時(shí)間：2022-10-06 16:18:18
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇邊坡工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.1擋土墻材料使用漿砌塊石，塊石強(qiáng)度的等級(jí)一般應(yīng)不低于MU30，而且塊石表面應(yīng)清洗干凈，在施工中采用座漿法，嚴(yán)禁干砌，施工過(guò)程中要確保砂漿填塞飽滿(mǎn)，并且砂漿等級(jí)不能小于M7.5。在設(shè)計(jì)及施工中要確保擋土墻地基承載力特征值不能小于200kPa。施工中要切實(shí)實(shí)行分層錯(cuò)縫砌筑技術(shù)，擋土墻的基底和墻趾臺(tái)階轉(zhuǎn)折處不能有垂直通縫現(xiàn)象。
1.2墻后填土宜優(yōu)先采用透水性好的碎石土，砌體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％時(shí)，分層夯實(shí)。當(dāng)采用粘性土作填料時(shí)，宜摻入適量的碎石夯實(shí)，密實(shí)度不小于85％。不應(yīng)采用淤泥、耕植土、膨脹性粘土等軟弱有害巖土體作為填料。墻背填料綜合內(nèi)摩擦角不小于35°，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.94。
1.3為排出墻后積水，應(yīng)設(shè)置泄水孔。泄水孔采用φ80PVC管，水平間距2m，傾角不小于5％，進(jìn)入填土側(cè)管壁帶孔，外包濾網(wǎng)。上下左右交錯(cuò)設(shè)置，最下一排泄水孔的出水口應(yīng)高出地面≥200mm。
1.4墻頂用水泥砂漿抹成5％外斜護(hù)頂，厚度不小于30mm；擋土墻背側(cè)應(yīng)設(shè)置200mm～400mm的反濾層，泄水孔附近1m范圍內(nèi)應(yīng)加厚至400mm～600mm。回填土為碎石土或砂性土?xí)r，應(yīng)在最低排泄水孔下部，夯填至少300mm厚的粘土隔水層。1.5擋土墻沉降縫每15m~20m設(shè)置一道，縫寬20~30mm，縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料，沿內(nèi)、外、頂三方填塞，深度不小于150mm。在擋土墻拐角處，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。基底力求粗糙，對(duì)粘性土地基和基底潮濕時(shí)，應(yīng)夯填50mm厚砂石墊層。在施工前要做好地面排水工作，保持邊坡坡面干燥。
2錨桿施工技術(shù)的應(yīng)用
2.1邊坡加固成孔采用干鉆成孔，錨桿成孔直徑為φ130mm。鉆孔要求孔壁平直，終孔后要求清凈孔內(nèi)殘?jiān)ｃ@孔傾角偏差不超過(guò)±2°。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)每孔地層變化、進(jìn)尺速度、地下水情況以及一些特殊情況做現(xiàn)場(chǎng)記錄。若遇塌孔，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁灌漿處理，注漿36h后重新鉆進(jìn)。
2.2錨桿制作及安裝錨桿桿體采用φ25鋼筋。為確保鋼筋在孔洞中定位準(zhǔn)確，每隔2m設(shè)置一個(gè)定位支架，錨孔定位力求準(zhǔn)確，偏差不超過(guò)±10mm。錨桿制作好后，應(yīng)盡快使用，不宜長(zhǎng)期存放。安裝采用人工推入法進(jìn)行，安裝時(shí)，應(yīng)盡量保持平順，下到孔底時(shí)應(yīng)適當(dāng)上提，以避免壓彎，對(duì)于邊坡下部錨桿因靠近房屋難以入孔，可分段下放在孔口處焊接。
2.3注漿要求在施工中注漿材料應(yīng)選用水泥標(biāo)號(hào)PC32.5R的合格材料，施工中注漿壓力一般應(yīng)為0.5～1.5MPa，在配置時(shí)水泥砂漿水灰比為0.4～0.5，灰砂比為3:1，特別要注意的是漿體強(qiáng)度不能低于M30。而且在施工注漿時(shí)要把注漿管置入離孔底，且不大于300mm。
2.4格構(gòu)梁施工一般采用現(xiàn)澆施工，在施工前應(yīng)該先進(jìn)行錨桿、錨索施工，施工操作時(shí)鋼筋混凝土格構(gòu)梁應(yīng)整體嵌于邊坡中，施工的護(hù)坡坡面應(yīng)保護(hù)平整、夯實(shí)，無(wú)溜滑體、蠕滑體和松動(dòng)巖塊。
3邊坡的截排水施工
3.1填土基礎(chǔ)必須按規(guī)定尺寸分層夯實(shí)，每層20cm，壓實(shí)系數(shù)大于0.90。開(kāi)挖出的溝基，應(yīng)進(jìn)行地基處理加固，以確保地基承載力達(dá)到要求。按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求綁扎鋼筋和安裝、固定模版。
3.2排水溝底板和邊墻砌筑要求砌筑層面大體平整，塊石大面向下，石塊間必須靠緊，石縫要以砂漿填滿(mǎn)搗實(shí)。砌石時(shí)，基礎(chǔ)鋪設(shè)50~80mm砂漿墊層，第一層宜選用較大片石，分層砌筑，每層厚約250~300mm，每層由外向里，先砌面石，再灌漿塞實(shí)，鋪灰座漿要牢實(shí)。
3.3溝渠開(kāi)挖與邊坡處理：排水溝采用人工開(kāi)挖，開(kāi)挖深度必須大于溝底厚度與側(cè)邊墻高度之和，開(kāi)挖邊坡比1:0.15~1.:02。漿砌后兩側(cè)超挖部分用粘土進(jìn)行回填夯實(shí)，確保水渠穩(wěn)定安全。
3.4截水溝應(yīng)能保證迅速排出地面水流，溝底縱坡不應(yīng)小于0.3%，以免水流停滯；截水溝彎曲段的彎曲半徑，應(yīng)保證圓滑順暢，不應(yīng)小于溝底寬度的5倍；陡坡和緩坡段溝底應(yīng)設(shè)伸縮縫，溝間距為10~15m。消能池根據(jù)邊坡地形條件設(shè)置在跌水槽落差較大區(qū)域或跌水槽匯入市政排水系統(tǒng)位置處，為防止泥沙堵塞截水溝，沉砂池應(yīng)根據(jù)邊坡地形條件設(shè)置在截水溝出水位置處。
3.5格構(gòu)內(nèi)噴混植草。噴混植草即采用混凝土噴射機(jī)把基材與植被種子的混合物按照設(shè)計(jì)厚度均勻噴射到邊坡表面，噴混植草的基本構(gòu)造為：鋼絲網(wǎng)（或者土工格柵網(wǎng)）和基材混合物兩個(gè)部分。
4結(jié)語(yǔ)
1．1地層
區(qū)內(nèi)出露沉積地層有晚太古代變質(zhì)表殼巖即雙山子巖群茨榆山組、中生代火山沉積巖及第四系殘坡積物，由老至新分述：晚太古代變質(zhì)表殼巖：分布在礦區(qū)的中東部，呈帶狀北北東向展布，南北長(zhǎng)約1400m，東西最寬約700m，面積約0．7km2，周?chē)蛔冑|(zhì)深成巖包裹，呈一個(gè)規(guī)模較大的俘虜體產(chǎn)于變質(zhì)深成巖之中，總體呈單斜產(chǎn)出。2線(xiàn)以南地層走向近南北，傾向西，傾角70°～84°；2線(xiàn)以北地層走向漸變?yōu)楸睎|38°，傾向南東，傾角75°～84°。巖石組合主要為角閃變粒巖夾黑云變粒巖、云母片巖和磁鐵石英巖。根據(jù)巖石組合特征，按巖性對(duì)比，其地層年代相當(dāng)于晚太古代雙山子巖群茨榆山組［1］。其主要巖石特征：1）角閃變粒巖：巖石呈層狀或似層狀產(chǎn)出，空間分布穩(wěn)定。巖石呈灰黑色，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，變余晶屑結(jié)構(gòu)，變余微層理構(gòu)造。主要礦物為普通角閃石，含量25％～30％；斜長(zhǎng)石占50％～55％，石英20％～30％；含少量黑云母。局部黑云母含量增高，過(guò)度為黑云母角閃變粒巖。2）云母片巖：主要分布在9～13線(xiàn)間，為Ⅱ號(hào)礦體直接圍巖。巖石呈灰色～灰白色，細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。主要由絹云母、白云母、黑云母、石英組成。云母和石英合計(jì)含量一般大于90％，含少量綠簾石，副礦物有磷灰石，金紅石、梢石、鋯石。礦物顆粒較細(xì)。中生代火山沉積凝灰?guī)r：分部在礦區(qū)西南部，呈角度不整合覆蓋在變質(zhì)基底之上。屬燕山早期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，巖石呈灰紅和灰綠色，火山碎屑狀結(jié)構(gòu)，不明顯的流紋狀構(gòu)造［2］。第四系：由殘坡積和沖洪積物組成，主要分布在山間溝谷中，厚度一般2～5m。
1．2構(gòu)造
區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜。太古代晚期，受區(qū)域變質(zhì)作用改造，區(qū)內(nèi)巖石普遍發(fā)生塑性變形；變質(zhì)表殼巖形成一系列小型揉皺和褶曲；變質(zhì)深成巖和變質(zhì)深成侵入體形成一系列透入性面理和片麻理；構(gòu)造線(xiàn)總體走向?yàn)楸北睎|。中生代晚期，該區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，伴隨響山巖體侵位，構(gòu)造活動(dòng)以脆性斷裂為主；區(qū)內(nèi)變質(zhì)表殼巖總體為一單斜構(gòu)造［2］，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，主要有兩條斷層，即F1、F2。
1．3巖漿巖
區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。太古代晚期巖漿活動(dòng)，形成變質(zhì)閃長(zhǎng)巖及混合巖等變質(zhì)深成巖，構(gòu)成安子嶺片麻巖套。中生代晚期，巖漿活動(dòng)以響山花崗巖侵入為主，伴隨一系列基性－酸性巖脈產(chǎn)出［2］。變質(zhì)閃長(zhǎng)巖：屬太古代晚期變質(zhì)深成侵入體，主要分布在礦區(qū)中西部，與變質(zhì)表殼巖和混合片麻巖呈侵入或構(gòu)造接觸關(guān)系。原巖為閃長(zhǎng)巖－石英閃長(zhǎng)巖。變質(zhì)閃長(zhǎng)巖呈淺灰色。變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部呈片麻狀構(gòu)造。混合巖：屬太古代變質(zhì)深成巖，為變質(zhì)深熔作用或原地重融的產(chǎn)物。主要分布在礦區(qū)的北部，面積較大，構(gòu)成安子嶺穹窿的主體。與變質(zhì)表殼巖呈侵入或構(gòu)造接觸關(guān)系。巖石呈淺肉紅色，風(fēng)化后呈灰白色，變晶結(jié)構(gòu)，
2廟溝鐵礦工程地質(zhì)分區(qū)勘查
2．1南幫邊坡地質(zhì)勘查
10線(xiàn)以南范圍內(nèi)屬礦區(qū)南幫，組成邊坡的巖體呈淺肉紅色，中粒花崗結(jié)構(gòu)，斑狀構(gòu)造，南幫斑狀花崗巖為主，受結(jié)構(gòu)面切割巖體成塊狀結(jié)構(gòu)。南幫敞口越小，彈性力學(xué)的泊松效應(yīng)形成的“圈谷”環(huán)向的約束作用越明顯，裂隙處于閉合狀態(tài)，邊坡整體穩(wěn)定性并不一定降低，而且深部邊坡巖體一般比較新鮮，風(fēng)化弱，質(zhì)量好于淺部，同時(shí)爆破震動(dòng)和水的侵蝕弱，沒(méi)有其他構(gòu)造控制的情況下，穩(wěn)定性較好［1］。
2．2西幫邊坡地質(zhì)勘查
西幫邊坡巖性分布較為復(fù)雜，且邊坡高度加陡，是該項(xiàng)目研究的重點(diǎn)區(qū)段。該區(qū)邊坡巖石節(jié)理發(fā)育明顯并具有明顯的球狀風(fēng)化特征。西幫南區(qū)（4～10線(xiàn)）和西幫北區(qū)（1～4線(xiàn)）邊坡巖性特征差別較大，4～10線(xiàn)巖體顏色灰褐色，1～4線(xiàn)巖體呈淺肉紅色，風(fēng)化后成灰白色，兩種巖性有明顯差異。因此，分別對(duì)4～10線(xiàn)西幫南區(qū)和1～4線(xiàn)西幫北區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘查［1］。西幫南區(qū)（4～10線(xiàn)）勘查結(jié)果：4～10線(xiàn)范圍內(nèi)巖石，節(jié)理較為發(fā)育，大部分節(jié)理走向與邊坡傾向近乎平行，次生卸荷裂隙發(fā)育，邊坡表面巖體破碎較為嚴(yán)重，成塊狀－散體結(jié)構(gòu)，風(fēng)化崩落巖石碎塊較多。8～10線(xiàn)有F2斷層經(jīng)過(guò)，在斷層帶上下盤(pán)附近巖體較為破碎，同時(shí)潛在多組結(jié)構(gòu)面和斷層組合，存在局部單臺(tái)階的楔狀危巖體。10號(hào)勘探線(xiàn)附近東西方向有一排水溝，流經(jīng)臺(tái)階處有明顯的滲水痕跡，礦山應(yīng)做好防排水工作，防止?jié)B水產(chǎn)生臺(tái)階局部滑落。雖然該區(qū)段的巖體結(jié)構(gòu)面比較發(fā)育，但巖性為角閃變粒巖，巖塊的強(qiáng)度較高。西幫北區(qū)（1～4線(xiàn)）勘查結(jié)果：礦區(qū)西幫北區(qū)1～4線(xiàn)邊坡，巖體呈淺肉紅色，風(fēng)化后成灰白色，此處巖體主要以變質(zhì)閃長(zhǎng)巖、混合巖為主，此帶主要由片理化很強(qiáng)的陽(yáng)起石片巖組成，局部充填石英脈，走向340°～10°，傾向西，傾角約79°，0線(xiàn)以北傾向南東，其中變質(zhì)巖風(fēng)化強(qiáng)烈，微斷裂和節(jié)理密集發(fā)育，片理化帶寬12～25m，巖圖1西幫北區(qū)片幫滑移帶示意圖塊強(qiáng)度很低，侵水后強(qiáng)度更低。該處片理化帶曾于2006年發(fā)生過(guò)厚2～3m的2～3個(gè)臺(tái)階的片幫滑坡（見(jiàn)圖1），表明該處巖體穩(wěn)定性較差，擴(kuò)幫加陡過(guò)程中應(yīng)密切監(jiān)控該處的邊坡穩(wěn)定。0～4勘探線(xiàn)之間，564水平以上筑有高8m的砼壩。靠近砼壩北側(cè)邊坡巖體破碎，局部臺(tái)階風(fēng)化成散體土狀，壩體及臺(tái)階表面雨水沖刷痕跡較為明顯，并存在與臺(tái)階走向平行的裂縫。
2．3東幫邊坡地質(zhì)勘查
東幫巖體以角閃變粒巖為主，巖石呈灰綠色，風(fēng)化后局部呈灰色，主要由斜長(zhǎng)石、角閃石、石英組成，含少量綠泥石。結(jié)構(gòu)面發(fā)育，存在兩組貫通性較好的節(jié)理，0～2線(xiàn)有地下水聚集涌出，礦山已鋪設(shè)排水管道［1］。
3地質(zhì)勘查分析結(jié)果
關(guān)鍵詞：邊坡支護(hù)，工程造價(jià)，控制
0.前言
工程造價(jià)的計(jì)價(jià)具有動(dòng)態(tài)性和階段性（多次性）的特點(diǎn)。工程建設(shè)項(xiàng)目從決策到竣工交付使用，都有一個(gè)較長(zhǎng)的建設(shè)期。在整個(gè)建設(shè)期內(nèi)，構(gòu)成工程造價(jià)的任何因素發(fā)生變化都必然會(huì)影響工程造價(jià)的變動(dòng)，不能一次確定可靠的價(jià)格，要到竣工結(jié)算后才能最終確定工程造價(jià)，因此需對(duì)建設(shè)程序的各個(gè)階段進(jìn)行計(jì)價(jià)，以保證工程造價(jià)確定和控制的科學(xué)性。論文參考網(wǎng)。我國(guó)對(duì)國(guó)有資金投資項(xiàng)目的投資控制實(shí)行的是投資概算審批制度，國(guó)有資金投資的工程原則上不能超過(guò)批準(zhǔn)的投資概算。某地下空間項(xiàng)目是國(guó)有資金投資的項(xiàng)目，工程竣工結(jié)算價(jià)不超過(guò)政府部門(mén)批準(zhǔn)的概算價(jià)是投資控制的目標(biāo)。論文參考網(wǎng)。
1.建設(shè)單位對(duì)建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)控制的方法
在基本建設(shè)中，作為投資方的建設(shè)單位除作為在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的協(xié)調(diào)組織各參建單位保質(zhì)保量、在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成基建項(xiàng)目外，對(duì)項(xiàng)目投資進(jìn)行有效的控制是建設(shè)單位最重要的任務(wù)之一。本節(jié)從建設(shè)單位的角度出發(fā)，探討如何控制建設(shè)項(xiàng)目的投資成本。論文參考網(wǎng)。
1.1設(shè)計(jì)階段的造價(jià)控制
擬建項(xiàng)目經(jīng)過(guò)決策立項(xiàng)后，設(shè)計(jì)就成為工程建設(shè)的關(guān)鍵。因?yàn)樵O(shè)計(jì)是工程項(xiàng)目付諸實(shí)施的龍頭，是工程建設(shè)的靈魂，是控制基本建設(shè)投資規(guī)模，提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。在這一階段工程造價(jià)的管理主要體現(xiàn)在“技術(shù)與經(jīng)濟(jì)”的相結(jié)合上。據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，設(shè)計(jì)階段對(duì)工程造價(jià)的影響程度達(dá)70%～90%。，設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響建設(shè)費(fèi)用的多少和建設(shè)工期的長(zhǎng)短，直接決定著投入的人力、物力和財(cái)力的多少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，可以降低工程造價(jià)5%～10%，甚至可達(dá)10%～20%。
1.2施工階段的造價(jià)控制
在工程施工階段，由于工程設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，工程量已完全具體化，并完成了施工招標(biāo)工作和簽訂了工程承包合同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這一階段影響工程造價(jià)(即工程投資)的可能性只有5%～10%，節(jié)約投資的可能性已經(jīng)很小，但是，工程投資卻主要發(fā)生在這一階段，浪費(fèi)投資的可能性則很大，因此，建設(shè)單位在施工階段對(duì)工程造價(jià)的管理除了加強(qiáng)合同管理、工程結(jié)算管理外，重點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理，杜絕投資浪費(fèi)。
1.3竣工結(jié)算階段的造價(jià)控制
項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后，結(jié)算也是控制工程造價(jià)的關(guān)鍵步驟。工程結(jié)算應(yīng)抓好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
1.3.1核對(duì)與編制好結(jié)算資料基礎(chǔ)
任何一個(gè)工程項(xiàng)目，在編制結(jié)算時(shí)都要以相關(guān)資料為依據(jù)。因此在審核時(shí)，首先要對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行審查。從施工圖紙、招標(biāo)文件、工程承包合同到施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)資料都要一一核對(duì)，力求資料完整齊全，確保審核工作正常進(jìn)行。工程任務(wù)完成與否要以施工圖紙為依據(jù)，工程的工期、質(zhì)量、建筑材料價(jià)格、獎(jiǎng)懲等規(guī)定要以承包合同和補(bǔ)充合同或其他形成的協(xié)議條款作為依據(jù)，而具體施工中的動(dòng)態(tài)進(jìn)展，局部更改和隱蔽工程等都要有相關(guān)的資料佐證才能進(jìn)入結(jié)算。一言蔽之，沒(méi)有完整齊全的資料所作的結(jié)算是不完善的結(jié)算，而沒(méi)有完整齊全的資料所進(jìn)行的審核就會(huì)得出不準(zhǔn)確的結(jié)論，達(dá)不到審核所要達(dá)到的目的。
1.3.2工程量是審核的關(guān)鍵
工程量費(fèi)用是工程造價(jià)的主體。運(yùn)作中具有較大的彈性和隱蔽性。審核工程量是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在審核中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)算的工程量與實(shí)際完成的工程量有出入，原因很多，一般有以下幾種：一是施工企業(yè)為加大費(fèi)用，有意增加工程量和夸大工程的施工難度；二是有些變更了的項(xiàng)目仍按原定項(xiàng)目進(jìn)入結(jié)算；三是多方施工的工程項(xiàng)目，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)各方都把自己承擔(dān)的部分工程作為整體工程進(jìn)入結(jié)算，上述幾種情況在結(jié)算審核中經(jīng)常發(fā)生。對(duì)于多報(bào)的工程量要扣除，否則就直接損害了建設(shè)單位的利益。同時(shí)對(duì)于漏報(bào)的工程量，在反復(fù)核實(shí)后，本著實(shí)事求是將漏報(bào)的工程量增補(bǔ)到結(jié)算中去，避免承包商的利益受到損失。
1.3.3各種單價(jià)的審核不可忽視
在一般情況下，工程子目的綜合單價(jià)在投標(biāo)書(shū)中都有具體規(guī)定，編制工程結(jié)算時(shí)只要直接套用各子目綜合單價(jià)就可以了。然而在實(shí)際操作中，由于設(shè)計(jì)變更和現(xiàn)場(chǎng)簽證等原因，不能從投標(biāo)書(shū)中套用單價(jià)，所以必須嚴(yán)格遵守施工合同和招標(biāo)文件中有關(guān)條款和施工過(guò)程中的相關(guān)文件（如洽商記錄等）對(duì)這些單價(jià)進(jìn)行審核。
2.某地下空間項(xiàng)目工程概況
某地下空間項(xiàng)目某市的重點(diǎn)工程之一，是該市目前規(guī)模最大、最重要的地下空間開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。項(xiàng)目發(fā)展定位是以城市交通設(shè)施為主，充分利用良好的地理位置，整合區(qū)內(nèi)商業(yè)資源，輔助服務(wù)CBD商務(wù)活動(dòng)，集交通基礎(chǔ)設(shè)施、景觀、商業(yè)、文娛、商務(wù)、市政、倉(cāng)儲(chǔ)物流等功能于一體的地下城市綜合體。該地下空間項(xiàng)目邊坡支護(hù)工程開(kāi)挖面積約3萬(wàn)平方米。由ZX1標(biāo)、ZX2標(biāo)、ZX3標(biāo)、ZX4標(biāo)四個(gè)標(biāo)段和ZX5標(biāo)邊坡組成，2006年6月開(kāi)工，除ZX5標(biāo)邊坡外，其它四個(gè)邊坡的工作內(nèi)容現(xiàn)已全部完成，并通過(guò)了工程驗(yàn)收。
3.設(shè)計(jì)概算階段
3.1設(shè)計(jì)概算的概念
設(shè)計(jì)概算是設(shè)計(jì)文件的重要組成部分，是在投資估算的控制下由設(shè)計(jì)單位根據(jù)初步設(shè)計(jì)(或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì))圖紙、概算定額(或概算指標(biāo))、各項(xiàng)費(fèi)用定額或取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(指標(biāo))、建設(shè)地區(qū)自然及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和設(shè)備、材料預(yù)算價(jià)格等資料，編制和確定的建設(shè)項(xiàng)目從籌建至竣工交付使用所需全部費(fèi)用的文件。
3.2案例設(shè)計(jì)概算的組成
市發(fā)改委批復(fù)項(xiàng)目建議書(shū)中總投資估算為3.4億元，市建委批復(fù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)概算為3.739億元，其中建筑安裝工程費(fèi)用為3.16億元，工程建設(shè)其他費(fèi)用為2900萬(wàn)元，預(yù)備費(fèi)為1700萬(wàn)元，建設(shè)期貸款利息為1100萬(wàn)元。
4.合同價(jià)階段
4.1合同價(jià)的確定
合同價(jià)是在工程發(fā)、承包交易過(guò)程中，由發(fā)、承包雙方以合同形式確定的工程承包價(jià)格。采用招標(biāo)發(fā)包的工程，其合同價(jià)應(yīng)為投標(biāo)人的中標(biāo)價(jià)。
4.2案例合同價(jià)款匯總
本項(xiàng)目四個(gè)標(biāo)段的合同價(jià)匯總表見(jiàn)表1.
表1某地下空間項(xiàng)目邊坡支護(hù)工程合同價(jià)匯總表
序號(hào) 工程項(xiàng)目名稱(chēng) 合同編號(hào) 合同價(jià)（萬(wàn)元） 1 邊坡支護(hù)及土方工程(ZX1) XZZ-B-003 325.99795 2 邊坡支護(hù)及土方工程(ZX2) XZZ-B-005 1345.09152 3 邊坡支護(hù)及土方工程(ZX3) XZZ-B-006 918.43353 4 邊坡支護(hù)及土方工程(ZX4) XZZ-B-013 688.56462 5 合計(jì)
論文摘要：介紹尤溪口車(chē)站路塹巖體高邊坡施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
1概述
尤溪口車(chē)站是外洋至福州鐵路電氣化工程的一個(gè)新建車(chē)站，2000年開(kāi)工建設(shè)，2001年竣工。車(chē)站位于尤溪口水庫(kù)北岸山坡，線(xiàn)路右臨水庫(kù)，左側(cè)穿越山坡，山體自然坡度35“左右，相對(duì)高差160m。車(chē)站的重點(diǎn)工程是三段高邊坡的開(kāi)挖和邊坡支護(hù)，長(zhǎng)度分別為238. 00 m， 227. 00 m和227. 14 m，邊坡最大高度60 m，挖方數(shù)量大，支擋防護(hù)工程艱巨。車(chē)站施工圖設(shè)計(jì)于1999年8月完成。在施工過(guò)程中，針對(duì)巖體高邊坡工程的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際開(kāi)挖揭示的地質(zhì)情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，及時(shí)修改設(shè)計(jì)和施工方案，確保了工程的安全穩(wěn)定和車(chē)站的竣工通車(chē)。
2地質(zhì)概況
地面植被較茂密，表層有厚度約3m的坡殘積粘性土，基巖主要為古生代變質(zhì)巖—石英云母片巖。巖體受構(gòu)造影響強(qiáng)烈，構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，有的節(jié)理面可見(jiàn)擦痕和硅化面，巖塊上可見(jiàn)強(qiáng)烈的小褶皺和節(jié)理切割錯(cuò)斷跡象，巖體風(fēng)化帶和風(fēng)化節(jié)理很發(fā)育，全風(fēng)化帶厚5一10 m左右，下部為中等風(fēng)化帶。邊坡巖體被結(jié)構(gòu)面切割成碎石狀和塊狀。巖體主要節(jié)理有5組，節(jié)理產(chǎn)狀:1200乙450一600;3300乙650; 1950乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。
片理產(chǎn)狀:800一95“乙29“一450
線(xiàn)路走向邊坡傾向2020
由邊坡與巖體結(jié)構(gòu)面的關(guān)系可知，不利于邊坡穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)面主要有三組，即:2400乙650; 1700
乙630;195乙35一5800
路塹挖方深度內(nèi)無(wú)地下水，但降雨時(shí)，由于巖體節(jié)理發(fā)育，開(kāi)挖裸露后，成為雨水人滲的路徑，降雨期會(huì)出現(xiàn)臨時(shí)性裂隙含水現(xiàn)象，因而影響邊坡巖體的穩(wěn)定。
3施工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
(1)車(chē)站路塹高邊坡地段的施工圖設(shè)計(jì)，是1999年8月完成的，設(shè)計(jì)方案為15 m高擋墻，上接1一3級(jí)(1520m)的高護(hù)墻，護(hù)墻坡率為1:0.5，1:0. 75和1:1。
2000年3月，根據(jù)1999年9月頒布的新鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)復(fù)查，為減少大量的高邊坡護(hù)墻施工的難度和護(hù)墻漿砌片石污工量，于2001年4月作了修改設(shè)計(jì)，將擋墻頂以上的護(hù)墻改為掛網(wǎng)噴漿輕型防護(hù)。
論文摘要:針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例對(duì)噴播植草防護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)、主要功能、方案選擇、施工工序進(jìn)行介紹，并對(duì)其效果及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1 概 述
巖土邊坡工程改變了自然邊坡現(xiàn)狀，會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成不利影響，在環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的今天，邊坡工程增加生態(tài)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容是非常重要甚至是強(qiáng)制性的。其中邊坡植被防護(hù)作為巖土工程生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要部分，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果，且開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)的圬工護(hù)坡。邊坡植被防護(hù)工程主要有以下幾類(lèi)技術(shù):①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④?chē)姴ブ膊?⑤植生帶;⑥綠化網(wǎng);⑦土工網(wǎng)墊等。
本文將結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)論述噴播植草防護(hù)技術(shù)在庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的應(yīng)用。
2 噴播植草防護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)
噴播植草是利用液態(tài)播種原理，將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑和色素等按一定比例配水混合攪勻，通過(guò)機(jī)械加壓后噴射到邊坡坡面的防護(hù)技術(shù)。由于其施工簡(jiǎn)單、速度快，造價(jià)低且草籽成活率高，在國(guó)內(nèi)外獲得了廣泛的應(yīng)用。
3 噴播植草防護(hù)邊坡的主要功能
噴播植草作為邊坡防護(hù)措施，將極大地改善工程建設(shè)的生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。主要功能是對(duì)巖土邊坡淺表層進(jìn)行防護(hù)，通過(guò)對(duì)淺表層邊坡的加固從而達(dá)到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩(wěn)定的作用。
3.1 邊坡加固作用
(1)深根的錨固作用。植物的垂直根系穿過(guò)坡體填土，錨固到深處較穩(wěn)定的土層上，能起到錨桿的作用。喬本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深處有明顯的土壤加強(qiáng)作用。
(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯(cuò)綜盤(pán)結(jié)，使邊坡土體在其延伸范圍內(nèi)成為土與草根的復(fù)合材料，穩(wěn)定邊坡表層土體，起到護(hù)坡的作用。
3.2 植被的水文效應(yīng)
(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過(guò)吸收和蒸發(fā)邊坡土體內(nèi)的水分，降低土體內(nèi)的孔隙水壓力，從而提高了土體的抗剪強(qiáng)度，有利于邊坡土體穩(wěn)定。
(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因，降雨時(shí)植草對(duì)邊坡有明顯的保護(hù)作用，能有效降低地表徑流的流速，從而抑制面蝕及溝蝕，減小邊坡土體的流失。
3.3 改善和美化環(huán)境
植草可使被破壞的環(huán)境逐步恢復(fù)，并能促進(jìn)有機(jī)物的降解，凈化空氣;植草形成的綠化帶，與周邊環(huán)境更協(xié)調(diào)，與自然更接近，起到改善和美化環(huán)境的作用。
4 三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程特點(diǎn)及要求
(1)三峽庫(kù)區(qū)在蓄水及運(yùn)行過(guò)程中水位變化頻繁，水位變幅大;
(2)受當(dāng)?shù)氐匦蔚刭|(zhì)條件限制，沿江地質(zhì)災(zāi)害治理區(qū)域大多土質(zhì)貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量低;
(3)采用噴播植草防護(hù)的邊坡坡比為1∶2~1∶
3.5，坡度能滿(mǎn)足噴播植草的要求，無(wú)需采用網(wǎng)墊等其他額外加固措施;
(4)施工工期短，時(shí)間要求嚴(yán)格;
(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;
(6)工程位于城鎮(zhèn)，對(duì)景觀、綠化要求高;
(7)成坪后不需要專(zhuān)門(mén)的養(yǎng)護(hù)，形成穩(wěn)定生物群落并自然生長(zhǎng);
(8)邊坡面積較大，應(yīng)盡量降低成本，節(jié)約投資。
5 符合庫(kù)區(qū)災(zāi)害治理工程特點(diǎn)的噴播方案針對(duì)庫(kù)區(qū)災(zāi)害治理工程特點(diǎn)及要求，采用了以下的噴播方案。
(1)選用在三峽庫(kù)區(qū)能廣泛生長(zhǎng)的草種。采用豆科和喬本科草種混播，提高耐貧瘠能力。根據(jù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程的特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，采用以小冠花為主，以中華結(jié)縷草、兩耳草、紫花苜蓿等為輔的4種草種混播。
草種以小冠花為主是因?yàn)樾」诨ň哂幸韵绿攸c(diǎn):①生長(zhǎng)年限長(zhǎng)，其壽命可達(dá)50 a以上;②根系發(fā)達(dá)，持久性強(qiáng);③覆蓋速度快，覆蓋度大，每株當(dāng)年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長(zhǎng)，枯草期短，在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲(chóng)害;⑥水土保持效果顯著;⑦對(duì)不同氣候及土壤的適應(yīng)性強(qiáng)。
由于小冠花耐水性較差，在水位變幅區(qū)降低小冠花草種的比例，相應(yīng)增加其他輔助草種比例，以提高植草的耐水性。 轉(zhuǎn)貼于
(2)增加黏合劑、木質(zhì)纖維素、保水劑、復(fù)合肥等噴播材料用量，并覆蓋無(wú)紡布，使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強(qiáng)的抗沖刷能力。三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程較多采用土石方回填，邊坡為碎石土質(zhì)邊坡，為確保草籽在初期能順利成活并生長(zhǎng)，增加了黏合劑、木質(zhì)纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩(wěn)定附著;增加保水劑、復(fù)合肥的用量以確保草籽在生長(zhǎng)初期的養(yǎng)分及水分的充足供應(yīng)。
(3)采用多草種混播，提高耐水性、增強(qiáng)抗病、抗蟲(chóng)害能力，有利于形成穩(wěn)定的生物群落。
(4)在滿(mǎn)足要求的前提下，優(yōu)化配方，降低成本。
(5)在邊坡滿(mǎn)足噴播植草要求后立即施工，邊坡清理與噴播植草同時(shí)進(jìn)行，清理一塊噴一塊，力求在最短時(shí)間內(nèi)完成，滿(mǎn)足工期的要求。
6 噴播施工
6.1 施工所需設(shè)備、材料及人員組成
(1)噴播機(jī):容器容量為50加侖;
(2)草籽:為中華結(jié)縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;
(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質(zhì)纖維素、復(fù)合肥;
(4)無(wú)紡布;
(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機(jī)容器的水管;
(6)施工人員組成:清理邊坡2人，噴播技工4人。
6.2 噴播工序及技術(shù)要求
噴播工序?yàn)?清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無(wú)紡布養(yǎng)護(hù)。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無(wú)紡布3道工序可同時(shí)交叉進(jìn)行，以縮短工期。
各工序技術(shù)要求如下。
(1)清理并平整邊坡。在防護(hù)范圍內(nèi)要清除雜物，并對(duì)邊坡進(jìn)行平整，使邊坡達(dá)到噴播的要求。根據(jù)噴播機(jī)噴播面積對(duì)坡面進(jìn)行劃分并做好標(biāo)記，防止混噴及漏噴。
(2)混合草籽并噴播。將草籽及添加劑按一定比例配置好，依次加入并混合攪拌30 min，然后均勻噴至坡面，為保證噴播均勻，在坡面上先噴2/3的混合液，余下部分重新加滿(mǎn)水后復(fù)噴一次至附著均勻即可。
(3)鋪蓋無(wú)紡布。覆蓋無(wú)紡布是對(duì)噴播植草的初期養(yǎng)護(hù)，在草籽未萌發(fā)前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無(wú)紡布應(yīng)采用鐵絲或竹釘固定，四邊用土壓好，防止風(fēng)吹開(kāi)。
(4)養(yǎng)護(hù)。在草籽萌發(fā)前期，應(yīng)根據(jù)土壤濕度的變化多澆水，保證種子萌發(fā)所需水分，在種子發(fā)芽后，根據(jù)發(fā)芽情況適當(dāng)澆水至其自然生長(zhǎng)，形成穩(wěn)定的生物群落。至此，養(yǎng)護(hù)工作基本完成，只需定期清除雜草即可。
7 工程效果及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益
(1)由于施工機(jī)械化程度高，邊坡的噴播植草可迅速完成，從而大大降低成本，僅為圬工護(hù)坡的10%~20%。
(2)噴播植草所用附加材料大多數(shù)為易分解材料，對(duì)環(huán)境無(wú)污染;且植草邊坡與周?chē)h(huán)境相融合，能美化城鎮(zhèn)景觀。這是傳統(tǒng)圬工護(hù)坡所不及的。
(3)噴播植草在坡面平整后即可進(jìn)行，且多種工序可混合一次完成，施工簡(jiǎn)便、速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低，所需施工人員較傳統(tǒng)的圬工護(hù)坡大大降低。
關(guān)鍵詞：邊坡，穩(wěn)定分析，有限元法
前言
邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類(lèi)工程活動(dòng)中最基本的地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設(shè)中最常見(jiàn)的工程形式。全球性三大地質(zhì)災(zāi)害之一，嚴(yán)重危機(jī)到國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人們的生命安全。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，在礦山、水利、交通等部門(mén)都涉及到大量的邊坡問(wèn)題，邊坡穩(wěn)定性直接決定著工程建設(shè)的可行性，影響著工程的建設(shè)投資和安全運(yùn)行。滑坡穩(wěn)定性分析方法的研究就顯得尤為重要。
1研究背景
自1916年彼得森提出條分法概念以來(lái)，經(jīng)費(fèi)倫紐斯、泰勒等人的不斷改進(jìn)，基于極限平衡原理的邊坡穩(wěn)定分析方法得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)邊坡的安全穩(wěn)定分析作出了巨大的貢獻(xiàn)，其中具有代表性的有畢肖普(Bishop)、斯賓賽(Spencer)、摩根斯坦一普賴(lài)斯法(Morgenstem．Printer)三種條分方法，不同的條分方法在于采用的不同假定。1975年，英國(guó)科學(xué)家Zienkiewicz在邊坡穩(wěn)定分析中引入有限元法，但由于當(dāng)時(shí)力學(xué)概念不十分明確，而且受到計(jì)算程序及計(jì)算精度的影響，該法很難在實(shí)踐中推廣應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代后期，隨著計(jì)算機(jī)和有限元分析方法的發(fā)展，應(yīng)用嚴(yán)格的應(yīng)力應(yīng)變分析方法分析邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題己成為可能。邊坡穩(wěn)定的有限元分析由于不必對(duì)每部分內(nèi)力和滑裂面形狀作出假定，使得分析研究成果的理論基礎(chǔ)更為嚴(yán)密，因而邊坡穩(wěn)定分析的有限元法也逐漸受到重視。
2.邊坡穩(wěn)定性分析方法
根據(jù)前述介紹可知，當(dāng)前邊坡穩(wěn)定性分析方法主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是建立在剛體極限平衡理論上的極限平衡法，另一類(lèi)是以有限元法為代表的數(shù)值計(jì)算方法，另外還有可靠度法。
極限平衡條分法
極限平衡法采用條分法進(jìn)行邊坡的穩(wěn)定分計(jì)算，首先假定若干剪切破壞面，然后將破壞面上的土體分成若干垂直土條，對(duì)作用在各土條上的力和力矩進(jìn)行平衡分析，求出在極限平衡狀態(tài)下的土體安全系數(shù)，并通過(guò)一系列方法確定最危險(xiǎn)滑裂面位置和最小安全系數(shù)。極限平衡方法視邊坡巖土體為剛體，不考慮巖土體本身的變形對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，同時(shí)在進(jìn)行剛體極限平衡分析時(shí)，還必須進(jìn)行許多簡(jiǎn)化和假定，由此會(huì)給分析結(jié)果帶來(lái)一定的誤差。但因這類(lèi)方法能給出物理意義明確的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)以及可能的破壞面，因此這類(lèi)方法成為邊坡穩(wěn)定性分析中應(yīng)用最廣泛的方法，尤其受到工程界的歡迎。
目前常用的極限平衡條分法有：瑞典法、簡(jiǎn)化Bishop法、Janbu法、Sarma法、Spencer法、Morgenstern-Price法等。
瑞典法(瑞典圓弧法)由Fellenius(1927)提出，又稱(chēng)Fellenius法。該法假定滑裂面為圓弧形。在計(jì)算安全系數(shù)時(shí)，簡(jiǎn)單地將條塊重量向滑面法線(xiàn)方向分解來(lái)求得法向力。由于滑裂面為圓弧形，因此法向力通過(guò)圓心，對(duì)圓心取矩時(shí)不出現(xiàn)，使計(jì)算工作大為簡(jiǎn)化。
簡(jiǎn)化Bishop法(1955)對(duì)傳統(tǒng)的瑞典法法作了重要改進(jìn)，這一方法仍保留了滑裂面形狀為圓弧形和通過(guò)力矩平衡條件來(lái)求解的特點(diǎn)，但是在確定土條底部法向力時(shí)，考慮了條間作用力在法線(xiàn)方向的貢獻(xiàn)。對(duì)于任意形狀的滑裂面，瑞典法和Bishop法不再適用。此時(shí)，一些學(xué)者試圖通過(guò)力的平衡而不是力矩平衡來(lái)確定安全系數(shù)。Janbu(1954)假定條間力為水平力，由此求得安全系數(shù)。但因沒(méi)有滿(mǎn)足力矩平衡要求，因此也是簡(jiǎn)化法。
隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和普及，在生產(chǎn)實(shí)踐中采用更為嚴(yán)格的方法已經(jīng)具備條件，因此一些研究者致力于建立同時(shí)滿(mǎn)足力的平衡和力矩平衡，對(duì)滑裂面形狀不作假定的嚴(yán)格分析法。這些方法主要有三類(lèi)：一是假定條間力大小的分布函數(shù)(Sarma)；二是假定條間力的作用(Morgenstem-Price1；Spencer)；三是假定條間力的作用點(diǎn)位置(Janbu。在此基礎(chǔ)上，一些學(xué)者對(duì)上述方法作了進(jìn)一步改進(jìn)(Chen-Morgenstern；鄭穎人等) 。
Duncan、陳祖煜對(duì)各種傳統(tǒng)邊坡穩(wěn)定性分析方法的計(jì)算精度和適用范圍作了分析評(píng)述，指出瑞典法安全系數(shù)最小，簡(jiǎn)化Bishop法的安全系數(shù)平均高出瑞典法6%～7%，Spencer法平均高出簡(jiǎn)化Bishop法2%～3%；滿(mǎn)足全部平衡條件的嚴(yán)格方法是精確的(除非遇到數(shù)值分析問(wèn)題)：對(duì)于圓弧滑裂面情況，簡(jiǎn)化Bishop法與Morgenstern-Price法的結(jié)果十分接近，也即簡(jiǎn)化Bishop法有較高的計(jì)算精度，又因其計(jì)算簡(jiǎn)便，因而使用十分廣泛。
2.2數(shù)值計(jì)算方法
以有限元為代表的數(shù)值計(jì)算方法，在邊坡穩(wěn)定性分析中發(fā)揮著十分重要的作用。這類(lèi)方法不但能考慮邊坡巖土體本身的變形對(duì)邊破穩(wěn)定性的影響，而且能給出邊坡巖土體中應(yīng)力應(yīng)變分析，分析邊坡破壞的發(fā)生發(fā)展過(guò)程等。有限元土體穩(wěn)定分析的一個(gè)工作重點(diǎn)是將有限元計(jì)算成果與傳統(tǒng)的極限平衡法結(jié)果相聯(lián)系。數(shù)值計(jì)算方法實(shí)際上是借助計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能和商用數(shù)值分析軟件,將巖土工程結(jié)構(gòu)體作為整體加以模擬仿真,通過(guò)試驗(yàn)取得最佳設(shè)計(jì)方案。根據(jù)所選關(guān)鍵參數(shù)的不同，數(shù)值模擬法通常可以分為以下3種:連續(xù)介質(zhì)分析法、非連續(xù)介質(zhì)分析法和混合分析法。列表一對(duì)三種分析方法進(jìn)行比較分析如下
連續(xù)介質(zhì)分析法中有限單元法和有限差分法是目前應(yīng)用最為廣泛的，發(fā)展相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟，是在滑裂面分析基礎(chǔ)上的，根據(jù)已知的應(yīng)力場(chǎng)搜索臨界畫(huà)面和確定最小安全系數(shù)。常用的兩種方法為CRISS法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法。然而由于安全系數(shù)的大小和所采用的屈服準(zhǔn)則有關(guān)，許多大型有限元程序只給出了廣義米塞斯屈服準(zhǔn)則，難以應(yīng)對(duì)巖土材料的復(fù)雜特性，是得在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用大打折扣。鑒于此Duncan(1996)提出了“強(qiáng)度折減有限元法“，即將邊坡安全系數(shù)定義為使邊坡剛好達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)，對(duì)巖土體剪切強(qiáng)度進(jìn)行折減的程度，這種方法特別適合用有限元法來(lái)實(shí)現(xiàn)。Itasca咨詢(xún)集團(tuán)開(kāi)發(fā)的二維有限差分法程序FLAC(FastLagrangian Analysis of Code),內(nèi)嵌多個(gè)本構(gòu)模型供使用者靈活選擇，用來(lái)描述巖土體，考慮時(shí)效特性，進(jìn)行水-力耦合動(dòng)力作用的仿真模擬，受到巖土工程界的極大歡迎。在二維連續(xù)介質(zhì)分析程序的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的三維連續(xù)介質(zhì)分析程序(如FLAC3D和VISAGE)則能很好的解決這類(lèi)問(wèn)題,逐漸盛行于巖土工程界。盡管二維和三維連續(xù)介質(zhì)分析程序很適合分析巖土邊坡的破壞機(jī)理,然而必須由工程師確認(rèn)計(jì)算結(jié)果是否表征了巖、土體的破壞機(jī)理。對(duì)于那些由多個(gè)節(jié)理單元構(gòu)成并且由它們控制破壞機(jī)理的巖質(zhì)邊坡,用非連續(xù)介質(zhì)分析法也許更合適。
非連續(xù)介質(zhì)分析法中應(yīng)用較多的是離散單元法，Itasca咨詢(xún)集團(tuán)開(kāi)發(fā)的通用二維離散單元法程序UDEC特別適合研究涉及裂隙介質(zhì)的問(wèn)題,已廣泛應(yīng)用于山石崩塌和露采邊坡等工程領(lǐng)域。另外,一些導(dǎo)致塊體滑動(dòng)和變形的外部因素(如地下開(kāi)采、地震和地下水壓力)的影響也能通過(guò)它進(jìn)行模擬。同樣由Itasca咨詢(xún)集團(tuán)開(kāi)發(fā)的三維離散單元程序3DEC(3 Dimensional Element Code),是迄今為止巖土力學(xué)領(lǐng)域功能最全也最為強(qiáng)大的三維非連續(xù)介質(zhì)分析程序,在采礦、地下核廢料處理、冰川力學(xué)等諸多方面已有了許多成功應(yīng)用的例子。由石根華與Good-man提出的塊體系統(tǒng)不連續(xù)變形分析法DDA (Dis-continuous Deformation Analysis),是基于巖體介質(zhì)非連續(xù)性,利用最小位能原理發(fā)展起來(lái)的一種嶄新的數(shù)值分析方法,可模擬出巖石塊體的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、張開(kāi)、閉合等全過(guò)程,在不連續(xù)巖體的滑動(dòng)與崩落研究當(dāng)中有其獨(dú)到之處。最新進(jìn)展則來(lái)自于采用離散程序和粒子流技術(shù)程序PFC2D/3D的問(wèn)世。該程序?qū)r體視作由一系列通過(guò)摩擦滑移接觸相互作用的球形粒子組成的集合體。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能以一種比較合理的方式模擬邊坡巖體因粒子簇間的聯(lián)結(jié)被內(nèi)部高強(qiáng)應(yīng)力打破而失穩(wěn)破壞的過(guò)程。
混合分析法在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用日益增多。該方法集極限平衡分析法、地下水流有限單元法和應(yīng)力分析于一體,目前采用該方法具有代表性的程序?yàn)镚EO-SLOPE系列軟件。混合分析法最新的進(jìn)展體現(xiàn)在粒子流技術(shù)與有限差分法藕合,為商用軟件FLAC3D和PFC3D。已經(jīng)在高邊坡的破壞和高地下水壓力對(duì)脆弱巖質(zhì)邊坡影響的研究中顯示出巨大的潛力。石根華1995年提出的數(shù)值流形法NMM(Numerical Manifold Method),作為DDA與有限元的統(tǒng)一形式,以流形分析中的有限覆蓋技術(shù)為基礎(chǔ),有效地解決了有限單元法、DDA和其它數(shù)值方法耦合的計(jì)算問(wèn)題,有著很強(qiáng)的通用性。
2.3可靠度法
可靠度方法與傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定分析方法不同之處在于：傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定分析方法通常采用安全系數(shù)來(lái)考慮不確定性因素的影響，評(píng)價(jià)邊坡工程穩(wěn)定性；而可靠度方法依托不確定性的概念，構(gòu)造隨機(jī)模型，采用可靠度指標(biāo)和破壞概率來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的安全度。可靠度方法中，蒙特卡洛法、一次二階矩法、統(tǒng)計(jì)矩法和隨機(jī)有限元法應(yīng)用最為廣泛。
3主要計(jì)算方法比較
與傳統(tǒng)的極限平衡法相比，土體穩(wěn)定分析的有限元法的優(yōu)點(diǎn)主要有：(l)不需事先假定滑裂面的形狀和位置；(2)由于引入了變形協(xié)調(diào)的本構(gòu)關(guān)系，因此不必引入假定條件，保持了嚴(yán)密的理論體系；(3)可以了解應(yīng)力變形的全部信息。極限平衡法解所對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)是虛擬的，求出的土條間內(nèi)力和滑面底部反力當(dāng)然不代表土體在產(chǎn)生滑移變形時(shí)真實(shí)存在的力，根據(jù)這些無(wú)法分析穩(wěn)定破壞的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，更無(wú)法考慮變形對(duì)土體穩(wěn)定的影響。而實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，穩(wěn)定和變形存在著相當(dāng)密切的關(guān)系，一個(gè)土坡在發(fā)生整體穩(wěn)定破壞之前，往往伴隨著相當(dāng)大的垂直沉降側(cè)向變形。在一些地應(yīng)力非常大的地區(qū)，必須考慮地應(yīng)力的影響，而極限平衡方法不能考慮地應(yīng)力的影響以及外部載荷加入后對(duì)應(yīng)力的重新分布的影響，這是極限平衡法的致命弱點(diǎn)。
從工程應(yīng)用角度來(lái)看，傳統(tǒng)的極限平衡法是評(píng)價(jià)土體穩(wěn)定的首選方法，隨著非線(xiàn)性有限元技術(shù)的不斷完善和計(jì)算機(jī)的日益普及，有限元法在評(píng)價(jià)土體穩(wěn)定性方面展現(xiàn)了巨大的生命力，但由于其對(duì)工程人員素質(zhì)提出了更高的要求，又限制了其在工程界的迅速推廣。
有限單元法可以考慮更為復(fù)雜的情況，但正是如此，其計(jì)算結(jié)果對(duì)計(jì)算模型、材料參數(shù)、求解方法很敏感。而極限平衡法已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，使用的參數(shù)少，力學(xué)模型簡(jiǎn)單，可以快速得出結(jié)果，計(jì)算結(jié)果相對(duì)穩(wěn)定，在工程計(jì)算中至今仍在廣泛使用。如何把兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是值得研究的課題。
文獻(xiàn)介紹了將邊坡有限元分析結(jié)果與極限平衡法相結(jié)合進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)分析的方法，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算，將分析結(jié)果與各種極限平衡方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明采用有限元法結(jié)合極限平衡法來(lái)分析邊坡邊坡穩(wěn)定性是可行的，既考慮了邊坡巖土體變形對(duì)穩(wěn)定性的影響，又能用工程界熟知的單一安全系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性；另一方面說(shuō)明極限平衡法在分析簡(jiǎn)單邊坡時(shí)是適用的，且結(jié)果均偏于安全。
其他前沿研究方法
由于邊坡工程是一個(gè)復(fù)雜的開(kāi)放系統(tǒng)，影響因素較多，并且?guī)в邢喈?dāng)?shù)碾S機(jī)性、模糊性和不確定性，沿用傳統(tǒng)的力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算分析，存在許多問(wèn)題和不足，有時(shí)甚至是無(wú)能為力。近年來(lái)，邊坡穩(wěn)定分析理論研究在吸收了現(xiàn)代科學(xué)理論中的耗散理論、協(xié)同學(xué)理論、混沌理論、隨機(jī)理論、模糊理論、灰色系統(tǒng)理論、突變理論等理論的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立和發(fā)展了一批非確定性分析方法。主要研究方法有：邊坡穩(wěn)定可靠性分析方法、隨機(jī)過(guò)程方法、模糊數(shù)學(xué)方法、灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)滑坡失穩(wěn)分析方法、人工智能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。這些新興學(xué)科的發(fā)展，為邊坡的穩(wěn)定性研究開(kāi)辟了新的發(fā)展空間，值得關(guān)注。
5 小結(jié)
當(dāng)前的邊坡穩(wěn)定性分析中，極限平衡分析法仍是主要的邊坡穩(wěn)定性分析方法；數(shù)值模擬方法發(fā)展迅速，大有取代極限平衡法之勢(shì)；可靠度方法，作為一種非確定性方法，只是上述兩種方法的一種補(bǔ)充和參考。而依托并行處理器快速發(fā)展起來(lái)的并行計(jì)算技術(shù)，使得有可能在未來(lái)10年里借助自適應(yīng)網(wǎng)格重剖分三維藕合程序從微觀層面上了解邊坡巖、土體的破壞機(jī)理,模擬邊坡破壞從開(kāi)始到結(jié)束的全過(guò)程成為巖土工程界的一大熱點(diǎn)。但是由于地質(zhì)體的復(fù)雜性、灰色性以及邊坡環(huán)境系統(tǒng)演化的概率特點(diǎn),完全得到其確定逼真解、最優(yōu)解是不可能的,理想的結(jié)果是求取確定模型與概率模型的滿(mǎn)意解。因此,各種新技術(shù)、新方法、新理論的引入及其與上述方法的藕合是邊坡穩(wěn)定性研究發(fā)展的主趨勢(shì)。
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論文關(guān)鍵詞：樁板式擋墻 設(shè)計(jì) 施工 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
論文摘要：簡(jiǎn)要介紹樁板式擋墻的構(gòu)造、設(shè)計(jì)、施工要點(diǎn)，并通過(guò)工程實(shí)例說(shuō)明樁板式擋墻在實(shí)際邊坡工程中的方案比選及設(shè)計(jì)應(yīng)用。
化工廠(chǎng)因礦產(chǎn)資源、地緣、環(huán)境等問(wèn)題而多建于山區(qū)，場(chǎng)地平整需高挖低填，存在許多填土邊坡和挖方邊坡。小型邊坡選用《重力式擋墻》等標(biāo)準(zhǔn)圖集中的擋墻即可，但高度大于8m的邊坡，則需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的邊坡工程設(shè)計(jì)。
填方邊坡中常用的支擋結(jié)構(gòu)有重力式擋墻、懸臂／扶壁式擋墻、樁板式擋墻、加筋土擋墻等；對(duì)于土質(zhì)挖方邊坡，常用的支擋結(jié)構(gòu)有重力式擋墻、樁板式擋墻、土釘墻等；對(duì)于巖質(zhì)挖方邊坡，常用的支擋結(jié)構(gòu)有錨桿(索)擋墻、錨噴支護(hù)擋墻等。此外，還有以上多種擋墻的聯(lián)合應(yīng)用。本文主要討論樁板式擋墻在邊坡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
1構(gòu)造及適用范圍
1．1構(gòu)造
樁板式擋墻由懸臂樁和擋土板組合而成，懸臂樁部分錨人地下，其截面為矩形，部分伸出地表，其截面形式為T(mén)形，擋土板可以做成預(yù)制平板、拱板或現(xiàn)澆板，其構(gòu)造簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。
1．2適用范圍
樁板式擋墻適用于一般地區(qū)的土質(zhì)填方邊坡。以及需要直立削坡的土質(zhì)挖方邊坡，其懸臂長(zhǎng)度可達(dá)15m左右，樁間距一般為4—6m，懸臂樁的施工類(lèi)似于人工挖孔灌注樁，樁頂設(shè)置通長(zhǎng)冠梁，其上可預(yù)埋鋼板設(shè)置防護(hù)欄桿。樁間裝配式預(yù)制擋土板一般用于填方邊坡；現(xiàn)澆擋土板一般用于直立削坡的挖方邊坡。
2計(jì)算
作用于樁板式擋墻上的荷載，主要為墻后土體的側(cè)壓力、土體表面的附加荷載、以及懸臂樁地下錨固段的土層反力，其受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。
樁身上部按懸臂樁計(jì)算其彎矩、剪力等內(nèi)力值，樁身錨固段應(yīng)根據(jù)地基土的情況，采用m法或k法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。樁頂位移應(yīng)小于樁身懸臂長(zhǎng)度的1／100，且小于100mm。可采用理正等電算程序進(jìn)行計(jì)算。
應(yīng)從樁前較完整的巖面或承載力較好的土層面起計(jì)算樁的錨固段人土深度，其最小錨固長(zhǎng)度不宜小于4m。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)第9．2．3條計(jì)算人土深度，可采用靜力平衡法進(jìn)行估算(詳見(jiàn)該規(guī)范中9．2．3條的條文說(shuō)明)，然后在電算程序中根據(jù)需要再調(diào)整其大小，但樁身總長(zhǎng)不宜大于30m。
除樁身內(nèi)力計(jì)算外，尚要驗(yàn)算樁前巖體(土體)的橫向壓應(yīng)力滿(mǎn)足以下要求：
盯≤Rh式中，Rh為地基橫向承載力特征值。如果不能滿(mǎn)足要求或過(guò)小，可通過(guò)調(diào)整樁身截面或樁身錨固長(zhǎng)度來(lái)解決。
(1)當(dāng)樁問(wèn)擋土板置于懸臂樁后擋土?xí)r，應(yīng)按全部側(cè)向土壓力作用的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算。
(2)當(dāng)采用樁前掛板或擋土板搭在樁的翼緣板上時(shí)，可按僅承受樁問(wèn)土體卸荷拱內(nèi)部分側(cè)向土壓力作用的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，由于該土壓力比庫(kù)倫土壓力顯著減小，建議內(nèi)力計(jì)算時(shí)考慮不小于1．5的安全系數(shù)。
(3)擋土板的分類(lèi)不宜太多，可按2～3m高為一級(jí)，取本級(jí)最下端擋土板對(duì)應(yīng)的土壓力按均布荷載計(jì)算。
3施工要點(diǎn)
(1)樁板式擋墻一般先挖樁，再施工擋土板。
(2)施工前應(yīng)核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況、實(shí)際開(kāi)挖情況是否與設(shè)計(jì)要求相符，認(rèn)真做好施工記錄。
(3)懸臂樁宜隔樁開(kāi)挖，按設(shè)計(jì)要求做好混凝土護(hù)壁，應(yīng)在上一節(jié)護(hù)壁混凝土終凝后才能進(jìn)行下部樁基的開(kāi)挖。
(4)遇到巖(土)松軟、破碎或有滑動(dòng)面時(shí)，應(yīng)在護(hù)壁內(nèi)順滑動(dòng)方向設(shè)置臨時(shí)橫向支撐并做好觀測(cè)。
(5)樁孔爆破應(yīng)采用淺眼爆破法，嚴(yán)格控制炸藥用量，并注意通風(fēng)。
(6)樁身混凝土必須連續(xù)澆灌，以免形成施工縫。
(7)樁身及擋土板的設(shè)計(jì)一般未考慮大型碾壓機(jī)械的荷載，故樁板后2m范圍內(nèi)不得使用大型機(jī)械填筑。．
(8)墻后填料為非滲水土?xí)r，應(yīng)設(shè)置不小于o．3m厚的砂礫石反濾層，做法同一般重力式擋墻。
4動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是指根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不斷對(duì)整個(gè)邊坡設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和補(bǔ)充。
在實(shí)際工程中，由于山區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜多變，地質(zhì)勘察報(bào)告準(zhǔn)確性的保準(zhǔn)率較低，地質(zhì)勘察報(bào)告可能會(huì)與實(shí)際地質(zhì)情況不符甚至差距較大，故規(guī)范明確提出邊坡工程的設(shè)計(jì)宜采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法。對(duì)地質(zhì)情況復(fù)雜的一級(jí)邊坡，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合邊坡地質(zhì)勘察報(bào)告，因地制宜，做好邊坡設(shè)計(jì)方案比選，提請(qǐng)業(yè)主及相關(guān)專(zhuān)家評(píng)審，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行邊坡?lián)鯄Φ脑O(shè)計(jì)。在施工開(kāi)挖中應(yīng)補(bǔ)充進(jìn)行必要的施工勘察，核對(duì)原地質(zhì)勘察結(jié)論，設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)掌握施工開(kāi)挖揭示的真實(shí)地質(zhì)狀況、施工情況及變形監(jiān)測(cè)等信息，及時(shí)對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行校核、修改和補(bǔ)充。．
對(duì)樁板式擋墻進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，要根據(jù)每根樁開(kāi)挖時(shí)揭示的地質(zhì)狀況對(duì)樁身入土深度、樁身配筋等進(jìn)行必要的調(diào)整，當(dāng)以上調(diào)整不能滿(mǎn)足要求時(shí)可在樁身上部施加錨索來(lái)改善樁身受力和變形。
5工程實(shí)例
我公司在重慶涪陵山區(qū)的某項(xiàng)目，地處三面環(huán)山一面臨空的山溝內(nèi)，為建設(shè)該項(xiàng)目，挖除很大部分山體后形成最高達(dá)40m的挖方邊坡和20m高的填土邊坡，平面布置見(jiàn)圖3。
由于山體起伏、地質(zhì)情況復(fù)雜，該邊坡工程共采用了重力式、扶壁式+樁基、樁板式、錨桿(索)、樁板式+錨索等多種擋墻型式。其中從B點(diǎn)到C點(diǎn)的挖方邊坡采用了樁板式擋墻。
根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，B點(diǎn)到C點(diǎn)間自上而下為素填土層(8～10m厚)／粉質(zhì)粘土層(6～8m厚)／強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，場(chǎng)地地坪標(biāo)高為2l6．o0，地坪以下0．5—1m即為強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，分布較均勻。在230．00標(biāo)高處設(shè)置4m寬通長(zhǎng)平臺(tái)，平臺(tái)以下做擋墻支護(hù)，平臺(tái)以上采用坡率法放坡處理。因該段為挖方邊坡且高14m，素土層較厚，如采用重力式、扶壁式擋墻等將放坡困難，土方開(kāi)挖量也很大，顯然不經(jīng)濟(jì)；而較厚的素土層上也不能采用土釘墻、錨桿擋墻等支護(hù)，且邊坡施工時(shí)不能影響該段兩邊的邊坡?lián)鯄Γ首罱K決定采用樁板式擋墻進(jìn)行支護(hù)，樁間距取6m，截面取1．8X2m，樁身錨固段從地坪下0．5m起算，人土深度按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第9．2．3條采用靜力平衡法估算為8m，懸臂段長(zhǎng)為14．5m，采用C30混凝土，HRB400級(jí)鋼筋，用理正巖土計(jì)算程序(4．5版)按k法計(jì)算樁板墻的樁身強(qiáng)度及變形，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1和表2，樁板墻立面見(jiàn)圖4中實(shí)線(xiàn)部分。
現(xiàn)場(chǎng)樁基開(kāi)挖時(shí)發(fā)現(xiàn)巖土分界面起伏較大，呈鋸齒形分布，顯然原設(shè)計(jì)已不能滿(mǎn)足要求，故按新揭示的地質(zhì)情況修改樁長(zhǎng)及截面，使相鄰樁的人土深度盡可能協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)突變，并重新計(jì)算樁身強(qiáng)度及變形，修改后的樁板墻立面見(jiàn)圖4中虛線(xiàn)部分所示。其中ZH一4在地坪以下近10m才進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，做樁板式擋墻已不能滿(mǎn)足樁頂位移要求及土體橫向承載力要求，故在樁身上半部設(shè)置2道錨索，錨索錨人泥灰?guī)r內(nèi)，形成樁板式錨索擋墻，見(jiàn)圖5。
錨索均采用1O股7。5鋼絞線(xiàn)捻制而成，單股鋼絞線(xiàn)采用公稱(chēng)直徑為15．20mm的標(biāo)準(zhǔn)型1X7鋼絞線(xiàn)，錨固長(zhǎng)度均為8m，錨具均為OVM15—1O，采用M30水泥砂漿灌孔。用理正巖土計(jì)算程序(4．5版)按m法計(jì)算樁身強(qiáng)度、變形及錨索拉力，錨索一的水平拉力為776．7kN，錨索二的水平拉力為784．3kN。
6結(jié)語(yǔ)
(1)樁板式擋墻適用于大部分高差較大的邊坡支護(hù)，其施工簡(jiǎn)便，竣工后維護(hù)費(fèi)用低，但施工周期長(zhǎng)，樁頂變形較大。
(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合邊坡地勘報(bào)告，做好邊坡設(shè)計(jì)方案比選。
關(guān)鍵詞：非飽和土；雨水入滲；滲流-變形耦合分析；有限元方法
1.引言
在降雨過(guò)程中，雨水會(huì)逐漸滲透到非飽和土坡中去。由于雨水的入滲，非飽和土坡會(huì)在滲流-變形耦合作用下逐漸變形，坡內(nèi)的吸力、孔隙水壓力和應(yīng)力分布也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。在長(zhǎng)時(shí)間的降雨入滲作用下，由于土體的力學(xué)性質(zhì)的變化和變形的發(fā)展，在初始穩(wěn)定的土坡體內(nèi)會(huì)逐漸形成滑裂面，從而導(dǎo)致滑坡的發(fā)生。從而會(huì)影響雨水入滲和變形耦合過(guò)程，可見(jiàn)有必要研究非飽和土坡在降雨入滲時(shí)的滲流-變形耦合過(guò)程。
對(duì)于降雨入滲時(shí)非飽和土坡的變形和破壞過(guò)程的研究主要集中于兩個(gè)方面[1-3]，一是物理模型實(shí)驗(yàn)研究[4-7]，另一是采用非飽和土固結(jié)理論的數(shù)值模擬研究[8-11]。陳鐵林等[12]基于雙變量非飽和土固結(jié)理論，考慮裂隙的影響，把固體骨架的應(yīng)力應(yīng)變特性理想為彈性的，以位移、孔隙水壓力和孔隙氣壓力為變量對(duì)一般超固結(jié)土邊坡和膨脹土邊坡進(jìn)行了有限元數(shù)值分析；袁俊平等[13]進(jìn)行了考慮裂隙非飽和膨脹土邊坡入滲模型與數(shù)值模擬，分析了邊坡地形、裂隙位置、裂隙開(kāi)展深度及滲透特性等對(duì)邊坡降雨入滲的影響；王環(huán)玲等[14]對(duì)于泄洪霧雨區(qū)裂隙巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了飽和-非飽和滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析，詳細(xì)研究了耦合后邊坡巖體的變形、應(yīng)力以及塑性區(qū)開(kāi)展。基于非飽和土簡(jiǎn)化固結(jié)理論[15]，沈珠江等[16-17]對(duì)膨脹土渠道邊坡進(jìn)行了降雨入滲和變形耦合分析，并與實(shí)測(cè)對(duì)比了孔隙水壓力變化和變形的發(fā)展。本文采用非飽和土簡(jiǎn)化固結(jié)理論和有限元分析方法對(duì)降雨入滲時(shí)非飽和土坡內(nèi)的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布和發(fā)展過(guò)程進(jìn)行探討。
2.非飽和土固結(jié)理論[2-15]
2.1有效應(yīng)力公式
5.結(jié)論
本文采用非飽和土的簡(jiǎn)化固結(jié)理論，采用彈塑性有限元對(duì)非飽和土土樣脫水時(shí)的室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，并對(duì)一非飽和土坡進(jìn)行了蒸發(fā)后降雨入滲時(shí)的滲流-變形耦合過(guò)程進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明本文提出的方法可以較好地模擬柱狀Del Monte砂樣的脫水試驗(yàn)過(guò)程中的孔隙水壓力的變化，且可以定量的模擬出非飽和土坡蒸發(fā)后入滲過(guò)程中位移和孔隙水壓力的分布。
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關(guān)鍵詞 ： 多邊界石方爆破， 動(dòng)力響應(yīng)， 振動(dòng)監(jiān)測(cè) ，波形分析
Abstract: this paper studies the project boundary blasting technology in the cutting of the application of the excavation, and analyzes the blasting cutting slope when the dynamic response of the law and the spread of blasting seismic waves and decay laws. The results of the study show that: in the mountains of highway engineering blasting authors, the spread of blasting seismic waves, decay laws and the terrain, closely related conditions; The energy of blasting seismic waves mainly concentrated in the low frequency part 10 ~ 60 Hz, and the main frequency range with the increase of the transmission distance of narrow, and the low-frequency; Particle vibration acceleration waveform and speed waveform similar, peak acceleration of decay laws and peak speed of decay laws similar but slightly different.
Keywords: more external boundary blasting, dynamic response, vibration monitoring, waveform analysis
中圖分類(lèi)號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、引言
山嶺重丘區(qū)公路工程爆破時(shí)，微地形變化十分復(fù)雜，在爆破設(shè)計(jì)時(shí)，如果仍借用平坦地形爆破經(jīng)驗(yàn)，不利于提高炸藥能量的有效利用率，造成大量富余爆能，對(duì)巖體邊坡的穩(wěn)定和周邊環(huán)境的影響不利。在山嶺重丘區(qū)運(yùn)用多邊界石方爆破技術(shù)[1~3]，在保障爆破效果和邊坡穩(wěn)定的前提下能合理使用炸藥。
在爆破過(guò)程中，對(duì)路塹邊坡振動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，有助于掌握爆破地震波的強(qiáng)度和頻譜結(jié)構(gòu)，了解其傳播和衰減規(guī)律，推測(cè)爆破震動(dòng)對(duì)路塹邊坡巖體的損傷程度和邊坡穩(wěn)定性的影響，并檢驗(yàn)爆破設(shè)計(jì)方案的合理性。
本論文將結(jié)合北京延慶縣西鐵路一典型多邊界石方爆破工程，在爆破設(shè)計(jì)時(shí)，基于多邊界石方爆破藥量計(jì)算原理和深孔爆破藥量計(jì)算公式，進(jìn)行深孔控制爆破，并對(duì)爆破現(xiàn)場(chǎng)的震動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后分析爆破效果和振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，探討多邊界石方爆破技術(shù)在路塹開(kāi)挖中的應(yīng)用研究。
二、背景工程
西鐵路[4]位于延慶縣東南部山區(qū)，道路起于西二道河，終于鐵爐村。道路全長(zhǎng)15.89公里，為山區(qū)三級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為30Km/h。西鐵路地處山前區(qū)及山嶺重丘區(qū)。山嶺重丘區(qū)山脈連綿起伏，溝壑與山峰相依，地形變化大。工程地理位置大部分路段地勢(shì)陡峻，路線(xiàn)兩側(cè)巖體比較穩(wěn)定。
本次爆破位于西鐵路K4+700~K4+760處，該處地形起伏較大，現(xiàn)狀地形坡度α=45°~60°，地質(zhì)表土為亞粘土，土層以下主要由花崗巖組成，花崗巖節(jié)理、裂隙發(fā)育。路基設(shè)計(jì)形式為全挖路塹，路基全寬7.5米，邊坡設(shè)計(jì)坡比為1: 0.5，開(kāi)挖深度為5~20m。
三、路塹開(kāi)挖爆破設(shè)計(jì)
（一）爆破設(shè)計(jì)方案
根據(jù)開(kāi)挖路段的設(shè)計(jì)資料、周邊環(huán)境以及工程地質(zhì)條件，對(duì)于全挖路塹，采用沿中心線(xiàn)首先開(kāi)槽，然后兩側(cè)向中間逐排起爆的方法。為了進(jìn)一步降低爆破振動(dòng)對(duì)路塹邊坡穩(wěn)定性的影響，對(duì)于孔深大于12m的炮孔，采用孔內(nèi)與孔外延時(shí)相結(jié)合的方法來(lái)控制最大段別的起爆藥量；臨近設(shè)計(jì)邊坡，采用緩沖爆破技術(shù)，通過(guò)控制孔網(wǎng)參數(shù)和單孔裝藥量，最大限度地減緩主炮孔爆破對(duì)路塹邊坡的破壞。
（二）深孔爆破參數(shù)選擇及裝藥量計(jì)算
多邊界條件下深孔爆破裝藥量計(jì)算公式為[5]：
(1)
基于花崗巖的物理力學(xué)性質(zhì)和現(xiàn)場(chǎng)試爆，取標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破單位耗藥量K=1.6~1.8kg/m3；自然地面坡度α=45°~60°，深孔爆破參數(shù)如表1所示。考慮巖體結(jié)構(gòu)的夾制作用，每孔實(shí)際裝藥量應(yīng)增加10%左右。對(duì)于臨近路塹邊坡的緩沖孔，其與主炮孔的間距取主炮孔間距的0.7倍，藥量約為表1中主炮孔藥量的一半。
表1深孔爆破參數(shù)表
孔深
h/m 孔距a
/m 排距b
/m KF(E，α)
/(kg·m－3) 單孔藥量
/kg 堵塞長(zhǎng)度
/m
8 2.5 2.0 0.32 13 3.5
10 2.5 2.0 0.32 16 4.0
12 2.8 2.2 0.34 25 4.0~5.0
(間隔裝藥)
16 3.0 2.5 0.36 43 4.0~5.0
(間隔裝藥)
18 3.0 2.5 0.38 51 4.5~5.5
(間隔裝藥)
四、爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析
（一）爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析依據(jù)
我國(guó)《爆破安全規(guī)程》[6]及有關(guān)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范都沒(méi)有對(duì)高邊坡開(kāi)挖的安全判據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)做出明確規(guī)定。本文選用應(yīng)用較廣的安全振動(dòng)速度閥值法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程條件和監(jiān)測(cè)結(jié)果，基于顧毅成[7]地面質(zhì)點(diǎn)峰值振速V與巖土破壞關(guān)系的研究成果對(duì)邊坡的安全穩(wěn)定性進(jìn)行類(lèi)比評(píng)價(jià)。
另外，本文還將分析爆破地震波的頻譜和地面振動(dòng)加速度情況。頻譜分析用于研究爆破地震波特性及其對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)方面，地面加速度能和地震產(chǎn)生的慣性力相聯(lián)系，這對(duì)分析路塹邊坡在爆破荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律和邊坡穩(wěn)定性非常重要。
（二）測(cè)點(diǎn)布置
本次爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在K4+730處，爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)采用拓普UBOX-5016和中科TC-4850兩種型號(hào)的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，并選用豎向速度傳感器記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)情況。根據(jù)爆區(qū)周邊環(huán)境條件以及相關(guān)單位的要求，在路塹橫斷面上邊坡沿坡頂方向依次布置四個(gè)振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。
距離*——指測(cè)點(diǎn)到路塹上邊坡線(xiàn)與地面線(xiàn)交點(diǎn)P的距離
目前我國(guó)水利工程管理，已經(jīng)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)化，從適應(yīng)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化。在管理體系上，實(shí)行從中央到地方分級(jí)負(fù)責(zé)的管理體制，并分為水行政主管部門(mén)及業(yè)務(wù)管理部門(mén)兩個(gè)體系。在法規(guī)建設(shè)方面，先后頒布了《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)防洪法》、《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》、《中華人民共和國(guó)防汛條例》及《水庫(kù)大壩安全管理?xiàng)l例》等水利工程管理的根本法規(guī)，并制訂了相應(yīng)的配套法規(guī)，如《混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、《水庫(kù)大壩安全鑒定辦法》、《水庫(kù)大壩注冊(cè)登記辦法》、《水閘安全鑒定規(guī)定》、《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》以及《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》等幾十種法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在上述法規(guī)的規(guī)范和指導(dǎo)下，使水利工程管理逐步走上法制化、規(guī)范化、科學(xué)化及現(xiàn)代化的軌道。
2水利工程建設(shè)與管理中存在的主要問(wèn)題
2.1部分已建工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，工程質(zhì)量有待提高，不能滿(mǎn)足防洪興利需要
例如，一些大江大河的堤防工程普遍存在堤頂高程不足、堤身斷面單薄、堤基滲涌嚴(yán)重等問(wèn)題。以長(zhǎng)江為例，1998年洪水期間，僅中下游干堤就出現(xiàn)險(xiǎn)情6100處，高水位時(shí)，每天險(xiǎn)情300余處。洪水災(zāi)害所造成的損失極其嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，l993-l998年，全國(guó)洪災(zāi)造成的直接經(jīng)擠損失高達(dá)10500億元。我國(guó)已建各類(lèi)水庫(kù)大壩86000余座，病險(xiǎn)水庫(kù)占40％左右。這些病險(xiǎn)水庫(kù)有的降低水位，甚至空庫(kù)運(yùn)行，嚴(yán)重影響其效益的發(fā)揮；有的帶病運(yùn)行，對(duì)下游人民的生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，一旦失事，將會(huì)造成慘重?fù)p失。
2.2“重建輕管”使水利工程管理手段落后，技術(shù)水平低，影響工程建設(shè)及其效益的發(fā)揮
例如，大量的水利工程年久失修，不少病險(xiǎn)工程沒(méi)能得到及時(shí)除險(xiǎn)加固。在管理手段和技術(shù)方面，就水利工程安全監(jiān)測(cè)（控）而言，目前的監(jiān)測(cè)（控）覆蓋范圍及水平與我國(guó)水利工程安全和調(diào)度運(yùn)行要求還很不相稱(chēng)，我國(guó)至今還沒(méi)有一個(gè)關(guān)于工程安全監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的國(guó)家級(jí)水利工程管理信息系統(tǒng)。在管理“軟件”上，無(wú)論是水利工程安全管理，還是除險(xiǎn)加固安排與資金投入都需要對(duì)工程做出安全風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估。
2.3水利工程建設(shè)跟不上國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)及環(huán)境發(fā)展的需要
目前的水利工程建設(shè)落后于形勢(shì)需要，有些大江大河至今仍無(wú)控制性水庫(kù)工程，缺乏對(duì)洪水的調(diào)控手段，致使防洪處于被動(dòng)局面。北方的干旱缺水嚴(yán)重影響人民生話(huà)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境，中央提出的西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略也必須要有足夠水資源作保證。我國(guó)修建了不少地面水庫(kù)，可對(duì)資源豐富的地下水庫(kù)的利用卻研究的不多。我國(guó)在解決北方、西部的干旱缺水和生態(tài)惡化問(wèn)題時(shí)，應(yīng)結(jié)合地下水庫(kù)的利用采取綜臺(tái)治理措施。我國(guó)城市建設(shè)發(fā)展很快，現(xiàn)代化大都市的污水排放及處理是必須解決的環(huán)保問(wèn)題，尤其是工業(yè)化大都市。
3水利工程建設(shè)所需采用的關(guān)鍵技術(shù)
3.1深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術(shù)
完善防滲體系、防滲效果檢測(cè)技術(shù)，分析超深、超薄防滲墻防滲機(jī)理，開(kāi)發(fā)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型防滲土工合成材料，開(kāi)發(fā)適應(yīng)大變形的高抗?jié)B塑性混凝土。
3.2堤防崩岸機(jī)理分析、預(yù)報(bào)及處理措施
崩岸形成的地質(zhì)資料及河流地質(zhì)作用分析、崩岸變形破壞機(jī)理分析、崩岸穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)研究、崩岸監(jiān)測(cè)研究及預(yù)報(bào)技術(shù)研究、崩岸防治及施工技術(shù)研究、崩岸預(yù)警搶險(xiǎn)應(yīng)急技術(shù)及決策支持系統(tǒng)研究。
3.3水利工程老化及病險(xiǎn)問(wèn)題分析
水利工程老化病害機(jī)理、堤防隱患探測(cè)技術(shù)與關(guān)鍵設(shè)備、病險(xiǎn)堤壩安全評(píng)價(jià)與除險(xiǎn)加固決策系統(tǒng)、堤壩滲流控制和加固關(guān)鍵技術(shù)、長(zhǎng)效減壓技術(shù)、堤壩防滲加固技術(shù)，已有堤壩防滲加固技術(shù)的完善與規(guī)范化。
3.4水利工程監(jiān)測(cè)技術(shù)
高精度、耐久、強(qiáng)抗干擾的小量程鋼弦式孔隙水壓力計(jì)，智能型分布式自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，水利工程中的光導(dǎo)纖維監(jiān)測(cè)技術(shù)，大型水利工程泄水建筑物長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)觀測(cè)及數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)方法研究，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水利工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，大壩工作與安全性態(tài)評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)，堤防安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，水利工程工情與水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及高壩及超高壩的關(guān)鍵技術(shù)：設(shè)計(jì)參數(shù)的分析，強(qiáng)度、變形及穩(wěn)定計(jì)算分析，高速及超高速水力學(xué)研究。
3.5碾壓混凝土及面板膠結(jié)堆石筑壩新技術(shù)的研究
對(duì)于碾壓混凝土壩，涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)、材料配比的研究、施工方法的改進(jìn)、溫控方法及施工質(zhì)量控制；做好面板膠結(jié)堆石壩，集料級(jí)配及摻入料配臺(tái)比的試驗(yàn)。做好膠結(jié)堆石料的耐久性、壩體可能的破壞形態(tài)及安全準(zhǔn)則、壩體及其材料的動(dòng)力特性、高壩壩體變形特性及對(duì)上游防滲體系的影響做好認(rèn)真分析。另外水利工程抗震技術(shù)，工程地震反應(yīng)及安全監(jiān)測(cè)，震害調(diào)查，抗震設(shè)計(jì)，以及抗震加固技術(shù)應(yīng)用。
3.6高邊坡技術(shù)研究
高邊坡工程力學(xué)模型破壞機(jī)理和巖石力學(xué)參數(shù)研究，高邊坡研究中的巖石水力學(xué)研究，高邊坡穩(wěn)定分析及評(píng)價(jià)技術(shù)，高邊坡加固技術(shù)及施工工藝研究，高邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，以及高邊坡反饋設(shè)計(jì)理論和方法研究。
3.7地下工程
復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下大型地下洞室群巖體地質(zhì)模型的建立及地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，不均勻巖體圍巖穩(wěn)定力學(xué)模型及巖體力學(xué)作用研究，圍巖結(jié)構(gòu)關(guān)系研究，巖石力學(xué)參數(shù)確定及分析研究，強(qiáng)度及穩(wěn)定性準(zhǔn)則研究，應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)的耦臺(tái)研究，大型地下洞室群工程模型研究，洞室群布置優(yōu)化，洞口邊坡與洞室相互影響及其穩(wěn)定性和變形破壞規(guī)律研究，地下洞室群施工順序、施工技術(shù)優(yōu)化，地下洞室圍巖加固機(jī)理及效應(yīng)研究，大型地下洞室群監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，隧洞盾構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究，巖爆的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)及防治技術(shù)以及圍巖大變形支護(hù)材料和控制技術(shù)。
3.8新型材料及新型結(jié)構(gòu)
新型材料研究涉及新型混凝土外加劑與摻合料、自排水模板、各種新型防護(hù)材料、各種水上和水下修補(bǔ)新材料、各種土工合成新材料，以及用于灌漿的超細(xì)水泥等。
3.9做好水利工程安全管理信息系統(tǒng)
建立現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集系統(tǒng)，遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制，中心站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的建立及信息接收子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)、安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)與信息服務(wù)子系統(tǒng)等，以及建立中央指揮站。
4結(jié)束語(yǔ)
水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，目前，水利已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約因素，洪澇災(zāi)害、干旱缺水及水生態(tài)惡化是水利工作亟待解決的三大問(wèn)題，水利工程建設(shè)與管理應(yīng)圍繞解決這三大問(wèn)題開(kāi)展工作。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，要做好水利科技發(fā)展規(guī)劃，并付諸實(shí)施。在采取必要的水利工程措施的同時(shí)，還要采取相應(yīng)的非工程措施。
關(guān)鍵詞:預(yù)裂爆破；高邊坡；爆破震動(dòng)；穩(wěn)定
Abstract: through the engineering practice in high side slope excavation of pre split blasting Wangkuai reservoir, from construction technology, the blasting parameters, blasting effect aspects of the pre-splitting blasting technology to ensure the stability of slope, the excavation of high slope in as far as possible to reduce the damage of blasting vibration on the slope of the role, to ensure the smooth and slope stability keep the slope.
Keywords: presplitting blasting; high slope；blasting vibration; stability;
中圖分類(lèi)號(hào)：TB41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
1 引言
露天深孔爆破由于施工進(jìn)度快，一次爆破工程量大，施工成本低而在石方開(kāi)挖工程中得到了廣泛應(yīng)用，近年來(lái)隨著水利水電建設(shè)步伐的加快，露天深孔爆破在石方開(kāi)挖中的應(yīng)用也越來(lái)越廣，但如何保證開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定、如何減少露天深孔爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定的危害，是爆破施工必須要面對(duì)的課題。本文根據(jù)爆破施工的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合邊坡穩(wěn)定，論證了預(yù)裂爆破技術(shù)在高邊坡開(kāi)挖中的作用。
2 工程概況
王快水庫(kù)溢洪道石方擴(kuò)挖96.2萬(wàn)m3，最大開(kāi)挖深度75m ,每10m預(yù)留1.5m寬?cǎi)R道，爆破施工工期18個(gè)月，工程量大，施工強(qiáng)度高。但溢洪道邊坡下游段表層為全風(fēng)化花崗片麻巖外，下部呈弱風(fēng)化，巖石節(jié)理、裂隙、斷層及軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖層和斷層的走向?qū)吰路€(wěn)定極為不利。
3 高邊坡預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)與施工
3.1 預(yù)裂爆破概述
炸藥在炮孔內(nèi)爆炸時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和高壓氣體并猛烈沖擊炮孔四周的巖體，使得周?chē)膸r體破碎或開(kāi)裂，為了使爆破開(kāi)挖的邊界盡量與設(shè)計(jì)的輪廓線(xiàn)相符合，不出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象，同時(shí)也使開(kāi)挖邊界上的巖體能盡量保持完整無(wú)損，保持其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低爆破震動(dòng)的危害范圍和破壞程度，在爆破施工中，常采用預(yù)裂爆破的方法保護(hù)邊坡，有的還在主炮孔和預(yù)裂孔之間布設(shè)緩沖孔。
所謂預(yù)裂爆破就是沿開(kāi)挖邊線(xiàn)布置密集炮孔，采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區(qū)爆破之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)輪廓線(xiàn)爆破出一條具有一定寬度的裂縫，以減弱主爆破對(duì)保留巖體的破壞并形成平整輪廓面的爆破作業(yè)。進(jìn)行預(yù)裂爆破時(shí)，為使巖體開(kāi)裂而又不致使巖壁遭受破壞，希望爆炸沖擊波作用于孔壁上的徑向壓力要低于巖體的極限抗壓強(qiáng)度，而由此派生的切向拉應(yīng)力則要超過(guò)巖體的抗拉強(qiáng)度，而巖石的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度要低得多，這就為實(shí)施預(yù)裂爆破提供了有利條件。實(shí)踐表明，預(yù)裂爆破具有明顯的降震作用，是減小露天深孔爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的最有效措施之一。
3.2 預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)
3.2.1鉆孔孔徑
預(yù)裂爆破的鉆孔直徑與臺(tái)階高度有關(guān)，一般3~5m的臺(tái)階，可選擇40~50mm的孔徑；6~15m的臺(tái)階，可選擇70~100mm的孔徑；15~30m的臺(tái)階，可選擇100~150mm的孔徑；超過(guò)30m的臺(tái)階，可根據(jù)具體鉆孔設(shè)備采用大孔徑預(yù)裂孔。鉆孔直徑與臺(tái)階高度基本成正比關(guān)系，即臺(tái)階越高，孔徑越大，但過(guò)大的孔徑是不經(jīng)濟(jì)的。通過(guò)大量的工程實(shí)踐總結(jié)和分析，有如下經(jīng)驗(yàn)公式：D=30+4H
式中：D為鉆孔直徑（mm）；H為臺(tái)階高度（m）。
施工中所選鉆孔直徑與計(jì)算值越接近，經(jīng)濟(jì)性越佳，技術(shù)性越合理。本工程根據(jù)上式、臺(tái)階高度及現(xiàn)有設(shè)備選用的孔徑為90mm。
3.2.2 鉆孔間距
鉆孔間距與鉆孔直徑的比值稱(chēng)為孔徑比E，E值是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它的大小決定了鉆孔數(shù)量和預(yù)裂爆破的質(zhì)量。從施工經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，E值取大一些好，E值越大鉆孔數(shù)越少；從技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)出發(fā)，E值小一些好。E值取的大一些，鉆孔雖然少了，但邊坡坡面質(zhì)量和平整度降低了。爆破理論證明，分散裝藥遠(yuǎn)比集中裝藥爆破對(duì)邊坡的破壞小，E值小時(shí)，炮孔數(shù)多，藥量相對(duì)分散，預(yù)裂爆破形成的坡面質(zhì)量和平整度好。一般E值在8~12之間選取，巖石堅(jiān)硬，完整性好，E值可取大一些；巖石風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育，E值應(yīng)取小一些。本工程E值取10，即鉆孔間距a為90cm。
3.2.3 鉆孔深度
炮孔深度根據(jù)臺(tái)階高度及設(shè)計(jì)坡比加超深確定，本工程臺(tái)階高度H為10m，設(shè)計(jì)坡比為1:0.3，超深取0.3m。則孔深為：
L=（H+h）/sina=（10+0.3）/sin74°=10.75m
式中：L為孔深，H為臺(tái)階高度，h為超深。
3.2.4 預(yù)裂孔與緩沖孔排距
為獲得良好的開(kāi)挖邊坡，在緊鄰預(yù)裂孔外側(cè)布置一排緩沖孔，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，爆破時(shí)在主爆孔后隔一定時(shí)間間隔起爆，以減輕爆破時(shí)對(duì)預(yù)留邊坡的沖擊作用，達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。預(yù)裂孔與緩沖孔之間的距離一般為正常炮孔的一半，主要是控制空地距離不得大于1.5~2.5m，本工程取排距為1.8m。
3.2.5 炸藥
炸藥采用2#巖石硝銨炸藥，若孔內(nèi)有積水，則采用乳化炸藥，藥卷直徑32mm。
3.2.6 不耦合系數(shù)
經(jīng)工程實(shí)踐證明，不耦合系數(shù)η=D/D0（D為炮孔直徑；D0為藥卷直徑）在滿(mǎn)足η=2~5時(shí)，才能形成質(zhì)量良好的預(yù)裂縫。當(dāng)D＞100mm時(shí)，η取3~5；當(dāng)D＜100mm時(shí)，η取2~3。本工程采用藥卷直徑為32mm，不耦合系數(shù)η=90/32=2.8。
3.2.7 裝藥結(jié)構(gòu)與線(xiàn)裝藥密度
預(yù)裂爆破既要保證預(yù)裂縫的貫通，又要保護(hù)炮孔孔壁不受破壞，盡可能提高半孔率，達(dá)到坡面平整，邊坡穩(wěn)定要求。在裝藥結(jié)構(gòu)上盡可能使藥卷和炸藥能量得到均勻分布。采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。按照設(shè)計(jì)的藥卷直徑、數(shù)量和間隔距離連同單根導(dǎo)爆索一起綁扎在竹片上，構(gòu)成藥串，然后將加工好的炸藥串送入炮孔內(nèi)，使竹片貼在保留邊坡側(cè)。
預(yù)裂孔的線(xiàn)裝藥密度一般為0.1~1.5kg/m，由于孔底巖石夾制作用，為確保裂縫貫通到孔底，在孔底1~2m范圍內(nèi)增加2~3倍藥量。本工程采用武漢水利水電學(xué)院經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。
q線(xiàn)=0.127*[σ壓]0.5*[a]0.84*[D/2]0.24
式中：q線(xiàn)為線(xiàn)裝藥密度（kg/m）；σ壓為巖石的極限抗壓強(qiáng)度(MPa),根據(jù)地質(zhì)資料70 MPa；a為炮孔間距（m）；D為炮孔直徑(m)。經(jīng)計(jì)算本工程線(xiàn)裝藥密度q線(xiàn)為0.46kg/m。
3.2.8 堵塞
孔口堵塞時(shí)，先用炸藥的包裝袋或草把團(tuán)成一團(tuán)送入炮孔，并于炸藥最上端接觸，然后用略微潮濕的粘土分段夯實(shí)堵塞。堵塞長(zhǎng)度為1.5m。
3.2.9 起爆網(wǎng)絡(luò)
起爆網(wǎng)絡(luò)采用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)絡(luò)，用1根主導(dǎo)爆索將各預(yù)裂孔的導(dǎo)爆索串聯(lián)起來(lái)，然后在主導(dǎo)爆索上綁扎2發(fā)非電毫秒導(dǎo)爆雷管實(shí)現(xiàn)微差間隔起爆。邊坡預(yù)裂孔應(yīng)先于其它炮孔75ms以上起爆，以便首先形成連續(xù)貫通的預(yù)裂縫，以阻隔后續(xù)爆破時(shí)對(duì)保留邊坡的擾動(dòng)破壞。
當(dāng)預(yù)裂爆破規(guī)模較大時(shí)，為減輕預(yù)裂爆破過(guò)程中對(duì)保留巖體的影響，可分段進(jìn)行微差爆破，每段之間連接2發(fā)2段非電毫秒導(dǎo)爆雷管起爆。
3.3 爆破效果
石渣清理后，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)察看，邊坡超欠挖基本控制在15cm之內(nèi)，平整度符合規(guī)范要求，坡面巖石無(wú)擾動(dòng)現(xiàn)象，預(yù)裂炮孔半孔率在80%以上。說(shuō)明以上爆破參數(shù)是比較合適的，保證了邊坡的穩(wěn)定。
4 預(yù)裂爆破施工中應(yīng)注意事項(xiàng)
（1）鉆孔時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查鉆孔的傾角和方位角，鉆孔偏斜誤差應(yīng)控制在1°之內(nèi)，確保預(yù)裂孔在同一個(gè)平面上。
（2）為了克服炮孔底部巖石的夾制作用，炮孔底部應(yīng)適當(dāng)增加裝藥量，當(dāng)孔深為3~5m時(shí)，線(xiàn)裝藥密度增大為2~3倍；孔深超過(guò)10m時(shí)，線(xiàn)裝藥密度增大為3~5倍；底部增加藥量的范圍為孔底起約0.5~1.5m。
（3）預(yù)裂孔在同一平面時(shí)，宜采用導(dǎo)爆索連接并同時(shí)起爆。
（4）預(yù)裂爆破分段起爆長(zhǎng)度不宜小于10m，這是因?yàn)殚L(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)使預(yù)裂線(xiàn)兩端所受夾制作用過(guò)大，影響預(yù)裂爆破效果。
（5）預(yù)裂炮孔和主炮孔之間應(yīng)布置一排緩沖孔，以減少預(yù)裂線(xiàn)附近大塊石集中現(xiàn)象，保證爆破效果。
5預(yù)裂爆破的特點(diǎn)
（1）預(yù)裂邊坡平整，穩(wěn)定性好，利于施工期及水庫(kù)運(yùn)行后永久邊坡安全。
（2）開(kāi)挖時(shí)不用預(yù)留保護(hù)層，預(yù)裂縫之外都可以采用深孔爆破，簡(jiǎn)化了施工程序，加快了施工進(jìn)度。
（3）所形成的預(yù)裂縫能有效削減爆破應(yīng)力波對(duì)永久邊坡的危害。
（4）減少了邊坡整修工程量和超欠挖現(xiàn)象，節(jié)省了混凝土的回填工作量。
（5）減少了巖基固結(jié)灌漿處理工程量。
6結(jié)語(yǔ)
邊坡的穩(wěn)定性既受地質(zhì)地形條件、氣候條件的影響，又受爆破方法、爆破技術(shù)的制約，所以，在爆破施工中如何保護(hù)邊坡穩(wěn)定是一個(gè)較為關(guān)鍵的問(wèn)題。本工程采用預(yù)裂爆破技術(shù)取得了較好的效果，可以說(shuō)預(yù)裂爆破技術(shù)是解決高邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定問(wèn)題的有力措施之一。
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