SYT 7040-2016 油气输送管道工程地质灾害防治设计规范

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标准编号:SYT 7040-2016
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SYT 7040-2016 油气输送管道工程地质灾害防治设计规范

高度超过10m:下部坡段坡度较缓。块石自陡坡上坠落至坡脚 时的速度Ur的计算公式同公式(2)。石块自坡脚向前运动的反 射切线分速度1按下式计算:

式中入——石块冲击到坡面上的瞬间摩擦系数,可按表4取值。

表4瞬间摩擦系数2取值表

运动至较缓坡段末端处的速度按下式计算

DB51/T 5037-2017 四川省防水工程施工工艺规范2 = /U1(0) 2 +e,? H)

4落石在斜坡坡面的垂直弹跳最大的弹跳高度可按下列公 武计算:

hmax 落石在斜坡面的最大垂直弹跳高度(m); U 石块落至0点时的反射速度(m/s),使用该坡段 的落石初始速度值; β一石块反射速度U方向与纵坐标间的夹角(°)。 崩落块石冲击能量可按下式计算:

E=m +Ia² =1. 2×mu?=0. 6m

对直接坠落到地面的岩块则可不考虑滚动能部分。 落石的大小对其运动能量有很大的影响,由于落石在到达工 程部位前可能会解体故落石的体积根据危岩体的体积和历史上崩 落危岩在管线防治工程部位堆积的粒径来综合取值。 4.3.2被动防护网作为一种柔性防护工程,采用锚杆、钢柱、 支撑绳和拉锚绳等固定方式将金属柔性网以一定的角度安装在坡 面上,形成栅栏形式的拦石网,从而实现对落石和泥石流体中固 体物质拦截的一种防护网,简称被动网。被动网的防护能级一般 为150kJ~2000kJ。具有减压环的被动网根据其防护能量、结构 形式和特征分为RX,AX:CX三类,不具有减压环的则分为 RXI,AXI,CXI三类。其中RX(RXI)使用最为普遍,网高一 般为3m~5m。 被动防护网因其占地少,施工快,在铁路、公路系统使用较 多,中缅管道建设中也起到了很好的防护效果,保证了施工 安全。

4.3.3该条规定了拦石墙工程设计原则

1根据铁路系统经验,拦石墙适用于坡度25°~35°,且由 于拦石墙施工材料进场及占地较大,因此应具有一定宽度的缓冲 平台。另外一般在拦石墙后设有落石槽。由于其设置在坡地上, 故要求坡体平缓且稳定,一般不宜布设在30°以上的坡体上。 2~5拦石墙与落石槽宜配合使用,设置位置可根据地形在 横断面上合理布置。落石槽的槽深和底宽可通过现场调查或试验 确定,分别再加0.5m和1.0m安全值,使拦截的落石不因滚动

或弹跳而越出槽外。拦石墙墙背应设缓冲层,缓冲层的设置可以 有效分解落石冲击力,在保证厚度和稳定性的前提下,不宜过 缓,以免落石从落石槽内翻越。 拦石墙应按挡土墙设计,墙背压力考虑崩冲击荷载的影 响。拦石墙应采用水泥砂浆砌片石修筑。在有足够的用地宽度或 横坡小于30°的缓坡地带,可用拦石堤代替拦石墙,拦石堤顶宽 为2m~3m,迎石坡面宜采用坡度为1:0.75的干砌片石铺砌。

4.4.1主动防护工程是在危岩区上施加主动防护而提高危岩稳 定、减少落石;目前主要分为锚固和主动柔性网工程两大类。本 规范涉及的主动防护工程包括主动柔性防护网、锚杆锚固、坡面 清理危岩、岩体封闭等。 锚杆锚固工程由于其能提供较大的支护力,故主要针对块体 大、完整性较好的危岩;而对于岩体破碎、数量大的危岩通过主 动网则可以起到护坡和一定的围护作用,限制崩塌运动。两种工 程手段也可搭配使用

4.4.2当危岩体底部出现明显岩腔等缺陷时,宜采用充填措

路堑边坡上的成层岩体因岩性不同,抵抗风化的能力也不同,往 往在边坡上形成深浅不同的凹陷。天长日久:凹陷较深处的岩体 就形成上部突出的危岩。此类情况可采用浆砌片石或混凝土嵌 补,以便对危岩进行加固处理。 2支顶和封填工程顶部与危岩体接触部位,宜采用膨胀水 泥砂浆或混凝土:墙柱的底部基础宜设置成内倾或台阶状。 3裂缝封填可以减少水的入渗和风化作用,对砂浆封填裂 缝,由于裂缝的形态和展布不确定,注浆将造成较大的侧向压 力,故不宜使用压力注浆,同时对裂缝深大的裂缝还需要考注 浆过程中危岩受浆体测压力的稳定性。 黏土封填主要适用于宽度较大但深度不大的土层裂缝,为保 证黏土层不因为沉陷而失去封闭的作用,必须保证回填的质量。

4崖面凹腔过高,墙、柱支顶难以实施时,可采用钢筋混 凝土挑梁进行支顶。 4.4.3对规模较小,便于清除的危岩,可采用清理危岩措施。 一般清理危岩主要针对坡体上散落的危石或者与母岩已经脱离的 危岩,对稳定性较好、难度大或清除可能诱发新的危岩时,则不 宜进行清理危岩处理。清理危岩的过程中由于可能发生落石,敌 需要做好安全防护工作。以下几种情况在设计时应引起注意: 危岩清除设计是对稳定性不足、方量不大的危岩体(危石) 进行清除,必须同控制危岩体的结构面确定危岩清除的范围,避 免对母岩造成影响,而诱发新的不稳定块体。为明确范围,必须 确定危岩的平面范围和深度,进而确定清除的工程量。 危岩清除工作顺序需要根据危岩的失稳形式和结构特征确 定:避免在清除中造成危岩体突然失稳。来用至上而下、由表及 里、从十分破碎到比较破碎的清除方式,目的是从稳定性很差到 稳定性较差地逐一清除破碎的危岩体。 清理危岩主要为人工清除,因为爆破能量难以控制、岩体结 构复杂,而爆破比较容易造成较大范围或新的危岩,故一般不宜 采用。 对采用爆破均需要进行专门的设计评价,分析爆破的范围 对危岩及母岩的影响程度、确定危岩爆破的方式和药量。 危岩清除中对体积较大、位置较高的危岩体,均可能在清理 时造成落石掉落。故需要做好下方的缓冲和防护工程,尤其是下 方已经存在不能移动的保护对象时,必须保证施工落石不造成安 全事故。 4.4.4锚杆(锚索)设计主要依据危岩所需要的支护力,其自 由段长度由危岩体厚度或卸荷破碎带厚度决定,而锚固段长度则 通过锚杆设计锚固力计算得出,具体设计参见滑坡治理中锚杆工 程设计。 1锚杆(索)应进行专项勘察,查清卸荷裂隙带深度,进 行锚固力、锚固长度及错锚杆结构设计计算

3危岩体锚固深度应按照伸入主控裂隙面计算,伸入主控 裂隙面不小于5.0m。 4.4.5主动防护网应由锚杆、支撑绳、钢绳网、格栅网、缝合 线等组成。支撑绳、钢绳网、格栅网、缝合线等属于构造要求, 结合设计选型符合材料要求即可。主动网的主要特征构成分为钢 丝绳网、钢丝格栅和高强度钢丝格栅三类。前两者通过钢丝绳锚 杆和支撑绳固定方式,后者通过钢筋(可施加预应力)和钢丝绳 锚杆(有边沿支撑绳时采用)、锚垫板以及必要时的边沿支撑绳 等固定方式,将作为系统特征构成的柔性网覆盖在有潜在地质灾 害的坡面上,从而实现防护目的。 1适用于主动防护网的坡面,地形起伏大小决定了防护区 域面积的准确程度,一股地防护区域应超出需治理区域边界以外 不小于2m,设计防护面积应根据坡面起伏情况确定,根据以往 工程实践教训,实际的防护面积采用设计计算的防护网面积时: 常常发生不能完全覆盖需防护范围,这里明确按设计防护面积乘 上1.05~1.1的系数作为实际防护面积。 2主动防护网的锚固锚杆应包括系统锚杆和随机锚杆,系 统锚杆应按防护单元格、纵横向支撑绳交点位置布置,防护网 悬空区域面积不应超过5m²。保证防护网紧贴地面。系统锚杆无 法保证悬空面积要求时,应增设随机锚杆以保证防护网紧贴 地面。 3防护网锚固锚杆孔位宜设在地表低洼处,锚杆直径不应 小于$12m,锚杆长度宜为2m~3m,系统锚杆锚固深度不宜 小于1.5m,随机锚杆锚固深度不宜小于1.0m。上沿系统锚杆 方向宜与水平面成30°向下布置;其余系统锚杆方向宜与坡面垂 直,且应与水平面夹角不小于15°。 锚杆设计成2m~3m的短锚杆,是为了方便施工,同时降 低工程造价。单根锚杆抗拨力为50kN~80kN,这对于自重较大 的危岩防治是不够的。但斜坡稳定系统在开发时采用了以钢丝绳 制作的柔性锚杆,系统安装时支撑绳与锚杆环进行穿接,在抵抗

危岩运动时,锚杆头在一定的空间范围内可以自由位移,有效地 避免了锚杆头应力集中而容易破坏的现象。同时,钢绳网上受到 的力会通过纵向、横向支撑绳向周边的多个锚杆传递,分摊到各 锚杆上的拉拔力就降低了很多,此时对于单根段锚杆而言,抗拨 力就足够了,即产生了斜坡稳定系统的“群锚效应”。另有很多 研究表明,锚杆的锚固长度超过3m时,对锚杆抗拔力的提升作 用极小。另外,当坡体存在个别突元的巨石时,应单独锚固 设计。 主动网的锚杆为系统锚杆,一般采用钢丝绳锚杆,长度 2m~3m,对于部分主动网需要对危岩提供较多支护力时,可采 用单独设计的加强锚杆,其设计按锚杆的设计要求进行。

5.1.1油气管道工程呈线性展布,沿线地质条件复杂,不可避 免地会遇到滑坡等灾害,特别是在山区管道线路选线中,滑坡是 影响线路方案比选的重要因素,稳定差的大型滑坡和滑坡群地段 的选线不当一方面可能导致建设投资增加,另一方面可能导致运 营管理风险的增大。由于滑坡防治工程相对较为复杂,且工程投 资较大,在选线阶段原则上应避开滑坡地段,特别是对于大中型 滑坡,应以避让为主;在无法避开滑坡的情况下应最大程度减轻 滑坡对管道的危害。 当管线必须从滑坡地段通过时,一般宜选择从滑坡体后缘通 过,且管沟开挖土方应堆放在滑坡体以外地带;当管线必须从滑 坡前缘通过时,宜采用浅挖深埋(即回填反压);管线不宜从滑 梯中斜穿通过,但可采用上下正穿通过,以减少治理工程量。 斜坡地区存在较厚的松散堆积层、地形呈圈椅型、前沿鼓 胀、后缘负地形、分级错台等地貌特征时,多显示斜坡区稳定性 差:管道工程穿越这些区段存在受到滑坡危害的可能,因此在进 行油气管道工程建设时,对滑坡及工程建设可能造成活动的潜在 不稳定斜坡应按滑坡进行工程勘察和防治工程设计。不稳定的崩 塌堆积体,可参照本章进行治理设计。 5.1.2滑坡防治工程设计应开展专项勘察、评价,以工程勘察 评价资料为依据,结合滑坡与管道工程的位置关系及周边环境情 况,多方案比较,并应充分预估管道工程施工和滑坡施工对滑坡 体的扰动,设计方案应包括控制滑坡失稳的措施。 5.1.3滑坡灾害是动态发展的,应结合管道工程建设阶段,进 行稳定性评价,其滑坡稳定性系数和滑坡推力可作为防治工程设

计的参考,滑坡稳定性评价可采用本规范附录C稳定性评价 式计算,进行滑坡稳定状态评价,

式计算,进行滑坡稳定状态评价。 5.1.4滑坡推力设计计算主要考虑天然、暴雨和地震三种工况, 设计前两者为设计工况,设计是应选其中的最不利工况,作为治 理设计工况。由于不同类型失稳模式其力学作用模式差异较大, 故其安全系数的差异较大,但整体上是随着勘察精度的提高、工 程重要性的调高而提高安全系数的取值。因为管道工程大多情况 下处于野外,且管道本体荷载相对于滑坡可忽略不计。支护结构 设计如抗滑挡墙、抗滑桩、锚索等尚应满足相关支护结构设计安 全系数要求。 对于位于河(水库)岸边的滑坡治理工程,应考虑水位变动 的影响

5滑坡作用在支护结构上的滑坡推力应

是区别于其他行业滑坡防治工程的特点。设计安全系数Fs.可在 本规范表5.1.6的基础上提高0.05进行设计。

5.1.7下列滑坡防治工程的设计应进行专门论讯

5.2.1削方减载或前缘回填反压是滑坡治理中最直接、最有效 的方法之一,施工难度低,施工速度快,既可作为应急措施,也 可作为永久措施。处于蠕滑挤压阶段的滑坡,上部减重可减少下 滑力;使滑坡处于相对稳定状态,为勘察设计和施工争取了时 间。对正在滑动或已经滑动的滑坡,减重减少了倾角较大的滑坡 或错落型滑坡,减重效果更为明显。特别对于应急抢险工程,宜 首先考虑。减重与反压猎施适用范围:推移式滑坡或由错落转化 的滑坡,宜采用滑坡后缘减重,前缘反压措施。滑床具有上陡下 缓形状,滑坡后缘及两侧的地层相对稳定,不致因减重开挖而弓 起滑坡向后及向两侧发展时,宜采用减重措施。滑坡前缘有较长 的抗滑段,宜利用减重弃方反压抗滑或修筑路堤。 5.2.2削方减载和前缘回填反压设计,应依据控制性滑动面进 行设计计算确定具体方案。首先根据防治工程等级确定设计安全 系数;对滑坡体分条用传递系数法计算每个土条的下滑力和剩余 下滑力:其计算的目的首先要划分主滑段和抗滑段;确定减重的 部位和数量,而后进行再一次分条块计算下滑力及剩余下滑力,

计算稳定性系数;根据计算结果评价稳定性,若不满足稳定性要 求,再次调整削方或反压方案,直至满足要求。 5.2.3众多实践经验表明,对已经滑动的滑坡,仅用减重而不 采用地下排水和支挡工程的,不能长久稳定滑坡,几年或稍长时 间仍会滑动。其原因是已经滑动的滑坡,滑动面已贯通,滑带土 强度已降低,若无地下排水措施提高滑带土强度,或作支挡结构 增强其抗滑力,减重只是起到减重的作用,如大人和小孩在冰面 上均会滑倒一样,因为摩擦系数是一样的。 5.2.4回填压脚的作用原理比较简单而明确,即增加抗滑段抗 滑力而稳定滑坡,其实质也是一种支挡工程措施,填土压脚的设 计如同一般路堤或护堤,但需经滑坡稳定计算达到滑坡的稳定要 求为准。

5.3.1由于水是滑坡发生和发展的重要影响因素,因此,容易 实施且见效快的地表排水工程对任何一个滑坡的预防和治理都是 不可缺少的。排水既可作为应急工程的一部分,又是永久治理工 程之一。地表排水的目的是把滑坡区以外的山坡来水用截水沟排 出,不使其流入滑坡区,把滑坡区内的降水及地下水露头(包括 泉水、湿地及其他水体)通过人工沟道尽快排出滑坡区,减少其 对滑坡稳定的影响。 因此在滑坡防治工程设计中,截排水工程作为主体或附属工 程设施,均应在工程中进行考虑;同时鉴于地表及地下水分析的 复杂性和不确定性,作为附属工程的截排水工程对滑坡稳定性的 影响,通常作为安全储备进行考虑,而不参与滑坡稳定性计算; 对于作为主体工程的大型截排水工程:应在前期进行水文地质专 项勘察,以确定截排水工程的可行性、有效性。本规范只明确了 常用的地表排水工程设计方法。本规范未含有地下排水部分。

5.3.2排水工程设计应首先对排水系统各主沟段、支沟段控

计算各主沟段、支沟段汇流量和输水量,以此确定排水沟断面面 积或校核已有排水沟过流能力。 设计频率地表水汇流量的计算公式[见公式(5.3.2-1) 引1自现行行业标准《公路排水设计规范》JTG/TD33一2012, 结合现行行业标准《公路路基设计规范》JTGD30一2015中第 4.2.1条之规定,对于降雨重现期,高速公路和一级公路采用15 年,其他等级公路采用10年。管道工程排水设计规定降雨设计 重现期根据防治工程等级选定:I级取20年,Ⅱ级、Ⅲ级取10 年。地表径流系数依据现行行业标准《地质灾害防治工程设计规 范》DB50/5029按照城镇地区取0.500.80,荒郊地区取0.40 ~0.60。 径流系数受降雨强度、降雨历时、地表覆盖状况、土壤种类 和湿度等多种因素的影响,本规范给出的系数是重庆地方标准提 出的经验数据,适用于地表覆盖、土壤种类及湿度特征不明确的 地区。如地形特点及地表种类明确的可参考表5取值,

表5地表种类与径流系数对应表

5.3.4本条规定了设计排水沟泄水能力的计算公式。在表6中 明确了部分材料明渠的最大允许流速值:以便系统开展排水沟 设计。 明沟的最小允许流速为0.4m/s,且明沟的最大允许流速与 沟壁材料和水深有关,不同的沟壁材料在水深为0.4m~1.0m

5.3.4本条规定了设计排水沟泄水能力的计算公式。在表6中

明沟的最小允许流速为0.4m/s,且明沟的最大允许流速与 沟壁材料和水深有关:不同的沟壁材料在水深为0.4m1.0m 时的最大允许流水主要受沟壁材料控制,而管道工程滑坡防治工 程多数在此区间。若遇特殊情况,水深不在0.4m~1.0m时, 最大允许流速应乘以水深系数,不同水深相应的水深修正系数应 符合表6的规定

有圆形桩、管形桩和矩形桩;按桩与土的相对刚度分:有刚性桩 和弹性桩;按结构型式分,有排式单桩、承台式桩和排架桩等。 本规范抗滑桩推荐材质为钢筋混凝土:截面形状可设计成矩形 或圆桩,结构形式可设计成悬臂桩或锚拉桩,成桩方法可设计成 灌注桩或旋挖桩等。但是旋挖桩由于机械荷载等因素,不宜在滑 体上部使用,当护坡前缘场地条件满足时可采用,其优点是机械 成孔,速度快。 抗滑桩是凭借桩与周围岩、土的共同作用:把滑坡推力传递 到稳定地层,即利用稳定地层的锚固作用和被动抗力:来平衡滑 坡推力,桩在滑坡中在一定程度上改善了滑坡状态,促使滑坡向 稳定转化。与防治滑坡的传统措施,例如排水、减载、挡土墙等 工程相比,抗滑桩施工简便,效果突出,因而在国内外均得到了 迅速的发展,广泛地为人们所重视。 根据抗滑桩类型的不同,兼有以下优点: 1)抗滑能力强,亏工数量小,在滑坡推力大、滑动带深 的情况下,能够克服抗滑挡土墙难以克服的困难。 2) 桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位 可以单独使用,也能与其他建筑物配合使用。 3) 可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋。因此,在 相同条件下,比一般不能分段布置不同数量钢筋的桩 (如管形桩、打人桩)要经济。 4) 施工方便,设备简单。来用混凝土或少筋混凝土护 壁,安全、可靠。 5) 间隔开挖桩孔,不易恶化滑坡状态,利于整治正在活 动中的滑坡,利于抢修工程。 6) 通过开挖桩孔,能够直接校核地质情况,进而可以检 验和修改原来的设计,使之更切合实际。发现问题: 易于补救。 2对本规范抗滑桩的材质及截面形式等做了要求。 3截面形状来用矩形的抗滑桩,现行行业标准《铁路路基

支挡结构设计规范》TB10025一2016中第10.1.3条为6m~ 10m,第11.1.2条为5m~8m,现行行业标准《滑坡防治工程 设计与施工技术规范》DZ/T0219为5m~10m,结合管道实际, 大型桩较少,确定为桩间中心距宜为5m~8m,结合近几年管道 项目施工情况,截面短边长度确定为不宜小于1.0m;采用旋挖 成孔的圆形抗滑桩,桩间中心距宜为2m~4m,截面直径宜为 0.8m~1.6m。 考虑到桩的受力条件和施工方便,抗滑桩以采用正面一边较 短、侧面一边较长的矩形截面为好。尺寸大小根据下滑力大小、 进距以及锚固段的侧壁容许压应力等因素综合考虑。当采用人力 挖孔施工时,桩的最小宽度一般不宜小于1.5m。多年来铁路部 门常用的截面尺寸为2m×3m,2.5m×3.5m:3m×4m等,尤 以2m×3m者最为多见。 4抗滑桩最固长度应大于总桩长的1/3:地基条件较差时, 应达到2/53/5,同时可加大桩截面尺寸以增加抗力。与现行 行业标准《滑坡防治工程设计与施工技术规范》DZ/T0219 一致。 5针对土质滑体桩间土挤出问题,要求在间设置钢筋混 凝土挡板或浆砌石挡墙,小截面抗滑桩桩间可采用钢筋混凝土联 系梁连接以增加整体稳定性。 桩间土压力根据现行行业标准《地质灾害防治设计规范》 DB50/5029,可采用拟化筒仓法计算抗滑桩桩间支挡的水平土 压力:桩间支挡位置应设置在桩前缘临空一侧,支挡所受的推力 应与桩尺寸、间距及滑体土的性质有关,考虑到土拱效应,桩承 受了全部推力,则桩间支挡可拟化为一个由桩、土拱和桩间支挡 组成的筒仓的一个侧壁来计算其所承受的推力。 现对图2情况进行分析,此时拟化的筒仓为ABCED多边形 仓,侧壁水平土压力(该式也可用于桩间拱板的情况)可按下列 公式计算:

图2拟化简仓法计算桩间支挡结构简图

桩平行水平滑坡推力方向的边长; —挡板厚度; P——闭合截面ABCED的周长; —滑体土重度; $——滑体土的内摩擦角; 之一计算点至桩顶面的深度。 6抗滑桩悬臂长度较长,弯矩较大时可采用预应力锚拉桩, 嵌固长度不应小于桩长的1/5。 7抗滑桩后无构筑物的桩顶位移宜控制在10cm以内,有 构筑物的宜控制在5cm以内。现行行业标准《铁路路基支挡结 构设计规范》TB10025一2006中第11.1节要求桩顶位移控制在 悬臂段长度的1/100,且小于10cm。 8埋入式抗滑桩必须进行越顶计算,当下部构筑物对表层 溜滑的要求严格时,应设置挡土板。嵌固端位于土层时,为了防 止形成行的滑动,应进行深层滑动验算。 5.4.2,5.4.3抗滑桩计算步骤: 1首先根据勘察报告及现场符合情况,弄清滑坡的原因、 性质、范围、稳定状态、发展趋势。 2根据滑坡地质横断面及滑动面处岩、土的抗剪强度指标 计算滑坡推力。 滑坡推力的分布对抗滑桩的设计影响很大,由于影响因素很 多:很难给出各类滑坡推力的分布图形。在计算滑坡推力时,通 常假定滑玻体沿滑动面均匀下滑。当滑体为砾石类土或块右类土 时,下滑力采用三角形分布;当滑体为黏性土时,来用矩形分 布:介于两者之间时,采用梯形分布。此外,根据铁二院两种模 拟滑体的抗滑桩模型试验结果,当滑体为松散介质时,下滑力的 重心约在滑动面上桩长1/4处;当滑体为黏性土时,虽然比松散 介质稍高,但也未超过滑动面以上桩长的1/3。另外,从多次实 验的结果可看出,滑体的完整性越好,其下滑力的重心越低。综 上考虑,规定滑坡推力可采用三角形、梯形或矩形分布是安全可

行的。 3当抗滑桩受到滑坡推力的作用产生变形时,一部分滑坡 推力通过桩体传给锚固段地层,另一部分传给桩前滑体。但是, 桩前滑体本身的抗力与滑坡的性质和桩前滑体的大小等因素有 关。试验表明,桩前滑体的体积愈大,抗剪强度愈高,滑动面愈 平缓、愈粗糙,桩前滑体抗力愈大,反之愈小。另外,还与是否 存在多层滑面有关。对某一定的滑坡,当抗滑桩受到滑坡推力的 作用产生变形时,滑动面以上桩前滑体抗力大于桩体所能提供的 极限抗力时,桩前滑体将产生隆起破坏,或沿桩前滑体中某一薄 弱面产生剪切破坏。 4根据滑坡推力大小、地形及地层性质,拟定桩长、错固 深度、桩截面尺寸及桩间距。 5确定桩的计算宽度:并根据滑体的地层性质,选定地基 系数。 桩的截面及其计算宽度:抗滑桩的截面形状对桩的抗滑作用 有影响。自前采用矩形(包括方形)和圆形两种,在利用钻机施 工的条件下,桩的截面是圆形,设计时要把圆形截面换算成相当 的矩形截面。试验表明,不同尺寸的圆形桩和矩形桩,施加水平 简载时;直径为d的圆形桩与正面边长为0.9d的矩形桩,在其 两侧土体开始被挤出的极限状态下,其临界水平荷载值相等。所 以,矩形桩的形状换算系数为1,而圆形桩的形状换算系数 为0.9。 另外,在水平荷载作用下,桩侧土体的受力状态实际是较复 杂的空间问题。为了简化计算而按平面问题考虑时:应将桩的实 际宽度换算成与平面受力条件相当的宽度。由试验知道,受力换 算系数对于正面边长6大于或等于1m的矩形桩为1+1/b,对于 直径d大于或等于1m的圆形桩为1+1/d。所以,桩的正面计 算宽度B。,等于桩的实际宽度乘以形状换算系数和受力换算系 数,即: 对于矩形桩:

B,=1(1+1/6)6=b+1

B, = 0.9(1 + 1/d)d= 0. 9(b + 1) 应该注意的是,只有在计算桩侧弹性抗力时,才用桩的正面 计算宽度。计算桩底反力时,仍用桩的实际宽度。其次,上列公 式没有充分考虑桩两侧土体实际受力状态的空间问题,故计算值 B。略嫌偏小。 6根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸;计算桩的 变形系数(α或β)及其计算深度(αh或βh),据以判断按刚性 桩或弹性桩来设计。 7根据桩底的边界条件采用相应的公式计算身各截面的 变位、内力及侧壁应力等,并计算最大剪力、弯矩及其部位。 8校核地基强度。若桩身作用于地基的弹性应力超过地层 容许值或者小于其容许值过多时,则应调整桩的埋深,或的截 面尺寸,或桩的间距,重新计算,直至符合要求为止。 9根据计算的结果,绘制桩身的剪力图和弯矩图。 10对于钢筋混凝土桩,据以进行配筋设计。 5.4.4人工挖孔桩一般情况下应进行护壁,并应进行土压力 计算。

5.5.1,5.5.2明确了锚固工程常用形式及其适用范围。锚固工 程主要是锚杆(索)或锚杆(索)与其他支挡结构的组合:是滑 坡防治工程较常用的工程措施,应根据滑坡的特点选择合适的结 构形式。锚杆是将拉力传至稳定岩土层的构件,当采用钢绞线或 高强钢丝束作为杆体材料时,锚杆也可称为锚索。锚固于土层中 的锚杆称为土层锚杆;锚固于岩层中的锚杆称为岩层锚杆;施加 了预应力的锚杆称为预应力锚杆;未施加预应力的锚杆称为非预 122

.5.1,5.5.2明确了锚固工程常用形式及其适用范围。锚固工 主要是锚杆(索)或锚杆(索)与其他支挡结构的组合:是滑 皮防治工程较常用的工程措施,应根据滑坡的特点选择合适的结 形式。锚杆是将拉力传至稳定岩土层的构件,当采用钢绞线或 高强钢丝束作为杆体材料时,锚杆也可称为锚索。锚固于土层中 锚杆称为土层锚杆;锚固于岩层中的锚杆称为岩层锚杆;施加 了预应力的锚杆称为预应力锚杆;未施加预应力的错锚杆称为非预 122一

5.6.1重力式抗滑挡墙适用于滑坡推力小于150kN/m的滑坡 治理。 应根据使用要求、地形、地质和施工条件等综合考虑确定挡 墙类型,对开挖边坡的情况宜优选仰斜式挡墙;滑坡稳定性较好 且前缘用地空间紧张时,宜采用直立式或俯斜式挡墙;回填反压 工程宜选用衡重式或仰斜式挡墙。 以仰斜、垂直和俯斜式三种不同的墙背所受的土压力分析, 连墙高和墙后填料等条件相同时,仰斜墙背所受的土压力为取 小,垂直墙背次之,俯斜墙背较大;因此仰斜式的墙身断面较经 济。用于路堑墙时,墙背与开挖的临时边坡较贴合,开挖量与回

台)使抗倾覆稳定性满足要求。 地震工况时,土压力按本规范第5.1.5条规定进行计算地震 水平力。 挡墙设计时应充分考虑墙后填土对挡墙的影响,根据勘察报 告提供的参数换算成等效内摩擦角进行计算,同时还需考虑强 (连续)降雨工况下等效内摩擦角的折减

5.6.3本条明确了构造要求

1重力式抗滑挡墙材料可根据当地地材条件,采用浆砌块 石,选用的条石或块石应能抗风化,冻融损失率应小于1%,单 块重量不宜小于30kg。块石、条石的强度等级不应低于MU25, 混凝土的强度等级不应低于C20。当挡土墙挡土高度较大、地基 条件较好,但当地石料供应困难,或挡土高度较大、地基条件较 差、需要采用轻型结构时,挡土墙宜采用混凝土或钢筋混凝土 结构。 2重力式抗滑挡墙基底可做成逆坡。对土质地基,基底逆 坡坡度不宜大于0.1:1;对岩质地基,基底逆坡坡度不宜大于 0.2: 1。 3重力式抗滑挡墙墙顶宽度不宜小于600mm。 4重力式抗滑挡墙的基础埋置深度:应根据滑面位置、地 基稳定性、地基承载力、冻结深度、水流冲刷情况和岩石风化程 度等因素确定。一般挡土墙的墙基础放在稳定地层上满足承载力 要求即可,抗滑挡墙的墙基础应放在滑动带以下一定深度,并考 虑滑动面向下发展加深从墙底滑出(所谓“挡墙坐船”)的可能 性。当滑床为土层时,挡墙埋人滑带下深度宜为1.5m~2.0m; 当滑床为岩层时,埋深为0.5m~1.0m。同时地基应满足承载力 要求。 5挡墙地基纵向坡度大于5%时,基底应做成台阶式基础, 且最下一级台阶宽度不宜小于1.0m。 6重力式抗滑挡增须设置泄水孔。根据水量大小,泄水孔 孔径宜为50mm~100mm的圆孔。孔间距2m~3m。泄水孔宜

来用梅花形布置,倾角不小于5%,最下一排泄水孔的出水口应 高出地面或常水位200mm。 排水孔按平行于补给及排泄边界直线排布,6>2d,其单孔 排水量可参照下式计算:

d + 1. 36b, : b2 Ig 元·rw d·b b = b, + b2

式中Q一排水孔单孔排水量(m/d): K渗透系数(m/d); H潜水含水层厚度(m); Sw一水位降深(m); d一排水孔间距之半(m); rw—排水孔半径(m); bt一一孔排至排泄边界距离(m); b2一一孔排至补给边界距离(m)。 7重力式抗滑挡墙的伸缩缝间距,宜采用10m~15m。在 地基地质、水文条件变化、挡墙高度突变及截面变化处应设沉降 缝;平曲线路段挡墙按折线布置时,转折处宜设沉降缝。伸缩缝 与沉降缝可合并设置,其宽度宜采用20mm~30mm:缝内沿墙 内、外、顶三边填塞塞沥青木板或其他有弹性的防水材料,填塞 深度不应小于200mm,当墙背为填石且冻害不严重时,可仅留 空缝,不塞填料。 8在挡墙背侧泄水孔的进水侧应设置300mm500mm厚 的反滤层,背侧最下一排泄水孔下侧应设厚度不小于300mm的 隔水层。 9墙后填料土的选择首先应根据工程所在地实际,因地制 宜:根据防渗、排水和土料来源等方面的因素综合考虑,尽量选 取抗剪强度指标高的土料。处于防渗段的填土宜选择黏性土,非

6.1.1~6.1.4泥石流是油气管道穿越山区常见的地质灾害,对 其发育情况、活动规律等特征要提前调查清楚,调查应在油气管 道工程的可行性研究阶段或初步设计阶段的前期进行,为管道的 选线和后续泥石流的防治方案的选择和防治工程的设计提供基础 资料。 泥石流堆积区相对比较稳定:堆积厚度的增加对埋入的管道 影响较小。管道通过泥石流的其他区域,保持与沟道垂直的角度 通过,泥石流对管道运行安全的影响最小。管道不宜顺泥石流沟 道敷设。 泥石流对油气管道工程的危害性,可根据管道的敷设方式和 泥石流不同区域分别评价,按以下几种情况分别评价:一是管道 浩泥石流沟谷敷设:泥石流对线路管道的危害主要表现为泥石流 冲刷覆盖层而使管道暴露,对管道产生很大的冲击力,造成管道 裸露、变形破损。应接白年一遇暴雨状态计算泥右流的侵蚀力 (冲击和冲刷)。二是管道穿越泥石流沟谷的流通区,当管道穿越 流通区时,一般情况下,沟道纵坡降大,泥石流暴发时的下切侵 蚀作用会造成管道裸露,使管道遭受泥石流的冲击,同时破坏沟 源和两岸山体的稳定性。在重力作用下,滑坡、崩塌不断发生: 泥石流活动进一步发展,对管道产生更大的冲击力:使管道冲 出、产生弯曲变形甚至剪切断裂。此外,泥石流是一种饱含大量 泥沙石块的特殊洪流,固体物质含量高,大块石多,灾害发生 时,这种巨大的冲击力还会破坏管道表层防护层,对管道通过的 两边岸坡产生侵蚀,造成岸,使管道裸露。三是管道穿越泥石 流沟谷的堆积区,泥石流堆积区物质大量淤积,沟道宽阔,比降

双重值,在评价需要时,可结合调查情况、征求专家意

6.2.1明确了本规范排导工程常用猎施:排导槽、导流堤及单 边防护堤。排导槽适用于管道工程所经沟谷较窄或管道工程对沟 谷两侧环境影响较天的泥石流;导流堤护岸或单边防护堤适用于 宽浅沟谷,或管道工程对沟谷一侧环境影响较大的泥石流。 单侧防护堤工程是管道泥右流防护的主要措施,主要适用于 管道沿沟道铺设的情况,可结合道路路肩墙,防护效果较好。防 护堤可就地取材,技术含量较低,可多点施工,造价低,施工进 度快

防护堤设计主要注意基础埋置深度问题,一般规定埋置深度 要超过常年洪水(泥石流)侵蚀基准线以下,还要考虑安全超高 和弯道超高问题,一般要高出设计泥位线以上30cm50cm。 排导槽为泥石流主要排导工程,一般为浆砌石或混凝土结 构,根据断面型式可分为矩形、梯形和“V”型三种,根据泥石 流沟道的特征选择断面型式,纵坡较小沟道可选择“V”型断 面,较大纵坡可选择矩形或梯形断面,同时要注意与原始沟道相 结合,减小挖填方量。 排导槽计算要注意弯道超高和侧墙稳定性

6.2.2明确排导工程结构计算规定。

基本荷载组合:结构自重、土压力、设计情况下的流体重量 和流体静压力、泥石流的冲击力。 特殊组合:结构自重、土压力、校核情况下的流体重量和流 体静压力、泥石流的冲击力、地震力

挡坝、防冲墙和防冲墩等。 拦挡坝和拦砂坝为一般泥石流治理工程的主要拦挡设施,一 般把坝高Ha<5m的重力式拦挡坝称为谷坊坝,Ha≥5m为拦 砂坝。本规范统一为重力式拦挡坝,其不包括拦砂坝,一般成串 布置在小支沟、冲沟上,形成坝群,整体防治,起到固床、拦挡 功效。拦砂坝对坝址的要求较高,坝址处地基和坝肩条件要好, 坝上游要有足够的库容条件。 管道泥石流防护拦挡坝主要用于管道穿越沟道的防护工程 固床防止泥石流揭底冲刷,一般采用浆砌石或混凝土结构,临时 工程可采用钢筋石笼。 管道泥石流治理工程中,如果采用拦挡坝工程,应进行专项 132

挡坝、防冲墙和防冲墩等

6.3.2明确了防冲墙设计规定。 6.3.3防冲墩设计规定,参考了现行行业标准《泥石流灾害防 治工程设计规范》DZ/T0239中桩林设计方法。 6.4其他防治工程 6.4.1拦砂坝固床稳坡工程适用于紧靠滑坡或沟岸不稳定段的 下游修建,以达到反压滑坡剪出口或保护坡脚,使沟床岸坡达到 稳定的目的。 6.4.2本条规定了护坡工程基本要求。 6.4.3本条规定了临时性护坡的基本要求。 6.4.4本条规定了护底工程的基本要求。 6.4.5本条规定了坡面治理工程设计构造要求。 6.4.6生物工程适用条件应与植物选择条件相适应,并宜与其 他防治方案相结合。根据《中华人民共和国石油天然气管道保护 法》(中华人民共和国主席令【2010】第30号)第三十条深根植 物不应种植在管道中线两侧5m范围内

7.1.1,7.1.2岩溶对管道工程的影响有:在主要受力层范围 内,若有溶洞、暗河等,在附加荷载或荷载振动作用下,溶洞项 板珊,使管道突然下沉变形,或使建构筑物变形破环;基础理 置在基岩上,其附近有溶沟、竖向溶蚀裂隙、落水洞等,有可能 使基础下岩层沿倾向于上述临空面的软弱结构面产生滑动,从而 使管道或建(构)筑物受剪切破坏。油气管道工程通过岩溶发育 地区时,应首先进行岩溶调查,指导选线、选址,无法避绕岩溶 塌陷等灾害时,应评价其对管道工程的影响,确定是否开展防治 工程设计和施工。总结以往工程经验,油气管道工程岩溶塌陷防 治宜来用以下方法: 1岩溶水的处治以地面、地下疏导引排为主。 2由于地表水作用形成的土洞或塌陷地段,宜采取地表截 流、防渗或堵漏等措施。 3由于地下水作用形成的塌陷及浅埋土洞,宜清除软土, 抛填块石作反滤层,面层用黏土夯填。深埋土洞宜用砂、砾石或 细石混凝土灌填。 4溶洞宜采用填塞封堵、注浆加固、结构特跨越等方法。 7.1.3进行溶洞塌落厚度计算时,当管道工程通过顶板为中厚 层或薄层、裂隙发育、易风化的岩层,顶板有塌可能的溶洞, 顶板塌自行填塞洞体,或仅知洞体高度时,可依据规范给出的 计算公式计算。 7.1.4本条根据《西气东输二线管道工程岩溶塌陷区岩土工程 勘察设计导则》,对管道稳定性验算补充了适量内容。 7.1.5管道施工工况的安全是极其重要的,本规范尤其强调了

8.1.1本章适用于油气管道工程无法避绕的各类矿产采空区治 理设计。

8.1.2本条列出应进行专门论证的采空区防冶工程的设计。

8.2.1注浆法系指用人工的方法向采空区的冒落带和裂隙带注 人具有充填、胶结性能的浆液材料,以便充填其裂隙和空洞;增 加其强度的注浆施工方法。对于理深较大的矿层,且开采后发生 了较严重的跨落,采空区充填程度较高,下部空间相对狭小的地 段,难于采用开挖回填、强务、十砌支撑和浆砌支撑等方法处治 采空区时:一般宜采用注浆法。该法以往主要用于治理公路路基 部位的采空塌陷区。对于管道工程,可按采空区注浆设计的标

准。对于地质条件复杂、有多层采空区分布、采空区勘察精度较 低、注浆施工经验较少的地区,在注浆施工前应选择一段路段进 行现场注浆试验,包括浆液的配比、成孔工艺、注浆设备、注浆 施工工艺等;对于地质条件简单、采空区勘察精度较高、区域注 浆施工经验较多、注浆工艺较成熟的地区,可不进行现场注浆试 验,直接进行注浆的设计和施工。

准。对于地质条件复杂、有多层采空区分布、采空区勘察精度较 低、注浆施工经验较少的地区;在注浆施工前应选择一段路段进 行现场注浆试验,包括浆液的配比、成孔工艺、注浆设备、注浆 施工工艺等;对于地质条件简单、采空区勘察精度较高、区域注 浆施工经验较多、注浆工艺较成熟的地区,可不进行现场注浆试 验XJJ 134-2021 城市病治理技术标准.pdf,直接进行注浆的设计和施工。 8.2.2本条对采空区注浆治理方法计算做了规定。 采空区覆岩移动的影响宽度依据现行行业标准《采空区公路 设计与施工技术细则》JTG/TD31-03-2011相关要求,并参 照《建筑物、水体、铁路及主要并巷煤程留设与压煤并采规程》 国家煤炭工业局编著)的规定计算:根据《建筑物、水体、铁 路及主要并巷煤柱留设与压煤开采规程》中表1,当钢制瓦斯管 道保护等级为血级,根据《建筑物、水体、铁路及主要并巷煤柱 留设与压煤开来规程》中表2,围护带宽度取10m,相当于作业 带及其影响范围,因此作业带宽度取同样宽度。因老采空区与新 采区、准来区的覆岩移动变形规律不同,计算时来用不同的覆岩 移动影响角。对手新来区和准采区,其覆岩移动主要是由开采过 程引起的,采空区覆岩移动的影响宽度按覆岩移动角计算;对于 老采空区,其覆岩移动主要是由残余空洞、裂隙的再冒落和压密 过程引起的,其在地表的影响范围远较开采过程小,采空区覆岩 移动的影响宽度可按覆岩活化移动影响角计算。 基岩移动角值随开采深度的增加而增天:随开采厚度的增加 而减小,与开采深厚比呈正相关关系。因此在使用本规定表 8.2.2的规定取值时,应考虑开采深厚比的影响,深厚比愈关, 移动角取值相应也愈大。另外,采空区覆岩移动的影响范围与矿 山开采方式、回采率、开采深厚比、覆岩的软硬程度以及矿山开 采时间等因素有关。由于山区地表采动点的移动有向下坡方向滑 移的分量,导致山区移动范围增大。因此当管道建(构)筑物位 于山地坡脚等低洼部位,邻近山体上坡方向下方有新采区或准采 区时,应考虑管道建(构)筑物可能受到采动滑移影响。根据资

料分析,移动角一般应减小10°~15°,并且减小值与坡角有关, 坡角愈大,减值愈大。 注浆量计算的关键是确定采空区剩余空隙率。该值的确定应 以实测为主;无条件实测时,可采用经验数据。 8.2.3注浆孔设计及构造要求:注浆管宜选用直径不小于 50mm的钢管,需投入集料时,管径不应小于$89mm;当采空 区处治深度小于50m时,可采用$50mm的PVC管或PE管。 8.2.4注浆材料要求,注浆管材料一般选用钢管;当采空区处 治深度小于50m时,也可采用PVC管或PE管,以便节省材料, 降低工程投资。采用PVC管或PE管时,要求壁厚大于2mm, 强度大于3MPa。 采空区注浆以充填采空区及其覆岩中的空洞和裂隙为主,对 浆材的细度、强度要求相对较低,为充填式注浆。水泥粉煤灰、 水泥黏土类浆液结石体具有一定的强度,且造价低廉、材料来源 丰富、浆液配制方便、操作简单,目前在工程中得到了广泛运 用。根据材料配比试验研究,水固比(质量比)取1:1.0~1: 1.3时,浆液的可注性良好,可在注浆施工中采用。浆液的浓度 使用,应由稀到浓,一般根据工程目的、施工现场的具体情况, 选用适当的浓度比级。采空区充水时,宜采用较大的浓度比级。 反之采用较小的浓度比级。路基注浆材料配比,水泥可调整为 20%,或更高。 采空区注浆对浆液的凝结时间指标、结石体强度有一定要 求,在确定固相比时应根据工程对浆液的初、终凝时间,单轴抗 压强度要求,确定水泥、粉煤灰或水泥、黏土的比例。为了提高 采空区处治效果,在处治桥梁、隧道等重要构造物下伏采空区 时,应适当增加水泥的用量。 当采空区空洞和裂隙发育,地下水流速大于200m/h时,为 节省注浆材料,通常先灌注砂、砾石、石屑、矿渣等集料,以此 充填大的空洞和裂隙,减小过水断面,增加水流阻力,为有效注 浆创造条件。

8.2.5注浆参数要求:注浆压力的大小决定了浆液的有效扩散 半径和充填、压密的效果。注浆压力大,浆液扩散距离大,空隙 中浆液充填程度也高;但压力超过受注层的强度时,可能导致地 层结构的破坏,对沉降稳定不利。注浆结束压力与采空区冒落 带、裂隙带的空隙、裂隙发育程度、水文地质条件等有关,在注 浆设计中,注浆压力的选择应以不使地层结构破坏为原则;通过 注浆试验确定适宜的注浆压力。通常当注浆压力达到设计值时 结束吸浆量越小,注浆质量越好。

8.3.1本节对砌筑支撑方法的应用做

采用人工对采空区进行干(浆)砌筑墙体或墩柱来支撑顶 板,以防止采空区项板产生塌落,引起上覆公路工程变形破坏。 对于矿层开采后顶板尚未塌陷的采空区,可采用非注浆充填 方法(包括干砌片石、浆砌片石、井下回填等方法)。由于采空 区的工程地质条件复杂,应针对采空区的具体情况,采用适宜的 处治方法,达到最佳治理效果。干砌片石、浆砌片石、并下回填 等方法的技术规定可参照相应的规范执行

8.4.1本节规定了开挖回填方法的适用范围。

8.5.1本节规定了强夯方法的适用范围

9.0.120世纪90年代随着黄茨滑坡监测预警成功,我国地质 灾害监测预警技术得到不断提升。我国油气管道工程地质灾害防 治监测工作在以往的工作主要在运营期开展,存在监测点布置需 开挖扰动已建管道的问题,针对管道的监测更是会存在较大风 险。因此在建设期进行系统的地质灾害监测设计、实施施工期安 全监测:做好运营期监测规划,是非常有意义的。监测设计在以 往的地质灾害防治工作中实施力度不大,由于在建设期的地质灾 害监测推动需要业主的大力支持,因此在本条明确了油气管道工 程地质灾害专业监测设计的任务来源。 油气管道工程地质灾害监测分为勘察设计阶段监测和观测、 施工安全监测与长期监测三个阶段,勘察设计阶段监测和观测应 结合各种灾害勘察工作开展,其成果作为地质灾害勘察的一部 分。施工安全监测期内的监测数据及成果应及时反馈给相关单 位,以便及时指导设计及施工。 油气管道工程地质灾害监测设计应从可行性研究阶段开始: 便于监测工作的开展和实施。 油气管道工程地质灾害监测应依据地质灾害调查与勘察工作 开展;依据地质灾害防治工程等级,进行监测设计,确定地质灾 害监测开展的时机、监测项目、监测周期和频率。 9.0.5~9.0.6规定了监测周期及频率。并明确地质灾害经治理 或其他原因处于平稳状态时,经委托单位批准可结束监测

[1」《岩土工程勘察规范》GB50021 [2]】《油气输送管道工程测量规范》GB/T50539 [3] 《油气田及管道岩土工程勘察规范》GB50568 [4] 《滑坡防治工程勘查规范》DZ/T0218 [5] 《泥石流灾害防治工程勘查规范》DZ/T0220 [6] 《建筑地基处理技术规范》JGJ79 [7]《建筑桩基技术规范》JGJ94 [8] 《采空区公路设计与施工技术细则》JTG/TD31-03 2011 [9] 《西气东输二线管道工程岩溶塌陷区岩土工程勘察设计 导则》Q/SYGJX0140—2008 [10]《石油天然气管道保护法》[中华人民共和国主席令 (第三十号) [11]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤 柱留设与压煤开采规程.北京:煤炭工业出版社,2000 [12]林宗元,岩土工程勘察设计手册.辽宁:辽宁科学技 术出版社,1996 [13]《工程地质手册》编委会:工程地质手册(第四版) 北京:中国建筑工业出版社GB/T 51347-2019 农村生活污水处理工程技术标准(完整正版扫描),2007

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