《酒钢集团镜铁山矿黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮局部支护项目施工图设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《酒钢集团镜铁山矿黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮局部支护项目施工图设计.docx（47页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、施工图设计甘肃地质灾害防治工程勘查设计院有限公司二。二二年六月中华人民共和国自然去他部强制酒钢集团镜铁山矿黑沟矿区二期采场3760m3820m水平固定帮局部支护项目施工图设计项目负责：尤志明技术负责：尤志明项目成员：尤志明胡小飞何天淼王琴审核：李文东总工程师：丁保艳院长：姜鑫提交单位：甘肃地质灾害防治工程勘查设计院有限公司提交时间：二。二二年六月1前言错误!未定义书签。1.1 任务来源错误!未定义书签。1.2 治理目的与任务错误!未定义书签。1.3 编制依据错误!未定义书签。1.4 边坡工程安全等级错误!未定义书签。1.5 已有治理工程情况错误!未定义书签。2边坡基本特征及成因分析错误!未定义
2、书签。2.1 边坡基本特征错误!未定义书签。2.2 边坡影响因素分析错误!未定义书签。3主要勘查结论错误!未定义书签。3.1 气象水文错误!未定义书签。3.2 地形地貌错误!未定义书签。3.3 地质构造错误!未定义书签。3.4 岩土体工程地质类型及特征错误!未定义书签。3.5 水文地质条件错误!未定义书签。3.6 防治工程区地基承载力错误!未定义书签。3.7 岩土体物理力学参数错误!未定义书签。3.8 水土腐蚀性评价错误!未定义书签。3.9 场地的地震效应错误!未定义书签。3.10 地基土冻胀性评价错误!未定义书签。3.11 锚索设计工程参数错误!未定义书签。4边坡稳定性分析及下滑力计算错误!
3、未定义书签。4.1 定性分析错误!未定义书签。4.2 定量分析错误!未定义书签。4.3 稳定性综合分析错误!未定义书签。4.4 剩余下滑力计算错误!未定义书签。5治理工程总体设计错误!未定义书签。5.1 设计标准错误!未定义书签。5.2 设计目的与原则错误!未定义书签。5.3 总体设计方案错误!未定义书签。6治理工程分项设计错误!未定义书签。6.1 肋板墙预应力锚索设计错误!未定义书签。6.2 肋板墙结构设计6.3 随机锚索设计工程监测设计7.1 监测目的及任务7.2 设计依据73监测设计施工组织设计8.28.38.48.5施工条件施工安排施工方法与要求施工管理与监理施工安全注意事项环境规划设
4、计9.1 设计依据9.2 施工对环境影响评价9.3 环境保护设计9.4 环境管理与环境监测10主要工程量及投资预算10.1 主要工程量10.2 工程投资预算10.3 资金筹措H其他错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。1、设计平面图（S1,1
5、张）2、设计剖面图（SP1SP3,3张）3、大样图（SD1SDV,4张）1、设计计算书2、投资预算书1前言.任务来源黑沟矿为酒泉钢铁公司镜铁山矿下属一矿区，是酒泉钢铁公司主要的铁矿石原料基地之一。黑沟矿区于2002年建成投产，矿山开采方式为露天开采，分一期、二期两个采场。矿区自开采至今已近20年，开采时间较长，现二期露天采场形成高陡边帮，边帮台阶达612级，整体坡度4249。，二期采场边帮最大相对高差360m。采场边帮岩体呈中厚层状结构，岩体较破碎，节理裂隙发育，且岩体长期裸露，表层风化强烈，局部地段常有剥落、崩落及滚石现象。因此，黑沟矿区边帮在爆破振动、地震、降雨、冻融及人类工程活动等诱发因
6、素下，黑沟矿区边帮可能发生崩塌、滑坡灾害，对矿区作业人员及机械设备构成危害。随着黑沟矿区持续生产和扩能改造工程的进行，矿区边帮日益增高，矿区边帮与生产安全的矛盾日显突显。因此开展矿区边帮治理对黑沟矿安全生产尤为重要。基于此矛盾，2021年酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司开展了黑沟矿区二期采场3775-382Om水平局部支护加固工作，初步取得了一定成效。目前，黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平东固定帮处于矿岩交接部位，属于地质结构弱面，裂隙发育，顺层层理突出，在冻融、降雨、爆破等工况影响下，边帮沿层理裂隙或矿岩交界面可能产生滑移而垮塌，如不能对存在安全隐患的固定帮进行有效治理防护，将严重威胁
7、采场的日常安全生产，扰乱采场正产的生产秩序，因此，急需对3760m-3820m水平东固定帮跨帮区域进行加固处理。为此，甘肃镜铁山矿业有限公司委托甘肃地质灾害防治工程勘查设计院有限公司进行黑沟矿区二期采场3760-3820m水平固定帮局部支护项目的勘察设计工作。1.2 治理目的与任务本次治理的目的：有效提高3760-3820m水平固定帮边坡稳定性，防止发生大规模滑坡，保证该坡段坡脚施工人员生命安全。主要任务有：1、整理分析勘查等成果资料，确定合理的岩土体设计参数；2、深入分析边坡变形破坏模式和发展趋势，评价稳定性；3、确定加固设计方案，对结构进行计算及验算，设计施工图；4、对监测工程进行设计布置
8、；5、根据治理工程，科学制定施工组织设计和进度安排；6、编制工程投资预算。1.3 编制依据本工程设计的主要依据有：1、酒钢集团镜铁山矿黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮局部支护项目勘察报告(2022.6)；2、建筑边坡工程技术规范(GB503302013)；3、滑坡防治设计规范(GB/T38509-2020)；4、砌体结构设计规范(GB50003-2010)；5、混凝土结构设计规范(GB50010-2010)；6、建筑抗震设计规范(GB50011-2010)；7、建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)；9、湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)；10、建筑结
9、构荷载规范(GB500092001)(2006年版)；11、岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009版)。12、甘肃省地质灾害防治工程勘查设计技术要求(2003)；13、水利水电工程设计工程量计算规定SL-328-2005；14、国家发展改革委关于进一步放开建设项目专业服务价格的通知发改价格2015299号；15、中华人民共和国水利部水利建筑工程预算定额(2002版)；16、甘肃省水利厅甘肃省水利水电建筑工程预算定额(2013版)。1.4 边坡工程安全等级边坡属岩质边坡，垂直高度约58m,地质环境条件复杂，主要威胁主要威胁坡脚矿区施工人员的生命及机械设备财产安全。边坡一旦失稳发生
10、滑坡灾害，破坏后果严重。根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)之规定，边坡工程安全等级属一级。1.5 已有治理工程情况黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮边坡坡面已采取了主动防护网的治理措施，基本可以达到防止坡面发生落石、小型危岩体崩塌的效果。但该防护措施采用的是钢筋短锚索，锚索长度一般l-l5m,仅能锚固表层岩体，达不到深层锚固的效果，对提高边坡的整体稳定性基本没有效果，更达不到控制较深层边坡滑动的目的。2边坡基本特征及成因分析2.1 边坡基本特征黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮边坡南端坐标X=8559.465,Y=12894.4188,北端坐标X=
11、8652.985,Y=12998.9567,是二期采场南侧边帮的一部分。该边坡属层状岩质边坡，由矿山露天开采形成。边坡坡向300324。，整体坡度约4550。，坡脚宽170m,坡顶宽228m,边帮平面形态整体呈“扇”型，剖面形态呈阶梯形，分34级台阶,每级台阶高1315m,坡脚平台高程为3764m,坡顶平台高程约3822m。照片2-13760m-3820m水平固定帮边坡全景2、边坡结构特征该边坡为顺向斜交岩质边坡（图2），北段岩层倾角小于坡角，南段部分岩层倾角大于坡角。整体以中厚层状千枚岩结构为主，北段夹铁矿层，南段有石英岩脉穿插；局部因层理、节理裂隙切割呈块状结构。受地质构造及节理裂隙等因素
12、控制，边坡岩层产状较凌乱，北东段岩层产状为290。340。/37。，西南段岩层产状320。/69。，且中部有小型褶皱发育。边帮所在坡体节理裂隙较发育，北段发育一组裂隙，产状30。/64。，走向与岩层走向斜交，间距一般0.51.5m,结构面较粗糙，结合一般；南段主要发育两组裂隙，LXl产状165。185。/32。，走向与岩层走向斜交，间距一般1.01.5m,结构面粗糙，结合差，张开0.8ICm；LX2产状30。/48。，走向与岩层走向斜交，间距一般0.60.8m,结构面较粗糙，结合差。若程（m）38300102030405060708090100110Tft()图2-1边坡典型剖面图3、边坡地层
13、岩性特征该边坡以中厚层状千枚岩为主（照片225）,北段夹铁矿层，南段有石英岩脉穿插。总体上，南段边坡岩体相对完整，岩性变化小，主要以灰黑色千枚岩为主，属较软岩,锤击易碎，RQD一般5060,中等-微风化，岩石质量等级为IV级；北段及中段边坡岩体相对破碎，岩性变化较大，以灰黑色、杂色千枚岩夹铁矿层为主，属较软岩，锤击易碎RQD一般2050,岩石质量等级为V级，千枚岩有一定铁矿化，中部有l-2m厚的揉皱带，破碎，层理发育，层厚l2cm;下部灰黑色炭质千枚岩，破碎，RQD一般015,岩石质量等级为V级，其中ZK4深部揭露的灰黑色炭质千枚岩为软岩，破碎严重，岩芯多呈散状，含有冰层。坡体深部穿插石英岩脉
14、，为坚硬岩，钻进困难，锤击不易击碎。照片2-2ZKl揉皱带照片2-3ZK2灰黑色千枚岩照片2-4ZK2揉皱带照片2-5ZK4破碎炭质千枚岩4、边坡变形特征目前，边坡整体未发现变形迹象，但局部有滑塌、剥落等现象。边坡南端局部已发生浅表层滑塌，堆积体已清理。该滑塌体宽度约30m,高度约12m,从暴露的岩土界面判断滑动面以岩层层理为主。滑塌的原因主要为以下三个因素,第一,边坡坡脚开挖后，揭露了剪出口，提供了滑动方向的临空面；第二，斜坡大量开挖后，岩层层理因应力释放，产生卸荷，节理面逐渐张开，层间抗滑摩擦力减小；第三，坡体内冰冻层因坡体开挖后，在夏季长期较高温度作用下，逐渐融化，形成渗流，浸入边坡裂隙
15、、层理等结构面，起到了润滑剂作用，削弱了抗滑力。第四，地表降水可能沿裸露的裂隙节理产生入渗，不但降低了结构面的强度和抗滑力，而且在高寒冻融作用下，尤其冻胀作用使节理裂隙不断发展，结构面结合变差，抗滑能力减小。图2-2边坡南端局部滑坡根据调查，边坡其它部位未发现裂缝、错落等较大位移的变形迹象，仅坡面由于卸荷裂隙、风化裂隙发育，坡表岩体较破碎，有浮石、危岩体等发育，时有单体小落石发生。但坡面已采取主动防护网的保护措施，基本达到了防止落石的效果。5、边坡水文地质特征该边坡整体处于黑沟山体顶部，因采矿开挖形成，地下水较匮乏。地下水类型主要为基岩裂隙水，浅部的裂隙水主要由大气降水补给，补给量较小，降水多
16、以地表径流的方式排泄，地下裂隙水则沿裂隙向地势低处径流，在低洼处排泄。较深部的地下水以冰冻层形式存在，常年冰封，厚度约1.0m,分布不连续，仅在局部因温度作用融化，在边坡南端渗出。2.2 边坡影响因素分析黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮边坡的形成与人类活动、边坡结构、地层岩性、地下水条件等密切相关。(1)人类工程活动黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮边坡是有露天开采矿山形成，在开挖过程中，为最大限度开采矿体，边帮放坡坡率较陡，部分坡段略大于岩层产状。在局部分级平台坡脚岩层结构面被揭露，提供了滑动的临空条件。同时，大量的上部岩体被挖除，地应力释放，卸荷作用明显。(2
17、)边坡结构该边坡结构多呈顺层斜交岩质边坡，局部呈顺层边坡，稳定性较水平及逆向结构边坡差，容易失稳。边坡局部有小褶皱发育，亦对边坡稳定性不利。边坡发育的结构面主要为顺向的层理以及节理裂隙，结构面一般结合差，加之在表层岩体在卸荷作用下，逐渐张开，边坡稳定性较差。(3)地层岩性边坡以中厚层状千枚岩为主，北段夹铁矿层，南段有石英岩脉穿插。总体上，灰黑色千枚岩属较软岩，锤击易碎，完整性较差，抗风化能力差，边坡表层岩体目前风化破碎较强烈；深部揭露的灰黑色炭质千枚岩为软岩，破碎严重，岩芯呈散体状，强度低。铁矿层亦属软岩，抗风化能力极差，是软弱层位。(4)冻融及风化作用边坡地处祁连山区，海拔3700m以上，属
18、高寒气候，昼夜温差大，大风频繁，原始斜坡揭露后，风化作用较强烈。降水入渗后，在冬季时，尤其在春秋季节，夜晚冻结，白昼融化，反复循环的冻融作用更加驱动风化作用加剧，以及导致节理裂隙发展。(5)降水及地下水作用边坡坡体内的暂时性裂隙水以及冰冻层是诱发边坡失稳的主要因素之一。降雨及融雪形成的地表水渗入裂隙等结构面，软化了结构面强度，以及冻结冰层在融化后，转化为液态水，在岩体内沿层理裂隙等渗出，导致边坡抗滑能力变差。(6)地震及爆破振动作用本区位于祁连山地震带，地震频繁，虽破坏性地震较少见，但多次的小地震作用，产生累计效应，松动岩体。同时，黑沟矿区开采多采用爆破，边坡距离爆破区近，多次的振动也产生累计
19、效应，也可能导致边坡失稳，尤其导致落石、危岩体发育。3主要勘查结论3.1 气象水文镜铁山矿区属大陆性季风区，气候寒冷，冬季严寒，冻结期自每年的9月下旬到翌年的4月份,长达7个月，多年最高气温20.2,最低气温一29.9C,年平均气温-1.85。区内干旱少雨，降水主要集中在每年的68月份。工作区内风力较大，风期较长，风期主要集中在每年的春季和夏季，最大风速达12.6m/So根据工程区气象条件，边坡治理施工宜选择在春末至秋初季节为宜。距离项目区最近的地表水系为北大河，位于南侧约5km。对项目区无影响。3.2 地形地貌黑沟矿区地处祁连山山脉的西段，北大河东侧，区内山势陡峻，山地海拔26284116m
20、,相对高差达1488m。根据成因及形态特征，地貌类型可划分为以下两种类型：中高山.高山：分布于矿区一期、二期采场地带，岩性主要由蓟县系石英岩、千枚岩及铁矿层组成，山体呈北西一南东向展布，山势陡峻，海拔一般33004022m,最高峰海拔4116m,相对高差722m。山坡坡度4060山山体裸露,植被稀疏。山间沟谷区：系指黑沟南沟沟谷地带,地势由东向西倾斜,海拔高程26283300m,相对高差620m。沟谷形态呈“V”字型，中上游支沟较发育，沟道狭窄，沟道总长3.035km,总比降44.05%,主沟道长3.020km,比降43.77%；3.3 地质构造矿区范围内主要褶皱和断裂分述如下：L褶皱区内主向
21、斜轴面走向300。310。，轴面倾向210。220。，轴面倾角60。85。主向斜枢纽整体向西倾伏，倾伏角10。15。，局部地段较陡，达28。主向斜两翼岩层产状变化较大，北翼南倾，倾角10。60。，局部呈近直立状；南翼北倾，倾角相对较陡,一般约70。80。，局部甚至倒转，褶皱呈紧闭状。主向斜两翼局部地段岩层强烈挤压变形，小褶曲及顺层剪切与次级小向斜、小背斜等发育。3.4 .断裂构造区内断层发育，局部地段断层密布。根据断层性质可将区内断层划分为正断层和斜切逆断层两种类型。矿区主要断层分述如下：(1)矿区东端斜切逆断层断层走向NEE,倾向NW,倾角88。，位移方向不清，矿层内局部见较破碎带宽8m。断
22、层的垂直断距不清。(2)矿区中部斜切逆断层断层走向NEE,倾向SE,倾角83。，下盘相对升起。该处平移移位不显著，较破碎带宽约0.4m。(3)矿区西端附近正断层为一主断层及一分支断层的组合。产状不清，支断层为一斜向逆断层，倾向NW,倾角约78。，走向移位8m。(4)主矿层西端的正断层断层面走向N3(E,倾向NW,倾角75。，较破碎带宽度不清，断层的垂直断距约为125m。该断层兼有平移和扭转的性质。3.5 .新构造运动区内新构造运动极为活跃，主要表现为振荡性上升运动，强烈的新构造运动致使矿区内地层强烈褶曲，裂隙发育，岩体较破碎。区内沟谷强烈下切，沟谷多呈“V”字型，谷坡高陡，坡面完整性较差，支沟
23、发育。3.4 岩土体工程地质类型及特征1 岩体工程地质特征根据勘查钻孔揭露及实地调查，边坡岩体岩性主要为蓟县系千枚岩，局部含铁矿层及石英岩。千枚岩属较软质岩。较软弱层状千枚岩浅变质岩组：主要为黑灰色、灰绿色，微粒变晶结构，层状构造，主要矿物成分为绿泥石、绢云母、石英，含少量铁质；表层节理、裂隙发育，差异风化强烈。经取样测试,天然含水率0.220.47%,比重：2.732.78,吸水率0.570.93%,天然抗压强度24.432.9MPa,饱和单轴抗压强度16.022.1MPa,岩石质量等级为IV级。软弱层状炭质千枚岩变质岩组：主要为灰黑色，微粒变晶结构，层状构造，主要矿物成分为绿泥石、绢云母、
24、石英，含少量铁质。遇水易软化，钻探岩芯易碎，局部呈散状，不成型，抗风化能力差。经取样测试，天然含水率0.50.82%,比重：2.732.75,吸水率1.013.87%,天然抗压强度1720.9MPa,饱和单轴抗压强度16.5412.4MPa,岩石质量等级为V级。2 .土体工程地质特征土体为第四系松散岩类，人工堆积形成，主要由碎石土组成，呈杂色，干燥，松散，主要以块石、碎石为主。其中块石含量占2540%,碎石含量占5060%,一般粒径100200mm,大者达300cm,成分主要为千枚岩、石英岩，磨圆度差，呈棱角状。3.5 水文地质条件L地表水边坡区域除受季节控制的降雨及融雪形成的地表水外，无其它
25、形式地表水。2.地下水本次勘查在勘探孔内未揭露到液态地下水，因而不考虑场区内地下水对工程的影响。仅ZK4钻孔揭露冰层，融化后影响边坡稳定性。3.6 防治工程区地基承载力根据勘查报告，中风化千枚岩承载力特征值见表5-1。表3.1地基土承载力特征值地层名称建议值(kPa)饱和抗压强度标准值(MPa)中风化千枚岩6009.323.7 岩土体物理力学参数防治工程设计参数的选取主要是在统计本次室内试验取得的岩土体物理力学参数的数据基础上，结合当地的经验数据及反算综合确定的，治理工程设计参数取值如表表3-2结构面岩土体设计参数选取一览表中风化千枚岩天然暴雨天然重度(KNZm3)C(KPa)(o)C(KPa
26、)(o)23.534.217.830.727.63.8 水土腐蚀性评价项目区与治理工程相关地层均为岩石，含水率在1%以下，无腐蚀性，不进行腐蚀性评价。钻探孔内均为揭露液态地下水，仅ZK4揭露冰层，因此本报告不对地下水进行腐蚀性评价。3.9 场地的地震效应项目区内未发现新构造活动迹象，场地周边有区域性活动断裂，场地稳定性一般。根据甘肃省地方标准建筑抗震设计规程(DB62/T25-3055-2011),该场地抗震设防烈度为7度区，第二组，设计基本地震加速度0.15g。在勘察深度范围内未发现饱和粉土和饱和砂土，不考虑地基土的液化影响。3.10 地基土冻胀性评价区内地基土最大冻土深度140.0cm。项
27、目区地基为千枚岩，不考虑冻胀。3.11 锚索设计工程参数参考建筑边坡工程技术规范(GB503302013)表723-1推荐值并结合实际综合考虑取砂浆与中风化千枚岩的粘结强度特征值为为450kPa0M30砂浆与钢筋的粘结强度设计值热为2.4Mpa,砂浆与钢绞线的粘结强度设计值人、为2.95MPa。4边坡稳定性分析及下滑力计算4.1 定性分析1、查表评价法根据勘查报告，黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平固定帮边坡明显高陡，坡脚临空，坡度约50；坡体斜坡坡度约45。50。，裂隙较发育，存在一定的软弱结构面。坡体内地下水贫乏，有冰冻层，坡脚局部有地下水渗出带。勘查期间未见明显其他位移变相迹象。
28、综上，该边坡整体稳定性较差，局部存在剥落掉块现象。2、赤平投影分析该边坡主要受2组结构面控制，但主滑方向上由一组结构面控制，主要受岩层层理控制。根据赤平投影法，该边坡结构面投影线与边坡面同侧，且在边坡面外侧，说明结构面倾角小于边坡坡脚,且结构面倾向与边坡倾向一致；同时结构面交线在两倾向之间，说明岩体可能滑动方向与边坡倾向一致。综上，边坡岩体属不稳定型，具体简报41。表4”边坡特征及赤平投影分析分析剖面2-2分布高程37643822(m)结构特征岩性千枚岩岩层产状2903400/37LXl产状30oZ64LX2产状165185/32,边界条件岩体呈层状、块状，滑动面主要受层理面控制，两侧边界主要
29、受裂隙控制。岩体卸荷明显，节理裂隙多松弛张开。失稳模式变形破坏方式以沿单一结构面滑动为主，具突发性和难以预测、活动频繁等特点。失稳诱因开挖卸荷、裂隙切割、振动、风化、降水50,37”32313-01234567895源障膜源部原源障膜4.2 定量分析1、计算简况根据勘查报告，稳定性计算选取剖面为22、该边坡属岩质边坡，主要破坏模式为单一结构面控制的平面滑动型边坡，计算方法采用根据建筑边坡工程技术规范(GB503302013)附录A规定的平面滑动型计算公式，计算简图如下：图4-1平面滑动面边坡计算简图计算工况有三种，工况1：自重；工况2：自重+地震；工况3：自重+暴雨2、计算参数计算参数根据实验
30、和反算综合确定，结果如表4-2,详见计算书。表4-2滑坡面强度反算值工况F内聚力C(KPa)内摩擦角()天然重度(kNm3)自然工况下1.223.534.227.6暴雨工况下0.9917.830.727.63、计算结果经计算，剖面稳定性计算结果如表4-3。表4-3边坡整体稳定性计算结果剖面编号计算工况稳定系数稳定状态2-2工况1：自重1.143基本稳定工况2：自重+地震1.077基本稳定工况3：自重+暴雨(地下水)0.945不稳定4.3 稳定性综合分析边坡的定性分析中，工程地质类比法认为边坡整体稳定性较差，局部存在剥落掉块现象；赤平投影法分析认为边坡岩体属不稳定型。定量计算结果表明在自重工况下
31、边坡基本稳定，在自重+地震工况下边坡欠稳定，在自重+暴雨工况下，边坡不稳定。综上，判定边坡在自然状态下基本稳定，但有水体渗入裂隙层理时，边坡不稳定；在地震或强振动作用下，边坡欠稳定。4.4 剩余下滑力计算(1)计算公式该边坡采用传递系数法计算剩余下滑力计算公式为：Ei=Ti+Ei.p-RiZK式中：&、Ei-l分别为第i条块、第源条块末端的下滑力。K一一下滑力计算的安全系数，应根据边坡现状及其对工程的影响等因素确定。Ri第i条块抗滑力。i-I传递系数。Ti第i条块下滑力。(2)计算结果计算结果见表43。按照上述计算方法、计算剖面和计算参数,三种工况的稳定性系数计算结果见表4-3。表4-3稳定性
32、计算结果计算剖面计算工况计算安全系数总下滑力(kN)总抗滑力(kN)下滑力(kN)2-2自重1.3530463482467自重+地震1.153161.73404.7201自重+暴雨1.153046.628805425治理工程总体设计5.1 设计标准5.1.1 工程安全等级根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)之规定，边坡工程安全等级属一级。5.1.2 防治工程安全系数根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)之规定，安全等级为一级的边坡工程，安全系数选取结果见下表51。表5-1工程设计安全系数一览表工况1安全系数工况2安全系数工况3安全系数自重1.35自重+地震1.15
33、自重+暴雨1.155.2 设计目的与原则5.2.1 设计原则1、坚持以人为本，保护受威胁对象的生命财产安全是治理的基本原则；2、治理工程必须符合当地实际、设计方案科学合理、治理效果安全可靠的原则;3、最大限度减少对坡体的再次扰动；4、坚持动态设计的原则，及时发现问题，及时调整治理设计；5、在以上前提下，兼顾经济与自然环境相协调的原则。5.2.2 治理目标1、有效提高黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平东固定帮边坡稳定性；2、确保边坡在正常可预见的工况下达到稳定，不发生滑坡或崩塌灾害。5.3 总体设计方案由于黑沟矿区二期采场3760m-3820m水平东固定帮边坡属顺层斜交的岩质边坡，针对此
34、类边坡的防治，首先考虑以主动锚固的治理措施效果较佳。其次，西侧边坡已采用坡脚锚索肋板墙治理，根据监测和现场治理效果对比，该治理方法较为有效。同时,该边坡已经在坡面上布设了主动防护网，达到了治理表层危岩,拦截危石的效果。综上，该边坡确定以坡脚锚索肋板墙为主的锚固支挡治理措施。对于西侧局部已滑塌部位，存在小块体危岩和裂隙发育的实际情况，采取随机锚索+喷护的治理措施，可针对性的对危岩体进行锚固，喷护不但可有效减缓表层岩体的风化，也可有效阻止地表水渗入裂隙。综上，该边坡采用锚索肋板墙+随机锚索+喷护的总体方案。图5J加固工程设计方案6治理工程分项设计1.1 肋板墙预应力锚索设计1 .平面布设布设于布边
35、坡坡脚，水平间距3m,竖向间距3m,布置2排锚索；上排锚索长度20m、下排18m。锚索倾角15o02 .锚索结构设计拉杆材料锚索采用钢绞线应符合国家标准(GB/T5223-2002、GB/T5224-2003),7丝标准型钢绞线，高强度，低松弛，公称直径15.24mm,极限抗拉强度标准值1860Nmm2o锚索采用4根s15.20mm钢绞线制作。注浆胶结材料及防腐处理锚索注浆材料采用M30水泥砂浆，采用525#中抗硅酸盐水泥。自由段设计自由段长度10-12m,自由段锚孔孔径为150mm,注浆采用M30水泥砂浆。锚固段设计基坑边坡锚索锚固段均进入灰黑色千枚岩长度8m,锚固体为采用等截面圆柱型，锚固
36、段采取孔径为150mm,注浆采用M30水泥砂浆。锁定荷载锁定荷载500KNo群锚效应分析依据滑坡防治设计与施工技术规范(DZTT0219-2006)8.2.7条推荐公式进行群锚效应分析。nILLXdD=15J2式中：d锚索孔直径(m)；D锚索最小间距(m)；L锚索长度(m)；表67群锚效应计算表锚索长度L(m)锚索孔直径d(m)间距D(m)180.151.74200.151.84锚索间距3m,大于上表计算值，因此不考虑群锚效应。3 ,预应力锚索验算根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013)相关规定，对锚索进行设计计算：(1)锚索轴向拉力计算本次验算剖面，计算得单宽最大剩余下滑力为54
37、2kN.该剖面共布置2排锚索，水平间距3m,滑面倾角44.8。单根锚索承受的下滑力为P=542*cos(44.8)*32=576KN;单根锚索的轴向拉力标准值可按下式计算(以相对较大的拉力设计)：Nak=38=597cosacosl5式中Nak锚索轴向拉力标准值(kN)；a一一锚索倾角15；(2)锚索截面积计算锚索截面面积应满足下式的要求：fptk式中：As-锚杆截面面积(/2)；片一锚杆杆体抗拉安全系数，取2.2；fptk一钢筋抗拉强度设计值(Pa)；按上述锚索轴向拉力计算所需钢筋截面积A：f1Ptk=2.25971000/1860=706mm2选择采用s15.20mm钢绞线,需配置4根。4
38、=43.1415.215.2/4=729706mm2,所以设计锚索需配置4根s15.20mm钢绞线；（3）锚固体长度计算锚索与砂浆锚固体所需锚固长度：LmI=KA）G=2.6x597/4/3.14/15.22.95=2.76m锚固体与中风化层孔壁所需锚固长度计算：Lm2=KNakDC2=2.6597340.15550=7.32mo实际设计锚固段长度La均约8.0m7.32m,所以锚固段长度满足要求。Nak一锚杆设计轴向锚固力（kN）；片一安全系数，杆体抗拉取2.2,锚固体抗拔取值2.6；n-钢筋根数；d一钢筋直径（mm）；D孔径（加；C1砂浆与钢筋允许粘结强度（朗%）；C2-砂浆与岩石的胶结系
39、数（W；1.2 肋板墙结构设计根据现场实际情况设计在边坡坡脚设置肋板墙，锚索肋板墙长度约170m。L肋柱结构设计肋柱间距3.0m,共布设49根，单根肋柱长5.5m,地面以上5.0m,嵌入深度0.5m,。肋柱截面为方形，尺寸为600x600mm,肋柱柱身主筋采用HRB40022螺纹钢筋，箍筋采用HPB300l0钢筋，箍筋间距为200mm,混凝土采用C30,混凝土保护层厚度不小于50mmO肋柱基底持力层为千枚岩层，基底铺设20cm厚的C20混凝土垫层。肋柱结构验算见计算书。2 .压顶梁设计在肋柱顶设置压顶梁，截面为矩形，尺寸600x400mm,主筋采用HRB40022,箍筋采用HPB300l0,间
40、距为200mm,混凝土采用C30级，混凝土保护层厚50mm,每隔6m或9m设置伸缩缝，缝宽2cm,内填沥青木板。3 .挡土板设计在肋柱背侧，设置挡土板，挡土板采用C30混凝土现浇，混凝土保护层厚不小于50mmo挡土板厚250mm,双面横纵向均匀布筋，钢筋采用HPB300l2,配筋间距为200200mmo挡土板每隔6m或9m设置伸缩缝，缝宽2cm,内填沥青麻絮。挡土板验算见计算书。6.3 随机锚索设计1 .平面布置对于西侧局部已滑塌部位，存在小块体危岩和裂隙发育的实际情况，采取随机锚索+喷护的治理措施。随机锚索主要布置在可能滑塌的危岩体及裂隙发育突出部位。间距不小于2.5m。单根锚索总长度15m
41、,入射倾角一般15-20,可根据实际裂隙倾角调整。2 .锚索结构设计拉杆材料锚索采用钢绞线应符合国家标准(GB/T52232002、GB/T5224-2003),7丝标准型钢绞线，高强度，低松弛，公称直径15.24mm,极限抗拉强度标准值1860Nmm2o锚索采用3根s15.20mm钢绞线制作。注浆胶结材料及防腐处理锚索注浆材料采用M30水泥砂浆，采用525#中抗硅酸盐水泥。自由段设计自由段长度9m,自由段锚孔孔径为150mm,注浆采用M30水泥砂浆。锚固段设计基坑边坡锚索锚固段均进入灰黑色千枚岩长度6m,锚固体为采用等截面圆柱型，锚固段采取孔径为150mm,注浆采用M30水泥砂浆。锁定荷载锁
42、定荷载300KNo锚墩设计锚墩采用梯形结构，采用C30混凝土浇筑，底部尺寸600600mm,顶部尺寸400400mm,主筋采用HPB300l2,间距为100mm,中间留置锚孔。采用C30混凝土在锚索张拉完毕后封锚。6.4 喷射混凝土面层设计1 .清理坡面对边坡南端滑塌部位坡面清理浮土浮石，保证坡面干净。2 .喷护设计对该部位坡面采取喷射混凝土面层的防护措施，喷射混凝土厚度80mm。混凝土配合比宜通过试验确定；水泥与砂石质量比宜为1:41:4.5,砂率宜为45%55%,水灰比宜为0.40.5；必要时可掺外加剂来调节所需早强时间。7工程监测设计3 .1监测目的及任务1、监测目的根据致灾体特性及与工
43、程环境的关联性，对致灾体变形进行监测，以检验致灾体治理施工期间及治理后质量效果，确保工程经济合理可靠及工程的正常运营，为今后类似工程提供参考依据。2、监测任务1)致灾体及各部分(含已有构筑物)移动的方向、速度及裂缝的发展；2)地表裂缝；3)支挡结构设施的位移；4)对可能出现的问题作出监测预报。7.2设计依据1、工程测量规范(GB50026-2007)；2、国家水准测量规范(GB12897-91)；3、国家三角测量和精密导线测量规范；4、建筑变形测量规范(JGJ82007)；5、崩塌滑坡泥石流监测规程(DZ/T02232004)；6、岩土工程试验监测手册(林宗元主编)；7.3监测设计（1）布点、
44、线：针对致灾体形态特征和其应力的分布特征，要求分别在坡体上部与下部按垂直坡体方向布置1条监测线。（2）观测时间要求：在整治工程开始前至少要观测一次，作为对比基数，整治期间5-10天观测一次，整治后每10-15天观测一次，监测期限至少一个水文年，之后要求每月观测一次，直至稳定。遇暴雨后，加密观测，增加观测一次。（3）监测方法：采用视准线法。在坡体两端相对稳定区域设工作基点A、Bo在A、B边线上，按需要布设若干测点如1、2、3、4、5等。在一个工作点（A或B）上安置经纬仪，照准另一个工作占（B或A）上安置的觇标，构成一条光学基准线，即视准线。观测各测点对视准线的偏离值，两次偏离值之差，就是坡体在垂
45、直于视准线方向的水平位移值。8施工组织设计8.1 施工条件8.1.1 气象条件镜铁山矿区属大陆性季风区，气候寒冷，冬季严寒，冻结期自每年的9月下旬到翌年的4月份,长达7个月，多年最高气温20.2,最低气温一29.9,年平均气温-1.85C。区内干旱少雨，降水主要集中在每年的68月份。工作区内风力较大，风期较长，风期主要集中在每年的春季和夏季，最大风速达12.6m/s。根据工程区气象条件，边坡治理施工宜选择在春末至秋初季节为宜。8.1.2 施工道路黑沟矿区二期采场3760-3820m水平局部支护位于固定帮东侧，施工车辆可直达边坡北段坡脚。另外，南端由于到达坡脚道路狭窄，施工材料需进行人工挑抬。8.1.3 施工供水、供电条件北大河在施工期水量较大，水质较好，对普通混凝土无腐蚀性，可作为施工用水水源
