式鐵礦及奧陶系石灰巖組成;南部主要由填土、粉土、粉質粘土及礫質粘性土組成。泥巖、鋁土質泥巖、山西式鐵礦屬于軟巖，石灰巖屬于硬質巖石。巖石頂部覆蓋人工回填的碎石及土，回填后并未經過專門的碾壓，現屬于松散～稍密狀態。該場區水文地質條件簡單。

2.2 場區邊坡穩定性分析評價

場區邊坡多為土巖結合的邊坡，巖體類型為Ⅳ，邊坡重要性系數為1.0，邊坡安全等級為二級，設計使用年限為50年。

粉土層:γ=18.0 kN/m，粘聚力C=32 kPa，摩擦角φ=23°。

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

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

混凝土強度C25，鋼筋采用HRB335(Ⅱ級)鋼。

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

構成場地邊坡的介質為填土、粉質粘土和基巖，北段屬于土巖混合邊坡，南段為土質邊坡。對于土質邊坡，其破壞形式類似圓弧，采用圓弧滑動法計算評價其穩定性;對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價其穩定性。

填土地段邊坡高度不大于15.0 m，屬二級邊坡，邊坡按簡化畢曉普法檢算，安全系數不小于1.25。根據本次勘察結果，填土粘聚力C=0 kPa，內摩擦角φ=35°;填土段邊坡設計按1∶0.75進行放坡處理，12.0 m高度錯一平臺，平臺寬度5.0 m。填土段除最南側剖面外，其他坡段安全系數小于1.25，不滿足規范要求，需進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定性計算結果如表1所示。

表1 最危險滑動面的安全系數

2.3 場區邊坡工程治理方案設計

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

場地邊坡采用錯臺放坡方案，巖石段邊坡按1∶0.5進行放坡，每級邊坡高度按現場確定為8.6 m和11.6 m不等，每2級邊坡之間錯臺寬度5.0 m，平臺頂部邊坡按1∶1.75刷坡，植草綠化。

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

整體邊坡在坡頂設置截水溝，在各平臺及坡底設排水溝，確保了坡體水能有組織的排放。噴射混凝土面層、混凝土框架內片石護坡、護墻上均設泄水孔。布設間距為3.0 m×3.0 m，梅花形布置。特別是在土巖結合面附近、砂巖及泥巖結合面附近以及巖石裂隙發育地段適當加密。

邊坡設計遵循動態設計原則，設計施工人員應密切配合，根據現場情況對設計進行必要的調整。

2.4 施工順序

該工程的施工順序為:先刷方減重，平臺以下刷方要緊跟錨索錨桿支護，形成邊開挖邊支護。再做場面截排水工程，最后進行覆土綠化工作。

2.5 施工監測和質量評定

為保證施工的安全，施工前進行了坡體位移監測，錨索、錨桿、噴射混凝土面層、筋帶等各項工程按有關規范進行工程中質量控制及最后的強度檢測，檢測數量及要求都滿足有關規范要求。由于施工季節、順序、方法恰當，各項工程順利完成，邊坡沒有明顯位移，沒有影響運輸安全。

工程竣工后，鐵路已經正常運營，滑坡檢測穩定，達到了預期的目的和效果。

［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、設計與應用［M］.北京:中國建筑工業出版社，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