东至至九江高速公路安徽段 高边坡工点治理施工图设计说明
一、工程概况
东至至九江高速公路安徽段是安徽省“四纵八横”高速公路网规划中“横七”（南京-九江公路）的重要组成部分，是安徽省南沿江高速公路的最西段，列入了交通运输部《促进中部地区崛起公路水路交通发展规划纲要》，是皖江产业转移示范区的重要基础设施之一。目前，南沿江高速公路马鞍山-芜湖-铜陵-池州-安庆（池州大渡口）-东至段已经建成通车；东至-望东长江公路大桥段（即望东长江公路大桥南岸接线）也即将开工建设，本项目的实施，是促进中部地区崛起、实施安徽省东向发展战略、促进区域经济一体化的重要举措，对构筑沿江城镇群，强化池州地区与马芜铜的紧密联系，加快香隅工业园区与周边城镇的整合，促进沿江区域化工业快速发展，加快皖江地区整体开发开放具有重要意义。本项目全线均位于东至县境内，对地方投资环境的改善及经济的快速发展具有较大的推动作用。
根据本项目初步设计批复，全线采用高速公路标准建设，全封闭、全立交，设计速度100公里/小时，路基宽26米。本项目总体走向为自东北往西南,起点接望(江)东(至)长江公路大桥南岸接线，设置香隅枢纽互通立交，终点接在建的江西省彭泽至湖口高速公路赣皖界至彭泽段，路线总里程 10.802Km(K0+600～K11+402.188)。主要控制点有起点互通位置、香隅镇规划、终点省界接点以及沿线水库、村庄等敏感点。
项目沿线地形总的趋势是南高北低，北部为丘陵平原区，香隅附近地势平坦，其标高10～40m左右，黄栗树至省界一带为岗地山坳和低山丘陵区，地势起伏较大，标高在40～300m之间。地形地质条件较复杂，地层岩性主要为白云质灰岩、炭质硅质泥页岩、泥质粉砂岩夹薄层白云岩、泥岩等，属较软岩至坚硬岩类。受沿江构造带影响，节理裂隙发育，岩层破碎。项目区地层产状总体倾北西，倾角30°～60°，区域断层F31方向大体与路线方向一致，距离路线较近，路线左侧边坡基本为顺向坡，工程地质条件较差。项目区人工破坏自然环境较为严重，主要是沿线采石、采矿形成高陡边坡，沿线崩塌灾害发育，多为小型规模，方量一般在几方至数百方不等。崩塌、滑塌等地质灾害多发生在雨季，且经常出现同一路段多次滑塌现象。考虑到
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本项目地质特点，并结合我院在省内外多个山区高速公路项目的高边坡勘察设计经验，针对本项目高边坡设计提出了“先期评估、技术设计、后期评估”的技术路线。
通过全线边坡稳定性调查评估，筛选出7段欠稳定、不稳定高边坡进行了专项工点勘察设计。对全线边坡进行专项稳定性评估，根据边坡岩体结构类型分类评价，对不稳定高边坡进行专项工点勘察、工点设计的方法，确保了设计方案的针对性、准确性。
本次设计总结了以往山区高速公路高边坡设计、施工的经验教训，对边坡防护的关键技术从治理效果、施工工艺、工程造价、绿化环保等方面进行充分的比较论证，结合工点高边坡的地质特征提出了防护方案，总体上对不稳定边坡主要采取了必要的深层或浅层加固措施，对稳定坡体主要采取了坡面防护措施。
工点高边坡一览表 表1
起讫桩号 位置 开挖长度 （m） 220 260 120 170 160 170 170 边坡高度 （m） 35 36 46 57 54 25 25 边坡类型 开挖坡率 破坏类型及 不利状态下安全系数 顺层滑动，Fs=0.921 楔形体崩塌 风化层滑动 坡面崩塌 圆弧滑动，Fs=0.954 沿圆弧面滑动，Fs=0.88 沿圆弧面滑动，Fs=0.88 K4+370 K5+560 K6+920 K7+410 K10+520 K11+280 K11+280 ～ ～ - ～ ～ ～ ～ K4+505 K5+780 K7+040 K7+580 K10+680 K11+400 K11+400 左侧 左侧 左侧 右侧 左侧 左侧 右侧 顺层岩质边坡 风化岩质边坡 风化岩边坡 逆倾岩质边坡 类土质边坡 类土质边坡 类土质边坡 1:0.5～1:1.0 1:1.0～1:1.25 1：0.75-1;1.0 1:0.75～1:1.0 1:0.75～1:1.0 1:1.0～1:1.0 1:0.75～1:1.0 二、区域地质条件
2.1 地形地貌
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项目区地处沿江丘陵平原和皖南低山丘陵区，地形总的趋势是南高北低，北部为丘陵平原区，东流—香隅坂地势平坦，其标高10-70m左右，小历山—大山、新屋下—马鞍山等一带地形岗坳相间，地面标高一般18～135m，石印洞—黄栗树、仙露庵至老屋庞等一带为低山丘陵区，地势起伏较大，标高在100～600m之间。 2.2 气象
工程区属亚热带季风气候区，基本特点是：四季分明，气候温和，雨量充沛，雨热同季，光照较充足。年平均气温16.1℃，年极端最高气温为39.8℃，年极端最低气温为-16℃，最热7月平均气温28.2℃，最冷1月平均气温3.4 ℃。年平均降雨量为1602.4mm，年最大降雨量为2114.4mm，年最小降雨量为1015.2mm，5～8月份是降雨量较集中的月份，约占全年降雨量的60～70%，1月和12月雨量最少，仅占全年雨量的5%左右。多年平均蒸发量为1092.8mm，一年中7、8两月蒸发量最大，约占全年的30%左右，12月至翌年2月为最小，约占全年的10%左右。
工程区的旱、涝、暴雨、连阴雨、冰雹是其主要的灾害性天气。旱灾主要发生于7月下旬至8月份，为伏、秋旱；涝灾多发生在5～7月汛期，特别是梅雨期间，发生涝灾的频率为两年一遇；暴雨主要发生在5～7月，它是造成调查区水涝灾害的主要因素之一，若日降雨量大于50mm，则引发山洪爆发，河水猛涨，同时在地质环境脆弱地区，则易诱发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。 2.3 水文
项目区域位于长江右岸，属长江水系，区内河湖区域辽阔、河系发达、湖泊众多。主要河流包括香隅河、尧渡河等，湖泊有七里湖、黄泥湖、茅田湖、泽潭湖、太白湖等；另外，还分布着桥上水库、潘冲水库、青山水库等。正常年区内径流深710毫米。 2.4 地下水
根据地下水的赋存条件，含水介质及水力特征，将调查区地下水划分为松散岩类孔隙水、
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碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水三个类型。
松散岩类孔隙水：尧渡河谷尧渡镇至七里湖段，水量中等，含水层由第四纪全新世冲积成因的砂层、砾石层组成，含水层厚3~6米，地下水质较好，矿化度<0.5克/升、PH值7.0，属HCO3-Ca型水。
碳酸盐岩类裂隙溶洞水：分布于丘陵、低山一带，由二叠系、寒武系等地层组成。含水层为白云岩、瘤状灰岩、泥质灰岩、灰岩、沥青质灰岩、燧石结核灰岩、生物灰岩、条带状灰岩等。地下水的赋存受构造、溶洞发育程度的控制，泉流量一般在1~100升/秒、矿化度0.1~0.3克/升，PH值为7.0，水质类型为HCO3-Ca·Mg或HCO3-Ca型。
基岩裂隙水：分布于区域内的低山丘陵区，岩性为变细砾岩、变粉砂岩、砂岩、砾岩、泥岩、硅质岩、页岩、炭质页岩、硅质页岩等。其赋水空间以构造裂隙为主，地下水矿化度<0.5克/升、泉流量小于3升/秒、以HCO3-Ca型水为主。
地表水和地下水对混凝土均无腐蚀性。 2.5地震
据国家质量技术监督局《中国地震动参数区划图》（2001），路线所经地域的地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应于原基本裂度Ⅵ 度区。 2.6工点边坡地质条件
K4+370~K4+505段左侧边坡：边坡区地层岩性为奥陶纪伦山组厚层白云岩及寒武纪黄柏岭组薄层炭质硅质泥（页）岩，分别属坚硬岩及较软岩类，表层为第四系残坡积覆盖层，厚度2.0m左右，坡脚较厚。根据调查地层分界线及产状推断，泥页岩全部被挖除，开挖路基边坡位于坚硬白云岩中，泥页岩风化层厚度大，但对边坡稳定性无影响。白云岩受断裂影响，岩体节理裂隙发育,基岩裂隙水赋存。开挖坡体主要为强、中风化白云岩。岩层产状350°∠20°，发育一组贯通性节理1，产状为335°∠40°，节理面夹泥，与开挖边坡顺倾，后缘发育陡倾节理2，在层面、顺倾节理面组合切割下易发生顺层滑动。
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[fa0]=600kPa，摩阻力标准值qik=150kPa。
③-2灰岩：青灰色，中风化，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，岩芯多呈短柱状，岩质坚硬，岩体较完整，揭露厚度1.5m，其土、石工程等级为Ⅴ级次坚石。其主要物理力
K5+560~K5+820段左侧边坡：植被茂密，自然坡较缓，角度约25°，路线切坡后，形成高差36m的高边坡，该边坡地层主要为碎石、全风化页岩、强风化页岩及强风化灰岩、中风化灰岩，该路堑整体属土石二元质边坡。
①碎石：棕黄色，密实，稍湿，含量约60%，颗粒级配一般，粒径一般约20mm-80mm，母岩成分主要为灰岩，泥砂质充填，该层分布于路堑区，层厚8.9m，其土、石工程等级为Ⅱ级普通土，主要物理力学性质指标推荐值：γ=21kN/m3，C=5kPa，φ=25°；承载力基本容许值[fa0]=400kPa，摩阻力标准值qik=160kPa，物探纵波波速：600 km/s -900km/s。
②-1页岩：灰绿色，全风化，原岩组织结构已全部被破坏，仅具原岩外观，岩芯多呈土状，层厚4.0m，其土、石工程等级为Ⅲ级硬土。其主要物理力学性质指标推荐值：γ=21kN/m3，C=40kPa，φ=20°，承载力基本容许值[fa0]=250kPa，摩阻力标准值qik=50kPa。物探纵波波速：600 km/s -900km/s。
②-2页岩：灰绿色，强风化，原岩组织结构大部分被破坏，矿物成分已发生明显变化，局部可见泥质结构，节理裂隙发育，裂隙面见铁质浸染，岩芯多呈碎块状，岩质较软，岩体破碎，揭露层厚26.2m，其土、石工程等级为Ⅳ级软石。其主要物理力学性质指标推荐值：γ=23kN/m3，C=75kPa，φ=25°，承载力基本容许值[fa0]=400kPa，摩阻力标准值qik=80kPa。物探纵波波速：2500 km/s -2800km/s。
③-1灰岩：灰黄色，强风化，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，裂隙见铁质侵染，岩芯多呈碎块状、块状，岩质较软，岩体破碎，层厚9.1m，其土、石工程等级为Ⅳ级软石。其主要物理力学性质指标推荐值：γ=24kN/m3，C=80kPa，φ=27°，承载力基本容许值
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学性质指标推荐值：γ=26kN/m3，C=130kPa，φ=30°，承载力基本容许值[fa0]=1500kPa，摩阻力标准值qik=300kPa。
边坡坡向与岩层倾向呈大角度相交，夹角约60°，属于尚稳定型结构边坡，但坡体中的碎石、全风化页岩、强风化页岩遇水易软化，抗雨水冲刷能力弱，易产生冲刷变形破坏，水土流失；强风化灰岩节理裂隙发育，多被切割成碎块状，碎块间结合性差，经削坡扰动后，可能产生崩落、掉块等不良地质现象，故左侧边坡稳定性较差。
路堑区地表水不发育，未见明显地表水体，线路右侧约35m有灌溉水渠通过；地下水主要为松散覆盖层中的孔隙水及基岩中的裂隙水。
K6+920-K7+040段左侧边坡：该边坡地层主要为碎石、中风化白云质岩，整体属土岩质边坡，碎石为Ⅱ级普通土，中风化白云质灰岩为Ⅴ级次坚石。
根据赤平投影分析，边坡坡向与岩层呈大角度相交，为斜向坡，属于较稳定型结构边坡，岩层产状与节理1（J1）、节理2（J2）与节理1（J1）结构面组合交线切割体所形成的楔形体与边坡坡向一致，对边坡稳定有利。坡体中碎石抗雨水冲刷能力弱，易产生冲刷变形破坏，水土流失；中风化砂岩节理裂隙发育，多被切割成块状，碎块间结合性差，经削坡扰动后，可能产生崩塌、掉块等不良地质现象，故左侧边坡稳定性一般。
K7+410~K7+580段右侧边坡：边坡区地层岩性为寒武系下统黄柏岭组炭质页岩夹粉砂
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岩，属较软岩类，表层为第四系残坡积覆盖层，厚度1.0m左右。岩石风化破碎严重。风化层厚度大，全风化层厚3.0m左右，风化呈黄褐色粘性土状夹少量残余碎石，强风化层厚8m左右，岩石破碎。岩层产状350°∠68°，右侧边坡为反倾结构。开挖坡体主要位于强、中风化层中。发育一组顺倾节理，但开挖坡面缓于节理面倾角，无不利结构面组合及软弱夹层，边坡岩体结构为稳定结构。
1、在局部深挖方路段，建议在路堑堑顶取土，以减少防护工程的边坡级数及线外取土数量。 2、边坡设计中建议补充完善设计说明内容和尺寸标注。 侧边坡削平，减少边坡防护工程量。本次设计的7处工点高边坡不具备这个条件。 2、在“6.1节坡面坡率形态设计”部分（P4）增加对坡形设计、分级高度、平台宽度说明，在设计方案横断面图上附注说明。 四、边坡设计总体技术路线
考虑到本项目地质特点，并结合我院在省内外多个山区高速公路项目的高边坡勘察设计经
K10+520~K10+670段左侧边坡：自然坡度为20°~35°，路线切坡形成高差约54m的高边坡。该边坡地层主要为粉质粘土、碎石、全风化白云岩，整体属土质边坡。
坡体中碎石、粉质粘土、全风化白云岩抗雨水冲刷能力弱，易产生冲刷变形破坏，水土流失。经削坡扰动后，可能产生坍塌等不良地质现象，左侧边坡稳定性差。
K11+280~K11+400段左右侧边坡：边坡区地层岩性为震旦系蓝田组泥岩、钙质泥岩夹白云岩，分别属坚硬岩及较软岩类，表层为第四系残坡积覆盖层，厚度2.0m左右。该段通过一垭口，受区域断层F31影响，岩石风化破碎严重。风化层厚度大，全风化层厚8-12m，风化呈红褐色粘性土状夹少量残余碎石，强风化层岩石破碎。岩层产状353°∠38°，左侧边坡为顺倾结构，右侧边坡为反倾结构。由于风化层厚度大，开挖坡体主要位于全、强风化层中，左右边坡结构均为类土质边坡，设计开挖边坡高陡，边坡开挖后在卸荷作用下，坡脚失去支撑，加之雨水下渗软化作用，有可能发生工程滑坡。
验，针对本项目高边坡工程提出了“熟悉初步设计文件—施工图调查勘探—施工图设计—动态评估优化设计”技术路线。 4.1 施工图调查评估
派出经验丰富的地质专家对全线进行详细的地质踏勘，对全线高边坡稳定性进行逐一排查评估。在对路线高边坡的地质环境有一个较全面的认识的基础上，对高边坡开挖后可能产生的病害性质、规模、危害程度做出定性预测及定量计算，为高边坡病害防治设计及宏观决策提供依据。地质评估人员同时全程为路线设计人员做好地质咨询工作，及时避让难以治理的地质病害路段，做到真正意义上的山区复杂地质条件下的地质选线。 4.2施工图设计
在全线边坡评估报告的基础上，筛选出对路线、工程造价具有重大影响的工点边坡进行专项的工点勘察、工点设计，重点对高边坡加固的设计思路、设计标准、设计原则及设计方法进行讨论，对建设用地、工程造价进行合理控制，在处治效果、施工工艺、质量控制、工期、工程造价等各个方面对边坡的加固方案在初步设计基础上进一步优化、细化，最终提出适合于本
三、初步设计专家组评审意见执行情况
意 见 专家组评审意见： 答 复 1、在施工图设计中已将K2+188~K2+305段右项目的经济可靠的边坡加固设计方案，控制工程规模。 4.3动态评估优化设计
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岩土体物质组成的差异性较大，边坡开挖后可能与设计具有一定的差距，因此边坡动态评估优化设计即非常重要。边坡动态评估优化设计是指在边坡开挖后，对重点高边坡逐个进行地质特征的确认，在确认的过程中优化前期设计方案。对与前期评估差异较大情况进行深入分析，查明差异产生的原因，积累地质经验。
4）高边坡设计采取工程防护与绿化防护相结合的综合防护手段，减少挡墙圬工，合理利用土石方，达到安全、生态、美观的防护目的。
5）动态设计，信息化施工，必要时调整设计。 5.3 设计标准
1）边坡设计年限不低于高速公路正常使用年限。
2）依据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004），对于挖方高边坡设计，本项目公路等级取“高速公路及一级公路”，路堑边坡稳定安全系数范围为“正常工况1.20～1.30，非正常工况Ⅰ1.10～1.20”。
3）对欠稳定、不稳定边坡进行必要加固治理，加固后达到相关规范要求的安全等级，同时进行生态绿化防护；对于稳定边坡仅进行必要的坡面绿化防护，防止岩体风化剥蚀、雨水下渗，保持边坡的整体稳定。
4）本项目区域为抗震设防烈度Ⅵ度区，不再考虑地震作用。 5.4 设计内容
工点高边坡治理施工图设计依据相关规范及地质勘察报告进行，认真收集区域内地形、地貌、工程地质、水文地质、气象等资料，合理分析并利用工程地质勘察资料，选择有代表性的土层物理、力学指标作为方案设计的计算依据，结合计划建设工期，按照因地制宜、就地取材、综合处治的原则，提出高边坡治理方案。设计内容包括：坡体的稳定性验算、高边坡治理原则、治理设计方案、监测工程设计、施工工艺及质量控制、工程数量计算等。
五、边坡工程设计依据、原则及标准、内容
5.1 设计依据
1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 2）《公路路基设计规范》（JTG D30-2004） 3）《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004-89）
4）施工图阶段工程地质勘察报告、调查评估报告及相关设计文件。 参考技术规范
1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001） 2）《工程岩体分级标准》（GB 50218）
3）《岩土锚杆(索)技术规程》（CECS 22：2005） 4）《铁路路基支挡结构设计规范》（TB 10025-2001） 5）《工程地质手册》第四版（2007年）
6）《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》中华人民共和国铁道部行业标准（TB/T 3089-2004） 5.2 设计原则
1）总体遵行安全可行、经济合理、技术先进、环保美观的设计原则。 2）确保公路施工过程和运营中边坡的稳定，保证公路运输安全。
3）路堑边坡设计应本着早治理，采取主动防护，重视防排水措施的原则，在保证边坡稳定安全的前提下，尽量节约治理投资。
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六、工点边坡稳定性评价
边坡稳定性评价是在全线边坡稳定性调查评估的基础上，对高边坡开挖后可能产生的病害性质、规模、危害程度作出定性与定量的综合分析，以此作为高边坡治理设计的重要依据。定性分析是综合坡体岩性组成、风化程度、岩土体强度、主要结构面与边坡临空面的空间关
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系、地下水等地质特征进行初步的稳定性分析，提出边坡稳定性的主要控制因素，预测边坡可能发生破坏形式、破坏强度。定量分析是在定性分析的基础上，综合分析现有各方面地质资料，提出边坡的强度指标，采用Geo-slope、理正等相关计算软件进行滑动面的搜索，确定边坡的安全系数。各边坡工程地质条件、稳定性评价及相关边坡稳定性计算图表见附件。 计算强度参数c、φ根据本工程勘探试验、该地区其它项目试验结果及地区经验结合工程类比等综合确定。
6.1 稳定性分析方法的选定
根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）、《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）、《工程地质手册》第四版（2007年）的规定，边坡稳定性分析的目的在于根据工程地质条件确定合理的断面尺寸(即边坡容许坡高和高度)。合理的边坡稳定性分析应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段进行综合评价的原则。稳定性分析方法可分为工程类比法、查表法、计算法、赤平投影法等。
结合本项目的岩土性质、岩层结构及构造、水文地质条件、风化作用、地貌因素及人为因素等方面的综合分析，采用了工程类比法、赤平投影法和计算模拟等方法进行了稳定性分析。 6.2 计算参数的选定
(1)正常工况：边坡处于天然状态下的工况；
(2)非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况； (3)非正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况。
本项目区域为抗震设防烈度Ⅵ度区，可以不考虑非正常工况Ⅱ的计算。本次计算主要进行正常工况及非正常工况Ⅰ下的两种工况的计算。 6.4 地下水影响
地下水的影响主要体现在增加坡体自重、产生静水压力、降低软弱结构面强度等方面，在边坡稳定性分析对边坡结构面强度予以折减，对于静水压力以及坡体自重的增加已考虑。 6.5 稳定性分析
本标段经过边坡调查评估以及详细工程地质勘察，采用赤平投影法，结合工程地质类比分析，确定边坡潜在破坏模式，评价边坡稳定性。
选取典型断面进行稳定性计算，计算结果如下：
边坡稳定性评价表 表2
计算参数 边坡段落 计算 断面 滑面形态 重度 C Φ 稳定系数Fs 剩余推力（KN） 天然 工况Ⅰ 加固后 安全系数取1.25 ) （KN/m3） (KPa) (°折线 圆弧 圆弧 22.0 22.5 20.0 30 30 20 23 25 20 K4+370-K4+505段左边坡 岩体力学参数根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004），并参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）及《工程岩体分级标准》（GB 50218）的相关规定，根据工点高边坡的实际勘察资料综合分析确定。具体的工点勘察中做好边坡结构面的现场调查工作，现场确定结构面的软、硬类型、结合程度及裂隙的发育程度，选取有代表性的岩石做抗压试验，同时进行相关的反演分析。 6.3 计算工况的选定
根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）规定，边坡稳定性计算应分为以下三种工况：
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K4+460 1.20 1.02 1.01 0.921 0.654 0.88 1.196 1.126 1.152 765 854 784 K10+520-K10+680左边坡 K10+600 K11+280-K11+400左边坡 K11+400 赤平投影分析见说明2.6节
6.6 锚杆(索)计算模式
本项目锚杆(索)的稳定性计算主要参照《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）执行。不仅验算边坡加固后的整体稳定性，同时亦对锚杆(索)局部稳定性进行验算。
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6.6.1预应力锚杆体截面
锚杆杆体截面面积应按下式确定：
A≥
全长粘结型锚杆有效锚固长度可按下式估算，并取其中的较大值（有效锚固长度不宜小于2.0m，也不宜大于10.0m）：
LKNtKNt或 L
dfrbndsfbKPdFptk
式中K——安全系数，按《公路路基设计规范》JTG D30-2004表5.5.4-4选取；
Pd——锚杆设计锚固力（kN）；
式中L——锚杆有效锚固长度（m）；
Lg——注浆体与锚杆体间粘结长度（m）；
Fptk——钢筋、钢绞线的抗拉强度标准值(kPa)
6.6.2预应力锚杆锚固段长度
预应力锚杆或锚索的锚固段长度可按下式估算，并取其中的较大值，且不应小于3m，也不宜大于10m：
LrK——安全系数，可采用2.5；
； d——锚孔直径（m）
； ds——锚杆钢筋直径（m）
； frb——地层与注浆体间粘结强度（kPa）； fb——注浆体与锚杆体间粘结强度（kPa）； n——锚杆体根数（根）
KPdKPd 或 Lg
0.6ndgfbdfrb——考虑成束钢筋系数，对单根钢筋=1.0，两根一束=0.85；
6.7 锚固方案选定思路
根据边坡稳定性分析资料，鉴别边坡的破坏模式，确定边坡不稳定程度及范围，对处理方案的合理性、安全性进行技术经济论证。本项目设计根据最不利原则，合理确定边坡形态，以锚杆（索）加固方案为主，并合理有效地进行防排水。锚固的形式根据边坡岩土体类型、工程特征、锚承载力大小、锚材料和长度、施工工艺等综合确定。
6.7.1 锚固类型选定
锚固类型选定表 表3
锚固类型 适用条件 适用于受不利结构面控制的不稳定备 注 不利结构面包括顺倾层面，陡倾风化界面，软弱夹层，圆弧滑动面等，通过勘探调查潜在滑面可基本确定。 全长粘结型锚杆 - 7 -
式中Lr——地层与注浆体间粘结长度（m）；
Lg——注浆体与锚杆体间粘结长度（m）；
K——安全系数，按《公路路基设计规范》JTG D30-2004表5.5.4-4选取；
Pd——锚杆设计锚固力（kN）；
； d——锚固段钻孔直径（m）dg——锚杆体材料直径（m）；
； frb——地层与注浆体间粘结强度（kPa）； fb——注浆体与锚杆体间粘结强度（kPa）； n——锚杆体根数（根）6.6.3全长粘结型锚杆体截面
锚杆杆体截面面积应按下式确定：
KNtAs≥fy
预应力锚杆（索）加固 边坡，且推测滑动面较深，剩余下滑力大于400KN左右。 式中K——荷载安全系数，可采用2.0；
Nt——锚杆轴向拉力设计值（kN）；
fy——普通钢筋的抗拉设计强度(kPa)
6.6.4全长粘结型锚杆有效锚固长度
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适用于可能发生楔形体崩塌、浅层滑对于整体稳定的边坡，考虑到岩体东至至九江高速公路安徽段 高边坡工点治理施工图设计总说明
塌的欠稳定边坡。滑塌厚度一般小于5m，滑塌具有随机性和不确定性。 较破碎，也采用一些粘结型锚杆加固坡面。 ②有地形条件且不会过多的破坏自然环境，且不会大幅增加征地的情况下，宜采用缓坡率； ③对于受地形条件制约，若采用大开挖方案会严重破坏地形地貌及自然环境的情况下，采用较陡坡率，并综合考虑地质条件，进行必要的支护。
④个别边坡已开挖至反坡，若采用较缓的坡率则可降低坡高，则采用缓坡率。 ⑤边坡两侧可采用较缓坡率，坡顶及两侧与自然坡面可圆顺边接，减少突兀感。 工点高边坡设计坡率一览表 表4
序号 1 2 3 4 5 6 7 长度 m 135 220 120 170 160 120 80 6.7.2 锚杆（索）布置及长度的确定
综合考虑施工难易程度、支护整体效果、环境美观等因素，锚杆（索）平面矩形布置，纵横间距3m。按照每级坡高8m计算，每级坡纵向有3根锚杆，保证每延米坡高范围内有1根锚杆锚固，以达到锚固的经济合理和美观，同时减少锚固边坡的预应力损失。
6.7.2.1预应力锚杆（索）总长度由锚固段长度、自由段长度及外露段长度组成，锚固段长度不应小于3m，也不宜大于10m；自由段长度受稳定地层界面控制，在设计中应考虑自由段伸入滑动面或潜在滑动面的长度不小于1m,且自由段长度不得小于5m。
6.7.2.2全长粘结型锚杆长度包括非锚固长和有效锚固长度。非锚固长度是根据边坡滑裂面的实际距离确定。有效锚固长度是根据锚杆的拉力，经计算确定。有效锚固长度不宜小于2.0m，也不宜大于10.0m。
本标段锚杆长度的确定，由锚固力设计值计算以及潜在破坏影响深度综合确定。单根锚杆设计锚固力为50~80KN，具体每根锚杆长度见设计横断面图。
起讫桩号 K4+370 K5+560 K6+920 K7+410 K10+520 K11+280 K11+280 ～ ～ - ～ ～ ～ ～ K4+505 K5+780 K7+040 K7+580 K10+680 K11+400 K11+400 最大高边坡 设 计 坡 率 六级及以上 1 1 位置 最大高度(m) 一级 二级 三级 四级 五级 左侧 左侧 左侧 右侧 左侧 左侧 右侧 35 36 46 57 54 25 25 0.5 1 0.75 0.75 0.75 1 0.75 0.75 1 1 1 0.75 1 0.75 1 1 1 1 1 1 1 1.25 1 1 1 1 1 1.25 1 1 1 7.2 边坡加固方案
边坡防护设计总体遵循“减载、固脚、强腰、排水、绿化”的原则。综合考虑本合同段的地质、地形特点，对于欠稳定、不稳定边坡主要采取了放缓边坡的处理，对边坡中下部较陡坡面、粉砂岩、泥质粉砂岩段则采取了锚杆框架加固措施，以防止边坡沿平台或结构面发生浅层的滑
七、边坡工程防护措施
7.1 坡面坡率形态设计
边坡的坡形坡率设计主要取决于自然地形条件及地质条件，总体遵循以下设计原则： ①考虑边坡下部岩体相对强度较高且较完整，边坡的断面形态一般为下陡上缓，其中中风化层一般坡率为1：0.50～1：0.75，强风化层一般坡率为1：0.75～1：1.0，全风化层坡率为1：1.0～1：1.5，坡高小于12m的可一坡到顶，坡高大于12m的应分级放坡。石质边坡每级坡高8米，每级坡之间设2米宽过坡平台。
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塌或局部崩塌。锚杆的长度根据滑面位置、下滑力水平确定。框架内采取客土喷播绿化防护。对于边坡整体稳定，主要破坏形式为坡面冲蚀、风化剥落和地下水下渗软化的边坡，以截排水结合坡面绿化防护，防止坡面冲刷。
工点高边坡防护方案一览表 表5
边坡段落 K4+370-K4+505段左侧 坡面挂GPS2网绿化绿化防护 主要防护方案 东至至九江高速公路安徽段 高边坡工点治理施工图设计总说明 K5+560-K5+780段左侧 K6+920-K7+040段左侧 K7+410-K7+580段右侧 一、二、三、四级坡锚杆框架，其他坡面厚层基材喷播绿化防护 一、三、四级坡锚杆框架，二级坡锚索框架，其他坡面厚层基材喷播绿化防护 全坡面挂GPS2网绿化防护 一、五级坡锚杆框架，二、三、四级坡锚索框架，其他坡面厚层基材喷播绿化K10+520-K10+680段左侧 防护 一、三级坡锚杆框架，二级坡锚索框架，四级坡挂GPS2网+厚层基材喷播绿化K11+280-K11+400段左侧 防护 一、三级坡锚杆框架，二级坡锚索框架，四级坡挂GPS2网+厚层基材喷播绿化K11+280-K11+400段右侧 防护 ②对于基本挖至坡顶或反坡的高边坡，上部基本无汇水面积，坡口线以上可不设坡顶截水沟，反之，则应设置坡顶截水沟，在汇水集中部位设置急流槽。
③各级边坡平台上设平台排水沟，并排水畅通。
④根据地层岩性，结构面发育情况，风化程度，地下水类型，补给及排泄路径情况综合考虑设置仰斜排水孔，排水孔孔径为110mm，排水孔位置、水平间距、孔深具体见边坡防护立面图。施工时根据排水孔实际出水量，孔数可做增减。
⑤及时做好绿化工程，也是防雨水冲刷的重要工程。
（1）锚杆框架
对于坡体可能产生浅层滑动或崩塌的坡面采用锚杆框架防护。锚杆长度的选取需要综合考虑坡体的残坡积层的厚度、风化层的厚度及可能产生滑移结构面的深度等因素，锚杆须穿越潜在的滑动面，具体长度见图纸。框架梁横竖间距均为3m，在节点处设置锚杆，锚杆由2根Φ28钢筋制成，长度见图纸部分，安装倾角25°，框架梁、竖肋截面尺寸为0.4×0.3m，竖肋横向间距3m，框架用C25混凝土现浇。 （2）生态防护
对于稳定坡面进行生态绿化防护。边坡框架内坡面采用植生袋绿化，两侧坡面可厚层基材喷播绿化。边坡平台进行培土绿化。边坡绿化先期须达到快速复绿的目的，草灌结合，后期以灌木花卉为主。绿化设计具体见生态恢复绿化设计相关内容。 7.3 防排水工程
工程建设对山区原始地形地貌改变越大，地表水及地下水的径流路径可能会发生较大幅度的改变，发生水害的可能性及其破坏性就越大。防排水系统的设计须因地制宜，确保排水设施可靠有效。具体遵循以下原则：
①施工期间须做好坡面的临时排水工作。
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八、施工工艺及材料要求
7.1总体要求
1、为保证边坡的稳定及施工安全，应争取在雨季前施工，并应先做好坡体上部截水沟。 2、边坡工程是一项地质工程，必须严格按照“逆作法”施工，开挖一级防护一级，严禁边坡开挖后长时间雨淋日晒，使岩体风化松弛，工程地质性质恶化。逆作法无须增设支架工程或可减少支架工程，既可提高施工的安全度，又可降低工程造价。
3、边坡开挖要求坡面平整美观，不超挖欠挖，对于弱风化硬质岩石须放炮开挖的，在具设计坡面2m范围严禁方大炮，应采用光面爆破技术开挖。对于坡面坑凹须用浆砌片石补平；顶级坡与地面线要求圆顺边连接。
4、边坡开挖放线及防护工程锚杆(锚索)孔位施放都应结合设计图纸及实际地形测量施放，保证防护工程上下对齐，横平竖直。
5、同一区段的治理工程应在同一连续工期内连续施工及竣工，以防工程强度未达标准强度前或在零星施工中遭到破坏。
6、边坡施工中应加强施工监测和工地巡视，备有应急措施，确保施工人员安全。 7、各项工程必须严格按设计要求施工，施工前应认真阅读复核设计图纸，若发现设计错
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漏或与实际情况有出入，或开挖地质情况与设计情况不符等，应会同有关人员依据实际情况处理或通知设计人员到现场变更。
8、锚固工程是隐蔽性和施工技术难度较大的特殊工程，又是治理工程的关键，各主要施工工序应由相关专业技术人员进行指导和监督。
9、各主体工程必须严格按设计要求施工，遵循相应的施工规范，确保施工质量，施工后按规范及设计要求进行工程验收。 7.2锚杆框架施工注意事项
1、锚杆框架施工工序为：测放孔位→钻孔→锚杆制安→注浆→挖槽→支模→绑扎钢筋→浇注框架梁、肋→养护，完成工程防护后，进行绿化工程施工。
2、锚杆设计采用全长锚固式水泥砂浆锚杆，直径Φ=28mm，锚杆长度见图纸部分，间距3.0×3.0m，正方形布置，锚杆孔径110mm，框架为C25现浇钢筋混凝土，框架截面0.4×0.3m，须嵌入坡面20cm。
3、锚杆孔位测放力求准确，偏差不得超过±3cm，钻孔与坡面俯角25°，倾角允许偏差±2°，考虑沉渣的影响，为确保锚杆长度，实际钻孔深度大于设计长度0.4m；成孔后用高压空气（0.4MPa）清孔。
4、成孔禁止带水钻进，以确保钻孔施工不致恶化边坡条件，钻进过程中，应对每孔地层变化（岩粉情况）、进尺速度（钻速、钻压等）及一些特殊情况做现场记录，若遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理后重新钻进。
5、锚杆孔内灌注M30水泥砂浆，水灰比0.35～0.45，灰砂比1∶1，砂浆体强度不低于30MPa，采用从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不低于0.25 MPa。
6、锚杆框架施工分片进行，每片长度5.98m，每片之间设置2cm伸缩缝，内填沥青青木板条，深度20cm。二根竖肋及其所连三根横梁和一片顶梁组成一片框架，每片框架整体浇筑，一次完成。
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7、每片锚杆框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋投影垂直于路线，横梁与竖肋垂直，每片框架上的锚杆孔应以第一根竖肋最下部的孔为基准（按锚杆框架结构图确定），然后再确定其余孔位，第二根竖肋的上、下自由端长度可根据路线纵坡确定。 7.3 锚索框架施工注意事项
1、锚索框架施工分片进行，每片框架施工顺序为：整理坡面—测放孔位—钻孔—锚索制安—注浆—挖槽—支模—绑扎钢筋—混凝土浇筑—养护—锚索预应力张拉、锁定—框架内植生带植草绿化。
2、锚索孔位测放力求准确，偏差不得超过±3cm，钻孔倾角按设计取定，允许误差不超过±1°；考虑沉渣影响，为确保锚索深度，实际钻孔深度应大于设计深度1.0m。
3、锚索成孔禁止开水钻进，以确保钻孔施工不致恶化边坡条件，钻进过程中，应对每孔地层变化（岩粉情况）、进尺速度（钻速、钻压等）及一些特殊情况做现场记录，若遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理24小时后重新钻进。
4、锚索孔径130mm，成孔后孔径不小于该值。钻孔完成之后必须用高压空气（风压0.2～0.4Mpa）进行清孔，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。
5、锚索材料采用高强度、低松弛、环氧全喷涂无粘结预应力钢绞线，直径φ＝15.24mm，强度1860MPa。要求顺直、无损伤、无死弯。
6、锚固段必须除锈、除油污，按设计要求绑扎架线环和箍线环（箍线环用8号铅丝绕两圈），架线环与箍线环间距1m，相间分布，箍线环仅分布于锚固段。
7、锚索下料采用砂轮切割机切割，避免电焊切割。考虑到锚索张拉工艺要求，实际锚索长度要比设计长度多留2.0m，即锚索长度L锚=L锚固段+L自由段+2.0m（张拉段）。锚具采用OVM-15型（包括锚板、垫板、螺旋筋等）成套锚具，垫板不得使用铸铁板替代。
8、锚索孔内灌注M30号砂浆，灰砂比1:1，水灰比0.38～0.45，砂浆体强度不低于30MPa。采用从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不低于0.4Mpa，当砂浆体强度达到设计强度后，方可
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进行张拉锁定，在砂浆未完全固化以前不得拉拔和移动锚索。
9、锚索张拉作业前必须对张拉设备进行标定。正式张拉前先对锚索进行1～2次试张拉，荷载等级为0.1倍的锚索设计拉力。
10、锚索设计荷载为500~800KN。索张拉分五级进行，每级荷载分别为设计拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一级需要稳定10～20分钟外，其余每级需要稳定5分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间里必须测读锚头位移三次。张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。
11、当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸荷至锁定荷载锁定锚索。锚索锁定后，切除多余钢绞线，用C20砼及时封闭锚头。
12、框架梁节点处（即A节点）坡面勿必采用C25砼找平,厚度确保不小于10cm。 13、框架梁采用C25钢筋砼现浇，浇注时预埋OVM锚具及空口PVC管，节点处务必振捣密实，框架梁、肋嵌入坡体20cm。
14、三根竖肋及横梁组成一片框架，竖肋及横梁截面尺寸为0.6×0.5m，每片框架整体浇注，一次完成，每两片框架之间设置2cm伸缩缝，待框架梁混凝土达到设计强度后方可进行锚索预应力张拉。当两侧边缘整片框架放不下时也可做两片竖肋，在边缘根据需要打随机锚杆后用浆砌片石护面。
15、每片锚杆框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋投影垂直于路线，横梁与竖肋垂直，每片框架上的锚索孔应以第一根竖肋最下部的孔为基准（按锚索框架结构图确定），然后再确定其余孔位，第二根竖肋的上、下自由端长度可根据路线纵坡确定。 7.4锚索拉拔试验
1、根据预应力锚索设计与施工规范，在施工前必须进行锚索现场拉拔试验，根据试验结果验证设计锚固段长度是否满足要求。预应力锚索是预应力锚索框架工程中的关键，对整治工程的成败起着至关重要的作用。但在设计时，锚索水泥砂浆体与围岩的抗剪强度值均是参考现
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有的统计资料而选取的，施工前必须进行现场锚固力拉拔试验，确定实际锚固力大小，验证设计参数选择的是否合适，并根据现场试验结果对设计加以修正。
2、试验要求做一组拉拔试验，每组3孔，孔深不小于15 m,锚固段各取6、8、10m，试验必须为破坏试验，试验中注意事项见第3条。
3、试验中应注意的事项： （1）加载方法：
张拉试验连续进行，逐级加载，每级加载为循环荷载。即开始对锚索施加一个初始荷载，并记录锚头位移初始读数。加载到第一级荷载时记录锚头位移值，然后卸荷到初始荷载并记录位移值，接着依次按照加荷等级加载—卸载—加载，每加一级荷载均要稳定一段时间，该段时间内测读锚索位移量不少于三次。
（2）加载稳定条件： 采用如下稳定标准：
①锚索在某一等级的荷载作用下，10分钟的相对位移量小于或等于0.1mm，则视为稳定；否则继续观测直到位移量小于0.1mm。
②锚索相对位移曲线是收敛的。 （3）锚索破坏标准：
一般地，锚索破坏通常有下列两种情况，试验过程中无论哪一种情况发生，均视为破坏。 ① 锚索位移长时间不稳定，或者不收敛。
② 后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍，即拉拔力-位移曲线出现明显拐点。
7.5 GPS2系统主要构成、施工工艺及要求
1、系统布置的技术要求和参数
⑴钢丝绳锚杆布置：锚杆纵横标准间距为4.5×4.5m（与网块尺寸为4×4m钢丝绳网对应），
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对部分边沿区域，为减少不必要的覆盖区域，可采用网块尺寸为4×2m钢丝绳网，相应的锚杆纵横标准间距为4.5×2.5m；锚杆孔尽可能布置在天然低洼处，为此可对锚杆的标准间距作0.3m左右的调整，以确保系统尽可能紧贴坡面；局部区域根据需要可增补锚杆，增补锚杆亦可采用钢筋锚杆；锚杆孔首先应满足其下倾向与水平面的夹角不小于15°，以便于灌浆和保证灌浆的饱满，在此基础上宜使锚杆与坡面尽可能垂直。
⑵钢丝绳锚杆长度与锚固力：上沿系统锚杆长度4m，其抗拔力不小于80KN；其余系统锚杆长度均为2m，其抗拔力不小于50KN；增补锚杆一般为1-2m。
⑶支撑绳：纵横向支撑绳均穿过沿程钢丝绳锚杆的环套，并用紧线葫芦张拉至手感不再松动为止，两端用绳卡固定。为避免支撑绳张拉困难，对纵横向尺寸较大的边坡，每根支撑绳可按30m左右分段。
⑷铁丝格栅：格栅应覆盖全部防护区域，网块间搭接宽度不应小于5cm，网块间及网块与支撑绳间需用扎丝扎结。
⑸钢丝绳网：每相邻四根钢丝绳锚杆构成的一个矩形挂网单元内铺设一张钢绳网，网块边沿与支撑绳间缝合张拉连接。
2、系统主要构件结构参数与技术要求
⑴钢丝绳：钢丝绳锚杆、纵横向支撑绳、钢丝绳网和缝合绳均采用钢丝强度不小于1770MPa的高强度绳，并采用不低于AB级的热镀锌防腐处理。
⑵钢丝绳锚杆：单根φ16钢丝绳从中点弯折成双股并在一端留置环套，环套内嵌置鸡心环。 ⑶支撑绳：纵向支撑绳采用φ12钢丝绳，横向支撑绳φ16钢丝绳。
⑷铁丝格栅：采用强度不低于350MPa、镀锌量不少于100g/m2的热镀锌φ2.2铁丝无纽结编制，网孔尺寸为50×50mm，网块规格一般为2.25×10.2m。
⑸钢丝绳网：均采用φ8钢丝绳编制，菱形网孔边长为300mm，成品网块规格4×4m或4×2m。编网用十字卡扣的材质、结构尺寸和压接工艺必须保证其抗错动拉力（两根相互交叉的钢丝绳，
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在交叉结点处用十字卡扣固定后，使其中一根钢丝绳沿受力方向滑出的最大拉力）不得小于5KN和大于8KN，抗脱落拉力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉结点处用十字卡扣固定后，使两根钢丝绳沿其交叉面法线方向发生分离最大拉力）不得小于10KN。 7.6厚层基材喷附施工工艺及材料要求
1、基本内容
坡面清理及加固：为了保证厚层基材喷射植物被后坡面的整体效果，首先进行坡面清理，要求坡面平整顺直，局部不得有凸部及反坡。如达不到要求，须进行清坡或嵌补，对于坡面松动的岩石，应及时清理。对局部或较大面积范围内不稳定的坡面，应进行加固处理(根据现场实际情况定)。
2、构成
⑴、厚层基材喷射植物被护坡基材：主要由有机质、肥料、基材添加剂、保水剂、活性剂、粘性剂混合组成。基材的作用：
①提供植被生长所需合理的物理结构 ②供植被长期生长的养份
③保证坡面基材的稳定，抵抗雨水侵蚀 ④供植被在较长干旱条件下生长所需的水分 ⑤植被共同防止坡面风化剥落
基材的构成须考虑地区的年平均降水量及当地土壤岩石分类情况，有针对性地对部分主要成份做合理调整。
⑵、植被种子：目前可供选择的种子品种较多，主要根据当地的地理、气候条件及大约施工播种时间考虑，每平方米耗种初步确定为30克，应加入一定数量的灌木种子，草灌结合，要求先期以快速复绿，后期以灌木花卉为主导。
⑶、植壤土：与基材复合形成植物生长基础，一般选取用工地附近土壤。
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