边坡工程勘查设计

第一章前言第一节任务来源及目的一、任务来源洞头县新域区拟建燕山路，由于路基穿过燕子山麓，会在山体侧形成路堑边坡。为此，于2005年3月，洞头县新城区开发建设指挥部委托浙江省第十一地质大队开展燕山路路基开挖暨边坡工程地质勘查及设计。二、目的任务本次工作目的与任务如下：1、对道路边坡范围及影响区（以下简称“勘查区”）进行工程地质、水文地质及环境地质调查，基本查明区内地层岩性、地质构造、岩土体工程地质特、水文地质条件及地质灾害发育现状等，并进行工程地质条件评价，编制工程地质勘查综合图，为边坡工程设计提供技术依据依据；2、按《建筑边坡工程技术规范》和业主要求，提供边坡工程平面图、削方断面图及防护工程施工图等，并提供工程造价估算。第二节勘查设计依据及收集利用资料一、勘查设计依据及执行的主要规范标准（1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）;（2）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）;（3）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）;（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）;（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）;（6）《城市道路设计规范》（CJJ37-90）;（7）《燕山路边坡工程勘查设计合同书》和《任务委托书》。二、收集利用资料1、《1/20万温州幅、黄岩幅、洞头幅区域地质调查报告》（浙江省区域地质调查大队三分队，1979）；2、《1/20万温州幅、黄岩幅、洞头幅区域地质调查报告》（浙江省水文地质工程地质大队，1981）；3、《洞头县矿产资源规划》（浙江省区第十一地质大队，1990）；4、《洞头县地质灾害防治规划》（浙江省区第十一地质大队，2003.9）；5、《洞头县北岙镇燕子山采石场生态环境治理工程设计》（浙江省第十一地质大队，2005）；6、洞头县新城区开发建设指挥部提供的“燕山路路基设计方案”；7、《洞头新城区排涝方案设计报告》（温州市水利电力勘测设计院，2005.6）。第三节边坡勘查设计工作级别及设计基本原则一、勘查设计工作级别燕山路穿过坡麓，会形成高边坡，且为城区主干道路，属重要工程，按《岩土工程勘察规范》及《建筑边坡工程技术规范》，确定边坡勘查等级为甲级，边坡工程安全等级为一级。二、设计基本原则按照《建筑边坡工程技术规范》、“燕山路路基设计方案”及“新城区排涝方案设计”要求，结合当地地质环境条件、燕子山公园建设规划，确定本次设计的基本原则；1、确保边坡满足道路安全、路基基建和排洪要求；2、满足燕子山公园景观建设规划，要求防治后边坡美观和生复绿，并与燕子山采石场生态环境治理工程相协调。3、结合地质环境及当地的技术经济条件等，优先采用技术可靠、施工简便、投入少的方案。4、尽量减少对山体自然生态环境的影响，争取工程区与周边自然环境协调一致。5、工程按永久边坡设计，安全等级为一级，按动态法设计。第四节完成的工作量及工作质量评述一、完成的工作量我队于2005年3月上旬接受任务委托，3月6日组织有关工程技术人员及钻机班组进场开展野外调查和钻探工作，于3月18日完成全部野外，尔后进入室内资料综合整理和设计文件编制，于2005年4月30日完成工作。完成主要工作量见表1.表1完成工作量一览表项目单位工作量备注1/500地形图Km21/500地形剖面m/条1/500地质测绘㎡调查线路Km地质调查点个钻孔m/个浅井m/个访问人次次照相张收集资料价二、工作质量评述1、地形测量收集地形图由洞头规划测绘大队承担，采用温州独立坐标系，实测比例尺为1：500，满足勘查精度要求。2、地表地质测绘勘查范围包括工程区（道路和边坡范围）及其所在的第一斜坡带，勘查精度为1：500，对勘查范围内主要地质与工程地质现象及特征进行了较细致的观察，以观察点勘查为重点，对地质露头控制点及主要工程地质现象进行观察、描述、拍照、素描等。野外手图采用缩小的1：1000地形图/3、工程地质钻探及浅井钻孔4个。公路轴线部位钻孔控制深度一般达设计路面或进入中等～微风化基岩不小于3m；浅井1个，控制进入了强风化基岩。施工严格遵循工程钻探施工规范要求，钻孔取芯率超过70%。此外，野外工作实行三级质量管理，先后开展过自检、互检和大队总工办野外验收等工作，因此本次工作基本满足边坡勘查有关规范要求。第二章工程地质勘查燕山路通过燕子山山麓，勘查区公路全段有边坡开挖，局部会形成较高的边坡。因此，勘查重点为查清工程区及后山的工程地质条件和拟开挖边坡的结构特征。第一节自然及地质环境概况一、自然地理1、交通地理位置燕子山居于洞头县新城区（北岙镇）北西端，濒临东海，其西方为海滨大道。拟建燕山路位于燕子山南面，西接海滨大道，东抵九听村，属环绕新城区的北线，距轮渡码头约500m，因此工程区交通十分便利（图1）。2、气象水文特征（1）气象勘查区属亚热带海洋型气候，温暖湿润，四季分明，冬暖夏凉。年平均气温为17.5℃，温差小。年平均降雨量1319.4mm，年最大降雨1752.4mm,日最大降雨量214mm。降雨多集中在3～6和8～9六个月，占全年降雨量的70%以上。（2）水文燕子山属滨海低丘陵，最高山峰海拔高程114m。在勘查区东端，发育一冲沟，冲沟汇水面积小，沟道短、切割不深，纵坡降大于166%，属雨源性小冲沟，雨期有小水流，雨后不久干涸。燕子山濒临东海，据洞头县海洋水文站临测资料，县域潮汐属规则半日潮，历史最高潮位6.27m（94年8月21日），最低潮位-17.2m，最大历史潮差6.77m，平均潮并4.09m。燕山路设计路面海拔高程4.9～5.2m，低于历史最高潮位，为防海潮需要，在海滨大道西侧已建城市防洪、防浪堤。二、区域地质概况1、地形地貌燕子山属滨海丘陵地貌。山顶为北东走向山脊和鞍部，中间为鞍部，海拔高程68m，北东最高山峰海拔高程114m，南西侧小山尖海拔高程75.5m。勘查区斜坡上陡下缓，上部属基岩裸露区，坡度30～38°,高差30m左右，坡表仅有少量的残坡积物，植被基本不发育；下部基本属残坡积松散物覆盖区，坡度15～28°，高差30余米，地表以旱地（荒地）为主，主要生长芒草和小灌木；坡脚有陡坎，坡度55～70°，高差6～15m，西高东低，仅坡顶有杂草，大部分基岩裸露。2、地层岩性勘查区出露基岩地层为上侏罗统高坞组（J3g），其岩性层分为上下两个岩性段，上部（J3g2）为浅灰色流纹斑岩，流动构造发育，流纹清晰且细密，在斜坡中上部出露;下部(J3g2)为灰白色流纹质晶屑凝灰岩,晶屑主要成分为长石和石英,含量40%,石英颗粒较粗大,块状构造,主要在斜坡下部出露和钻孔揭露.侵入岩岩性为粉黄色的霏细斑岩,属脉岩,斑晶为细小的钾长石,霏细结构,块状构造,脉岩走向60°，控制宽度约15m.分别在西部的坡脚陡坎和东部的上部梯田台坎处出露,两者在走向上相连.第四系为残坡积(Qel-dl),以坡积为主,呈黄褐色,岩性为粉质粘土夹碎石,碎石棱角状,大小以1～3cm居多,含量20～60%,厚度0.5～4m.主要分布在斜坡下部,以梯田区厚度大.3.地质构造与区域稳定性(1)地质构造勘查区位于华南褶皱系浙东南褶皱带的泰顺-温州拗陷之南东.据区域地质资料,区域以发育北东走向断裂和岩脉为主要特征,褶皱构造不发育.本次勘查发现两条小断裂,产状分别为332∠53(F1)和145∠64(F2).F1断裂面平直,延伸稳定,面张开1～3mm,充填铁锰质或夹泥,断裂位于构造破碎带内,破碎带宽度约15m,破碎带岩石岩性为霏细斑岩,岩体呈碎裂状,构造节理十分发育;F2断裂主要表现为宽1～2m的挤压破碎带.上述断裂力学性质都为压性.此外,还发育一条北西走向的小构造(F3),主要表现为断裂面,产状241∠75,面平直,延伸稳定,张开2～30m,夹泥,构造破碎带不发育.(2)区域稳定性据《浙江省地震目录统计》，近现代温州域内发生的近十次3.0级以上地震（其中三次为破坏性地震，最高震级为4.75）。洞头县从史料记载，历史上少震，近期地震微弱。从区域地质构造和历史地震记录的时空分布情况分析，地震震级小，频率低、强度弱，本区属于相对稳定地带。另据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,勘查区地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度为６度区，区域基本稳定。第二节工程区工程地质特征一、边坡（道路）工程特征燕山路西起海滨大道，东至九听村，需设计边坡段长约320m，按人车分流设计，车行道为双向四车道，路面宽12m，两侧人行车道各3m，总路面宽18m。设计边坡段道路轴线路面设计海拔高程自西向东为4.9~5.55m，而道路轴线上地面标高自东向西为4.08~20.55,因此边坡工程主体属挖方。按《洞头新城区排涝方案设计报告》要求，燕山路靠山侧（北侧）安排一条排洪沟，要求沟底净宽及净高都不小于1.5m×1.5m，沟底自东往西降低，纵坡降4‰，沟底混凝土衬层厚20cm，排洪沟起点位置为燕山路K0+518.05m，则计算排洪沟底开挖高程2.59~3.87m。二、地形特征工程区位于坡麓，海拔高程4.66~30m，自然地表坡度15~30°，除坡脚为陡坎外，总体上陡下缓；原有机耕路上方大部分为梯田旱地，呈台阶状地形，平台宽1~5m，台坎高1~6m；机耕路所在平台宽3~15m，地面自西向东降低；坡脚陡坎自西端高约15m网东逐渐降低至1m左右，坡度55~70°。三、边坡结构特征1、岩土体工程地质分层根据野外勘查及钻孔揭示，工程区岩土体可分为4个工程地质层：①残坡积层，岩性为浅灰色、黄褐色粉质混碎石，稍密状。碎石棱角状，大小较均一，已1~3cm为主，含量变化大，介于20~60%，碎石成分以流纹岩为主，含少量凝灰岩，说明成因以坡积为主；块石偶有分布，直径小于0.5m，角砾、砂占5%，其余为粘性土。工程区大部分松散层厚度介于1.5~4m，厚度自上而下增加。②全风化岩工程区及基岩岩性为凝灰岩和霏细斑岩。风化一般为稍密状碎石，局部为粉质粘土，可塑~硬塑状，分布较普遍，厚度一般1~2.5m，在采石场治理区的F1构造带内，全风化岩厚度超过5m。③强风化岩基岩岩性为凝灰岩和霏细斑岩，岩石矿物成分大部分风化或蚀变，岩石锤击声沉闷，易碎，除构造裂隙发育较密集外，风化裂隙十分发育，裂隙张开或夹泥，岩体十分破碎，呈碎裂状，结构强度较低。岩体一般干燥，仅局部断裂附近裂隙有少量渗水或浸湿现象。工程区强风化岩普遍分布，厚度1~6m。④中等~微风化岩基岩岩性为凝灰岩和霏细斑岩，岩石矿物基本未风化变化，略有蚀变，岩石较新鲜，呈浅灰色或淡黄色；坚硬~次坚硬状，锤击声脆，受锤击不易破碎，岩体构造节理总体发育稀疏，岩体较完整，呈块状结构。中等~微风化岩除道路东段的坡脚陡坎（梯田台坎）处出露外，钻孔也有揭露，埋深一般3~5m，中等风化岩钻孔控制厚度5.5~6.7m。2、岩土体主要物理状态据野外观察，对照《岩土工程勘察规范》，确定边坡各岩石土层的主要物理状态。表2边坡各岩土层主要物理状态及坡率允许值编号岩土层土体状态岩石类别岩体类别调查稳定陡坎坡度坡率允许值（坡高5～10cm）①粉质粘土混碎石（混合土）稍密≦55°1：0.75～1：1.25②全风化岩（碎石或粉质粘土）稍密、可塑≦55°1：0.75～1：1③强风化岩较坚硬Ⅲ类≦60°1：0.5～1：0.75④中等风化岩坚硬Ⅱ类≦75°1：0.3～1：0.53、岩体结构面发育特征工程区发育构造节理以北东（北东东）向为主，北西向和近东西向节理次之，调查节理特征及统计见表3。表3节理调查特征与统计一览表产状特征分布及发育程度与道路边坡的结构关系综合表3所述，工程区节理力学性质普遍较差，强风化岩层内构造节理发育较密集，影响岩体结构强度，其中作为顺坡向的北东东及近东西向节理，其顺角普遍较缓，因此顺坡结构面较大程度地决定了拟开挖边坡的稳定性。四、边坡（斜坡）变形破坏特征据地表地质调查及走访，勘查区以往地质灾害仅发生于人工边坡或台坎处，主要表现为台坎上松散土受暴雨和重力影响发生小坍塌，局部陡直边坡上也出现过基岩风化层沿顺坡结构面发生滑塌，不论土质台坎塌方，还是边坡上岩土体受结构面控制发生