边坡设计

石长铁路LK231+473.1～+683.1左侧边坡设计说明

第一章基本概况

1.1 引言

石长铁路为国家Ⅰ级路网干线，西起焦柳铁路的石门北站，东接京广铁路的捞刀河站，横跨湘、资、沅、澧四水，途径常德、益阳、长沙3市的12县市（区），全长264公里，是“八五”期间国家铁路建设重点项目之一，由铁道部和湖南省政府共同投资修建，总投资42.6亿元。于1994年开工建设，1998年1月8日全线铺通，1998年10月1日全线开通运营。它的建成通车，可分流京广、焦柳、湘黔铁路的客货运量，使北煤南运更为便捷。以石长铁路和洛湛铁路为依托，已建和拟建的石门、益阳、长沙三大电厂，缓解了湖南的能源紧张局面，同时对开发湘西北、洞庭湖滨、湘中一带的旅游、矿产资源，促进湘西北和湘中经济的腾飞具有重要的推动作用。

1.2工程概况

石长铁路LK231+473.1～+683.1左侧路堑长210m，虽然经过加固及防护，但仍然出现滑动的征兆，需要进行加固处理。

该区间属于垄岗缓丘，自然坡度30º～40º，植被发育，地层为：pe+aeQ2粘土，棕红色夹灰黄色，含卵砾石局部有漂石，上部硬塑，下部硬塑～半干硬，地下水较发育。

1.3 原工程处理措施

1、LK231+473.1～+683.1左侧设75号浆砌片石路堑挡墙。墙脑背坡1:0.3，墙高6m，墙顶以上设50号浆砌片石护坡到顶，天沟与坡顶间用50号浆砌片石封闭，其中LK231+502.8～+682.8段于10m高出设2m宽平台及截水沟。挡墙基坑开挖时，坑壁塌方采取了运走塌方土，回填干片石的处理措施。

原工程处理措施工程量表表1-1

2、挡墙自路肩以上墙身每隔2m上、下、左、右交错设置泄水孔，

孔径Φ＝0.1m最低排泄水孔以上至护坡基础，底墙背设厚0.5m砂夹碎石反虑层，反虑层以下0.3m范围设粘土隔水层。

3、挡墙每隔20～25m设伸缩缝一道，缝宽2cm，缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋，填塞深度不小于0.2m。

4、挡墙墙身于LK231+578.1处设检查梯一处，墙顶上设防护栏杆，于相应护坡处设踏步。

5、LK231+473.1～+683.1段侧沟与挡墙砌成整体，采用与墙身同标号圬工砌筑，挡墙两头侧沟改造150m。

6、堑顶设天沟，吊沟。

7、LK231+603.1段因堑顶地势较低，建小挡墙回填后修天沟。

第二章滑坡稳定性分析及治理方案选择

2.1滑坡稳定性分析的方法

通过2004年5~8月的观测得知，该段边坡在雨季由于水的作用处于极限平衡状态，因此反算抗剪强度指标。计算过程可分为：

（1）根据原有工程揭露情况，确定滑坡体的实际滑坡面的位置。

（2）分条计算滑体水平方向的下滑力和抗滑力。求得土块的下滑力在整体坐标系中的水平向分力。

（3）算出以上指标之后，利用最小二乘法确定边坡C、ϕ值，以计算滑坡推力。

通常反算滑坡抗剪强度指标C、ϕ的方法，根据滑坡面土性质采用综合C、ϕ法，具体计算如下。

2.2滑坡推力的确定

同时考虑粘聚力和内摩擦力的情况来推求极限平衡状态下的抗剪强度指标C和综合内摩擦角ϕ，具体公式如下：

[]()

j

j

j

j

j

i

i

j

j

i

i

i

i

i

W

L

L

C

tg

W

W

W

K

α

α

α

α

ϕ

α

α

α

α

cos

sin

cos

cos

cos

cos

cos

sin2

2

∑

+

∑

+

∑

+

∑

+

∑

=

式中：

i

W,j W——分别表示抗滑、下滑段滑体重；iα,jα——分别

表示抗滑、下滑段滑面倾角；

i

L,j L——分别表示抗滑、下滑段滑面的长度；ϕ——综合内摩擦角；C——极限平衡条件下滑面上的综合粘聚力；K——边坡稳定系数。

利用条分法，将折线形滑面分为若干条块，计算上式中所需的各参数值。由于边坡处于极限平衡状态，即K=1,得到含有C、ϕ的多个平衡方程，利用最小二乘法，反算出C、ϕ值，具体结果见下列表格。

由于考虑了水压力的影响，公式修正为：

[]()

wsj

j

j

j

j

j

i

i

j

j

i

i

wsi

i

i

i

P

W

L

L

C

tg

W

W

P

W

K

+

∑

+

∑

+

∑

+

∑

+

+

∑

=

α

α

α

α

ϕ

α

α

α

α

cos

sin

cos

cos

cos

cos

cos

sin2

2

式中：

wsj

wsi

P

P,——分别表示抗滑段、下滑段水压力的水平分力。

根据以上公式计算得出含有C、ϕ值的多个方程，在利用最小二乘法，求解其值。