地质灾害治理工程施工图设计报告

重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程施工图设计报告 忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程施工图设计报告1概述 概述1.1任务由来2014年6月，重庆市忠县国土局委托重庆市地勘局107地质队对忠县马灌镇集镇地质灾害进行调勘查。调勘查结束后，对忠县马灌集镇地质灾害做出了初步的勘查治理建议，建议对忠县马灌集镇中马灌小学危岩带、粮油花园背后危岩带、屠宰场危岩带进行详细勘查、治理。2016年8月27日，马灌小学危岩带范围内出现险情，威胁到马灌镇中心小学校师生约1200人，常住居民3户10人的生命财产安全及周边道路通行安全。为了查明隐患点分布广、威胁人口众多的城（集）镇围内的地质情况，正确评估受地质灾害威胁程度，避免地质灾害造成群死群伤，确保忠县马灌镇集镇建成区居民、厂矿、企业等的生命财产安全，考虑忠县马灌镇集镇建设及其规划需要，对重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程进行治理工作是十分必要的。根据2014年8月，重庆市地质矿产勘查开发局107地质队提交的《重庆市忠县马灌镇集镇地质环境调勘查报告》，重庆市忠县马灌镇集镇区及其2008～2020年规划区致灾地质体共计5处，包括4处危岩带及1处不稳定斜坡，即马灌小学危岩带、粮油花园危岩带、屠宰场危岩带、马灌水厂至车站危岩带、马灌小学家属楼不稳定斜坡。结合调勘查及详细勘查工作的结论及建议，仅对重点防治区内的马灌小学危岩带、粮油花园危岩带、屠宰场危岩带开展治理工程设计工作。为避免群死群伤，促进社会经济发展，确保马灌镇集镇建成区居民、厂矿、企业等的生命财产安全，考虑忠县马灌镇集镇建设及其规划需要，重庆市忠县地质环境监测站（业主单位）于2017年10月委托重庆一零七市政建设工程有限公司进行重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程初步设计阶段的工作。在初步设计工作完成后，2018年8月10日铁二院地质灾害防治顾问部组织专家对初步设计报告进行了审查，我公司根据审查意见修改完善后，铁二院于2018年12月19日出具了认定意见。根据中铁二院重庆地质灾害防治顾问部出具初步设计认定意见（中铁二院地灾顾问技发〔2018〕54号）。2019年4月15日，重庆市规划和自然资源局根据“批复文件”（渝国土房管函[2019]386号）文对初步设计予以批复。在初步设计批复的基础上，业主委托我公司完成本项目施工图设计。随即我公司组织人员进行报告编制工作。1.2初步设计报告认定主要结论中铁二院工程集团有限责任公司于2018年8月9日组织专家对重庆一零七市政建设工程有限公司提交的《重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程程初步设计报告》进行了审查。编制依据为已通过审查的《重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程程勘查报告》。设计单位根据审查意见进行了进一步的核实和修改完善，并于2018年12月10日提交了正式的《初步设计》，经认真研究现将《初步设计》认定意见与建议如下：1、《初步设计》的地质依据是经重庆市地质环境监测总站审查通过的《重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程程勘查报告》，编制依据充分；2、忠县马灌镇集镇地质灾害共危及师生1200人、居民14户、57人、房屋面积0.8387×104m2、公路、屠宰场、污水处理厂、木材加工厂，经济总损失6000万元。其中马灌小学危岩带危及上方的学校和下部公路及居民，危及师生1200人、居民3户、10余人、房屋面积446m2以及公路240m，经济损失2000万元；粮油花园危岩带危及上方的下部公路及居民，危及居民1户、6余人、房屋面积417m2以及公路540m，经济损失1000万元；屠宰场危岩带危及上方的下部公路及居民及屠宰场、污水处理厂、木材加工厂，危及居民13户、51余人、职工10人、房屋面积1980m2以及公路250m，经济损失3000万元；忠县马灌镇集镇地质灾害多次发生险情：2011年5月马灌小学危岩带发生崩塌，危岩体滚至居民刘联成家厨房及屋后，未造成损害；2016年8月27日,马灌小学操场下方危岩崩塌，造成学校挡墙塌方；2014年4月屠宰场危岩带发生崩塌，崩塌方量约10m3,损毁房屋一间。对重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害进行治理是必要的。3、防治工程的总体布置基本可行，各结构类型满足相关规范要求。《初步设计》基本达到本阶段设计深度要求。4、《初步设计》从技术可靠性、施工可行性、投资合理性及环境适应性等方面进行综合比较后，设计推荐采用“局部危岩清除+危岩锚固+嵌补支撑+局部主动防护网+局部锚杆挂网喷混凝土+局部被动防护网+裂隙封闭”进行治理的方案基本可行。工程数量及投资以专门的概算审查机构审查结果为准。5、下阶段需进一步核实岩体的分布破碎范围，合理确定主动防护网（或锚杆挂网喷混凝土）防护的设置范围，不得破坏现有的植被。6、下阶段根据相关规定及要求，细化和完善监测设计及施工组织设计。进一步核实各点的人工二次转运情况；核实、落实水电搭接点及距离；核实需搭建施工安全临时保护措施段落；进一步核实、落实弃方地点及运距。7、由于地质灾害治理特殊性，特别是危岩治理工程，设计单位应加强配合施工工作，做到“动态设计，信息化施工”。1.3项目地理位置、行政区别、坐标致灾体区域位于忠县马灌镇，面积约0.31km2，距忠县县城约47km，距梁平县城约52km，距垫江城区约65km。地理位置于东经107°43′53″～107°44′28″，北纬30°23′23″～30°23′57″之间，西安80坐标为：X=3363400～3364460、Y=36474200～364751301.4施工图设计依据及规范1.4.1设计依据（1）2017年10月，重庆市地质矿产勘查开发局107地质队提交的《重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程详细勘查报告》；（2）2018年12月，重庆一零七市政建设工程有限公司提交的《重庆市忠县马灌镇集镇地质灾害治理工程初步设计报告》；（2）合同和委托书。1.4.2技术规程、规范及有关规定（1）《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029－2004）；（2）《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）；（3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；（5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015版）；（6）《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）；（7）《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)（2016版）；（8）《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（2009年版）；（9）《工程勘察设计收费标准》（2002版本）（10）材料单价以含税价计入，因此安全文明施工费按照重庆市建设委员会渝建发[2014]25号“重庆市建设工程安全文明施工措施费用计取及使用管理规定”计取。（11）重庆市工程造价管理总站颁发的《重庆工程建设造价信息》2019年第06期价格信息及目前市场价格含税价计入。1.5工程特征表类别特征备注地理位置致灾体区域位于忠县马灌镇，面积约0.31km2，距忠县县城约47km，距梁平县城约52km，距垫江城区约65km。地理位置于东经107°43′53″～107°44′28″，北纬30°23′23″～30°23′57″之间，西安80坐标为：X=3363400～3364460、Y=36474200～36475130水文气象防治区属亚热带东南季风气候区，春季温暖，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季潮湿。四季分明，雨量充沛。据万州气象站资料，多年平均气温18.2℃，最高气温42.9℃(1992年8月26日)，最低气温-4.1℃（1961年01月17日）。根据忠县1992-1998年的降雨观测成果，勘查区多年平均降雨量1100～1400mm，历年最大降雨量1641.9mm，降雨多集中在5～10月，约占每年降雨总量的70％，夏季多大雨、暴雨等集中降水过程，历年最大月降雨量339.0mm(1998年08月)，最大日降水量230.0mm(1993年07月18日)，年降雨日数112～136天。防治区为非三峡库区范围，区内无河流及大的地表水体通过，零散分布有鱼塘、水田。水文地质和工程地质区内主要分布为第四系松散岩类孔隙水与基岩裂隙水松散岩类孔隙水赋存于粘土夹块、碎石土等相对透含水层中，主要接受大气降雨的补给，沿土体内及基岩面或基岩强风化带迳流，向危岩带靠沟槽一侧排出。根据钻孔B-SZK01、B-SZK02、B-SZK03揭露的地下水情况，防治区内主要为土体内上层潜水，其对陡崖脚斜坡土体的稳定性影响不大，必要时应加强排水。基岩裂隙潜水主要分布在侏罗系地层分布的砂岩、粉砂质泥岩的构造裂隙中，富水性受构造裂隙的发育程度控制，上述岩体中的裂隙延伸性及裂隙张开度较差，强风化带网状风化裂隙发育，赋存网风化裂隙水，为浅层地下水，富水性弱，受大气降水的影响较大。防治区地下水在Ⅲ类环境中地下水对混凝土结构有微腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀，对钢结构有微腐蚀。防治区出露地层有第四系全新统人工填土、坡残积层，下伏基岩为侏罗系上统蓬莱镇组，现分述如下：第四系全新统人工堆积层（Q4ml）素填土：杂色，由粘土及砂岩、泥岩碎块石组成，土石比约为7:3，碎块石粒径20～600mm不等，密、实。主要分布于居民区建筑区内及公路沿线，为修建房屋、公路时回填，回填年限约1～30年不等。第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）粉质粘土：黄褐色，软塑～硬塑状，质较纯，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。出露于整个勘查区，根据现场调查，残破积层厚度为1～6m。侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）为紫红色粉砂质泥岩与浅灰～灰白色长石石英砂岩互层。粉砂质泥岩：紫红色，粉砂泥质结构，中厚层状构造，主要矿物成分为粘土矿区。其表层风化强烈，多呈碎块状，零星出露于勘查区内陡崖底部及局部斜坡地带，强风化层厚度一般1～3m，多因风化于砂岩底部形成岩腔。砂岩：浅灰～灰白色，细～中粒结构，厚～巨厚层状构造，主要矿物成分为长石、石英，次之云母、岩屑，出露于勘查区陡崖地带。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版），地震基本烈度为Ⅵ度，地震分组为第一组，地震动峰值加速度＜0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s。治理措施主要采取：危岩清除+危岩锚固+嵌补支撑+局部主动防护网+局部被动防护网+裂隙封闭+岩腔封填工程投资工程总投资2工程任务与规模2.1工程任务本次施工图设计的主要任务如下：1、对设计治理工程方案进行优化；2、对治理所需投入经费进行预算；3、对治理后的社会效益、经济效益进行评价。2.2工程规模2.2.1马灌小学危岩带马灌小学危岩带位于忠县马灌镇集镇北部，分为马灌小学危岩带Ⅰ和马灌小学危岩带Ⅱ。共发育24个危岩单体（编号W1～W24），其中W2危岩体因马灌小学修建学校食堂大楼而消除（主要采用锚喷+凹腔封填，目前治理措施运行良好，本次设计方案可类比选用治理方案），现存23个危岩单体，危岩带总体积923.2m3，属中型危岩带，危岩破坏模式有坠落式、倾倒式、滑移式。崩塌的范围为距离边缘3～5m范围的岩体，落距一般5～35m。坡面呈凹凸不平，局部砂岩凸出，在砂岩与泥岩接触带，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或粉砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹岩腔，发育6处岩腔，岩腔深一般0.50～3.50m，高0.30～3.50m。该危岩带危害对象为马灌小学在校师生、常住居民及乡镇公路，危及过往学生及行人安全。马灌小学位于陡崖之上，在校师生约1200人，陡崖下部为马灌居委6组3户10人常驻居民，涉及房屋31间，房屋面积1680m2，马灌——金鸡公路从勘查区陡崖带下方通过，危岩影响区内的公路长约240m（见表1.1-1）。危害对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）将该危岩的地质灾害防治工程等级为二级。表2.2-1马灌小学危岩保护对象统计表保护对象居民姓名人数房屋面积（m2）刘联成3210文家付4133吴中玉3103公路240m马灌小学在校师生约1200人，房屋面积1234m22.2.2粮油花园危岩带粮油花园危岩带位于忠县马灌镇集镇北部，分为粮油花园危岩带Ⅰ和粮油花园危岩带Ⅱ。共发育11个危岩体（编号W-B1～W-B11），危岩总体积1511.44m3，属大型危岩带，危岩破坏模式有坠落式、倾倒式。崩塌的范围为距离边缘3～5m范围的岩体，落距一般20～65m。坡面呈凹凸不平，局部砂岩凸出，在砂岩与泥岩接触带，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或粉砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹岩腔，发育7处岩腔，岩腔深一般0.80～3.70m，高0.50～7.0m。粮油花园危岩带威胁危岩带崖顶蓝精灵幼儿园、住宅楼居民以及崖底村社居民点，危害对象的重要性为较重要，威胁常住人数约250人，道路长度约540m，危及过往行人安全，威胁对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）将该危岩的地质灾害防治工程等级为二级。表1.1.2粮油花园危岩带保护对象统计表保护对象居民姓名人数房屋面积（m2）林昌尹6417村道540m过往村民55余人粮油花园住宅楼及蓝精灵幼儿园住宅楼约200人，蓝精灵幼儿园约50人2.2.2屠宰场危岩带屠宰场危岩带位于马灌镇集镇东侧，由北西南东向的屠宰场危岩带Ⅰ及屠宰场危岩带Ⅱ组成。共发育17个危岩单体（编号W-C1～W-C17），危岩体总体积3216m3，属大型危岩带，危岩破坏模式有坠落式、倾倒式、滑移式。崩塌的范围为距离边缘3～5m范围的岩体，落距一般5～50m。在砂岩与泥岩接触处，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或粉砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹岩腔，发育7处岩腔，岩腔高为1.1～5.00m，深为1.20～5.50m。防治区内分布有马灌镇屠宰场，在职职工4人，污水处理厂，在职职工2人，木材加工厂，在职职工4人，马灌社区居委5组常驻居民13户51人及一栋居民楼，共涉及房屋面积约6290m2，马灌—忠县公路从勘查区陡崖带下方通过，危岩影响区内的公路长约250m。目前屠宰场危岩带上仍有多个危岩体存在，危害程度较大，稳定较差，若任其发展，在持续大雨、暴雨、地震或烈日长期暴晒等诱发因素下，势必造成大面积大规模的危岩体崩塌，危及危岩带下方企业、居民生命财产安全及公路的安全运营。表5.1.1-1屠宰场危岩保护对象统计表保护对象居民姓名人数房屋面积（m2）欧云科3100欧云斌3110欧昌平3150欧云彪393严仁华4140姜涛5107欧云波3180欧云德5140黄平4150欧云平4180欧锡虎6210欧云强6280杜朝林2140屠宰场在职职工4人310污水处理厂在职职工2人木材加工厂在职职工4人公路250m居民楼面积约4000m2该危岩危害对象为乡镇企业、常住居民及乡镇公路，危害对象的重要性为较重要，威胁常住人数13户51人，企业在职职工10人，危及过往车辆及行人的生命财产安全，威胁资产大于500万元小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）将该危岩的地质灾害防治工程等级为二级。1.5危害对象及防治工程等级重庆市忠县马灌镇集镇为乡镇集镇，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143－2003）4.1.3条，致灾地质体危害对象的重要性为较重要。根据专家现场踏勘意见确定需进行治理的致灾地质体为①马灌小学危岩带、②粮油花园危岩带、③屠宰场危岩带。根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143－2003）。其成灾后可能造成的损失大小见表1.5-1。表1.5-1致灾地质体成灾后可能造成的损失大小致灾地质体名称受威胁人数潜在经济损失损失大小马灌小学危岩带马灌小学师生约1200人，常住居民3户10人，公路约240m。威胁资产大于500万元小于2000万元。损失中等粮油花园危岩带崖脚居民1户6人，崖顶居民区约250人。威胁资产大于500万元小于2000万元。损失中等屠宰场危岩带居民13户51人，乡镇企业3个在职职工10人，公路约250m。威胁资产大于500万元小于2000万元。损失中等地质灾害防治工程等级（表1.5-2）根据致灾地质体危害对象的重要性和成灾后可能造成的损失大小，依据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143－2003），3个危岩带致灾地质体防治工程分级均为二级。表1.5-2地质灾害防治工程分级致灾地质体名称危害对象的重要性成灾后可能造成的损失大小防治工程分级马灌小学危岩带较重要损失中等二级粮油花园危岩带较重要损失中等二级屠宰场危岩带较重要损失中等二级3马灌小学危岩带基本特征、稳定性及治理工程施工图设计3.1危岩基本特征3.1.1危岩规模及危害对象马灌小学危岩带位于忠县马灌镇集镇北部，分为马灌小学危岩带Ⅰ和马灌小学危岩带Ⅱ。共发育24个危岩单体（编号W1～W24），其中W2危岩体因马灌小学修建学校食堂大楼而消除（主要采用锚喷+凹腔封填，目前治理措施运行良好，本次设计方案可类比选用治理方案），现存23个危岩单体，危岩带总体积923.2m3，属中型危岩带，危岩破坏模式有坠落式、倾倒式、滑移式。崩塌的范围为距离边缘3～5m范围的岩体，落距一般5～35m。坡面呈凹凸不平，局部砂岩凸出，在砂岩与泥岩接触带，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或粉砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹岩腔，发育6处岩腔，岩腔深一般0.50～3.50m，高0.30～3.50m。该危岩带危害对象为马灌小学在校师生、常住居民及乡镇公路，危及过往学生及行人安全。马灌小学位于陡崖之上，在校师生约1200人，陡崖下部为马灌居委6组3户10人常驻居民，涉及房屋31间，房屋面积1680m2，马灌——金鸡公路从勘查区陡崖带下方通过，危岩影响区内的公路长约240m（见表1.1-1）。危害对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）将该危岩的地质灾害防治工程等级为二级。表1.1-1马灌小学危岩保护对象统计表保护对象居民姓名人数房屋面积（m2）刘联成3210文家付4133吴中玉3103公路240m马灌小学在校师生约1200人，房屋面积1234m23.1.2危岩稳定性影响因素及形成机制1、影响因素防治区危岩所处的地质环境分析，危岩的形成包括内部条件和外部条件两类，内部条件包括地层岩性、坡体结构、高陡临空面；外部条件包括降雨、风化、地震、温度、植被、人类工程活动等。综合分述如下：（1）地层岩性防治区内岩石为砂岩与粉砂质泥岩，厚度较大的硬质岩石（砂岩）形成陡崖，软质岩石（粉砂质泥岩）因遇水易崩解、开裂、软化等而形成斜坡。岩石软硬相间，因差异风化，基座粉砂质泥岩逐渐风化剥蚀形成凹腔，在上覆岩体的自重作用下，基座的软质岩石发生压缩流变及剪切流变，对陡崖带上部岩体破坏起控制作用。（2）裂隙发育状况卸荷裂隙对危岩块体的形成和破坏起决定性因素。据勘查报告可知：危岩体内卸荷裂隙沿陡崖呈不连续带状分布，间距一般5～10m，卸荷裂隙一般由崖顶贯通至崖底，张开度一般0.5～2cm，最大张开度达4cm，贯通性较差，无充填或少量充填粉质粘土，结合差，与层面组合，致使岩石呈独立单个块体，坡体岩块稳定性差。表3.1.2-1危岩卸荷带基本特征表场地名称卸荷带特征卸荷带宽度间距张开度贯通性充填物马灌小学危岩带马灌小学危岩带Ⅰ卸荷带宽度范围为4.6～7.8m；马灌小学危岩带Ⅱ卸荷带宽度范围为5.6～7m裂隙间距5～10m裂隙张开0.5～2cm，最大张开度达4cm裂隙未贯通裂隙无充填或充填少量粉质粘土（3）高陡临空面防治区危岩陡崖段，近于直立，坡角58°～76°，是崩塌形成的内部条件之一。（4）风化风化作用加速了危岩体裂隙的扩展，裂面强度降低，差异风化形成凹腔岩穴，促进了危岩体的失稳。（5）降雨：防治区降雨量大，促进风化作用，产生静水压力，同时水对裂隙内充填物质有软化作用，在流动时还能带走细粒物质，降低缝内充填物的凝聚力。（6）根劈作用：马灌小学危岩树木茂密，树木的根劈作用明显，将破坏岩体整体性。（7）温度防治区季节性气候明显，温差较大，温度作用的差异使危岩体呈不均匀受热状态，加快岩体的风化作用，尤其对软质岩体和裂缝的充填物尤为明显；在温度变化过程中产生的热胀冷缩作用始终保持向下位移的总趋势，为崩塌发育中的积极因素之一。（8）地震防治区地震基本烈度为Ⅵ度，勘查区北西约170km的渝北区统景于1989年发生了5.6级地震，在地震水平作用力的影响下，有助于崩塌的形成。（9）人类工程活动人类工程活动的影响，由于人为因素形成顺层临空边坡，或者人为的放炮产生较大的震动，同时减少结构面的内摩察角和粘聚力，导致岩体拉裂破坏形成危岩单体。3.1.3危岩带的整体稳定性根据勘查未揭露到沿危岩带走向方向的整体贯通性裂缝，未形成整体性的卸荷带，局部出现沿危岩带走向变化及垂直危岩带走向的裂隙，共发育23块危岩体，该两条危岩带整体处于稳定状态。受风化卸荷裂隙裂隙切割，易形成了危岩单体。3.2危岩稳定计算及综合分析3.2.1危岩破坏模式通过陡崖环境和危岩的形态特征、规模、分布特点及基座特征，危岩体的失稳破坏的模式为滑移式、倾倒式、坠落式。3.2.2危岩稳定计算①计算工况的确定在进行稳定性计算时，采用两种工况，工况一为现状工况，工况二为暴雨工况。现状工况按勘查期间的状态计算，计算时考虑自重，同时考虑现状裂隙水压力；暴雨工况按20年一遇5日暴雨（q全）进行计算；地震工况考虑自重和地震力，同时对滑移式和倾倒式危岩考虑暴雨时裂隙水压力。②计算公式的确定（1）滑移式a)由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之外），按下式计算：由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之内时），按下式计算：b)由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：（２）倾倒式a)由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之外），按下式计算：由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之内时），按下式计算：图3.2.2-1倾倒式危岩稳定性计算图(由后缘岩体抗拉强度控制)式中：h——后缘裂隙深度（m）；hw——后缘裂隙充水高度（m）；a——距离（m）；b——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离(m)；h0——危岩体重心到倾覆点的垂直距离（m）；flk——危岩体抗拉强度标准值（kPa）；α——危岩体与基座接触面倾角（°）；β——后缘裂隙倾角（°）。其它符号意义同前。b)由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算（图3.2.2-2）图3.2.2-2倾倒式危岩稳定性计算图(由底部岩体抗拉强度控制)③计算参数的确定砂岩岩体（卸荷带岩体）天然密度2.54g/cm2；单轴抗压强度标准值为天然13.59MPa、饱和10.06MPa；天然抗拉强度指标0.25MPa；天然抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.99MPa、内摩擦角ф=36.91°，饱和抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.79MPa、内摩擦角ф=34.86°，变形模量标准值0.172×104MPa；弹性模量标准值0.208×104MPa；泊松比平均值0.20。危岩结构面：天然抗剪强度粘聚力：54kpa，内摩擦角：18.9°；饱和抗剪强度粘聚力：49.5kpa，内摩擦角：17.1°。（危岩岩体较完整，其内摩擦角的折减系数取0.9）。④计算结果根据各危岩体的受力情况及最可能的破坏形式，按《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中的滑移、倾倒和坠落式三种基本模式来计算，对可能存在多种破坏模式的危岩体，分别对其可能产生的破坏模式分别进行计算，计算结果见表3.2.2-1。表3.2.2-1危岩体稳定性计算一览表危岩体编号计算工况稳定系数稳定性危岩稳定性安全系数Ft（二级）破坏模式W-A1现状1.37基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.13欠稳定W-A3现状1.38基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.14欠稳定W-A4现状1.26基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.04欠稳定W-A5现状1.68稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.38基本稳定W-A6现状1.78稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.39基本稳定W-A7现状1.36基本稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.12欠稳定W-A8现状1.31基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.07欠稳定W-A9现状1.39基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.02欠稳定W-A10现状1.60稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.31欠稳定W-A11现状1.22基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.05欠稳定W-A12现状1.29基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.10欠稳定W-A13现状1.40基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.07欠稳定W-A14现状1.92稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.40稳定W-A15现状1.99稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.40基本稳定W-A16现状1.74稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.40基本稳定W-A17现状1.69稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.33基本稳定W-A18现状1.76稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.39基本稳定W-A19现状1.49稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.19欠稳定地震1.12欠稳定W-A20现状1.59稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.31欠稳定W-A21现状1.41稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.09欠稳定W-A22现状1.48稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.13欠稳定W-A23现状1.31基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.02欠稳定W-A24现状1.70稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.36基本稳定⑤稳定性评价根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）结合危岩两种计算工况，按表3.2.2-2来确定危岩的稳定状况。马灌小学危岩带发育23个危岩单体，破坏方式为滑移式、倾倒式、坠落式。马灌小学危岩带防治工程等级为Ⅱ级，其安全系数：滑移式取Ft＝1.30，倾倒式取Ft＝1.40，坠落式取Ft＝1.50。表3.2.2-2危岩体稳定程度等级划分表崩塌类型危岩稳定状态不稳定欠稳定基本稳定稳定滑移式F<1.01.0≤F<1.151.15≤F<1.3F≥1.3倾倒式F<1.01.0≤F<1.251.25≤F<1.4F≥1.4坠落式F<1.01.0≤F<1.351.35≤F<1.5F≥1.5根据计算结果及上表判定：马灌小学危岩带Ⅰ共发育11处危岩体，编号为W-A1～W-A12，马灌小学危岩带Ⅱ共发育12处危岩体，编号为W-A13～W-A24，通过对23处危岩体的稳定性计算，现状工况下处于基本稳定状态的危岩体11处，分别为W-A1、W-A3、W-A4、W-A7、W-A8、W-A9、W-A11、W-A12、W-A13、W-A23；其余12处均处于稳定状态。暴雨工况下处于欠稳定状态的危岩体15处，分别为W-A1、W-A3、W-A4、W-A7、W-A8、W-A9、W-A10、W-A11、W-A12、W-A13、W-A19、W-A20、W-A21、W-A22、W-A23；其余危岩体暴雨工况下均处于基本稳定的危岩体，共计8处。3.2.3危岩产生崩塌的危害性预测马灌小学危岩带Ⅰ及马灌小学危岩带Ⅱ位于坪状地貌上部砂岩形成的陡崖带，平面形态总体呈不规则的“倒八”字形展布，马灌小学危岩带Ⅰ全长267m，共涉及12个危岩体，可能发生崩塌破坏规模408m3，属小型危岩带，马灌小学危岩带Ⅱ全长137m，共涉及12个危岩体，可能发生崩塌破坏规模410m3，属中型危岩带。从危岩稳定性及发展趋势来看，勘查区危岩总体稳定性不断下降，危害性日趋加大。根据地勘报告，危岩失稳产生崩塌滚动的最大平面距离为5～35m。在危岩滚动的范围内，是当地居民居住区，位于马灌小学危岩带Ⅰ西侧陡崖下部有重要的交通要道马灌——金鸡公路通过，危岩带顶部为马灌小学，在校师生人数众多约1200人。根据现场调查资料显示，马灌小学危岩带威胁范围内有人口1210人，房屋1680m2，金（金鸡）马（马灌）公路约240m，其危害性较大。3.2.4危岩坡脚崩坡积体的稳定性评价根据勘察报告，马灌小学危岩带Ⅰ于W-A9至W-A10之间陡崖段顶部分布有粉质粘土（见照片3.2.4），土体厚约1.5m，已出现临空，但因其受树根包裹，目前处于稳定状态，在持续暴雨影响下有发生整体塌方的可能。照片3.2.4陡崖顶部临空土体3.3治理工程施工图设计3.3.1设计目标与原则1、设计目标一次治理，不留后患，确保威胁范围内人们生命财产的安全，维护社会和谐欣荣发展。2、防治原则1）在充分掌握危岩形成条件、破坏规律、危害特点的基础上，使治理措施有针对性、安全可靠、经济合理的原则；2）因地制宜、就地取材，最大限度减小施工难度，环境保护与灾害治理相结合，力争以最小的治理费用获得最大的社会经济效益的原则；3）治理与群防群测相结合的原则。3.3.2设计参数和标准的确定1、治理工程等级马灌小学危岩带威胁马灌小学在校师生、常住居民及乡镇公路，危岩一旦失稳，将影响的人员房屋及基础设施等有：马灌小学在校师生约1200人，马灌居委6组3户10人，涉及房屋31间，房屋面积1680m2，马灌——金鸡公路公路约240m。综上所述，马灌小学危岩带危害对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）判定，该危岩的地质灾害防治工程等级为二级，防治工程设计基准期为五十年。2、设计工况根据勘查报告中各危岩单体最不利工况，结合《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029－2004）。各危岩的设计工况及稳定安全系数见表3.3.2-1。表3.3.2-1设计安全系数取值安全系数类型设计工况适用危岩工况一工况二倾倒1.4W-A1、W-A3、W-A4、W-A5、W-A6、W-A7、、W-A8、W-A9、W-A13、W-A14、W-A15、W-A16、W-A17、W-A18、W-A19、W-A21、W-A22、W-A23滑移1.3W-A11、W-A12坠落1.5W-A7、W-A10、W-A203、设计参数①砂岩岩体（母岩）天然块体密度平均值2.54g/cm3，饱和块体密度平均值2.55g/cm3，天然含水率1.81%，吸水率2.23%，孔隙率6.29%，天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为：14.84MPa、10.72MPa；天然抗拉强度标准值分别：0.34Mpa；天然抗剪强度：粘聚力标准值：1.18Mpa，内摩擦角标准值：37.37°。饱和抗剪强度：粘聚力标准值：0.94Mpa，内摩擦角标准值：35.39°。变形模量标准值0.227×104MPa；弹性模量标准值0.282×104MPa；泊松比平均值：0.17。②砂岩岩体（卸荷带岩体）天然密度2.54g/cm2；单轴抗压强度标准值为天然13.59MPa、饱和10.06MPa；天然抗拉强度指标0.25MPa；天然抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.99MPa、内摩擦角ф=36.91°，饱和抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.79MPa、内摩擦角ф=34.86°，变形模量标准值0.172×104MPa；弹性模量标准值0.208×104MPa；泊松比平均值0.20。③粉砂质泥岩天然块体密度平均值2.50g/cm3，饱和块体密度平均值2.52g/cm3，天然含水率3.54%，吸水率4.21%，孔隙率10.33%，天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为：6.48Mpa、3.98Mpa；天然抗拉强度标准值分别：0.17Mpa。天然抗剪强度：粘聚力标准值：0.70Mpa，内摩擦角标准值：35.53°。饱和抗剪强度：粘聚力标准值：0.43Mpa，内摩擦角标准值：33.63°。变形模量标准值：0.119×104Mpa；弹性模量标准值：0.168×104Mpa；泊松比平均值：0.29。具体岩土参数取值见表3.3.2-1。表3.3.2-2危岩治理设计参数建议表岩土名称项目危岩体（卸荷带砂岩岩石）中等风化砂岩中等风化粉砂质泥岩结构面重度γ（KN/m3）天然24.924.924.5饱和25.025.024.7抗剪强度天然内聚力c(Mpa)0.991.180.700.0540内摩擦角φ（度）36.9137.3735.5318.9饱和内聚力c(Mpa)0.790.940.430.0495内摩擦角φ（度）34.8635.3933.6317.1抗压强度（Mpa）天然13.5914.846.48饱和10.0610.723.98抗拉强度（Mpa）0.250.340.17弹性模量E0（×104Mpa）0.1720.2270.119变形模量Ee（×104Mpa）0.2080.2820.168泊松比ε0.200.170.29岩石与锚固体极限粘结强度标准值frb(kPa)400*500*360*备注：*为经验值3.3.3治理工程施工图设计马灌小学危岩带位于马灌镇集镇北部，分为马灌小学危岩带Ⅰ和马灌小学危岩带Ⅱ。共发育24个危岩单体（编号W1～W24），其中W2危岩体因马灌小学修建学校食堂大楼而消除，现存23个危岩单体，各危岩体单体体积2.25～124.8m3。通过稳定性计算及结合现场调查，判断此23处危岩体处于基本稳定～欠稳定状态，危岩稳定性差。在暴雨等不利工况下易产生危岩单体及卸荷带的失稳破坏。根据马灌小学危岩带危岩体的变形特征、发展趋势，防治标准及防治原则，通过反复比较后，对危岩及危岩卸荷带拟采用以下方案治理，见表3.3.3-1。表3.3.3-1危岩治理方案剖面编号危岩编号破坏模式设计方案1-1’W-A1倾倒式锚喷4-4’W-A3倾倒式局部单点锚固+主动网防护5-5’W-A4倾倒式局部单点锚固+主动网防护5-5’W-A5倾倒式局部单点锚固+主动网防护6-6’W-A6倾倒式局部单点锚固+主动网防护7-7’W-A7坠落式清除危岩+主动网防护8-8’W-A8倾倒式清除危岩+主动网防护+岩腔封填9-9’W-A9倾倒式局部单点锚固+主动网防护+岩腔封填10-10’W-A10坠落式清除危岩11-11’W-A11滑移式局部单点锚固12-12’W-A12滑移式局部单点锚固+岩腔封填13-13’W-A13倾倒式局部单点锚固14-14’W-A14倾倒式局部单点锚固15-15’W-A15倾倒式被动网防护16-16’W-A16倾倒式被动网防护17-17’W-A17倾倒式被动网防护18-18’W-A18倾倒式被动网防护19-19’W-A19倾倒式被动网防护20-20’W-A20坠落式清除危岩+锚喷支护+岩腔封填21-21’W-A21倾倒式锚喷支护22-22’W-A22倾倒式锚喷支护23-23’W-A23倾倒式清除危岩24-24’W-A24倾倒式锚喷支护总体布置：危岩清除+危岩锚固+嵌补支撑+局部主动防护网+局部被动防护网+裂隙封闭①人工清除:为消除危岩单体隐患，对W-A7、W-A8、W-A10、W-A20、W-A23。②坡面平整：对坡面松动岩体进行清除，并对崖口局部欠稳定土体进行清除。整体平均清除厚度计0.2m。③对W-A3~W-A6、W-A9、W-A11~W-A14危岩单体进行单点锚固，锚杆间距2.0~3.0m。④坡面挂主动防护网：挂网范围界于高程510.0～530.0m之间。⑤对后缘裂缝进行封填处理，防止渗水。⑥对陡崖下部岩腔YQ2~YQ6采用C25混凝土封填处理防止岩层的进一步差异风化，且对上部危岩单体起到支撑作用。⑦对小学操场与宿舍楼之间采用喷锚工程，锚杆间距3(2)×3m，喷射C25混凝土厚度12cm。⑧对15-15’~19-19’剖面对应的范围采用被动防护网进行支护。3.3.4分项工程设计1.危岩清除+坡面平整对W-A5、W-A6、W-A7、W-A8、W-A9、W-A10、W-A13、W-A20、W-A23危岩体进行清除。清除过程中应追踪最不利外倾结构面或结构面组合面，按设计沿危岩后缘及两侧裂缝将危岩体整体清除。对危岩带的岩壁应进行修整，清除危岩带松动岩体，并对崖口土体进行清除。清除危岩前应先实施临时防护工程的安装施工，清除危岩时在危岩带下方设置楠竹跳板，达到防护要求后实施危岩清除工程。清除的危岩、坡面松动岩体及土体须及时转运至弃渣场，防治次生灾害的发生。危岩清除总方量约为232.0m3，坡面平整清除总方量约为982.1m3，详见表3.3.4-1。表3.3.4-1危岩清除工程量表剖面编号危岩编号危岩体积（m3）坡面平整（m3）1-1'534-4'70.45-5'16.536-6'14.637-7'W-A72.258.168-8'W-A88.525.49-9'17.610-10'W-A10100.74811-11'12.748812-12'9.16413-13'17.1614-14'14.70615-15'13.9416-16'5.745617-17'3.80818-18'6.33619-19'13.7120-20'W-A2020.3117.521-21'191.922-22'33.623-23'W-A2330.2535.124-24'273小计162.02982.1合计1214.12.锚喷（固）工程对W-A3~W-A6、W-A9、W-A11~W-A14危岩单体进行单点锚固，W-A20、W-A21、W-A22、W-A24危岩段范围内进行锚喷，锚杆钢筋为1Φ28～1Φ32的热轧HRB400（Ⅲ级）螺纹钢筋fy＝360Mpa，锚杆长度L＝4～6，锚杆间距3.0m，按剖面所示布置，锚杆孔91mm，锚杆水平倾角15°，水泥砂浆采用M30，因裂隙发育情况，工程量统计时考虑1.3的漏浆系数。钢筋网网片采用单层钢筋网，钢筋采用Φ8的热轧HRB400（Ⅲ级），网格间距20×20cm，喷射C25混凝土厚度12cm，水灰比为0.45～0.60。坡面设置泄水孔，采用Φ50PVC管，外斜5%，进水口处应设300mm厚砂石反滤砂包。浇筑混凝土前应先将泄水孔出口PVC管用纸板或塑料布等进行密封，以免泄水孔被砂浆堵塞。喷射混凝土之前应对裂缝、凹腔进行灌浆、填充处理。（1）锚喷锚杆计算①岩石压力及锚杆计算表3.3.4-2锚喷工程锚杆设计总表剖面Htk(KN)锚杆轴向拉力设计值NaAs(mm2）La(砂浆-地层)米单根钢筋面积(mm2）La(砂浆-钢筋)米设计锚杆钢筋20-20'111.00229.83638.413.57804.200.401φ3221-21'107.73223.07619.633.47804.200.391φ3222-22'104.95217.30603.613.38804.200.381φ3224-24'70140.005562.35804.201.591φ32②锚喷工程锚杆钢筋选用表3.3.4-3锚喷工程锚杆设计总表危岩体所在坡体剖面编号单孔锚杆配筋钻孔直径（m）单根长度（m）锚杆根数（根）备注20-20'1Φ280.0918.02W-A20下方岩腔采用浆砌片石充填1Φ280.0917.021Φ280.0914.5221-21'1Φ280.0918.07锚杆间距3.0×3.0m1Φ280.0917.071Φ280.0914.5722-22'1Φ280.0918.01锚杆间距3.0×3.0m1Φ280.0917.011Φ280.0914.5124-24'1Φ320.0918.07锚杆间距3.0×3.0m1Φ320.0918.571Φ320.0914.59（2）单点锚固锚杆计算①危岩体下滑力计算马灌小学危岩带防治工程等级为Ⅱ级，滑移式危岩安全系数为1.30,倾倒式危岩安全系数为1.40。表3.3.4-4危岩体下滑力表危岩抗倾力矩倾倒力矩安全系数锚杆设计力稳定系数备注W-A3倾倒式115.55108.151.401601.58均为工况二（暴雨工况W-A4倾倒式520.32382.221.401401.48②锚杆锚固计算锚杆锚固计算根据《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）中3.5、3.6章节计算公式进行计算，通过计算危岩体采用锚杆加固，计算结果见计算书表3.3.4-2锚杆锚固计算表。表3.3.4-5危岩锚杆锚固计算表危岩编号单位宽度边坡所需的加固力锚杆间距锚杆排数锚杆轴向拉力设计值钢筋抗拉强度设计值钢筋截面计算面积设计选用钢筋截面面积设计选用钢筋TLmNtfykN/mkNN/mm2mm2mm2根W-A38021160360635981.82φ25W-A47021140360556615.81φ28表4.3.4-6锚杆锚固长度计算表剖面编号锚杆轴向拉力设计值锚杆锚固体抗拔安全系数钻孔直径地层与注浆体粘结强度锚固长度(砂浆-地层)锚杆体材料直径锚杆根数锚杆体与注浆体粘结强度锚杆体与注浆体粘结(砂浆-锚杆)NtKdfrbLrdgnfbLgkNmkPammkPamW-A31602.400.115002.220.025224001.02W-A41402.400.0915002.350.028124001.593.裂缝封闭对于采用锚喷工程治理的危岩及危岩带，危岩后缘裂缝需要清除缝隙内的填充物，灌浆采用自流法处理。砂浆采用M30砂浆，砂浆中需添加速凝剂，加快砂浆固结速度。注浆时清洁母岩，使砂浆与二者完全粘结，达到封闭裂缝，防止雨水渗漏的效果。4.岩腔封闭对陡崖下部岩腔YQ2、YQ3、YQ4、YQ5、YQ6采用C25混凝土封填处理防止岩层的进一步差异风化，且对上部危岩单体起到支撑作用施工前先剥除坡面已风化岩块，须将原光滑不均的岩面和坡面凿成小台阶状，再用C25混凝土浇筑崖腔，填撑顶部与危岩间灌注膨胀水泥，达到紧密接触的目的。支撑墙紧贴坡面，采用C25混凝土浇筑，不得填土；采用支撑强进行支撑，墙宽1.5m，净间距2m，采用C25砼浇筑。浇筑前需钻孔预埋抗拉构造钢筋，钢筋预埋锚固深度3m，采用1φ32的钢筋。支撑体顶面与岩体接触面应嵌填密实，严禁有空洞或脱空现象。基础为台阶式基础时，300mm宽的台阶，台阶按1:0.1坡度内倾，每级基础宽度应满足设计要求，开挖方式采用人工。所需混凝土共计139.72m3，石方基槽开挖45.26m3。5.主动网防护人工清除及单体锚固对应危岩单体，清除坡面松动岩体后，于危岩带下部为居民区，为确保当地人员财产安全，对其所在上部危岩带坡面进行SNS主动防护加固，不会增大坡面荷载，且不破坏坡面现有形态，能有效提高表危岩体的稳定性，阻止崩塌落石的发生，不干扰线路的正常行车。主动防护网支护面积为560m2。3.3.5工程量马灌小学危岩带施工图设计工程量序号工程名称单位工程量备注一危岩清除1人工清除危岩m³162.02Ⅵ级2人工坡面平整m³1026.023清除坡顶土体m³198.50二锚喷工程材料二次转运水平200m，垂直10m1HRB400钢筋重量t9.252Φ91钻孔m966.80Ⅵ级3喷射C25混凝土体积m³117.324M30水泥砂浆m³8.171.3漏浆系数5钢筋网Φ8t4.746定位钢筋Φ20t0.387Φ50PVC管m122.218脚手架㎡1500.00双排脚手架三裂缝封闭1M30砂浆m336.20四防护网1主动网面积m31940.782被动网面积㎡96.00RXI-050型五岩腔填撑1C20片石混凝土m2139.722石方开挖m³45.26人工开挖3模板㎡120.004泄水孔m85.00六其他工程1施工便道m150.002临时征地亩4.00施工时所占用地3永久征地亩2.204用水管道km1.005供电线路km1.006楠竹跳板㎡2500.00临时防护工程7外运清除落石及土体km5.00人工转运200m8250kW变压器台1.009脚手架㎡2500.00双排脚手架4粮油花园危岩带基本特征、稳定性及治理工程施工图设计4.1灾害体基本特征4.1.1灾害体规模及危害对象粮油花园危岩带位于忠县马灌镇集镇北部，分为粮油花园危岩带Ⅰ和粮油花园危岩带Ⅱ。共发育11个危岩体（编号W-B1～W-B11），危岩总体积1511.44m3，属大型危岩带，危岩破坏模式有坠落式、倾倒式。崩塌的范围为距离边缘3～5m范围的岩体，落距一般20～65m。坡面呈凹凸不平，局部砂岩凸出，在砂岩与泥岩接触带，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或粉砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹岩腔，发育7处岩腔，岩腔深一般0.80～3.70m，高0.50～7.0m。粮油花园危岩带威胁危岩带崖顶蓝精灵幼儿园、住宅楼居民以及崖底村社居民点，危害对象的重要性为较重要，威胁常住人数约250人，道路长度约540m，危及过往行人安全，威胁对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）将该危岩的地质灾害防治工程等级为二级。表1.1.2粮油花园危岩带保护对象统计表保护对象居民姓名人数房屋面积（m2）林昌尹6417村道540m过往村民55余人粮油花园住宅楼及蓝精灵幼儿园住宅楼约200人，蓝精灵幼儿园约50人4.1.2灾害体稳定性影响因素及形成机制1、影响因素防治区危岩所处的地质环境分析，危岩的形成包括内部条件和外部条件两类，内部条件包括地层岩性、坡体结构、高陡临空面；外部条件包括降雨、风化、地震、温度、植被、人类工程活动等。综合分述如下：（1）地层岩性防治区内岩石为砂岩与粉砂质泥岩，厚度较大的硬质岩石（砂岩）形成陡崖，软质岩石（粉砂质泥岩）因遇水易崩解、开裂、软化等而形成斜坡。岩石软硬相间，因差异风化，基座粉砂质泥岩逐渐风化剥蚀形成凹腔，在上覆岩体的自重作用下，基座的软质岩石发生压缩流变及剪切流变，对陡崖带上部岩体破坏起控制作用。（2）裂隙发育状况卸荷裂隙对危岩块体的形成和破坏起决定性因素。据地勘报告可知：危岩体内卸荷裂隙沿陡崖呈不连续带状分布，间距一般5～10m，卸荷裂隙一般由崖顶贯通至崖底，张开度一般0.5～2cm，最大张开度达4cm，贯通性较差，无充填或少量充填粉质粘土，结合差，与层面组合，致使岩石呈独立单个块体，坡体岩块稳定性差。（3）高陡临空面防治区危岩陡崖段，近于直立，坡角58°～76°，是崩塌形成的内部条件之一。（4）风化风化作用加速了危岩体裂隙的扩展，裂面强度降低，差异风化形成凹腔岩穴，促进了危岩体的失稳。（5）降雨：防治区降雨量大，促进风化作用，产生静水压力，同时水对裂隙内充填物质有软化作用，在流动时还能带走细粒物质，降低缝内充填物的凝聚力。（6）根劈作用：粮油花园危岩树木茂密，树木的根劈作用明显，将破坏岩体整体性。（7）温度防治区季节性气候明显，温差较大，温度作用的差异使危岩体呈不均匀受热状态，加快岩体的风化作用，尤其对软质岩体和裂缝的充填物尤为明显；在温度变化过程中产生的热胀冷缩作用始终保持向下位移的总趋势，为崩塌发育中的积极因素之一。（8）地震防治区地震基本烈度为Ⅵ度，勘查区北西约170km的渝北区统景于1989年发生了5.6级地震，在地震水平作用力的影响下，有助于崩塌的形成。（9）人类工程活动人类工程活动的影响，由于人为因素形成顺层临空边坡，或者人为的放炮产生较大的震动，同时减少结构面的内摩察角和粘聚力，导致岩体拉裂破坏形成危岩单体。4.1.3危岩带的整体稳定性根据勘查未揭露到沿危岩带走向方向的整体贯通性裂缝，未形成整体性的卸荷带，局部出现沿危岩带走向变化及垂直危岩带走向的裂隙，共发育11块危岩体，该两条危岩带整体处于稳定状态。受风化卸荷裂隙裂隙切割，易形成了危岩单体。4.2危岩稳定计算及综合分析4.2.1危岩破坏模式危岩体常见的破坏模式为坠落式、倾倒式、滑移式。通过陡崖环境和危岩体的形态特征、规模、分布特点及基座特征，粮油花园危岩体W-B1变形破坏模式为倾倒式，W-B2、W-B5、W-B6、W-B7、W-B8、W-B9、W-B10变形破坏模式为滑移式，W-B3、W-B4、W-B11变形破坏模式为坠落式。4.2.2危岩稳定计算①计算工况的确定在进行稳定性计算时，采用两种工况，工况一为现状工况，工况二为暴雨工况。现状工况按勘查期间的状态计算，计算时考虑自重，同时考虑现状裂隙水压力；暴雨工况按20年一遇5日暴雨（q全）进行计算；地震工况考虑自重和地震力，同时对滑移式和倾倒式危岩考虑暴雨时裂隙水压力。②计算公式的确定（1）滑移式a)由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之外），按下式计算：由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之内时），按下式计算：b)由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算：（２）倾倒式a)由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之外），按下式计算：由后缘岩体抗拉强度控制时（危岩体重心在倾覆点之内时），按下式计算：图4.2.2-1倾倒式危岩稳定性计算图(由后缘岩体抗拉强度控制)式中：h——后缘裂隙深度（m）；hw——后缘裂隙充水高度（m）；a——距离（m）；b——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离(m)；h0——危岩体重心到倾覆点的垂直距离（m）；flk——危岩体抗拉强度标准值（kPa）；α——危岩体与基座接触面倾角（°）；β——后缘裂隙倾角（°）。其它符号意义同前。b)由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算（图4.2.2-2）图4.2.2-2倾倒式危岩稳定性计算图(由底部岩体抗拉强度控制)③计算参数的确定砂岩岩体（卸荷带岩体）危岩体(砂岩岩体，含卸荷带岩体)，天然密度2.54g/cm2；单轴抗压强度（裂隙影响系数：裂隙发育取0.67）为天然13.95MPa、饱和10.06MPa；天然抗拉强度0.25MPa(折减系数取0.4)；天然抗剪强度（图解法）内聚力c=0.99MPa(折减系数：裂隙发育取0.40)、内摩擦角ф=36.91°(折减系数：裂隙发育取0.95)，饱和抗剪强度（图解法）内聚力c=0.79MPa(折减系数：裂隙发育取0.40)、内摩擦角ф=34.86°(折减系数：裂隙发育取0.95)，变形模量0.172×104MPa(折减系数取0.70)；弹性模量0.208×104MPa(折减系数取0.70)；泊松比平均值0.20。危岩结构面：天然抗剪强度粘聚力：54kpa，内摩擦角：18.9°；饱和抗剪强度粘聚力：49.5kpa，内摩擦角：17.1°。（危岩岩体较完整，其内摩擦角的折减系数取0.9）。④计算结果根据各危岩体的受力情况及最可能的破坏形式，按《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中的滑移、倾倒和坠落式三种基本模式来计算，对可能存在多种破坏模式的危岩体，分别对其可能产生的破坏模式分别进行计算，计算结果见表4.2.2-1。表4.2.2-1危岩体稳定性计算一览表危岩体编号计算工况稳定系数稳定性危岩稳定性安全系数Ft（二级）破坏模式W-B1现状1.39基本稳定1.40（非校核工况）倾倒式暴雨1.04欠稳定W-B2现状1.31基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.15欠稳定W-B3现状1.49基本稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.23欠稳定W-B4现状1.50基本稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.23欠稳定W-B5现状1.31基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.16基本稳定W-B6现状1.31基本稳定1.30（非校核工况）滑移式现状1.14欠稳定W-B7暴雨1.41稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.17基本稳定W-B8现状1.32基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.16基本稳定W-B9现状1.31基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.12欠稳定W-B10现状1.32基本稳定1.30（非校核工况）滑移式暴雨1.14欠稳定W-B11现状1.48基本稳定1.50（非校核工况）坠落式暴雨1.22欠稳定⑤稳定性评价根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）结合危岩两种计算工况，按表4.2.2-2来确定危岩的稳定状况。粮油花园危岩带发育11个危岩单体，破坏方式为滑移式、倾倒式、坠落式。粮油花园危岩带防治工程等级为Ⅱ级，其安全系数：滑移式取Ft＝1.30，倾倒式取Ft＝1.40，坠落式取Ft＝1.50。表4.2.2-2危岩体稳定程度等级划分表崩塌类型危岩稳定状态不稳定欠稳定基本稳定稳定滑移式F<1.01.0≤F<1.151.15≤F<1.3F≥1.3倾倒式F<1.01.0≤F<1.251.25≤F<1.4F≥1.4坠落式F<1.01.0≤F<1.351.35≤F<1.5F≥1.5根据计算结果及上表判定：现状工况下处于稳定状态的危岩体共1处（W-B7），其余10处现状工况下处于基本稳定；暴雨工况下处于欠稳定的危岩体共8处，分别为W-B1、W-B2、W-B3、W-B4、W-B6、W-B9、W-B10、W-B11。4.2.3危岩产生崩塌的危害性预测危岩体随裂隙不断发展及软弱基座不断风化侵蚀作用，在暴雨等作用下，将转化为崩塌破坏。据危岩内危岩现状空间几何特征、结构面组合特征分析，危岩块体崩塌失稳主要为滑移式、倾倒式和坠落式破坏模式。该区危岩陡崖坡度角80～88°，坡高7.0～15.0m，粮油花园危岩带Ⅱ陡崖走向34°，倾向304°，粮油花园危岩带Ⅰ陡崖走向167°，倾向77°，岩体以砂岩为主，砂岩成陡崖，泥岩成缓坡，巨厚层砂岩节理间距1.2～4.4m，坡面多呈凹凸不平的，局部砂岩凸出，在砂岩与泥岩接触带，由于岩性抗风化能力的差异，泥岩或砂质泥岩风化剥落后使上覆砂岩悬出形成凹形岩腔，凹形岩腔形成到一定深度后，上部砂岩岩体失去支撑，砂岩在自身的重力作用下，陡崖的后缘形成顺向的拉张卸荷裂隙。在长期降水的作用下，拉张卸荷裂隙充水，使裂隙面软化，抗拉、抗剪强度降低，随着时间的发展，顺坡向的拉张卸荷向深部发展，形成连续的贯通面后，砂岩体就以倾倒式、坠落式等方式脱离母岩产生崩塌破坏。4.3治理工程施工图设计4.3.1设计目标与原则1、设计目标一次治理，不留后患，确保威胁范围内车辆人们生命财产的安全，维护社会和谐欣荣发展。2、防治原则1）在充分掌握危岩形成条件、破坏规律、危害特点的基础上，使治理措施有针对性、安全可靠、经济合理的原则；2）因地制宜、就地取材，最大限度减小施工难度，环境保护与灾害治理相结合，力争以最小的治理费用获得最大的社会经济效益的原则；3）治理与群防群测相结合的原则。4.3.2设计参数和标准1、防治工程等级粮油花园危岩带威胁危岩带崖顶蓝精灵幼儿园、住宅楼居民以及崖底村社居民点，危害对象的重要性为较重要，威胁常住人数约250人，道路长度约540m，危及过往行人安全，威胁对象的重要性为较重要，威胁资产大于500万元，小于2000万元，地质灾害体成灾后可能造成的损失中等，根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）判定，该危岩的地质灾害防治工程等级为二级，防治工程设计基准期为50年。2、设计工况根据勘查报告中各危岩单体最不利工况，结合《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029－2004）。各危岩的设计工况及稳定安全系数见表4.3.2-1。表4.3.2-1设计安全系数取值安全系数类型设计工况适用危岩工况一工况二倾倒1.4W-B1滑移1.3W-B2、W-B5、W-B6、W-B7、W-B8、W-B9、W-B10坠落1.5W-B3、W-B4、W-B113、设计参数①砂岩岩体（母岩）天然块体密度平均值2.54g/cm3，饱和块体密度平均值2.55g/cm3，天然含水率1.81%，吸水率2.23%，孔隙率6.29%，天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为：14.84MPa、10.72MPa；天然抗拉强度标准值分别：0.34Mpa；天然抗剪强度：粘聚力标准值：1.18Mpa，内摩擦角标准值：37.37°。饱和抗剪强度：粘聚力标准值：0.94Mpa，内摩擦角标准值：35.39°。变形模量标准值0.227×104MPa；弹性模量标准值0.282×104MPa；泊松比平均值：0.17。②砂岩岩体（卸荷带岩体）天然密度2.54g/cm2；单轴抗压强度标准值为天然13.59MPa、饱和10.06MPa；天然抗拉强度指标0.25MPa；天然抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.99MPa、内摩擦角ф=36.91°，饱和抗剪强度指标标准值（图解法）内聚力c=0.79MPa、内摩擦角ф=34.86°，变形模量标准值0.172×104MPa；弹性模量标准值0.208×104MPa；泊松比平均值0.20。③粉砂质泥岩天然块体密度平均值2.50g/cm3，饱和块体密度平均值2.52g/cm3，天然含水率3.54%，吸水率4.21%，孔隙率10.33%，天然、饱和单轴抗压强度标准值分别为：6.48Mpa、3.98Mpa；天然抗拉强度标准值分别：0.17Mpa。天然抗剪强度：粘聚力标准值：0.70Mpa，内摩擦角标准值：35.53°。饱和抗剪强度：粘聚力标准值：0.43Mpa，内摩擦角标准值：33.63°。变形模量标准值：0.119×104Mpa；弹性模量标准值：0.168×104Mpa；泊松比平均值：0.29。具体岩土参数取值见表4.3.2-2。表4.3.2-2危岩治理设计参数建议表岩土名称项目危岩体（卸荷带砂岩岩石）中等风化砂岩中等风化粉砂质泥岩结构面重度γ（KN/m3）天然24.924.924.5饱和25.025.024.7抗剪强度天然内聚力c(Mpa)0.991.180.700.0540内摩擦角φ（度）36.9137.3735.5318.9饱和内聚力c(Mpa)0.790.940.430.0495内摩擦角φ（度）34.8635.3933.6317.1抗压强度（Mpa）天然13.5914.846.48饱和10.0610.723.98抗拉强度（Mpa）0.250.340.17弹性模量E0（×104Mpa）0.1720.2270.119变形模量Ee（×104Mpa）0.2080.2820.168泊松比ε0.200.170.29岩石与锚固体极限粘结强度标准值frb(kPa)400*500*360*备注：*为经验值4.3.3治理工程施工图设计粮油花园危岩带全长约415m，共发育发育11个危岩单体（编号W-B1～W-B11），危岩体总体积1511.44m3。危岩单体形态为不规则状，其规模大小不等，一般体积为2.42～913.4m3，通过稳定性计算及结合现场调查，暴雨工况下处于欠稳定的危岩体共8处，分别为W-B1、W-B2、W-B3、W-B4、W-B6、W-B9、W-B10、W-B11，危岩稳定性差。根据粮油花园危岩带危岩的变形特征、发展趋势，防治标准及防治原则，通过反复比较后，拟对危岩及危岩带采用以下方案治理，见表4.3.3-1：表4.3.3-1危岩及危岩带治理方案危岩编号破坏模式治理措施W-B1倾倒式锚固工程+岩腔封填W-B2滑移式锚固工程+岩腔封填W-B3坠落式清除危岩+岩腔封填W-B4坠落式清除危岩+锚固工程+锚喷工程+岩腔封填W-B5滑移式清除危岩+泥岩喷锚W-B6滑移式清除危岩+泥岩喷锚W-B7滑移式清除危岩+泥岩喷锚W-B9滑移式清除危岩W-B10滑移式清除危岩W-B11坠落式清除危岩总体布置：危岩清除+坡面平整+锚(固)喷工程+裂缝封闭+岩腔封填①人工清除：为消除危岩单体隐患，对W-B3~W-B7、W-B9~W-B11危岩进行清除。②坡面平整：对坡面松动岩体进行清除，并对崖口欠稳定土体进行清除或者放坡，放坡坡比1:3。③对W-B1、W-B2、W-B4危岩单体进行单点锚固，锚杆间距2.0~3.0m。④对后缘裂缝进行封填处理，防止渗水。⑤4-4剖面～7-7剖面范围下部基座为泥岩差异性风化形成凹腔，长度40m，采用墙式支撑。⑥8-8剖面、9-9剖面范围下部基座为泥岩，差异风化作用影响，易形成凹岩腔影响上部岩体稳定，对下部泥岩采用锚杆挂网喷混凝土进行防护，设置长度14m，高度3～5m。14-14剖面范围下部基座为泥岩，差异风化作用影响，易形成凹岩腔影响上部岩体稳定，对下部泥岩采用锚杆挂网喷混凝土进行防护，设置长度33m，高度3～4m。4.3.4分项工程设计1.人工清除对W-B3~W-B7、W-B9~W-B11进行人工清除。清除过程中应追踪最不利外倾结构面或结构面组合面，对危岩带的岩壁应进行修整，清除危岩带松动岩体。按设计沿危岩后缘及两侧裂缝将危岩体整体清除。对危岩带的岩壁应进行修整，清除危岩带松动岩体，并对崖口土体进行清除或者1:3放坡。清除危岩前应先实施临时防护工程的安装施工，清除危岩时在危岩带下方设置楠竹跳板，达到防护要求后实施危岩清除工程。人工清除的岩体应采用人工搬运下山，严禁将清除的危岩块体沿坡体滚落，否则将造成重大安全事故。清除的危岩体及时转运至指定弃渣场，不得堆于坡体之上。危岩清除总方量约为220.27m3，坡面平整清除总方量约为1177.3m3，土方清除367.9m3，详见表4.3.4-1。4.3.4-1危岩清除工程量表剖面编号危岩编号危岩体积（m3）坡面平整体积（m3）1-1'528.972-2'W1913.471.113-3'251.774-4'W2201.75107.085-5'W347.6429.837-7'W458.4421.918-8'W545.22512.129-9'W646.3633.789-9'W721.9450.0011-11'W941.1835.9412-12'W1015.49817.1413-13'W112.4222.3914-14'133.00合计220.271132.042.锚（固）喷工程对W-B1、W-B2、W-B4危岩单体进行单点锚固，锚杆钢筋为1Φ28～2Φ36的热轧HRB400（Ⅲ级）螺纹钢筋fy＝360Mpa，锚杆长度L＝5～12，锚杆间距2.0~3.0m，按剖面所示布置，锚杆孔91mm（双筋锚孔￠130mm），锚杆水平倾角15°，水泥砂浆采用M30，因裂隙发育情况，工程量统计时考虑1.3的漏浆系数。下部泥岩段喷锚工程封闭，锚固采用M30水泥砂浆（危岩带裂隙发育，注浆时考虑1.3的漏浆系数）。设置2排构造锚杆锚固到岩层内。锚杆长4m、6m，入射角15°，垂直间距2m，水平间距2.5m。采用1Φ22，HRB400Ⅲ级螺纹钢筋。钢筋网网片采用单层钢筋网，钢筋采用Φ8的热轧HRB400（Ⅲ级），网格间距20×20cm，喷射C25混凝土厚度12cm，水灰比为0.45～0.60。坡面设置泄水孔，采用Φ50PVC管，外斜5%，进水口处应设300mm厚砂石反滤砂包。浇筑混凝土前应先将泄水孔出口PVC管用纸板或塑料布等进行密封，以免泄水孔被砂浆堵塞。喷射混凝土之前应对裂缝、凹腔进行灌浆、填充处理。①岩石压力及锚杆计算表4.3.4-2锚杆设计总表剖面Htk(KN)锚杆轴向拉力设计值NaAs(mm2）La(砂浆-钢筋)米单根钢筋面积(mm2）La(砂浆-钢筋)米设计锚杆钢筋4-4'92.52191.57532.142.98615.800.341φ287-7'129.34267.80743.904.16804.200.471φ3210-10'99.31205.62571.163.20615.800.361φ28②单点锚固锚杆计算粮油花园危岩带防治工程等级为Ⅱ级，倾倒式危岩安全系数为1.40。表4.3.4-4危岩体锚固力表危岩体所在剖面抗倾力矩倾倒力矩安全系数锚杆设计力稳定系数备注2-2'倾倒式451.09434.611.40均为工况二（暴雨工况锚杆锚固计算根据《地质灾害防治工程设计规范》（DB50/5029-2004）中3.5、3.6章节计算公式进行计算，通过计算危岩体采用锚杆加固，计算结果见计算书表锚杆锚固计算表。表4.3.4-5危岩锚杆锚固计算表单位宽度边坡所需的加固力锚杆间距锚杆排数锚杆轴向拉力设计值钢筋抗拉强度设计值钢筋截面计算面积设计选用钢筋截面面积设计选用钢筋TLmNtfykN/mkNN/mm2mm2mm2根7002335036018522035.82φ36表4.3.4-6锚杆锚固长度计算表