GEO5某水库管理营地边坡支护结构设计

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、抗滑桩设计、扶壁式挡土墙设计、重力式挡土墙设计

1 项目背景

       某水库位于金沙江左岸某二级支流中上游。水库为III等中型工程，工程任务为农业灌溉，城乡供水等综合利用。水库正常蓄水位1971.0m，设计洪水位1971.02m，校核洪水位1971.48m。水库总库容5113万m3，兴利库容4446万m3。工程由水库枢纽和灌区工程两部分组成，其中：水库枢纽包括大坝（粘土心墙石渣坝）、溢洪道、放空（导流）隧洞、取水隧洞等；灌区工程包括1条干渠和4条支渠。

       工程场地库坝区未来50年超越概率10%的基岩水平峰值加速度为0.121g，相应地震烈度为Ⅶ度。

       根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》（SL654-2014）表 3.0.2确定，对综合利用的水利水电工程，工程合理使用年限应按其中最高年限确定。该水库工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，确定工程合理使用年限为50年。

       水库配套管理营地工程区位于右岸，场地现状为斜坡地段。场地地面高程为 1993m~2017m，最大高程为 22m，自然边坡坡度为 15°~20°，局部较陡， 最大约 30°。因处于斜坡地带，需对营地周边边坡进行支护结构设计。

管理营地区域位置

2 工程地质条件

       根据工程地质测绘及勘探揭示，场地覆盖层主要为第四系残坡积形成的（Q₄^el+dl） 含孤块碎石土、含碎砾石粉质黏土，下伏基岩为白垩系下统粉砂质泥岩，各岩土层地质特征自上而下描述如下：

（1）第四系残坡积层（Q₄^el+dl）

       ①₁ 含孤块碎石土：紫红色，主要为孤块石， 原岩为粉砂质泥岩，呈碎块-柱状，碎块大小 2-6cm，柱长 5cm-25cm，含量 60%-70%，中间夹少量粉质黏土。厚度 4.6m~6.5m。

       ①₂ 含碎砾石粉质黏土： 褐色，稍湿~干燥，松散~稍密，可塑状，碎石呈棱角-次棱角状，大小1-5cm，含量约 20%~30%，原岩为粉砂质泥岩。厚度 1.5m~7m。

（2） 白垩系下统基岩

       ②粉砂质泥岩：紫红色、青灰色，湿，成分以粘土矿物为主，泥质结构，薄层~中厚层状构造。

       按其风化程度的不同，粉砂质泥岩可分为以下三个亚层：

       ②₁ 强风化粉砂质泥岩： 强卸荷，岩体强烈卸荷松弛，普遍夹泥， 裂隙发育，遇水易崩解，性软，岩芯呈散体状结构，碎块大小 3cm~30cm。 厚度 1.5m~12m。

       ②₂ 中风化粉砂质泥岩：岩体结构部分破坏，层理较为清晰，性脆，断口不平整，岩芯呈短柱状及柱状，较完整。 厚度 3.2m ~12m。

       ②₃ 微新风化粉砂质泥岩：岩体结构基本未变，仅节理面有少量锈染，有少量风化裂隙，岩芯呈柱状及长柱状，较完整，本次未揭穿。

场地岩土体物理力学参数建议值

3 边坡支挡结构设计

       营地后边坡采用抗滑桩结合逆作法锚拉式重力挡墙工艺，营地前缘边坡采用扶壁式挡墙填方施工，边坡开挖施工应严格按照从上至下刷坡，严禁未刷坡擅自开挖坡脚，采用动态信息化施工方法，做好施工期监测保证施工期安全。

3.1边坡安全等级

       边坡、挡土墙结构设计工作年限为50年；1#抗滑桩结合挡墙支护的边坡安全等级为以及一级，结构重要性系数为1.1，2#挡墙边坡安全等级为二级，结构重要性系数为1.0，3#挡墙边坡安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。

       持久工况挡墙抗滑移稳定系数为1.3，抗倾覆稳定系数为1.6；地震工况挡墙抗滑移稳定系数为1.1，抗倾覆稳定系数为1.3。

       根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330~2013）要求，营地后边坡安全等级取一级，一般工况边坡稳定安全系数取1.35，地震工况取1.15。营地前缘填方边坡安全等级取二级，一般工况边坡稳定安全系数取1.30，地震工况取1.10。

3.2典型断面设计

3.3计算分析成果

（1）抗滑桩支挡边坡设计

（2）重力式挡墙支护设计

（3）扶壁式挡墙支挡结构设计

4 总结

       本项目属于斜坡场地周边边坡支护设计，根据不同位置地质条件及斜坡高度，采取了不同的支护措施。

       利用南京库仑GEO5岩土分析软件，可以快速建立多种挡墙类型及抗滑桩支挡结构，便于方案对比分析，多模块可以联合使用，省去重复建模时间，提高了项目设计效率。