時間：2022-10-06 16:18:18
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1擋土墻材料使用漿砌塊石，塊石強度的等級一般應不低于MU30，而且塊石表面應清洗干凈，在施工中采用座漿法，嚴禁干砌，施工過程中要確保砂漿填塞飽滿，并且砂漿等級不能小于M7.5。在設計及施工中要確保擋土墻地基承載力特征值不能小于200kPa。施工中要切實實行分層錯縫砌筑技術，擋土墻的基底和墻趾臺階轉折處不能有垂直通縫現象。
1.2墻后填土宜優先采用透水性好的碎石土，砌體強度達到設計強度的70％時，分層夯實。當采用粘性土作填料時，宜摻入適量的碎石夯實，密實度不小于85％。不應采用淤泥、耕植土、膨脹性粘土等軟弱有害巖土體作為填料。墻背填料綜合內摩擦角不小于35°，壓實系數不應小于0.94。
1.3為排出墻后積水，應設置泄水孔。泄水孔采用φ80PVC管，水平間距2m，傾角不小于5％，進入填土側管壁帶孔，外包濾網。上下左右交錯設置，最下一排泄水孔的出水口應高出地面≥200mm。
1.4墻頂用水泥砂漿抹成5％外斜護頂，厚度不小于30mm；擋土墻背側應設置200mm～400mm的反濾層，泄水孔附近1m范圍內應加厚至400mm～600mm?；靥钔翞樗槭粱蛏靶酝習r，應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、外、頂三方填塞，深度不小于150mm。在擋土墻拐角處，應適當加強構造措施?；琢η蟠植冢瑢φ承酝恋鼗突壮睗駮r，應夯填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錨桿施工技術的應用
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殘渣。鉆孔傾角偏差不超過±2°。鉆進過程中應對每孔地層變化、進尺速度、地下水情況以及一些特殊情況做現場記錄。若遇塌孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿36h后重新鉆進。
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確，每隔2m設置一個定位支架，錨孔定位力求準確，偏差不超過±10mm。錨桿制作好后，應盡快使用，不宜長期存放。安裝采用人工推入法進行，安裝時，應盡量保持平順，下到孔底時應適當上提，以避免壓彎，對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選用水泥標號PC32.5R的合格材料，施工中注漿壓力一般應為0.5～1.5MPa，在配置時水泥砂漿水灰比為0.4～0.5，灰砂比為3:1，特別要注意的是漿體強度不能低于M30。而且在施工注漿時要把注漿管置入離孔底，且不大于300mm。
2.4格構梁施工一般采用現澆施工，在施工前應該先進行錨桿、錨索施工，施工操作時鋼筋混凝土格構梁應整體嵌于邊坡中，施工的護坡坡面應保護平整、夯實，無溜滑體、蠕滑體和松動巖塊。
3邊坡的截排水施工
3.1填土基礎必須按規定尺寸分層夯實，每層20cm，壓實系數大于0.90。開挖出的溝基，應進行地基處理加固，以確保地基承載力達到要求。按照設計及規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，石縫要以砂漿填滿搗實。砌石時，基礎鋪設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，鋪灰座漿要牢實。
3.3溝渠開挖與邊坡處理：排水溝采用人工開挖，開挖深度必須大于溝底厚度與側邊墻高度之和，開挖邊坡比1:0.15~1.:02。漿砌后兩側超挖部分用粘土進行回填夯實，確保水渠穩定安全。
3.4截水溝應能保證迅速排出地面水流，溝底縱坡不應小于0.3%，以免水流停滯；截水溝彎曲段的彎曲半徑，應保證圓滑順暢，不應小于溝底寬度的5倍；陡坡和緩坡段溝底應設伸縮縫，溝間距為10~15m。消能池根據邊坡地形條件設置在跌水槽落差較大區域或跌水槽匯入市政排水系統位置處，為防止泥沙堵塞截水溝，沉砂池應根據邊坡地形條件設置在截水溝出水位置處。
3.5格構內噴混植草。噴混植草即采用混凝土噴射機把基材與植被種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到邊坡表面，噴混植草的基本構造為：鋼絲網（或者土工格柵網）和基材混合物兩個部分。
4結語
1．1地層
區內出露沉積地層有晚太古代變質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：晚太古代變質表殼巖：分布在礦區的中東部，呈帶狀北北東向展布，南北長約1400m，東西最寬約700m，面積約0．7km2，周圍被變質深成巖包裹，呈一個規模較大的俘虜體產于變質深成巖之中，總體呈單斜產出。2線以南地層走向近南北，傾向西，傾角70°～84°；2線以北地層走向漸變為北東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。根據巖石組合特征，按巖性對比，其地層年代相當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出，空間分布穩定。巖石呈灰黑色，細粒變晶結構，變余晶屑結構，變余微層理構造。主要礦物為普通角閃石，含量25％～30％；斜長石占50％～55％，石英20％～30％；含少量黑云母。局部黑云母含量增高，過度為黑云母角閃變粒巖。2）云母片巖：主要分布在9～13線間，為Ⅱ號礦體直接圍巖。巖石呈灰色～灰白色，細粒鱗片變晶結構，片狀構造。主要由絹云母、白云母、黑云母、石英組成。云母和石英合計含量一般大于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。中生代火山沉積凝灰巖：分部在礦區西南部，呈角度不整合覆蓋在變質基底之上。屬燕山早期巖漿活動的產物，巖石呈灰紅和灰綠色，火山碎屑狀結構，不明顯的流紋狀構造［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構造
區內構造復雜。太古代晚期，受區域變質作用改造，區內巖石普遍發生塑性變形；變質表殼巖形成一系列小型揉皺和褶曲；變質深成巖和變質深成侵入體形成一系列透入性面理和片麻理；構造線總體走向為北北東。中生代晚期，該區巖漿活動強烈，伴隨響山巖體侵位，構造活動以脆性斷裂為主；區內變質表殼巖總體為一單斜構造［2］，礦區內斷裂構造不甚發育，主要有兩條斷層，即F1、F2。
1．3巖漿巖
區內巖漿活動強烈。太古代晚期巖漿活動，形成變質閃長巖及混合巖等變質深成巖，構成安子嶺片麻巖套。中生代晚期，巖漿活動以響山花崗巖侵入為主，伴隨一系列基性－酸性巖脈產出［2］。變質閃長巖：屬太古代晚期變質深成侵入體，主要分布在礦區中西部，與變質表殼巖和混合片麻巖呈侵入或構造接觸關系。原巖為閃長巖－石英閃長巖。變質閃長巖呈淺灰色。變余半自形粒狀結構，塊狀構造，局部呈片麻狀構造。混合巖：屬太古代變質深成巖，為變質深熔作用或原地重融的產物。主要分布在礦區的北部，面積較大，構成安子嶺穹窿的主體。與變質表殼巖呈侵入或構造接觸關系。巖石呈淺肉紅色，風化后呈灰白色，變晶結構，
2廟溝鐵礦工程地質分區勘查
2．1南幫邊坡地質勘查
10線以南范圍內屬礦區南幫，組成邊坡的巖體呈淺肉紅色，中粒花崗結構，斑狀構造，南幫斑狀花崗巖為主，受結構面切割巖體成塊狀結構。南幫敞口越小，彈性力學的泊松效應形成的“圈谷”環向的約束作用越明顯，裂隙處于閉合狀態，邊坡整體穩定性并不一定降低，而且深部邊坡巖體一般比較新鮮，風化弱，質量好于淺部，同時爆破震動和水的侵蝕弱，沒有其他構造控制的情況下，穩定性較好［1］。
2．2西幫邊坡地質勘查
西幫邊坡巖性分布較為復雜，且邊坡高度加陡，是該項目研究的重點區段。該區邊坡巖石節理發育明顯并具有明顯的球狀風化特征。西幫南區（4～10線）和西幫北區（1～4線）邊坡巖性特征差別較大，4～10線巖體顏色灰褐色，1～4線巖體呈淺肉紅色，風化后成灰白色，兩種巖性有明顯差異。因此，分別對4～10線西幫南區和1～4線西幫北區進行詳細勘查［1］。西幫南區（4～10線）勘查結果：4～10線范圍內巖石，節理較為發育，大部分節理走向與邊坡傾向近乎平行，次生卸荷裂隙發育，邊坡表面巖體破碎較為嚴重，成塊狀－散體結構，風化崩落巖石碎塊較多。8～10線有F2斷層經過，在斷層帶上下盤附近巖體較為破碎，同時潛在多組結構面和斷層組合，存在局部單臺階的楔狀危巖體。10號勘探線附近東西方向有一排水溝，流經臺階處有明顯的滲水痕跡，礦山應做好防排水工作，防止滲水產生臺階局部滑落。雖然該區段的巖體結構面比較發育，但巖性為角閃變粒巖，巖塊的強度較高。西幫北區（1～4線）勘查結果：礦區西幫北區1～4線邊坡，巖體呈淺肉紅色，風化后成灰白色，此處巖體主要以變質閃長巖、混合巖為主，此帶主要由片理化很強的陽起石片巖組成，局部充填石英脈，走向340°～10°，傾向西，傾角約79°，0線以北傾向南東，其中變質巖風化強烈，微斷裂和節理密集發育，片理化帶寬12～25m，巖圖1西幫北區片幫滑移帶示意圖塊強度很低，侵水后強度更低。該處片理化帶曾于2006年發生過厚2～3m的2～3個臺階的片幫滑坡（見圖1），表明該處巖體穩定性較差，擴幫加陡過程中應密切監控該處的邊坡穩定。0～4勘探線之間，564水平以上筑有高8m的砼壩?？拷艍伪眰冗吰聨r體破碎，局部臺階風化成散體土狀，壩體及臺階表面雨水沖刷痕跡較為明顯，并存在與臺階走向平行的裂縫。
2．3東幫邊坡地質勘查
東幫巖體以角閃變粒巖為主，巖石呈灰綠色，風化后局部呈灰色，主要由斜長石、角閃石、石英組成，含少量綠泥石。結構面發育，存在兩組貫通性較好的節理，0～2線有地下水聚集涌出，礦山已鋪設排水管道［1］。
3地質勘查分析結果
關鍵詞：邊坡支護，工程造價，控制
0.前言
工程造價的計價具有動態性和階段性（多次性）的特點。工程建設項目從決策到竣工交付使用，都有一個較長的建設期。在整個建設期內，構成工程造價的任何因素發生變化都必然會影響工程造價的變動，不能一次確定可靠的價格，要到竣工結算后才能最終確定工程造價，因此需對建設程序的各個階段進行計價，以保證工程造價確定和控制的科學性。論文參考網。我國對國有資金投資項目的投資控制實行的是投資概算審批制度，國有資金投資的工程原則上不能超過批準的投資概算。某地下空間項目是國有資金投資的項目，工程竣工結算價不超過政府部門批準的概算價是投資控制的目標。論文參考網。
1.建設單位對建設項目造價控制的方法
在基本建設中，作為投資方的建設單位除作為在項目實施過程中的協調組織各參建單位保質保量、在計劃時間內完成基建項目外，對項目投資進行有效的控制是建設單位最重要的任務之一。本節從建設單位的角度出發，探討如何控制建設項目的投資成本。論文參考網。
1.1設計階段的造價控制
擬建項目經過決策立項后，設計就成為工程建設的關鍵。因為設計是工程項目付諸實施的龍頭，是工程建設的靈魂，是控制基本建設投資規模，提高經濟效益的關鍵。在這一階段工程造價的管理主要體現在“技術與經濟”的相結合上。據經驗分析，設計階段對工程造價的影響程度達70%～90%。，設計的優劣直接影響建設費用的多少和建設工期的長短，直接決定著投入的人力、物力和財力的多少。據統計，技術經濟合理的設計，可以降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%。
1.2施工階段的造價控制
在工程施工階段，由于工程設計已經完成，工程量已完全具體化，并完成了施工招標工作和簽訂了工程承包合同。據統計，這一階段影響工程造價(即工程投資)的可能性只有5%～10%，節約投資的可能性已經很小，但是，工程投資卻主要發生在這一階段，浪費投資的可能性則很大，因此，建設單位在施工階段對工程造價的管理除了加強合同管理、工程結算管理外，重點應加強工程施工現場管理，杜絕投資浪費。
1.3竣工結算階段的造價控制
項目竣工驗收后，結算也是控制工程造價的關鍵步驟。工程結算應抓好以下幾個環節：
1.3.1核對與編制好結算資料基礎
任何一個工程項目，在編制結算時都要以相關資料為依據。因此在審核時，首先要對相關資料進行審查。從施工圖紙、招標文件、工程承包合同到施工全過程的動態資料都要一一核對，力求資料完整齊全，確保審核工作正常進行。工程任務完成與否要以施工圖紙為依據，工程的工期、質量、建筑材料價格、獎懲等規定要以承包合同和補充合同或其他形成的協議條款作為依據，而具體施工中的動態進展，局部更改和隱蔽工程等都要有相關的資料佐證才能進入結算。一言蔽之，沒有完整齊全的資料所作的結算是不完善的結算，而沒有完整齊全的資料所進行的審核就會得出不準確的結論，達不到審核所要達到的目的。
1.3.2工程量是審核的關鍵
工程量費用是工程造價的主體。運作中具有較大的彈性和隱蔽性。審核工程量是重點，也是難點。在審核中，經常會發現結算的工程量與實際完成的工程量有出入，原因很多，一般有以下幾種：一是施工企業為加大費用，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目仍按原定項目進入結算；三是多方施工的工程項目，有時會出現各方都把自己承擔的部分工程作為整體工程進入結算，上述幾種情況在結算審核中經常發生。對于多報的工程量要扣除，否則就直接損害了建設單位的利益。同時對于漏報的工程量，在反復核實后，本著實事求是將漏報的工程量增補到結算中去，避免承包商的利益受到損失。
1.3.3各種單價的審核不可忽視
在一般情況下，工程子目的綜合單價在投標書中都有具體規定，編制工程結算時只要直接套用各子目綜合單價就可以了。然而在實際操作中，由于設計變更和現場簽證等原因，不能從投標書中套用單價，所以必須嚴格遵守施工合同和招標文件中有關條款和施工過程中的相關文件（如洽商記錄等）對這些單價進行審核。
2.某地下空間項目工程概況
某地下空間項目某市的重點工程之一，是該市目前規模最大、最重要的地下空間開發項目。項目發展定位是以城市交通設施為主，充分利用良好的地理位置，整合區內商業資源，輔助服務CBD商務活動，集交通基礎設施、景觀、商業、文娛、商務、市政、倉儲物流等功能于一體的地下城市綜合體。該地下空間項目邊坡支護工程開挖面積約3萬平方米。由ZX1標、ZX2標、ZX3標、ZX4標四個標段和ZX5標邊坡組成，2006年6月開工，除ZX5標邊坡外，其它四個邊坡的工作內容現已全部完成，并通過了工程驗收。
3.設計概算階段
3.1設計概算的概念
設計概算是設計文件的重要組成部分，是在投資估算的控制下由設計單位根據初步設計(或擴大初步設計)圖紙、概算定額(或概算指標)、各項費用定額或取費標準(指標)、建設地區自然及技術經濟條件和設備、材料預算價格等資料，編制和確定的建設項目從籌建至竣工交付使用所需全部費用的文件。
3.2案例設計概算的組成
市發改委批復項目建議書中總投資估算為3.4億元，市建委批復項目設計概算為3.739億元，其中建筑安裝工程費用為3.16億元，工程建設其他費用為2900萬元，預備費為1700萬元，建設期貸款利息為1100萬元。
4.合同價階段
4.1合同價的確定
合同價是在工程發、承包交易過程中，由發、承包雙方以合同形式確定的工程承包價格。采用招標發包的工程，其合同價應為投標人的中標價。
4.2案例合同價款匯總
本項目四個標段的合同價匯總表見表1.
表1某地下空間項目邊坡支護工程合同價匯總表
序號 工程項目名稱 合同編號 合同價（萬元） 1 邊坡支護及土方工程(ZX1) XZZ-B-003 325.99795 2 邊坡支護及土方工程(ZX2) XZZ-B-005 1345.09152 3 邊坡支護及土方工程(ZX3) XZZ-B-006 918.43353 4 邊坡支護及土方工程(ZX4) XZZ-B-013 688.56462 5 合計
論文摘要：介紹尤溪口車站路塹巖體高邊坡施工過程中的動態設計。
1概述
尤溪口車站是外洋至福州鐵路電氣化工程的一個新建車站，2000年開工建設，2001年竣工。車站位于尤溪口水庫北岸山坡，線路右臨水庫，左側穿越山坡，山體自然坡度35“左右，相對高差160m。車站的重點工程是三段高邊坡的開挖和邊坡支護，長度分別為238. 00 m， 227. 00 m和227. 14 m，邊坡最大高度60 m，挖方數量大，支擋防護工程艱巨。車站施工圖設計于1999年8月完成。在施工過程中，針對巖體高邊坡工程的特點，根據實際開挖揭示的地質情況，進行動態設計，及時修改設計和施工方案，確保了工程的安全穩定和車站的竣工通車。
2地質概況
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巖—石英云母片巖。巖體受構造影響強烈，構造節理發育，有的節理面可見擦痕和硅化面，巖塊上可見強烈的小褶皺和節理切割錯斷跡象，巖體風化帶和風化節理很發育，全風化帶厚5一10 m左右，下部為中等風化帶。邊坡巖體被結構面切割成碎石狀和塊狀。巖體主要節理有5組，節理產狀:1200乙450一600;3300乙650; 1950乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。
片理產狀:800一95“乙29“一450
線路走向邊坡傾向2020
由邊坡與巖體結構面的關系可知，不利于邊坡穩定的結構面主要有三組，即:2400乙650; 1700
乙630;195乙35一5800
路塹挖方深度內無地下水，但降雨時，由于巖體節理發育，開挖裸露后，成為雨水人滲的路徑，降雨期會出現臨時性裂隙含水現象，因而影響邊坡巖體的穩定。
3施工過程中的動態設計
(1)車站路塹高邊坡地段的施工圖設計，是1999年8月完成的，設計方案為15 m高擋墻，上接1一3級(1520m)的高護墻，護墻坡率為1:0.5，1:0. 75和1:1。
2000年3月，根據1999年9月頒布的新鐵路路基設計規范，經現場設計復查，為減少大量的高邊坡護墻施工的難度和護墻漿砌片石污工量，于2001年4月作了修改設計，將擋墻頂以上的護墻改為掛網噴漿輕型防護。
論文摘要:針對三峽庫區地質災害治理的特點，結合實例對噴播植草防護技術的特點、主要功能、方案選擇、施工工序進行介紹，并對其效果及經濟、社會效益進行評價。
1 概 述
巖土邊坡工程改變了自然邊坡現狀，會對當地的生態環境造成不利影響，在環境保護要求嚴格的今天，邊坡工程增加生態環境保護的內容是非常重要甚至是強制性的。其中邊坡植被防護作為巖土工程生態環境保護的重要部分，在國內得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果，且開始逐漸取代傳統的圬工護坡。邊坡植被防護工程主要有以下幾類技術:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④噴播植草;⑤植生帶;⑥綠化網;⑦土工網墊等。
本文將結合三峽庫區地質災害治理工程的經驗，重點論述噴播植草防護技術在庫區地質災害治理工程中的應用。
2 噴播植草防護技術的特點
噴播植草是利用液態播種原理，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，通過機械加壓后噴射到邊坡坡面的防護技術。由于其施工簡單、速度快，造價低且草籽成活率高，在國內外獲得了廣泛的應用。
3 噴播植草防護邊坡的主要功能
噴播植草作為邊坡防護措施，將極大地改善工程建設的生態環境，創造良好的經濟、社會和環境效益。主要功能是對巖土邊坡淺表層進行防護，通過對淺表層邊坡的加固從而達到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩定的作用。
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坡體填土，錨固到深處較穩定的土層上，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作用。
(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯綜盤結，使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料，穩定邊坡表層土體，起到護坡的作用。
3.2 植被的水文效應
(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過吸收和蒸發邊坡土體內的水分，降低土體內的孔隙水壓力，從而提高了土體的抗剪強度，有利于邊坡土體穩定。
(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因，降雨時植草對邊坡有明顯的保護作用，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 改善和美化環境
植草可使被破壞的環境逐步恢復，并能促進有機物的降解，凈化空氣;植草形成的綠化帶，與周邊環境更協調，與自然更接近，起到改善和美化環境的作用。
4 三峽庫區地質災害治理工程特點及要求
(1)三峽庫區在蓄水及運行過程中水位變化頻繁，水位變幅大;
(2)受當地地形地質條件限制，沿江地質災害治理區域大多土質貧瘠，有機質含量低;
(3)采用噴播植草防護的邊坡坡比為1∶2~1∶
3.5，坡度能滿足噴播植草的要求，無需采用網墊等其他額外加固措施;
(4)施工工期短，時間要求嚴格;
(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;
(6)工程位于城鎮，對景觀、綠化要求高;
(7)成坪后不需要專門的養護，形成穩定生物群落并自然生長;
(8)邊坡面積較大，應盡量降低成本，節約投資。
5 符合庫區災害治理工程特點的噴播方案針對庫區災害治理工程特點及要求，采用了以下的噴播方案。
(1)選用在三峽庫區能廣泛生長的草種。采用豆科和喬本科草種混播，提高耐貧瘠能力。根據庫區地質災害治理工程的特點及當地的氣候條件，采用以小冠花為主，以中華結縷草、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為小冠花具有以下特點:①生長年限長，其壽命可達50 a以上;②根系發達，持久性強;③覆蓋速度快，覆蓋度大，每株當年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長，枯草期短，在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲害;⑥水土保持效果顯著;⑦對不同氣候及土壤的適應性強。
由于小冠花耐水性較差，在水位變幅區降低小冠花草種的比例，相應增加其他輔助草種比例，以提高植草的耐水性。 轉貼于
(2)增加黏合劑、木質纖維素、保水劑、復合肥等噴播材料用量，并覆蓋無紡布，使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強的抗沖刷能力。三峽庫區地質災害治理工程較多采用土石方回填，邊坡為碎石土質邊坡，為確保草籽在初期能順利成活并生長，增加了黏合劑、木質纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩定附著;增加保水劑、復合肥的用量以確保草籽在生長初期的養分及水分的充足供應。
(3)采用多草種混播，提高耐水性、增強抗病、抗蟲害能力，有利于形成穩定的生物群落。
(4)在滿足要求的前提下，優化配方，降低成本。
(5)在邊坡滿足噴播植草要求后立即施工，邊坡清理與噴播植草同時進行，清理一塊噴一塊，力求在最短時間內完成，滿足工期的要求。
6 噴播施工
6.1 施工所需設備、材料及人員組成
(1)噴播機:容器容量為50加侖;
(2)草籽:為中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;
(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質纖維素、復合肥;
(4)無紡布;
(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機容器的水管;
(6)施工人員組成:清理邊坡2人，噴播技工4人。
6.2 噴播工序及技術要求
噴播工序為:清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無紡布養護。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無紡布3道工序可同時交叉進行，以縮短工期。
各工序技術要求如下。
(1)清理并平整邊坡。在防護范圍內要清除雜物，并對邊坡進行平整，使邊坡達到噴播的要求。根據噴播機噴播面積對坡面進行劃分并做好標記，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，余下部分重新加滿水后復噴一次至附著均勻即可。
(3)鋪蓋無紡布。覆蓋無紡布是對噴播植草的初期養護，在草籽未萌發前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無紡布應采用鐵絲或竹釘固定，四邊用土壓好，防止風吹開。
(4)養護。在草籽萌發前期，應根據土壤濕度的變化多澆水，保證種子萌發所需水分，在種子發芽后，根據發芽情況適當澆水至其自然生長，形成穩定的生物群落。至此，養護工作基本完成，只需定期清除雜草即可。
7 工程效果及經濟、社會效益
(1)由于施工機械化程度高，邊坡的噴播植草可迅速完成，從而大大降低成本，僅為圬工護坡的10%~20%。
(2)噴播植草所用附加材料大多數為易分解材料，對環境無污染;且植草邊坡與周圍環境相融合，能美化城鎮景觀。這是傳統圬工護坡所不及的。
(3)噴播植草在坡面平整后即可進行，且多種工序可混合一次完成，施工簡便、速度快、勞動強度低，所需施工人員較傳統的圬工護坡大大降低。
關鍵詞：邊坡，穩定分析，有限元法
前言
邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類工程活動中最基本的地質環境之一，也是工程建設中最常見的工程形式。全球性三大地質災害之一，嚴重危機到國家財產和人們的生命安全。隨著我國基礎建設的大力發展，在礦山、水利、交通等部門都涉及到大量的邊坡問題，邊坡穩定性直接決定著工程建設的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。滑坡穩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，經費倫紐斯、泰勒等人的不斷改進，基于極限平衡原理的邊坡穩定分析方法得到了廣泛的發展和應用，對邊坡的安全穩定分析作出了巨大的貢獻，其中具有代表性的有畢肖普(Bishop)、斯賓賽(Spencer)、摩根斯坦一普賴斯法(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，英國科學家Zienkiewicz在邊坡穩定分析中引入有限元法，但由于當時力學概念不十分明確，而且受到計算程序及計算精度的影響，該法很難在實踐中推廣應用。進入20世紀70年代后期，隨著計算機和有限元分析方法的發展，應用嚴格的應力應變分析方法分析邊坡穩定性問題己成為可能。邊坡穩定的有限元分析由于不必對每部分內力和滑裂面形狀作出假定，使得分析研究成果的理論基礎更為嚴密，因而邊坡穩定分析的有限元法也逐漸受到重視。
2.邊坡穩定性分析方法
根據前述介紹可知，當前邊坡穩定性分析方法主要有兩大類：一類是建立在剛體極限平衡理論上的極限平衡法，另一類是以有限元法為代表的數值計算方法，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行邊坡的穩定分計算，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，對作用在各土條上的力和力矩進行平衡分析，求出在極限平衡狀態下的土體安全系數，并通過一系列方法確定最危險滑裂面位置和最小安全系數。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邊坡穩定性的影響，同時在進行剛體極限平衡分析時，還必須進行許多簡化和假定，由此會給分析結果帶來一定的誤差。但因這類方法能給出物理意義明確的邊坡穩定安全系數以及可能的破壞面，因此這類方法成為邊坡穩定性分析中應用最廣泛的方法，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Fellenius法。該法假定滑裂面為圓弧形。在計算安全系數時，簡單地將條塊重量向滑面法線方向分解來求得法向力。由于滑裂面為圓弧形，因此法向力通過圓心，對圓心取矩時不出現，使計算工作大為簡化。
簡化Bishop法(1955)對傳統的瑞典法法作了重要改進，這一方法仍保留了滑裂面形狀為圓弧形和通過力矩平衡條件來求解的特點，但是在確定土條底部法向力時，考慮了條間作用力在法線方向的貢獻。對于任意形狀的滑裂面，瑞典法和Bishop法不再適用。此時，一些學者試圖通過力的平衡而不是力矩平衡來確定安全系數。Janbu(1954)假定條間力為水平力，由此求得安全系數。但因沒有滿足力矩平衡要求，因此也是簡化法。
隨著計算機的出現和普及，在生產實踐中采用更為嚴格的方法已經具備條件，因此一些研究者致力于建立同時滿足力的平衡和力矩平衡，對滑裂面形狀不作假定的嚴格分析法。這些方法主要有三類：一是假定條間力大小的分布函數(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位置(Janbu。在此基礎上，一些學者對上述方法作了進一步改進(Chen-Morgenstern；鄭穎人等) 。
Duncan、陳祖煜對各種傳統邊坡穩定性分析方法的計算精度和適用范圍作了分析評述，指出瑞典法安全系數最小，簡化Bishop法的安全系數平均高出瑞典法6%～7%，Spencer法平均高出簡化Bishop法2%～3%；滿足全部平衡條件的嚴格方法是精確的(除非遇到數值分析問題)：對于圓弧滑裂面情況，簡化Bishop法與Morgenstern-Price法的結果十分接近，也即簡化Bishop法有較高的計算精度，又因其計算簡便，因而使用十分廣泛。
2.2數值計算方法
以有限元為代表的數值計算方法，在邊坡穩定性分析中發揮著十分重要的作用。這類方法不但能考慮邊坡巖土體本身的變形對邊破穩定性的影響，而且能給出邊坡巖土體中應力應變分析，分析邊坡破壞的發生發展過程等。有限元土體穩定分析的一個工作重點是將有限元計算成果與傳統的極限平衡法結果相聯系。數值計算方法實際上是借助計算機的計算功能和商用數值分析軟件,將巖土工程結構體作為整體加以模擬仿真,通過試驗取得最佳設計方案。根據所選關鍵參數的不同，數值模擬法通常可以分為以下3種:連續介質分析法、非連續介質分析法和混合分析法。列表一對三種分析方法進行比較分析如下
連續介質分析法中有限單元法和有限差分法是目前應用最為廣泛的，發展相對來說比較成熟，是在滑裂面分析基礎上的，根據已知的應力場搜索臨界畫面和確定最小安全系數。常用的兩種方法為CRISS法和動態規劃法。然而由于安全系數的大小和所采用的屈服準則有關，許多大型有限元程序只給出了廣義米塞斯屈服準則，難以應對巖土材料的復雜特性，是得在巖土工程領域的應用大打折扣。鑒于此Duncan(1996)提出了“強度折減有限元法“，即將邊坡安全系數定義為使邊坡剛好達到臨界破壞狀態時，對巖土體剪切強度進行折減的程度，這種方法特別適合用有限元法來實現。Itasca咨詢集團開發的二維有限差分法程序FLAC(FastLagrangian Analysis of Code),內嵌多個本構模型供使用者靈活選擇，用來描述巖土體，考慮時效特性，進行水-力耦合動力作用的仿真模擬，受到巖土工程界的極大歡迎。在二維連續介質分析程序的基礎上發展起來的三維連續介質分析程序(如FLAC3D和VISAGE)則能很好的解決這類問題,逐漸盛行于巖土工程界。盡管二維和三維連續介質分析程序很適合分析巖土邊坡的破壞機理,然而必須由工程師確認計算結果是否表征了巖、土體的破壞機理。對于那些由多個節理單元構成并且由它們控制破壞機理的巖質邊坡,用非連續介質分析法也許更合適。
非連續介質分析法中應用較多的是離散單元法，Itasca咨詢集團開發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的問題,已廣泛應用于山石崩塌和露采邊坡等工程領域。另外,一些導致塊體滑動和變形的外部因素(如地下開采、地震和地下水壓力)的影響也能通過它進行模擬。同樣由Itasca咨詢集團開發的三維離散單元程序3DEC(3 Dimensional Element Code),是迄今為止巖土力學領域功能最全也最為強大的三維非連續介質分析程序,在采礦、地下核廢料處理、冰川力學等諸多方面已有了許多成功應用的例子。由石根華與Good-man提出的塊體系統不連續變形分析法DDA (Dis-continuous Deformation Analysis),是基于巖體介質非連續性,利用最小位能原理發展起來的一種嶄新的數值分析方法,可模擬出巖石塊體的移動、轉動、張開、閉合等全過程,在不連續巖體的滑動與崩落研究當中有其獨到之處。最新進展則來自于采用離散程序和粒子流技術程序PFC2D/3D的問世。該程序將巖體視作由一系列通過摩擦滑移接觸相互作用的球形粒子組成的集合體。這種方法最大的優點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結被內部高強應力打破而失穩破壞的過程。
混合分析法在邊坡穩定性分析中的應用日益增多。該方法集極限平衡分析法、地下水流有限單元法和應力分析于一體,目前采用該方法具有代表性的程序為GEO-SLOPE系列軟件。混合分析法最新的進展體現在粒子流技術與有限差分法藕合,為商用軟件FLAC3D和PFC3D。已經在高邊坡的破壞和高地下水壓力對脆弱巖質邊坡影響的研究中顯示出巨大的潛力。石根華1995年提出的數值流形法NMM(Numerical Manifold Method),作為DDA與有限元的統一形式,以流形分析中的有限覆蓋技術為基礎,有效地解決了有限單元法、DDA和其它數值方法耦合的計算問題,有著很強的通用性。
2.3可靠度法
可靠度方法與傳統的邊坡穩定分析方法不同之處在于：傳統的邊坡穩定分析方法通常采用安全系數來考慮不確定性因素的影響，評價邊坡工程穩定性；而可靠度方法依托不確定性的概念，構造隨機模型，采用可靠度指標和破壞概率來評價邊坡的安全度?？煽慷确椒ㄖ?，蒙特卡洛法、一次二階矩法、統計矩法和隨機有限元法應用最為廣泛。
3主要計算方法比較
與傳統的極限平衡法相比，土體穩定分析的有限元法的優點主要有：(l)不需事先假定滑裂面的形狀和位置；(2)由于引入了變形協調的本構關系，因此不必引入假定條件，保持了嚴密的理論體系；(3)可以了解應力變形的全部信息。極限平衡法解所對應的工作狀態是虛擬的，求出的土條間內力和滑面底部反力當然不代表土體在產生滑移變形時真實存在的力，根據這些無法分析穩定破壞的發生和發展過程，更無法考慮變形對土體穩定的影響。而實踐經驗表明，穩定和變形存在著相當密切的關系，一個土坡在發生整體穩定破壞之前，往往伴隨著相當大的垂直沉降側向變形。在一些地應力非常大的地區，必須考慮地應力的影響，而極限平衡方法不能考慮地應力的影響以及外部載荷加入后對應力的重新分布的影響，這是極限平衡法的致命弱點。
從工程應用角度來看，傳統的極限平衡法是評價土體穩定的首選方法，隨著非線性有限元技術的不斷完善和計算機的日益普及，有限元法在評價土體穩定性方面展現了巨大的生命力，但由于其對工程人員素質提出了更高的要求，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雜的情況，但正是如此，其計算結果對計算模型、材料參數、求解方法很敏感。而極限平衡法已經積累了豐富的經驗，使用的參數少，力學模型簡單，可以快速得出結果，計算結果相對穩定，在工程計算中至今仍在廣泛使用。如何把兩者有機結合起來，取長補短，是值得研究的課題。
文獻介紹了將邊坡有限元分析結果與極限平衡法相結合進行邊坡穩定性安全系數分析的方法，并通過實例計算，將分析結果與各種極限平衡方法計算結果進行了比較。結果表明采用有限元法結合極限平衡法來分析邊坡邊坡穩定性是可行的，既考慮了邊坡巖土體變形對穩定性的影響，又能用工程界熟知的單一安全系數來評價邊坡的穩定性；另一方面說明極限平衡法在分析簡單邊坡時是適用的，且結果均偏于安全。
其他前沿研究方法
由于邊坡工程是一個復雜的開放系統，影響因素較多，并且帶有相當的隨機性、模糊性和不確定性，沿用傳統的力學方法進行計算分析，存在許多問題和不足，有時甚至是無能為力。近年來，邊坡穩定分析理論研究在吸收了現代科學理論中的耗散理論、協同學理論、混沌理論、隨機理論、模糊理論、灰色系統理論、突變理論等理論的基礎上，創立和發展了一批非確定性分析方法。主要研究方法有：邊坡穩定可靠性分析方法、隨機過程方法、模糊數學方法、灰色系統預測滑坡失穩分析方法、人工智能和人工神經網絡方法。這些新興學科的發展，為邊坡的穩定性研究開辟了新的發展空間，值得關注。
5 小結
當前的邊坡穩定性分析中，極限平衡分析法仍是主要的邊坡穩定性分析方法；數值模擬方法發展迅速，大有取代極限平衡法之勢；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充和參考。而依托并行處理器快速發展起來的并行計算技術，使得有可能在未來10年里借助自適應網格重剖分三維藕合程序從微觀層面上了解邊坡巖、土體的破壞機理,模擬邊坡破壞從開始到結束的全過程成為巖土工程界的一大熱點。但是由于地質體的復雜性、灰色性以及邊坡環境系統演化的概率特點,完全得到其確定逼真解、最優解是不可能的,理想的結果是求取確定模型與概率模型的滿意解。因此,各種新技術、新方法、新理論的引入及其與上述方法的藕合是邊坡穩定性研究發展的主趨勢。
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論文關鍵詞：樁板式擋墻 設計 施工 動態設計
論文摘要：簡要介紹樁板式擋墻的構造、設計、施工要點，并通過工程實例說明樁板式擋墻在實際邊坡工程中的方案比選及設計應用。
化工廠因礦產資源、地緣、環境等問題而多建于山區，場地平整需高挖低填，存在許多填土邊坡和挖方邊坡。小型邊坡選用《重力式擋墻》等標準圖集中的擋墻即可，但高度大于8m的邊坡，則需進行專門的邊坡工程設計。
填方邊坡中常用的支擋結構有重力式擋墻、懸臂／扶壁式擋墻、樁板式擋墻、加筋土擋墻等；對于土質挖方邊坡，常用的支擋結構有重力式擋墻、樁板式擋墻、土釘墻等；對于巖質挖方邊坡，常用的支擋結構有錨桿(索)擋墻、錨噴支護擋墻等。此外，還有以上多種擋墻的聯合應用。本文主要討論樁板式擋墻在邊坡設計中的應用。
1構造及適用范圍
1．1構造
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形，擋土板可以做成預制平板、拱板或現澆板，其構造簡圖見圖1。
1．2適用范圍
樁板式擋墻適用于一般地區的土質填方邊坡。以及需要直立削坡的土質挖方邊坡，其懸臂長度可達15m左右，樁間距一般為4—6m，懸臂樁的施工類似于人工挖孔灌注樁，樁頂設置通長冠梁，其上可預埋鋼板設置防護欄桿。樁間裝配式預制擋土板一般用于填方邊坡；現澆擋土板一般用于直立削坡的挖方邊坡。
2計算
作用于樁板式擋墻上的荷載，主要為墻后土體的側壓力、土體表面的附加荷載、以及懸臂樁地下錨固段的土層反力，其受力簡圖見圖2。
樁身上部按懸臂樁計算其彎矩、剪力等內力值，樁身錨固段應根據地基土的情況，采用m法或k法進行內力計算。樁頂位移應小于樁身懸臂長度的1／100，且小于100mm。可采用理正等電算程序進行計算。
應從樁前較完整的巖面或承載力較好的土層面起計算樁的錨固段人土深度，其最小錨固長度不宜小于4m。根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002)第9．2．3條計算人土深度，可采用靜力平衡法進行估算(詳見該規范中9．2．3條的條文說明)，然后在電算程序中根據需要再調整其大小，但樁身總長不宜大于30m。
除樁身內力計算外，尚要驗算樁前巖體(土體)的橫向壓應力滿足以下要求：
盯≤Rh式中，Rh為地基橫向承載力特征值。如果不能滿足要求或過小，可通過調整樁身截面或樁身錨固長度來解決。
(1)當樁問擋土板置于懸臂樁后擋土時，應按全部側向土壓力作用的簡支梁進行計算。
(2)當采用樁前掛板或擋土板搭在樁的翼緣板上時，可按僅承受樁問土體卸荷拱內部分側向土壓力作用的簡支梁進行計算，由于該土壓力比庫倫土壓力顯著減小，建議內力計算時考慮不小于1．5的安全系數。
(3)擋土板的分類不宜太多，可按2～3m高為一級，取本級最下端擋土板對應的土壓力按均布荷載計算。
3施工要點
(1)樁板式擋墻一般先挖樁，再施工擋土板。
(2)施工前應核對現場情況、實際開挖情況是否與設計要求相符，認真做好施工記錄。
(3)懸臂樁宜隔樁開挖，按設計要求做好混凝土護壁，應在上一節護壁混凝土終凝后才能進行下部樁基的開挖。
(4)遇到巖(土)松軟、破碎或有滑動面時，應在護壁內順滑動方向設置臨時橫向支撐并做好觀測。
(5)樁孔爆破應采用淺眼爆破法，嚴格控制炸藥用量，并注意通風。
(6)樁身混凝土必須連續澆灌，以免形成施工縫。
(7)樁身及擋土板的設計一般未考慮大型碾壓機械的荷載，故樁板后2m范圍內不得使用大型機械填筑。．
(8)墻后填料為非滲水土時，應設置不小于o．3m厚的砂礫石反濾層，做法同一般重力式擋墻。
4動態設計
動態設計是指根據現場實際情況不斷對整個邊坡設計進行完善和補充。
在實際工程中，由于山區地質情況復雜多變，地質勘察報告準確性的保準率較低，地質勘察報告可能會與實際地質情況不符甚至差距較大，故規范明確提出邊坡工程的設計宜采用動態設計法。對地質情況復雜的一級邊坡，設計時應結合邊坡地質勘察報告，因地制宜，做好邊坡設計方案比選，提請業主及相關專家評審，在此基礎上再進行邊坡擋墻的設計。在施工開挖中應補充進行必要的施工勘察，核對原地質勘察結論，設計人員應及時掌握施工開挖揭示的真實地質狀況、施工情況及變形監測等信息，及時對原設計進行校核、修改和補充。．
對樁板式擋墻進行動態設計，要根據每根樁開挖時揭示的地質狀況對樁身入土深度、樁身配筋等進行必要的調整，當以上調整不能滿足要求時可在樁身上部施加錨索來改善樁身受力和變形。
5工程實例
我公司在重慶涪陵山區的某項目，地處三面環山一面臨空的山溝內，為建設該項目，挖除很大部分山體后形成最高達40m的挖方邊坡和20m高的填土邊坡，平面布置見圖3。
由于山體起伏、地質情況復雜，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點到C點的挖方邊坡采用了樁板式擋墻。
根據地質勘察報告，B點到C點間自上而下為素填土層(8～10m厚)／粉質粘土層(6～8m厚)／強風化泥灰巖，場地地坪標高為2l6．o0，地坪以下0．5—1m即為強風化泥灰巖，分布較均勻。在230．00標高處設置4m寬通長平臺，平臺以下做擋墻支護，平臺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，土方開挖量也很大，顯然不經濟；而較厚的素土層上也不能采用土釘墻、錨桿擋墻等支護，且邊坡施工時不能影響該段兩邊的邊坡擋墻，故最終決定采用樁板式擋墻進行支護，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《建筑地基基礎設計規范》第9．2．3條采用靜力平衡法估算為8m，懸臂段長為14．5m，采用C30混凝土，HRB400級鋼筋，用理正巖土計算程序(4．5版)按k法計算樁板墻的樁身強度及變形，計算結果見表1和表2，樁板墻立面見圖4中實線部分。
現場樁基開挖時發現巖土分界面起伏較大，呈鋸齒形分布，顯然原設計已不能滿足要求，故按新揭示的地質情況修改樁長及截面，使相鄰樁的人土深度盡可能協調，避免出現突變，并重新計算樁身強度及變形，修改后的樁板墻立面見圖4中虛線部分所示。其中ZH一4在地坪以下近10m才進入強風化泥灰巖，做樁板式擋墻已不能滿足樁頂位移要求及土體橫向承載力要求，故在樁身上半部設置2道錨索，錨索錨人泥灰巖內，形成樁板式錨索擋墻，見圖5。
錨索均采用1O股7。5鋼絞線捻制而成，單股鋼絞線采用公稱直徑為15．20mm的標準型1X7鋼絞線，錨固長度均為8m，錨具均為OVM15—1O，采用M30水泥砂漿灌孔。用理正巖土計算程序(4．5版)按m法計算樁身強度、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結語
(1)樁板式擋墻適用于大部分高差較大的邊坡支護，其施工簡便，竣工后維護費用低，但施工周期長，樁頂變形較大。
(2)設計時應結合邊坡地勘報告，做好邊坡設計方案比選。
關鍵詞：非飽和土；雨水入滲；滲流-變形耦合分析；有限元方法
1.引言
在降雨過程中，雨水會逐漸滲透到非飽和土坡中去。由于雨水的入滲，非飽和土坡會在滲流-變形耦合作用下逐漸變形，坡內的吸力、孔隙水壓力和應力分布也會發生相應的變化。在長時間的降雨入滲作用下，由于土體的力學性質的變化和變形的發展，在初始穩定的土坡體內會逐漸形成滑裂面，從而導致滑坡的發生。從而會影響雨水入滲和變形耦合過程，可見有必要研究非飽和土坡在降雨入滲時的滲流-變形耦合過程。
對于降雨入滲時非飽和土坡的變形和破壞過程的研究主要集中于兩個方面[1-3]，一是物理模型實驗研究[4-7]，另一是采用非飽和土固結理論的數值模擬研究[8-11]。陳鐵林等[12]基于雙變量非飽和土固結理論，考慮裂隙的影響，把固體骨架的應力應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一般超固結土邊坡和膨脹土邊坡進行了有限元數值分析；袁俊平等[13]進行了考慮裂隙非飽和膨脹土邊坡入滲模型與數值模擬，分析了邊坡地形、裂隙位置、裂隙開展深度及滲透特性等對邊坡降雨入滲的影響；王環玲等[14]對于泄洪霧雨區裂隙巖質邊坡進行了飽和-非飽和滲流場與應力場耦合分析，詳細研究了耦合后邊坡巖體的變形、應力以及塑性區開展。基于非飽和土簡化固結理論[15]，沈珠江等[16-17]對膨脹土渠道邊坡進行了降雨入滲和變形耦合分析，并與實測對比了孔隙水壓力變化和變形的發展。本文采用非飽和土簡化固結理論和有限元分析方法對降雨入滲時非飽和土坡內的滲流場和應力場的分布和發展過程進行探討。
2.非飽和土固結理論[2-15]
2.1有效應力公式
5.結論
本文采用非飽和土的簡化固結理論，采用彈塑性有限元對非飽和土土樣脫水時的室內試驗進行了模擬，并對一非飽和土坡進行了蒸發后降雨入滲時的滲流-變形耦合過程進行了分析。分析結果表明本文提出的方法可以較好地模擬柱狀Del Monte砂樣的脫水試驗過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后入滲過程中位移和孔隙水壓力的分布。
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關鍵詞 ： 多邊界石方爆破， 動力響應， 振動監測 ，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
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
一、引言
山嶺重丘區公路工程爆破時，微地形變化十分復雜，在爆破設計時，如果仍借用平坦地形爆破經驗，不利于提高炸藥能量的有效利用率，造成大量富余爆能，對巖體邊坡的穩定和周邊環境的影響不利。在山嶺重丘區運用多邊界石方爆破技術[1~3]，在保障爆破效果和邊坡穩定的前提下能合理使用炸藥。
在爆破過程中，對路塹邊坡振動情況進行監測與分析，有助于掌握爆破地震波的強度和頻譜結構，了解其傳播和衰減規律，推測爆破震動對路塹邊坡巖體的損傷程度和邊坡穩定性的影響，并檢驗爆破設計方案的合理性。
本論文將結合北京延慶縣西鐵路一典型多邊界石方爆破工程，在爆破設計時，基于多邊界石方爆破藥量計算原理和深孔爆破藥量計算公式，進行深孔控制爆破，并對爆破現場的震動進行監測，然后分析爆破效果和振動監測結果，探討多邊界石方爆破技術在路塹開挖中的應用研究。
二、背景工程
西鐵路[4]位于延慶縣東南部山區，道路起于西二道河，終于鐵爐村。道路全長15.89公里，為山區三級公路，設計速度為30Km/h。西鐵路地處山前區及山嶺重丘區。山嶺重丘區山脈連綿起伏，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陡峻，路線兩側巖體比較穩定。
本次爆破位于西鐵路K4+700~K4+760處，該處地形起伏較大，現狀地形坡度α=45°~60°，地質表土為亞粘土，土層以下主要由花崗巖組成，花崗巖節理、裂隙發育。路基設計形式為全挖路塹，路基全寬7.5米，邊坡設計坡比為1: 0.5，開挖深度為5~20m。
三、路塹開挖爆破設計
（一）爆破設計方案
根據開挖路段的設計資料、周邊環境以及工程地質條件，對于全挖路塹，采用沿中心線首先開槽，然后兩側向中間逐排起爆的方法。為了進一步降低爆破振動對路塹邊坡穩定性的影響，對于孔深大于12m的炮孔，采用孔內與孔外延時相結合的方法來控制最大段別的起爆藥量；臨近設計邊坡，采用緩沖爆破技術，通過控制孔網參數和單孔裝藥量，最大限度地減緩主炮孔爆破對路塹邊坡的破壞。
（二）深孔爆破參數選擇及裝藥量計算
多邊界條件下深孔爆破裝藥量計算公式為[5]：
(1)
基于花崗巖的物理力學性質和現場試爆，取標準拋擲爆破單位耗藥量K=1.6~1.8kg/m3；自然地面坡度α=45°~60°，深孔爆破參數如表1所示?？紤]巖體結構的夾制作用，每孔實際裝藥量應增加10%左右。對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、爆破振動監測與分析
（一）爆破振動監測與分析依據
我國《爆破安全規程》[6]及有關的行業技術規范都沒有對高邊坡開挖的安全判據和標準做出明確規定。本文選用應用較廣的安全振動速度閥值法，結合現場工程條件和監測結果，基于顧毅成[7]地面質點峰值振速V與巖土破壞關系的研究成果對邊坡的安全穩定性進行類比評價。
另外，本文還將分析爆破地震波的頻譜和地面振動加速度情況。頻譜分析用于研究爆破地震波特性及其對結構的動力反應方面，地面加速度能和地震產生的慣性力相聯系，這對分析路塹邊坡在爆破荷載作用下的動力響應規律和邊坡穩定性非常重要。
（二）測點布置
本次爆破振動監測點布置在K4+730處，爆破振動監測采用拓普UBOX-5016和中科TC-4850兩種型號的爆破振動監測儀，并選用豎向速度傳感器記錄監測點振動情況。根據爆區周邊環境條件以及相關單位的要求，在路塹橫斷面上邊坡沿坡頂方向依次布置四個振動監測點，監測點布置如圖1所示。
距離*——指測點到路塹上邊坡線與地面線交點P的距離
目前我國水利工程管理，已經從粗放型向集約型轉化，從適應計劃經濟到適應市場經濟的轉化。在管理體系上，實行從中央到地方分級負責的管理體制，并分為水行政主管部門及業務管理部門兩個體系。在法規建設方面，先后頒布了《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國防洪法》、《中華人民共和國河道管理條例》、《中華人民共和國防汛條例》及《水庫大壩安全管理條例》等水利工程管理的根本法規，并制訂了相應的配套法規，如《混凝土大壩安全監測技術規范》、《土石壩安全監測技術規范》、《防洪標準》、《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫大壩注冊登記辦法》、《水閘安全鑒定規定》、《水利建設項目經濟評價規范》以及《水庫大壩安全評價導則》等幾十種法規和技術標準。在上述法規的規范和指導下，使水利工程管理逐步走上法制化、規范化、科學化及現代化的軌道。
2水利工程建設與管理中存在的主要問題
2.1部分已建工程設計標準偏低，工程質量有待提高，不能滿足防洪興利需要
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、堤基滲涌嚴重等問題。以長江為例，1998年洪水期間，僅中下游干堤就出現險情6100處，高水位時，每天險情300余處。洪水災害所造成的損失極其嚴重，據統計，l993-l998年，全國洪災造成的直接經擠損失高達10500億元。我國已建各類水庫大壩86000余座，病險水庫占40％左右。這些病險水庫有的降低水位，甚至空庫運行，嚴重影響其效益的發揮；有的帶病運行，對下游人民的生命財產構成嚴重威脅，一旦失事，將會造成慘重損失。
2.2“重建輕管”使水利工程管理手段落后，技術水平低，影響工程建設及其效益的發揮
例如，大量的水利工程年久失修，不少病險工程沒能得到及時除險加固。在管理手段和技術方面，就水利工程安全監測（控）而言，目前的監測（控）覆蓋范圍及水平與我國水利工程安全和調度運行要求還很不相稱，我國至今還沒有一個關于工程安全監測和評價的國家級水利工程管理信息系統。在管理“軟件”上，無論是水利工程安全管理，還是除險加固安排與資金投入都需要對工程做出安全風險分析和評估。
2.3水利工程建設跟不上國民經濟和社會及環境發展的需要
目前的水利工程建設落后于形勢需要，有些大江大河至今仍無控制性水庫工程，缺乏對洪水的調控手段，致使防洪處于被動局面。北方的干旱缺水嚴重影響人民生話和國民經濟發展及生態環境，中央提出的西部大開發戰略也必須要有足夠水資源作保證。我國修建了不少地面水庫，可對資源豐富的地下水庫的利用卻研究的不多。我國在解決北方、西部的干旱缺水和生態惡化問題時，應結合地下水庫的利用采取綜臺治理措施。我國城市建設發展很快，現代化大都市的污水排放及處理是必須解決的環保問題，尤其是工業化大都市。
3水利工程建設所需采用的關鍵技術
3.1深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術
完善防滲體系、防滲效果檢測技術，分析超深、超薄防滲墻防滲機理，開發質優價廉的新型防滲土工合成材料，開發適應大變形的高抗滲塑性混凝土。
3.2堤防崩岸機理分析、預報及處理措施
崩岸形成的地質資料及河流地質作用分析、崩岸變形破壞機理分析、崩岸穩定性分析及評價研究、崩岸監測研究及預報技術研究、崩岸防治及施工技術研究、崩岸預警搶險應急技術及決策支持系統研究。
3.3水利工程老化及病險問題分析
水利工程老化病害機理、堤防隱患探測技術與關鍵設備、病險堤壩安全評價與除險加固決策系統、堤壩滲流控制和加固關鍵技術、長效減壓技術、堤壩防滲加固技術，已有堤壩防滲加固技術的完善與規范化。
3.4水利工程監測技術
高精度、耐久、強抗干擾的小量程鋼弦式孔隙水壓力計，智能型分布式自動化監測系統，水利工程中的光導纖維監測技術，大型水利工程泄水建筑物長期動態觀測及數據分析評價方法研究，網絡技術在水利工程監測系統中的應用，大壩工作與安全性態評價專家系統，堤防安全監測技術，水利工程工情與水情自動監測系統，及高壩及超高壩的關鍵技術：設計參數的分析，強度、變形及穩定計算分析，高速及超高速水力學研究。
3.5碾壓混凝土及面板膠結堆石筑壩新技術的研究
對于碾壓混凝土壩，涉及結構設計的改進、材料配比的研究、施工方法的改進、溫控方法及施工質量控制；做好面板膠結堆石壩，集料級配及摻入料配臺比的試驗。做好膠結堆石料的耐久性、壩體可能的破壞形態及安全準則、壩體及其材料的動力特性、高壩壩體變形特性及對上游防滲體系的影響做好認真分析。另外水利工程抗震技術，工程地震反應及安全監測，震害調查，抗震設計，以及抗震加固技術應用。
3.6高邊坡技術研究
高邊坡工程力學模型破壞機理和巖石力學參數研究，高邊坡研究中的巖石水力學研究，高邊坡穩定分析及評價技術，高邊坡加固技術及施工工藝研究，高邊坡監測技術研究，以及高邊坡反饋設計理論和方法研究。
3.7地下工程
復雜地質環境下大型地下洞室群巖體地質模型的建立及地質超前預報方法，不均勻巖體圍巖穩定力學模型及巖體力學作用研究，圍巖結構關系研究，巖石力學參數確定及分析研究，強度及穩定性準則研究，應力場與滲流場的耦臺研究，大型地下洞室群工程模型研究，洞室群布置優化，洞口邊坡與洞室相互影響及其穩定性和變形破壞規律研究，地下洞室群施工順序、施工技術優化，地下洞室圍巖加固機理及效應研究，大型地下洞室群監測技術研究，隧洞盾構施工關鍵技術研究，巖爆的監測、預報及防治技術以及圍巖大變形支護材料和控制技術。
3.8新型材料及新型結構
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、各種新型防護材料、各種水上和水下修補新材料、各種土工合成新材料，以及用于灌漿的超細水泥等。
3.9做好水利工程安全管理信息系統
建立現場自動采集系統，遠程傳輸系統的開發研制，中心站網絡系統與綜合數據庫的建立及信息接收子系統、數據庫管理子系統、安全評價子系統與信息服務子系統等，以及建立中央指揮站。
4結束語
水利是國民經濟的基礎設施，目前，水利已經成為經濟社會發展的制約因素，洪澇災害、干旱缺水及水生態惡化是水利工作亟待解決的三大問題，水利工程建設與管理應圍繞解決這三大問題開展工作?？茖W技術是第一生產力，要做好水利科技發展規劃，并付諸實施。在采取必要的水利工程措施的同時，還要采取相應的非工程措施。
關鍵詞:預裂爆破；高邊坡；爆破震動；穩定
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;
中圖分類號：TB41文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
1 引言
露天深孔爆破由于施工進度快，一次爆破工程量大，施工成本低而在石方開挖工程中得到了廣泛應用，近年來隨著水利水電建設步伐的加快，露天深孔爆破在石方開挖中的應用也越來越廣，但如何保證開挖邊坡的穩定、如何減少露天深孔爆破對邊坡穩定的危害，是爆破施工必須要面對的課題。本文根據爆破施工的理論和實踐經驗，結合邊坡穩定，論證了預裂爆破技術在高邊坡開挖中的作用。
2 工程概況
王快水庫溢洪道石方擴挖96.2萬m3，最大開挖深度75m ,每10m預留1.5m寬馬道，爆破施工工期18個月，工程量大，施工強度高。但溢洪道邊坡下游段表層為全風化花崗片麻巖外，下部呈弱風化，巖石節理、裂隙、斷層及軟弱結構面發育，巖層和斷層的走向對邊坡穩定極為不利。
3 高邊坡預裂爆破設計與施工
3.1 預裂爆破概述
炸藥在炮孔內爆炸時，產生強大的沖擊波和高壓氣體并猛烈沖擊炮孔四周的巖體，使得周圍的巖體破碎或開裂，為了使爆破開挖的邊界盡量與設計的輪廓線相符合，不出現超挖和欠挖現象，同時也使開挖邊界上的巖體能盡量保持完整無損，保持其強度和穩定性，降低爆破震動的危害范圍和破壞程度，在爆破施工中，常采用預裂爆破的方法保護邊坡，有的還在主炮孔和預裂孔之間布設緩沖孔。
所謂預裂爆破就是沿開挖邊線布置密集炮孔，采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥，在主爆區爆破之前，預先沿著設計輪廓線爆破出一條具有一定寬度的裂縫，以減弱主爆破對保留巖體的破壞并形成平整輪廓面的爆破作業。進行預裂爆破時，為使巖體開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度，而由此派生的切向拉應力則要超過巖體的抗拉強度，而巖石的抗拉強度比抗壓強度要低得多，這就為實施預裂爆破提供了有利條件。實踐表明，預裂爆破具有明顯的降震作用，是減小露天深孔爆破對邊坡穩定性影響的最有效措施之一。
3.2 預裂爆破參數設計
3.2.1鉆孔孔徑
預裂爆破的鉆孔直徑與臺階高度有關，一般3~5m的臺階，可選擇40~50mm的孔徑；6~15m的臺階，可選擇70~100mm的孔徑；15~30m的臺階，可選擇100~150mm的孔徑；超過30m的臺階，可根據具體鉆孔設備采用大孔徑預裂孔。鉆孔直徑與臺階高度基本成正比關系，即臺階越高，孔徑越大，但過大的孔徑是不經濟的。通過大量的工程實踐總結和分析，有如下經驗公式：D=30+4H
式中：D為鉆孔直徑（mm）；H為臺階高度（m）。
施工中所選鉆孔直徑與計算值越接近，經濟性越佳，技術性越合理。本工程根據上式、臺階高度及現有設備選用的孔徑為90mm。
3.2.2 鉆孔間距
鉆孔間距與鉆孔直徑的比值稱為孔徑比E，E值是一個重要的技術經濟指標，它的大小決定了鉆孔數量和預裂爆破的質量。從施工經濟指標出發，E值取大一些好，E值越大鉆孔數越少；從技術質量指標出發，E值小一些好。E值取的大一些，鉆孔雖然少了，但邊坡坡面質量和平整度降低了。爆破理論證明，分散裝藥遠比集中裝藥爆破對邊坡的破壞小，E值小時，炮孔數多，藥量相對分散，預裂爆破形成的坡面質量和平整度好。一般E值在8~12之間選取，巖石堅硬，完整性好，E值可取大一些；巖石風化，節理裂隙發育，E值應取小一些。本工程E值取10，即鉆孔間距a為90cm。
3.2.3 鉆孔深度
炮孔深度根據臺階高度及設計坡比加超深確定，本工程臺階高度H為10m，設計坡比為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為臺階高度，h為超深。
3.2.4 預裂孔與緩沖孔排距
為獲得良好的開挖邊坡，在緊鄰預裂孔外側布置一排緩沖孔，采用不耦合裝藥結構，爆破時在主爆孔后隔一定時間間隔起爆，以減輕爆破時對預留邊坡的沖擊作用，達到保護邊坡的目的。預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，若孔內有積水，則采用乳化炸藥，藥卷直徑32mm。
3.2.6 不耦合系數
經工程實踐證明，不耦合系數η=D/D0（D為炮孔直徑；D0為藥卷直徑）在滿足η=2~5時，才能形成質量良好的預裂縫。當D＞100mm時，η取3~5；當D＜100mm時，η取2~3。本工程采用藥卷直徑為32mm，不耦合系數η=90/32=2.8。
3.2.7 裝藥結構與線裝藥密度
預裂爆破既要保證預裂縫的貫通，又要保護炮孔孔壁不受破壞，盡可能提高半孔率，達到坡面平整，邊坡穩定要求。在裝藥結構上盡可能使藥卷和炸藥能量得到均勻分布。采用不耦合裝藥結構。按照設計的藥卷直徑、數量和間隔距離連同單根導爆索一起綁扎在竹片上，構成藥串，然后將加工好的炸藥串送入炮孔內，使竹片貼在保留邊坡側。
預裂孔的線裝藥密度一般為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范圍內增加2~3倍藥量。本工程采用武漢水利水電學院經驗公式計算。
q線=0.127*[σ壓]0.5*[a]0.84*[D/2]0.24
式中：q線為線裝藥密度（kg/m）；σ壓為巖石的極限抗壓強度(MPa),根據地質資料70 MPa；a為炮孔間距（m）；D為炮孔直徑(m)。經計算本工程線裝藥密度q線為0.46kg/m。
3.2.8 堵塞
孔口堵塞時，先用炸藥的包裝袋或草把團成一團送入炮孔，并于炸藥最上端接觸，然后用略微潮濕的粘土分段夯實堵塞。堵塞長度為1.5m。
3.2.9 起爆網絡
起爆網絡采用導爆索起爆網絡，用1根主導爆索將各預裂孔的導爆索串聯起來，然后在主導爆索上綁扎2發非電毫秒導爆雷管實現微差間隔起爆。邊坡預裂孔應先于其它炮孔75ms以上起爆，以便首先形成連續貫通的預裂縫，以阻隔后續爆破時對保留邊坡的擾動破壞。
當預裂爆破規模較大時，為減輕預裂爆破過程中對保留巖體的影響，可分段進行微差爆破，每段之間連接2發2段非電毫秒導爆雷管起爆。
3.3 爆破效果
石渣清理后，經過現場察看，邊坡超欠挖基本控制在15cm之內，平整度符合規范要求，坡面巖石無擾動現象，預裂炮孔半孔率在80%以上。說明以上爆破參數是比較合適的，保證了邊坡的穩定。
4 預裂爆破施工中應注意事項
（1）鉆孔時應經常檢查鉆孔的傾角和方位角，鉆孔偏斜誤差應控制在1°之內，確保預裂孔在同一個平面上。
（2）為了克服炮孔底部巖石的夾制作用，炮孔底部應適當增加裝藥量，當孔深為3~5m時，線裝藥密度增大為2~3倍；孔深超過10m時，線裝藥密度增大為3~5倍；底部增加藥量的范圍為孔底起約0.5~1.5m。
（3）預裂孔在同一平面時，宜采用導爆索連接并同時起爆。
（4）預裂爆破分段起爆長度不宜小于10m，這是因為長度過短，會使預裂線兩端所受夾制作用過大，影響預裂爆破效果。
（5）預裂炮孔和主炮孔之間應布置一排緩沖孔，以減少預裂線附近大塊石集中現象，保證爆破效果。
5預裂爆破的特點
（1）預裂邊坡平整，穩定性好，利于施工期及水庫運行后永久邊坡安全。
（2）開挖時不用預留保護層，預裂縫之外都可以采用深孔爆破，簡化了施工程序，加快了施工進度。
（3）所形成的預裂縫能有效削減爆破應力波對永久邊坡的危害。
（4）減少了邊坡整修工程量和超欠挖現象，節省了混凝土的回填工作量。
（5）減少了巖基固結灌漿處理工程量。
6結語
邊坡的穩定性既受地質地形條件、氣候條件的影響，又受爆破方法、爆破技術的制約，所以，在爆破施工中如何保護邊坡穩定是一個較為關鍵的問題。本工程采用預裂爆破技術取得了較好的效果，可以說預裂爆破技術是解決高邊坡開挖穩定問題的有力措施之一。
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