边坡治理设计方案.doc
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浙江东海岸船业有限公司
蚂蚁岛造船基地开挖边坡治理设计报告
设计编号：
SJ07-001
院长：
总工程师：
分院院长：
分院总工：
审定：
审核：
设计：
詹晓波
×××××勘察设计研究院
2007年7月18日
浙江东海岸船业有限公司
蚂蚁岛造船基地开挖边坡治理设计报告
工程编号：
资质证书：
工程负责人：
审定：
审核：
设计：
××××勘察设计研究院
2007年7月18日
中国建筑西南勘察设计研究院
目录
1前言 1
1.1工程概况 1
1.2本次工作目的与要求 1
1.3本次勘查工作的手段及工作概况 1
2本次勘查、设计的主要执行标准 2
2.1勘查主要执行标准 2
2.2设计主要执行依据 2
3地质环境条件 2
3.1气象、水文 2
3.2地形地貌 2
3.3地层岩性 2
3.4地质构造与区域地壳稳定性 3
3.5水文地质条件 4
4边坡工程地质条件 4
4.1工程地质分区 4
4.2岩土体工程地质特征 5
4.3岩体结构面及结构特征 5
4.4岩土体物理力学性质指标 6
4.5不良地质作用 6
5边坡稳定性评价 6
5.1各区边坡类型分析 6
5.2边坡岩体类型确定 7
5.3边坡岩体结构面分析 7
5.3.1I区 7
5.3.2III区 7
5.3.3V区 8
5.4岩土体边坡破坏模式分析 8
5.5岩土体强度计算参数的确定 8
5.6各区段边坡稳定性计算 9
5.6.1平面滑动法 9
5.6.2楔形滑动法 10
5.6.3圆弧滑动法计算 11
6边坡治理设计 11
6.1开挖边坡设计原则 11
6.2开挖边坡支护设计总体思路 11
6.3开挖边坡坡形选择 12
6.4边坡支护设计 12
6.4.1锚杆设计 12
6.4.2锚杆施工 13
6.5坡面生态护坡设计 13
6.5.1必要性 13
6.5.2生态防护方法 13
6.5.3喷喷射植生工艺 13
6.5.4工序 14
6.6排水系统设计 14
6.6.1排水系统总体方案 14
6.6.2排水系统的断面设计 15
6.6.3排水系统的结构设计 15
6.6.4排水系统的构造设计 15
6.7马道面设计 15
6.8其他 15
6.9开挖边坡施工要求 15
6.9.1坡面开挖 15
6.9.2施工注意事项 15
6.10检测、验收与监测 16
6.10.1支护结构的质量检验 16
6.10.2验收 16
6.10.3监测 16
7、主要工程量 17
8、计算书 17
附图：
图号图名比例尺
1设计施工总说明
2边坡设计总平面图1∶1000
3～61开挖边坡支护立面图水平1∶400垂直1∶400
62～63锚杆构造详图
64～65排水设计详图
附件：
岩石试验报告
会议纪要（2007年6月30日）
浙江东海岸船业有限公司蚂蚁岛造船基地开挖边坡治理设计报告
第2页共1页
中国建筑西南勘察设计研究院
1前言
1.1工程概况
浙江东海岸船业有限公司蚂蚁岛造船基地位于舟山市普陀区蚂蚁岛西北岸，行政区域属于舟山市普陀区蚂蚁乡。
该项目总用地面积688828m2（合1033亩），占用海岸线约3500m，主要生产4900Car汽车运输船，排水量为3万2千吨，年生产能力达8艘。
为此，需建260×41.8m船坞1座，舾装码头1座（750×25m），建材料码头1座（132×20m）以及相应的生产生活辅助设施，图1为本项目场地地理位置示意图。
目前，该项目已于今年5月下旬开工建设，其山体爆破及填海工程由中国建筑第二工程局土木公司承担。
我院受中国建筑第二工程局土木公司委托，对该项目用地北侧山体开挖边坡进行专项工程地质边坡勘查工作；在此基础上，对开挖后遗留的边坡进行永久性治理设计（不包括复绿设计）。
图1工作区交通位置示意图
1.2本次工作目的与要求
本次工作的目的是对浙江东海岸船业有限公司蚂蚁岛造船基地因山体开挖所形成的边坡进行治理的施工图设计，其主要任务是：
1、查明建设场地的地质构造背景、地层岩性以及岩石风化程度，重点是岩体结构特征、岩体结构面产状和组合特征；
2、提供各主要岩土体物理力学性质指标；
3、查明场地水文地质条件及地下水埋藏条件；
4、查明场地有无不良地质作用以及危害程度作出评价；
5、对山体开挖边坡作出整体稳定性评价；
6、采取合理可行的边坡坡形以及其他治理设计参数，并提供相应的边坡治理的施工图纸。
1.3本次勘查工作的手段及工作概况
按照国家现行有关规范及规程，结合场地已有的地质资料，本次勘查主要采用工程地质测绘、坑探及以及室内试验等手段，以进一步查明场地岩土工程条件。
1、工程地质测绘
本次测绘范围为建设用地陆域区以及放坡区，调查内容主要为地形地貌条件、地质条件、工程地质条件、水文地质条件及地质灾害发育情况，其精度按1:
1000考虑。
2、坑探
针对场地沟谷及山麓区覆盖层较厚的特点，为便于地质点的观测，了解下伏基岩，本次采用人工揭露，即坑探，其大小及深度能满足地质观察要求即可。
3、室内试验
本次采用人工采样，对场地岩石进行室内物理力学性质测定。
我院于2007年5月24日～25日以及6月11日，派技术人员前往实地进行了地质调查，6月30日由业主组织对开挖边坡坡率问题进行专家论证。
表1为本次完成的工作量表。
本次勘查工作量一览表表1
项目
综合地
质调查
调查
线路
人工取
岩样
坑探
利用
钻孔
岩石
容重
饱和岩石抗压强度
干燥岩石抗压强度
岩石抗
剪断强度
照片
km2
km
块
个
个
个
组
组
组
张
工作量
0.41
5.6
15
3
1
3
3
3
1
55
2本次勘查、设计的主要执行标准
2.1勘查主要执行标准
1、国务院第394号令《地质灾害防治条例》；
2、国家标准《岩土工程勘察规范（GB50021-2001）》；
3、国家标准《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》；
4、国家标准《工程岩体分级标准（GB50218-94）》；
5、国家标准《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》
2.2设计主要执行依据
1、舟山市人民政府《舟山市地质灾害防治规划》，2003年6月；
2、《浙江省露天开采矿山自然生态环境治理工程技术指南》，2004年；
3、浙江省国土资源厅《浙江省露天开采矿山自然生态环境治理工程施工质量验收管理办法（试行）》，浙土资发［2004］41号；
4、国家标准《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）》；
5、国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）》
6、《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》；
7、国家标准《爆破安全规程（GB6722-86）》；
8、《浙江省民用爆炸物品管理实施细则》；
9、《土方与爆破工程施工及验收规范（GBJ201-83）》；
10、浙江省工程地震研究所《蚂蚁岛造船基地场地地震安全性评价报告》，2007年2月；
11、浙江省地矿勘察院，《浙江东海岸船业有限公司蚂蚁岛造船基地石料矿区地质灾害危险性评价报告》，2007年4月；
3地质环境条件
3.1气象、水文
舟山群岛属北亚热带南缘海洋性季风气候，受海水温差的调节，冬无严寒，夏无酷暑，终年多雨，温和湿润。
根据沈家门气象站资料，多年平均气温16.1℃，夏季平均气温仅25.1℃，极端最高气温38.2℃（1971年8月20日），极端最低气温-5.6℃（1967年1月16日）；多年平均蒸发量1281.7mm，多年平均降水量1213.3mm，最大年降水量1769.3mm（1993年），最小年降水量961.3mm（1996年），多年月最大降水量431.8mm（1989年9月），日最大降水量195.2mm（1994年10月11日），历时最长一次降水量230.2mm（1996年3月14日～4月1日），其中3～9月份的春雨、梅雨、秋雨期降水量可占全年降水量的70～80％。
灾害性天气影响首属台风、风暴潮、寒潮，冰雹偶有发生。
建设场地为低丘区，无常年水流的水溪，地表水系不发育，主要的山间沟谷位于场地大岙一带，在雨季汇流成地表水，向南直接入海。
根据海洋二所大榭岛的观测资料，潮汐属正规半日潮类型，大潮平均潮差3.35m，最高潮位4.52m（1997年8月18日），最低潮位-2.88m（1976年5月15日）。
3.2地形地貌
建设场地按地貌形态组合、成因类型，可划分为侵蚀剥蚀丘陵地貌、滨海堆积地貌、海岸地貌三种地貌类型，各地貌类型特征及分布见表2。
建设场地地貌类型及分布表表2
地貌类型
地貌特征
分布范围
类
亚类
侵蚀
剥蚀
地貌
丘陵
蚂蚁岛为海拔157～127m的低丘海岛，山体走向北北东，区内丘陵山顶呈浑圆状，山坡坡度为20～35º，局部达40º，山体植被较为发育，主要以松树、灌木及草本植物为主。
分布建设用地山体开挖区。
堆积
地貌
山前
斜地
地面微倾斜，海拔一般在3～50m间，由含碎石粘性土或含粘性土碎、砾石组成。
零星分布山麓及沟谷一带。
海岸
地貌
堆积海岸地貌
主要表现为泥滩，滩面宽阔，坡度较缓，仅为2%～3%,以淤泥组成。
高潮时可被海水淹没，低潮时露出海面。
沿南侧海岸分布。
3.3地层岩性
1、前第四纪地层
调查区山体地层为上侏罗统西山头组（J3x），该组为一套岩性较复杂的厚层状火山碎屑岩，建设场地一带岩性有：
深灰色流纹质玻屑晶屑凝灰岩、青灰色或灰紫色流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩、深灰色流纹质含角砾晶屑熔结凝灰岩，局部具假流纹构造（见照片1），岩石饱和单轴抗压强度为34.1～50.8Mpa，软化系数为0.80，岩层产状为340°∠15～20°或10°∠25°。
2、第四纪地层
场地第四纪地层主要为陆相坡洪积层（dl-plQ），岩性为黄褐色碎石夹粉质粘土组成（见照片2），砾石大小为5～30mm，次棱角状，个别达10cm，含量从10～55%不等，零星分布于沟谷及山麓地带。
3.4地质构造与区域地壳稳定性
据《浙江省区域地质志》，场地位于浙东南褶带中温州-临海拗陷三级构造单元内。
区内地质构造主要受北北东向的岱山～黄岩断裂、近东西向的昌化～普陀断裂所控制，这些断裂形成于燕山中晚期。
从历史上宁海、镇海等地发生的地震时空分析以及这些断裂的破碎带中断层泥的热释光年龄测定，这些断裂在晚更新以来未见活动，仅个别地段有中更新世晚期活动迹象。
1、断层
根据浙江省工程地震研究所在海域内北侧及西侧浅层地震勘探剖面资料，所有剖面图的基岩反射波组没有错动、中断现象，相位连续，建设场地及其附近没有明显的断裂通过。
在本次陆域地质调查中，建设场地仅出露延伸较短的3条断层，其特征见表3。
断层特征一览表表3
编号
走向
倾向
倾角
延伸
（m）
断层
性质
破碎带
宽度
破碎带特征
F1
55º
325º
80º
100
压性
10～20cm
带内为泥质混构造角砾（见照片3），胶结紧密，两侧岩体硅化严重。
F2
132º
42º
70º
300
张扭性
2m
带内为构造角砾岩，胶结不紧密，麋棱岩化严重（见照片4）。
F3
70º
160º
65º
80
压性
40cm
带内为泥化构造角砾岩，断层两侧角砾凝灰岩。
2、节理
建设场地构造节理发育，一般发育三组，延伸一般为3～5m，局部延伸达15m，其产状因地理位置不同有所差异。
从图2走向玫瑰图及图3的等密度图可知，蒲岙一带以北西向、北东向为主，而沙岙东侧山体一带以北西向、北北东和北东东向走向为主，主导倾角以高倾角和低角度为主。
地点：
蒲岙一带地点：
沙岙东侧山体一带
图1岩石节理走向玫瑰图
图2岩石节理等密度图
3、区域地壳稳定性
根据历史地震有文字记载，从1501年至2006年间，场地150km远场区内共发生M≥4.7级地震18次（见表4），最大地震为1996年长江口外6.1级地震，距场地较近的破坏性地震有1523年镇海海滨5.5级地震（距本场地55km）。
从区域地震时、空特征分析，远场区的地震活动比较活跃，存在发生6～7级地震的背景，区域地震活动水平属中等。
场地25km近场区内，历史上没有有感地震和破坏性地震的记载，自1970年以来，仅记录到ML≥1级地震4次，最大地震为ML2.3级，近场区地震活动水平弱，历史上近场和远场地震对建设场地的影响烈度最大不超过VI度。
据《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》及《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》，建设场地地震设计基本地震加速度值为0.10g（相当于地震基本烈度VII度），抗震设防烈度为7度。
从浙江省工程地震研究所提供的蚂蚁岛造船基地工程场地专项地震安全性评价报告可知，在建设场地基岩区，50年超越概率10%的动峰值加速度为0.0792g（相当于地震基本烈度VI度）。
场地区域历史地震（>4级）一览表表4
序号
发震时间
震级
参考地点
震中烈度
场地影响烈度
1
1501.12.07
43/4
苏州
VI
2
1523.08.24
51/2
镇海海滨
VII
VI
3
1621.11.--
43/4
吴江平望
VI
4
1624.09.01
43/4
上海
VI
5
1658.09.19
43/4
太仓西北
VI
6
1678.05.24
43/4
吴县东
VI
7
1678.05.26
43/4
海盐
VI
8
1731.11.--
5
昆山南
VI
9
1752.05.17
5
长江口
10
1815.10.13
63/4
台湾桃源外海
V
11
1846.08.04
7
南黄海
V
12
1853.04.14
63/4
南黄海
V
13
1855.03.17
43/4
长江口
14
1855.11.20
5
长江口
15
1867.09.--
43/4
海宁盐官
VI
16
1971.12.30
4.9
长江口
17
1990.02.10
4.9
太仓西北
VI
18
1996.11.09
6.1
长江口外
3.5水文地质条件
根据含水介质、赋存条件、水理性质及水力特征，场地地下水可分为第四纪松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水两类。
现根据岩性、地貌、构造条件，将水文地质特征汇总（见表5）。
场地地下水类型及水文地质特征表表5
地下水类型
含水岩组
水文地质特征
松散岩类孔隙潜水
坡洪积碎石夹粉质粘土
分布于丘陵山麓、沟谷地带，渗透性差异性较大，一般在地势陡处水量贫乏，而地势平缓处水量可达50t/m3。
构造裂隙水
西山头组火山碎屑岩类
分布于丘陵区一带，岩体裂隙多闭合，富水性差，场地内未出露泉点。
一般来说，场地第四系覆盖层薄，山坡地段孔隙潜水由大气降水补给，一般速补快泻，很少储藏。
而基岩裂隙水受大气降水补给，因岩石裂隙发育较差，地下水在向下运动时，在不远处以渗水形式排泄，一般在陡坡、沟底及人工开挖面处可见少量的裂隙水渗出，渗水裂隙以平缓裂隙为主。
根据场地附近基岩裂隙水的水质分析，按照岩土工程勘察规范标准Ⅱ类环境判定，地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
4边坡工程地质条件
4.1工程地质分区
为便于开挖边坡治理设计与施工，根据建设场地地形地貌特点，岩土层分布、种类及厚度，岩体风化程度等因素，将开挖边坡工程地质分5个区段，具体位置见开挖边坡治理设计总平面图及表6。
工程地质分区划分表表6
分区编号
坡脚线编号
微地貌特点
覆盖层分布及其厚度
岩体风化程度
I
AB段、CDEF段
低丘山脊或山坡
覆盖层零星分布，多数厚度小于1m。
风化程度一般
II
FGHI段、IJKLM段
低丘山麓或山谷
覆盖层分布广，厚度大，达3.5m。
风化程度较高
III
MN段、NOP段、PQR段
低丘山脊
覆盖层零星分布，多数厚度小于1m。
风化程度一般
IV
RST段
低丘山谷
覆盖层分布广，厚度小于为3m。
风化程度较高
V
TUVW段
低丘山坡
覆盖层零星分布，多数厚度小于1m。
风化程度不高
4.2岩土体工程地质特征
就工程边坡而言，各区场地开挖边坡岩土体岩性特征基本相同，现根据岩性特征、埋藏条件及物理力学性质，将场地岩土体划分为个2工程地质层组，5个工程地质层，现从上到下分述如下：
1层：
碎石夹粉质粘土
黄褐色，硬可塑，砾石大小为5～30mm，次棱角状，个别达10cm，含量从10～55%不等。
该层分布变化大，主要分布在II、IV区，其厚度一般2.0～3.0m，局部达3.5m；而I、III、V区分布零星，厚度较薄，一般在0.5～1.0m之间。
为此，本次在I、III、V区的边坡治理设计中，将该层并入强风化岩层中，而II、IV区，则单独分出。
2a层：
全风化流纹质晶屑熔结凝灰岩
褐灰色，硬塑状，原岩结构构造不明显，岩性呈土状，风化微裂隙极发育，击打易岩风化裂隙面开裂，为散体状结构。
该层在II、IV区比较发育，其厚度一般1.0～2.0m，局部达2.5m；而I、III、V区分布零星，厚度较薄，一般在1.0m以内。
为此，本次在I、III、V区的边坡治理设计中，将该层并入强风化岩层中，而II、IV区，则单独分出。
2b层：
强风化流纹质晶屑熔结凝灰岩
褐黄色，密实，结构构造不清晰，风化裂隙极发育，岩体极破碎，为散体状结构或碎裂结构，岩体基本质量级别为V，各层区均有分布，厚度一般为3.0～5.0m之间。
2c层：
中风化流纹质晶屑熔结凝灰岩
灰色、紫灰色，较坚硬，厚层状构造，玻屑凝灰结构，风化裂隙发育，节理裂隙发育3～4组，裂隙体积数15～25（条/m3），节理以微张开为主，局部有泥质充填，岩体完整程度为破碎～较破碎，呈裂隙块状结构或镶嵌碎裂结构，总体岩体基本质量级别为IV，层厚12.0～20.0m。
2d层：
微风化～未风化流纹质晶屑熔结凝灰岩
深灰色、灰紫色或青灰色，坚硬，厚层状构造，凝灰结构，风化裂隙一般发育，节理裂隙发育一般发育3～4组，裂隙体积数为8～20（条/m3），节理以闭合为主导，岩体较完整或较破碎，岩体呈镶嵌碎裂结构，局部为块状结构，岩体基本质量级别以Ⅳ级为主，局部为III级。
该层主要分布在高边坡一带，即I、III区。
4.3岩体结构面及结构特征
1、岩体结构面
根据本次地质调查，开挖边坡岩体结构面较发育（见表7），按成因可分为以下二类：
场地岩体结构面特征表表7
区号
地质点
位置
岩性
地层产状（度）
节理产状（度）
长度
（m）
密度
（条／m3）
倾向
倾角
走向
倾向
倾角
I
D1
青灰色流纹质
熔结凝灰岩
110
20
55
10
16
55
145
55
3～5
155
245
60
2～3
50
320
75
5～8
D3
青灰色流纹质
玻屑熔结凝灰岩
340
15
120
30
55
2～3
20
20
110
70
3
130
220
35
6～7
60
330
65
3～5
D7
青灰色流纹质
玻屑熔结凝灰岩
340
20
40
130
20
1～2
12
150
240
70
5
50
320
65
10
D8
深灰色流纹质
晶屑凝灰岩
60
150
30
3～4
8
110
200
65
10
150
240
75
1
30
300
50
1～2
III
D20
深灰色流纹质
晶屑凝灰岩
185
95
70
2
25
130
220
45
3～4
30
300
43
8～10
D41
灰紫色流纹质
含角砾熔结凝灰岩
10
25
320
50
40
3
10
25
115
45
15
80
170
35
5
10
280
80
1～2
D48
青灰色流纹质
含角砾熔结凝灰岩
170
80
65
3～4
18
65
155
60
5
130
220
60
6～8
80
350
60
5～6
D37
灰色流纹质
晶屑凝灰岩
150
60
40
2～3
12
135
225
55
5
10
280
57
2
V
D32
灰色流纹质
晶屑凝灰岩
60
150
70
10
22
155
245
65
1～2
70
340
40
2
D31
深灰色流纹质
含角砾熔结凝灰岩
130
40
55
9
90
180
80
3
15
285
25
3
①岩层产状：
场地岩体为一套上侏罗统西山头组火山碎屑岩，以厚层状构造为主，岩层层面大多不明显，仅在北侧地层产状比较明显，层面产状以缓倾为主，但倾向不稳定。
从调查结果看，蒲岙料场一带岩层倾向为340°，倾角为15～20°，沙岙料场一带岩层倾向为10°，倾角为25°。
因层间尚未发现有泥质夹层，因此判定层间结合程度属于一般。
②构造节理：
该类节理走向一般与附近的构造线成小角度相交，同组结构面相互交切或多条平行发育，节理一般发育3～4组（见照片5），局部节理裂隙密集带，间距小于5cm（见照片6）；节理一般结构面平直，张开度一般1～3mm，无泥质充填，局部有泥质充填，结构面结合性以一般为主，局部结合差；延伸长度不一，一般为3～6m，仅个别达到15m。
2、岩体结构
由于受区域地质构造
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