场地平整项目可行性研究报告 51页

'场地平整项目1.1项目概况拟建中润公司吕梁轻合金基地项目位于吕梁市兴县瓦塘镇山西华兴铝业有限公司南侧，岚漪河南侧山丘上。先期建设60万吨/年轻合金项目及局域网，配套2×66万千瓦低热值煤自备电厂，后期将规划建设1000万吨/年煤矿及配套洗煤厂项目，3×66万千瓦低热值煤自备电厂、局域电网及配套脱硫石膏、粉煤灰综合利用项目，120万吨/年轻合金、60万吨/年碳素及配套铝加工项目，赤泥、建筑等资源综合利用项目，800万吨/年运输能力铁路专用线、日照港等项目，构建“矿（煤、铝）--洗选—发电—局域电网—铝（氧化铝、电解铝、铝加工）--综合利用项目—路—港”全产业链，实现循环发展。场地长1790m，宽390~590m，中部较宽，两侧较窄，场地平整标高986m。1.2目标任务及意义1.2.1目标任务（1）进行可研阶段岩土工程勘察，为确定场平标高提供岩土工程依据；（2）提出场平工程强夯设计初步方案；（3）进行建设用地范围内挖方区、填方区边坡初步设计和稳定性评价；（4）进行边坡坡面截、排水系统初步设计。1.2.2实施意义保证项目场地稳定及场区建筑物安全，避免人民生命财产安全因边坡失稳造成损失。48 2环境条件2.1地理环境条件2.1.1交通位置兴县位于山西省西北部，吕梁市北端，介于北纬38度5′40″~38度43′50″、东经110度33′00″~111度28′55″之间。北倚保德，东邻岚县、岢岚，南连方山、临县，西隔黄河与陕西省神木县相望。县域面积3168平方公里，是山西省版图最大的县。兴县交通以公路为主，旧时兴县至阳方口，兴县至离石、兴县至忻州三条干线公路贯穿全县，为主要外出通道。一是省道忻黑线兴县段，一是省道苛大线兴县段。新修的沿黄公路沟通了黄河沿岸的村镇。此外还有城关至川口、魏家滩、贺家会、乌门等的乡镇级公路十余条。黄河滨县西界，境内长106公里，从北至南有裴家津、黑峪口、巡检司、大峪口、罗峪口等渡口，专以引渡人畜，短途航运等。苛瓦铁路从2005年开工，2008年6月岢岚——魏家滩段通车。瓦塘镇至魏家滩站约13公里。交通较为便利。图2.1.1交通位置图2.1.2气象48 兴县属大陆性季风气候，冬季漫长寒冷少雪，夏季短暂炎热多雨，春旱风大升温较快，秋季凉爽天气晴朗。无霜期120--170天，年均日照时数2600小时左右，近六年降水量相对偏少，分别是2006年291.4毫米，2007年689.4毫米，2008年524毫米，2009年566.2毫米，2010年425毫米，2011年465.3毫米。历年最大冻土深度为1.31m。2.1.3水文兴县境内主要河流有三条：岚漪河位于县境北部，蔚汾河位于县境中部，湫水河位于南部，均由东向西汇入黄河，属黄河水系。岚漪河发源于岢岚县的马跑泉，由东向西经木崖头入本县至裴家川口入黄河，全长120公里，流域面积2167平方公里，入境年水量0.689亿立方米，兴县境内河道长28公里，流域面积406.4平方公里，河道比降8.95‰。多年平均流量2.83立方米/秒，洪水多集中在7—9月份，最大洪峰发生在1967年8月，平均洪流量81.6立方米/秒。流域形状系数为0.388，正常年径流量为5690万立方米，丰水年为7419万立方米。悬移质多年输沙量47.5万吨。正常干流流量0.2-0.8立方米/秒，河床较平坦，宽窄不一，约5到8米。11月到下年3月为封冻期。该河季节性变化较强，冬季有四个月为结冰期。2.2地质环境条件2.2.1地质构造与地震本工程拟建场地处于晋西隆起带的中部，兴县—石楼南北向褶皱带北中部，为南北走向，向西倾斜的单斜构造，倾角5°~15°，一般小于10°。区域地质构造不发育，无新构造活动及地震活动（见图2.2.1）。按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）,吕梁市兴县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。2.2.2地形、地貌拟建场地位于兴县瓦塘镇岚漪河南侧，地貌单元属于黄土梁峁，山顶呈圆峁状，山梁呈波浪式，近南北向分布。山梁两侧为大型冲沟（东部为刘家沟，西部为大石沟）及其支沟，涉及厂区范的主要有14条支沟（见图2.2.2-1）。各沟谷多呈“V”形，树枝状冲沟极其发育。地形起伏较大，总体地势呈南高北低。沟谷最低标高为880.0m，峁顶最高标高1075.0m，相对高差为195.0m（见图2.2.2-２，2.2.2-３，2.2.2-４，2.2.2-５）。48 图2.2.2-1场地平面图48 图2.2.2-2场地东侧刘家沟48 图2.2.2-3场地东侧G848 图2.2.2-4场地东侧G10图2.2.2-5场地西侧G3、G4沟口2.2.3地层根据勘察揭露地层情况，勘察深度范围内地基土沉积时代成因类型自上而下依次为：第四系全新统冲洪积层及崩塌物（Q4al+pl）、上更新统马兰黄土（Q3eol）、中更新统离石黄土（Q2eol）、下更新统泥河湾组卵砾石层（Q1al+pl）及第三系上新统（N2j）红粘土组成（见剖面图2.2.3-1～2.2.3-4）。各地层描述如下：第①层：冲洪积层及崩塌物（Q4al+pl）48 主要分布于各冲沟底部及坡角，不整合覆盖于N2～Q3各时代地层上，色杂。岩性主要分为两类，一类以粉土为主，含云母、氧化铁、氧化铝等，摇振反应迅速、韧性低、干强度低。稍湿、稍密，高压缩性。混有植物根系。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性中等~强烈。主要分布在Q1卵砾石层之上，厚度为2.0～5.2m。另一类为泥、砂质充填的卵砾石，成分与Q1相同，厚度为0.0～9.1m。土石可开挖分类为Ⅰ～Ⅲ类。第②层：湿陷性粉土（Q3eol）黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，混有大量粉砂，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性轻微~强烈。夹有多呈褐红色粉质黏土主要分布在峁梁顶部及缓坡上，分布标高为1013.0m～1023.0m，厚度为6.50～15.60m。土石可开挖分类为Ⅱ类。第③层：湿陷性粉土（Q2eol）黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝等，混有少量粉砂，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿、中密，中压缩性。具有湿陷性，湿陷性轻微～中等。主要分布在峁梁顶部及缓坡上，分布标高为1007.7m～1015.3m，厚度为2.0～15.9m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第④层：粉土（Q2eol）褐黄色，含云母、氧化铁、氧化铝，有少量钙质结核，菌丝。夹浅红色粉质粘土薄层。无光泽，摇振反应中等、韧性低、干强度低。稍湿，中密，中等压缩性。分布标高为995.5m～1008.7m，厚度为12.5～15.5m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第⑤层：粉质黏土（Q2eol）棕黄色，含云母、氧化铁、氧化铝。夹有不连续钙质结核层。硬塑状态，切面稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，具中等～高压缩性。分布标高为971.6m～990.0m，厚度为4.0～36.7m。土石可开挖分类为Ⅲ类。第⑥层：卵石（Q2pl）色杂，密实。母岩主要为钲质胶结的紫红色、灰色、白色砂岩，偶见灰岩。磨圆度好，颗粒级配不良。卵石含量70～75%，粒径多为5～15cm，漂石含量小于15%，最大直径45cm，一般砂质胶结，但在顶部常见厚0.5～1.3m的钙质胶结层。土石可开挖分类为Ⅳ类。]48 第⑦层：粘土（N2j）静乐组红粘土，多层综红色粘土夹薄层钙质泥岩组成，上部常分布一层厚10～20cm和1.1～2.3m的灰白色、灰绿色铝土质或钙质泥岩。厚度大于20m。所有钻孔均未揭穿该层。详见剖面图2.2.3-1～2.2.3-6。48 图2.2.3-1场地东侧剖面图图2.2.3-2场地西侧剖面图48 图2.2.3-3场地中部剖面图48 图2.2.3-4G7剖面图48 图2.2.3-5G5剖面图48 图2.2.3-5G9剖面图48 2.2.4地下水勘探期为雨季，刘家沟与大石沟中均有潜水与地表水交互出露，流量小于0.8L/s。部分支沟中偶见地下水自第⑤层粉质黏土和第⑥层卵石层底部渗出，为降水经黄土孔隙、裂隙下渗，在第⑥层卵石层顶、底板受阻后渗出，流量一般小于0.2L/s。图2.2.4-1G14出水点48 图2.2.4-2刘家沟内断续的水流（一）图2.2.4-3刘家沟内断续的水流（二）2.2.5不良地质作用（1）滑坡及崩塌48 崩塌主要分布于各支沟中，多发生于雨季，因黄土中垂直裂隙发育，降水在冲沟中溯源剥蚀严重，造成沟侧土体产生微-小型崩塌和滑塌。滑坡主要发生于东西两侧大沟中，影响工程建设的最大滑坡分布于场地东北部G12～G14北，南北长约1.2km，东西最宽约300m（见照片2.2.5-１），产生的主要原因是受第⑦层静乐粘土（N2j）阻水，上部普遍发育的铝土质泥岩浸水后软、滑且在该地段监空而造成，水平滑面深度在后缘不大于30m，在前缘以铝土质泥岩下1～2m为界。形成时间100年以上，但至今雨后仍有活动。图2.2.5-1场地东北侧滑坡（一）图2.2.5-2场地东北侧滑坡（二）48 图2.2.5-3滑坡体上的落水洞（2）空洞在场地东侧G11中老兴汉村（975.0m~979.0m）存在大量窑洞，在场地整平时应回填密实，使其不对本工程产生不利影响。48 图2.2.5-2老兴汉村窑洞2.2.6地基土湿陷性场地第①②③层地基土具有湿陷性，第①层黄土状粉土（Q4al+pl）主要分布在冲沟底部，厚度为2.0—5.0m，层底标高为988.74m—990.45m；湿陷系数0.015—0.031，自重湿陷系数0.015—0.019，湿陷起始压力18—90kPa。第②层湿陷性粉土（Q3eol），层底标高为980.74m—1057.65m，厚度为6.50—15.40m;湿陷系数0.015—0.098，自重湿陷系数0.015—0.049，湿陷起始压力15—207kPa。第③层湿陷性粉土（Q2eol）层底标高为978.74m—1041.75m，厚度为2.0—15.9m。湿陷程度轻微—强烈。湿陷系数0.015—0.052，自重湿陷系数0.015—0.059，湿陷起始压力24—300kPa。2.2.7天然地基土承载力根据岩土工程勘察结果并结合本地区建筑经验综合建议如下：表2.2.7天然地基土承载力特征值建议表层序岩性天然地基土承载力特征值（kPa）①黄土状土80—100②湿陷性粉土120—150③湿陷性粉土140—170④粉土250—280⑤粉质黏土300—380⑥卵石500—60048 3场平高程比选综合场地土方平衡、地基土强度特征、湿陷性土层分布等因素，选择965.0m(方案一)和986.0m(方案二)两个场平方案并进行了比选，初步比选结果见表3.1。表3.1场平方案对比表项目方案一方案二方案比较挖方（万m3）39682197方案一较方案二挖方量多近80%填方（万m3）3661442方案一较方案二填方量较小，边坡高度小。但方案二有利于解决场子地弃土外运土方（万m3）3602755方案一较方案二外运土方量大，堆土场选择困难，回填成本较高强夯总面积(万m2)75194方案二的强夯面积为方案一的近2.6倍场平标高湿陷性土层分布全部挖除基本挖除方案二的未挖除地段可通过强夯处理消除天然地基承载力绝大部分地段大于250kPa方案二大部分地段可满足250kPa承载力要求工后沉降填方区存在工后沉降填方区存在工后沉降虽两方案均存在填方区工后沉降，但方案一的面积和厚度均小于方案二，风险较方案二小。方案二可通过适当改变填土性质减小风险综合以上比较结果，方案二节约土地，重视工程环境，与方案一相比，挖方量减少1771万m3，为方案一挖方量的45%。场平标高下湿陷性土层仅局部分布，较容易处理，承载力大部分地段可满足要求。通过对比分析，建议场平标高采用986.0m。48 4场地整平初步设计方案根据上述地形、地貌、岩土工程条件，并参考我国黄土区大面积场地整平的成功经验，并经多次专家讨论，该项目场平工程拟采用土方填、挖进行治理，其中，填方区采用综合坡率1:2，分层强夯进行处理。4.1夯填区基底处理（1）清底：清除场地内地表树木、枯木、树桩、树根、草木、垃圾和其它突出的障碍物，挖除表层植物土、软弱土及沟谷两侧崩塌物和坡积物。（2）填挖交接面处理：填方区内原始坡度大于1:5地段，在场地设计标高下8m范围内沿顺坡方向开挖坡度为1:2台阶，台阶高度1.0m，宽度2.0m，顶面向内倾斜，坡度宜为2%；对填挖交界面的挖方界面设过渡段，挖方界面下3.0m范围内按1:8开挖成斜坡(图4.1-1、2)。图4.1-1填挖交界面过渡段强夯处理示意图图4.1-2接坡强夯处理示意图（3）强夯设计：强夯能级视沟底整平后松散层厚度采用5000~12000kN.m，主夯点按等边三角形或正方形布置，主夯点间距6.0~8.0m,点夯隔排隔点分四遍完成，击数以最后两击夯沉量平均小于50~100mm为停锤标准；满夯采用2000kN.m夯击能，每点夯击数为3~5击，锤印搭接1/4（具体参数经试夯后48 确定）。为保证填筑体与台阶面应形成良好的结合，填挖交接面台阶部位强夯分层控制厚度3.0m(图4.1-3)，强夯能级采用2000kN.m。处理后地基承载力不小于250kPa,压缩模量15MPa。图4.1-3填挖交接面台阶部位强夯分层处理示意图（4）检测填筑体原始整平面强夯后检测采用动力触探、载荷试验及面波等室内土工试验和原位测试方法，检测数量按有关规范执行。原始整平面若为卵石层，强夯后按稍密控制质量；若为黄土层，强夯后按重型击实试验压实系数不小于0.93控制质量4.2填筑地基（1）填筑范围：按沈阳铝镁设计院提供的场地整平线控制。（2）填料要求：填料采用场地内马兰黄土和离石黄土。土中不得含有冻土、污染土和生活垃圾等，有机质含量不得大于5%；填料的含水量控制在重型击实试验的最优含水量Wop±2%。（3）边坡体填筑：边坡坡面以内5.0m采用分层压实法填筑，压实方式可采用冲击压实或振动碾压，分层填筑厚度0.３m~0.４m，填筑体外边到坡面距离宜为1.0m，(见图4.2-1），压实系数不小于0.95。48 图4.2-1边坡侧坡体填筑示意图（4）强夯设计：①填筑体强夯在原始整平面强夯检测合格后进行，强夯能级采用5000~7000kN.m，主夯点按等边三角形或正方形布置，主夯点间距6.0~7.0m,点夯隔点不隔排，分两遍完成，最后2击平均夯沉量≤50mm;满夯采用2000kN.m夯击能，每点夯击数为5击，锤印搭接1/4（具体方案及施工参数待试夯后确定），每遍夯完均整平场地后再进行下遍点夯。施工时按照自放坡坡底由下而上的原则分层施工，厚度按6.0m（虚铺7.0m）一层进行强夯处理；回填采用分层堆填摊铺的方法，分层回填厚度2.0m，分2-4次虚铺至7.0m，严禁进行抛填。②相邻施工工作面间的搭接：a.当填筑区域较大，各工作面施工的起始填筑标高不同时，相邻工作面的高差不大于施工时的一个填筑层厚度，不同填筑层的搭接面应错开；b.对相邻施工工作面搭接部位应采用强夯法补强处理，补强处理宽度应为上界面大于2倍夯锤直径，下界面按1:1向上放坡至层顶面不小于2倍夯锤直径；c.上层点夯位置应布置在下层夯点中间位置(见图4.2-2)。图4.2-2工作面搭接强夯处理示意图48 ③处理后地基土压实系数不小于0.95（计算压实系数所用最大干密度系按照《土工试验方法标准》GB/T50123重型击实试验法求得），地基承载力不小于250kPa,压缩模量不小于12MPa。4.3质量控制与检验4.3.1现场质量控制（1）施工质量偏差控制应符合下列规定：夯点测量定位允许偏差±5cm；夯锤就位允许偏差±15cm；满夯后场地整平平整度允许偏差±10cm；（2）施工过程中应进行以下监测工作：①施工前检查夯锤质量和落距，确保单击夯击能符合设计要求；②在每一遍施工前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；③按设计要求检查每个夯点的夯击次数和最后两击的夯沉量；④施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细的记录。4.3.2质量检验（1）检测方法：采用动力触探试验、探井取样室内土工试验、载荷试验三种方法进行检测。（2）检测要求：①按每2000m2为一个检测单元，动力触探试验孔、探井各不少于3个；载荷试验在填方区最项部两层强夯处理后进行，每个检测单元不少于3点。②当处理面积小于2000m2时，检验项目及频数要求按2000m2要求执行；③检测后孔、井均应及时填实恢复。④当检验指标未达到设计要求时，应进行两组以上的复检。若复检指标达到设计要求，可仅处理不合格区域；若复检指标仍未达到设计要求，则应对检验划定的不合格范围重新进行处理，直到合格。48 5边坡概况及稳定性分析5.1边坡概况本项目所在场地地形起伏较大，沟谷最低标高为880.0m，峁顶最高标高1075.0m，相对高差为195.0m。场地平整标高986.0m，边坡即为由场地平整而形成的挖方边坡与填方边坡。挖方边坡共计10个，从北侧开始逆时针编号为W1~W9。挖方边坡按综合坡率1:1.5放坡考虑，各边坡形状均为中部高，两侧渐低至场平标高，W1~W9边坡最高点高度依次为：36m、9m、15m、21m、34m、49m、16m、32m、80m。填方沟谷共计14个，从西北角开始逆时针编号为G1~G14，共计形成填方边坡8个（场地东侧G8~G14因深入场地内，外侧形成的边坡已连为一体）。填方边坡按综合坡率1:2放坡考虑，采用强夯填筑，西侧G1~G7边坡坡形均为中部高，两侧渐低至场平标高，东侧边坡由于地形起伏，形成多个高度极值点，最高点位于场地东北侧。边坡最高点高度依次为：54m（地形图不全，尚未到底）、32m、62m、61m、51m、32m、22m、96m。由于场地平整而导致的挖土、填土工程量如下：挖运土量2475万m3（自然方）、回填夯实量975万m3（夯实方）、外运弃土量1353.8万m3（自然方）。自然方与夯实方换算按1.15:1考虑。5.2稳定性分析5.2.1边坡稳定性目前尚无具体岩土设计参数，采用工程类比法，比照周边几个黄土区高挖填方工程，如：延安新区、吕梁机场、神头二电厂、保德电厂等，确定挖方综合坡率1:1.5，填方综合坡率1:2，应能满足稳定性要求。根据挖方综合坡率1:1.5，填方综合坡率1:2及稳定性要求反算土体抗剪强度指标如下：48 即：夯实填土与压实填土强度指标应达到或高于上表值；原状黄土强度指标如达不到上表值，应重新进行稳定性验算。5.2.2滑坡稳定性场地东侧G10~G14及G14以北一定范围内为滑坡。以场地东北角为例，根据目前勘察资料，滑坡后缘位于场地内，距场地边缘约100m，滑坡出口位于东侧沟底，出口标高约为沟底以下10m~15m。现状滑坡处于稳定状态，根据现状反算滑带抗剪强度指标为粘聚力15kPa，内摩擦角10度。填方后填方体位于滑坡上部，对滑坡稳定不利，滑坡将处于不稳定状态，需要采取措施。滑坡治理可采取工程措施（如抗滑桩、格构锚索等）或反压措施。此处滑坡体及填方体体量巨大，工程措施难以奏效且造价昂贵，因此建议采用反压坡脚措施，既可满足滑坡稳定条件，又可消耗一定弃方。反压坡脚措施：根据反算滑带抗剪强度指标估算，东侧沟填至标高930m时，滑坡稳定性可达到规范要求，即稳定性系数达到1.35。48 6边坡初步设计方案6.1设计原则6.1.1安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工6.1.2等级划分：根据地质情况、结构设计要求并结合场地环境，按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），设计时按安全等级取为一级。6.1.3使用年限：该边坡为永久性边坡，设计使用年限为50年。6.1.4本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。6.1.5地面超载：根据结构设计各拟建建筑物荷载、厂区道路设计荷载等确定。6.1.6动态设计：本工程执行动态设计，信息化施工的原则，根据施工与监测情况及时调整设计。6.2设计依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）;《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；《总平面图》沈阳铝镁设计研究院；《中润公司吕梁轻合金基地项目主厂房场平工程岩土工程勘察报告（专项可研阶段）》山西省勘察设计研究院；《1:1000与1:10000地形图》中润公司提供。6.3初步设计方案6.3.1基础方案（方案一）（1）填方边坡填方边坡总坡率1:2，单级边坡高度6m，单级边坡坡率1:1.58，两级边坡之间分级平台，台宽2.5m。坡面采用方格形截水骨架植物护坡。单级边坡坡顶设护肩，坡底设护脚；分级平台硬化。最下一级边坡全坡面硬化，采用800厚浆砌片石。方格骨架、护肩、护脚及平台硬化均采用浆砌片石，砂浆强度不小于M7.548 。石料强度不低于MU30。坡面骨架网格内可采用种草或其他辅助防护措施。草种应根据气候区划进行选型，要具有优良的抗逆性，并采用两种以上草种进行混播。（2）挖方边坡挖方边坡总坡率1:1.5，单级边坡高度8m，单级边坡坡率1:1.25，两级边坡之间分级平台，台宽2.0m。挖方边坡坡面做法与填方边坡相同。图6.3.1-1基础方案（方案一）图（图中灰色为现状地形，绿色为挖方体，蓝色为填方体）48 （3）存在的问题问题一：东侧中南部填方边坡与东侧主沟关系问题东侧中南部填方后，坡体掩埋了东侧原有主沟，并与主沟东侧山体形成新沟。新沟标高远高于原沟标高，且高低不平，阻挡了原沟两侧及其上游水流顺沟向北排泄。最为严重的是G10处，原沟底深入场地以内，填方后，坡体与对面坡体形成的新沟标高达973m左右，即该点以南的新沟标高需高于973m或在该处设置过水涵洞才能使水流排出。G10G10图6.3.1-2填方边坡与东侧主沟关系图问题二、G10以北的滑坡问题G10以北存在滑坡，3.2.2节已述及。问题三、弃方问题采取基础方案后，开挖土方与回填土方未达到平衡，尚余土方1353.8万m3（自然方，2475-1.15*975=1353.8），需要寻找弃土场地弃置。以上问题在基础方案中均未涉及，将在方案二~48 方案四中深入考虑，采取不通过方式解决。6.3.2方案二方案二在方案一的基础上进行优化，如下图所示。以G10为分界点。G10以南将主沟及其各支沟填平，填方标高以G10出口处973m控制，向南按坡率3/1000升高。G10以北，将东侧场地轮廓线外留80m宽平台，标高970m；平台以外按1：3放坡处理。所有填方均采用强夯处理。图6.3.2方案二图（图中灰色为现状地形，蓝色为填方体，紫色为填沟填方体）48 此方案解决了问题一，使原主沟汇水范围内的水流可以沿填方体表面自然向北侧排泄，不存在阻水聚水问题。此方案未完全解决问题二，使滑坡稳定系数提高（估算约为1.1），但仍不能满足规范要求，仍需反压坡脚。此方案解决了问题三，使挖土与填土土方基本平衡，无弃方。6.3.3方案三方案三在方案一的基础上进行优化，如下图所示。以G10为分界点。G10以南将主沟及其各支沟填平，填方标高以G10出口处973m控制，向南按坡率3/1000升高。G10以北将主沟填平，填方标高以最北端940m控制，向南坡率3/1000升高。该部分填方体最北端标高与原沟仍有60m高差，此处采用1:3放坡处理。所有填方均采用强夯处理。48 图6.3.3-1方案三（填沟强夯）图（图中灰色为现状地形，绿色为挖方体，蓝色为填方体，紫色为填沟填方体）此方案解决了问题一，使原主沟汇水范围内的水流可以沿填方体表面自然向北侧排泄，不存在阻水聚水问题。此方案解决问题二，填沟即为反压坡脚，且标高高于预估压脚标高930m，边坡稳定性满足规范要求。此方案解决了问题三，使挖土与填土土方基本平衡，无弃方。48 图6.3.3-2方案三（填沟筑坝）图（图中黄色为拦挡坝，紫色为弃土）如东侧沟内填方不采用强夯或压实处理，应按弃土场考虑，在北端设置拦挡坝；弃土与拦挡坝应由有资质的设计单位进行专门设计。据估算，东侧沟内填方按弃土场考虑，比强夯处理可节约投资约5000万元，而筑坝投资约2000万元，综合对比，按弃土考虑可比强夯处理节约投资约3000万元。6.3.4方案四方案四将场平标高986m调整为972m，挖方处按综合坡率1:1.5放坡处理，填方处按综合坡率1：2放坡处理。坡面、平台分级、排水等处理方式与基础方案（方案一）中的做法相同。场地南侧主沟及其支沟填平，标高以场地边972m控制，向上游以3/1000坡率升高。48 G10以北主沟填平，标高以G10处标高972m控制，向下游以3/1000坡率下降。所有填方均采用强夯处理。图6.3.4方案四图（图中灰色为现状地形，绿色为挖方体，蓝色为填方体，紫色为填沟填方体）此方案解决了问题一，使原主沟汇水范围内的水流可以沿填方体表面自然向北侧排泄，不存在阻水聚水问题。此方案解决问题二，填沟即为反压坡脚，且标高高于预估压脚标高930m，边坡稳定性满足规范要求。此方案解决了问题三，使挖土与填土土方基本平衡，无弃方。由于挖方至972m，挖填方量比场平986m时更多，挖方约3680万m3（自然方），填方约3200m3（夯实方）。6.3.5G10以南的几种处理方式（1）处理方式一：填平主沟方案二~方案四中均采用此方案，不赘述。48 （2）处理方式二：格构锚索该范围内边坡高度小于46m，以边坡坡度缓于50度的方式放坡，使坡脚回收躲开东侧主沟，坡体采用锚索加格构处理方案，锚索及格构水平间距2.0m，竖向间距3.0m，锚索长度35.5m~20m。格构锚索需对坡底地基进行处理，目前由于无详细资料，无法进行此部分的估算。G10区段由于主沟已伸入场区范围内，坡脚填沟无法避免，需做涵洞通水，长度约160m。该处理方式，地基处理难度大，边坡稳定性难以保证，没有彻底解决排水问题；160m过水涵洞仍存在。故不建议采用此方式处理。（3）处理方式三：桩锚支护该范围内边坡高度小于46m，沿场区外边线设置桩锚支护，桩截面尺寸7.0mX3.0m，水平间距5.0m，桩长62m，锚索长度70m-35m，共8道。桩前被动区地基处理待勘察完成后，根据勘察结果进行设计。G10区段由于主沟已伸入场区范围内，坡脚填沟无法避免，需做涵洞通水，长度约160m。该处理方式，工程造价极大，实施难度大，且没有彻底解决排水问题，160m过水涵洞仍存在。故不建议采用此方式处理。48 6.3.6各方案工程量统计基础方案(方案一)边坡工程量统计　浆砌片石（m3）植草（m2）砂浆抹面（m2）钢筋混凝土（m3）灰土垫层（m3）场内强夯（m3）挖运土方（m3）挖方31474.2861074.782401.30508.58545.16975000024750000西侧填方33454.2530251.461575.00278.254636.31东侧填方103236.0396972.837644.001350.446229.29合计168164.56188299.0811620.302137.2711410.769750000.0024750000.00此方案仅考虑场地周边的挖方与填方工程，尚余弃方1360万立方（自然方）。48 方案二边坡工程量统计　浆砌片石（m3）植草（m2）土工格栅植草（m2）砂浆抹面（m2）钢筋混凝土（m3）灰土垫层（m3）填沟强夯（m3）场内强夯（m3）挖运土方（m3）挖方31474.2861074.780.002401.30508.58545.16　975000024750000西侧填方33454.2530251.460.001575.00278.254636.31　东侧填方50672.9053175.75267641.204200.00742.005509.3311800000合计115601.42144501.99267641.208176.301528.8310690.8011800000.009750000.0024750000.00注：填沟强夯方量为压实方。48 方案三边坡工程量统计　浆砌片石（m3）植草（m2）砂浆抹面（m2）钢筋混凝土（m3）灰土垫层（m3）填土一般处理(m3)填沟强夯（m3）场内强夯（m3）挖运土方（m3）挖方31474.2861074.782401.30508.58545.16　975000024750000西侧填方33454.2530251.461575.00278.254636.31　东侧填方89723.96107536.138670.001630.106412.236080000.005720000.00合计154652.49198862.3712586.302416.9311593.706080000.005720000.009750000.0024750000.00注：填沟强夯方量为压实方。48 方案四边坡工程量统计　工程量挖方坡面（m2）142000.00填方坡面（m2）126000.00场内及填沟强夯（m3）32000000.00挖运土方（m3）36800000.0048 G10以南的几种处理方式工程量统计　　工程量（延米）备注处理方式一G10以南填沟强夯量（m3）1600000.00　坡面（m2）7100.00处理方式二土钉（延米）600.00土钉坡底地基处理暂时无法估算，因此，不包括该部分费用。坡面（m2）9000.00涵洞（m）160.00处理方式三桩锚（延米）600.00桩前被动区地基处理暂时无法估算，因此，不包括该部分费用。涵洞（m）160.0048 7项目实施保证措施本项目条件复杂，专业性强，实施前应进行专家评审，确保以最优方案投入实施，安全可靠，经济合理。边坡施工过程中及施工完成后一段时间内应加强变形监测工作，确保工程顺利实施，安全投入使用。48 8施工组织8.1施工条件（1）对外交通兴县地处吕梁山区,以公路运输为主、主要过境公路为313省道(忻州—黑峪口)和218省道(岢岚—大武)，另外还有曹罗线、枣蔡线和蔡圪线等县道和30条乡道。现有公路状况可满足工程施工材料、器材及施工机械场外运输的要求。（2）场内交通从西侧G3及东侧老兴汉村分别修建上山道路,场内设南北向道路的一条及东西向支线三条,共计需修建约5km砂石路面做为临时道路。（3）施工供水、供电工程施工期生产及生活用水从岚漪河河道取水。该工程施工用电从附近村镇拉网取电和自备电源（柴油发电机）两种供电方式。施工期通讯系统利用社会公网，工区内部通讯用对讲机。8.2施工总布置本项目填挖方工程量大，工期短，考虑全面开展施工，场地周边14个支沟均布置施工点，同时施工。8.3施工工期根据业主要求2017年7月投入使用，挖填土方工期自2016年11月至2017年4月，工期计划6个月。8.4施工技术要求8.4.1强夯强夯夯锤质量可取10t～60t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25kPa～80kPa，单击夯击能高时取大值，单击夯击能低时取小值，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取300mm～400mm。48 强夯施工应按下列步骤进行：1)清理并平整施工场地；2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3)起重机就位，夯锤置于夯点位置；4)测量夯前锤顶高程；5)将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6)重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。当夯坑过深出现提锤困难，又无明显隆起，而尚未达到控制标准时，宜将夯坑回填不超过1/2深度后，继续夯击；7)换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击；8)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；9)在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。起吊夯锤的起重机械宜采用的带有自动脱钩装置履带式起重机、强夯专用施工机械，或其它可靠的起重设备，夯锤的质量不应超过起重机械自身额定起重质量。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。8.4.2坡面防护砌筑坡面方格骨架时应先砌筑骨架衔接处，在砌筑其他部分骨架，两骨架先接触应保持在同一高度。骨架砌筑好后，如原土不适合植物生长，应在骨架框格内填充改良客土，充填时使用振动板振实，靠近表面时用潮湿粘土回填。施工时砌筑骨架应保证流水面与草皮表面平顺。护坡每隔10m~20m设伸缩缝一道，缝宽20mm，缝内用沥青麻筋满缝隙填塞。方格骨架、护肩、护脚及平台硬化均采用浆砌片石，砂浆强度不小于M7.5。石料强度不低于MU30。草种应根据气候区划进行选型，要具有优良的抗逆性，并采用两种以上草种进行混播。8.4.3排水系统截水沟距坡顶线6m，该范围横坡1%，采用400厚浆砌片石硬化，浆砌片石下设400厚3:7灰土垫层。平台水平排水沟沟底纵坡不小于0.3%。竖向排水沟每隔50m设置一道，兼做人行阶梯，踏步向外坡度1%，采用C30钢筋混凝土，踏步下采用300mm3:7灰土垫层。截水沟、排水沟均采用浆砌片石,20mm48 厚砂浆抹面，内配钢丝网，砂浆强度不小于M7.5，石料强度不低于MU30，抹面砂浆为1:2水泥砂浆。8.5劳动安全与工业卫生8.5.1劳动安全措施（1）本工程施工中存在人员和设备安全问题。各段施工，应派专人负责安全警示和观察。施工设备的停放应留足安全距离，如遇事故应及时警示，疏散人员到足够的安全范围内。（2）为了防止触电事故并保证检修安全，施工设备设置漏电保护装置和避免雨淋的防护措施，有关操作人员戴绝缘手套，穿绝缘胶靴，严防触电，保证人身安全，并在带电设备周围设置警示牌。（3）为了防止械伤害及坠落事故的发生，生产场所平台及高处均设置安全栏杆，栏杆的高度和强度符合国家劳动保护规定；设备的可动部件设置必要的全防护网、罩。（4）施工现场不建议布置油库，若确需设置油库，宜布置在常年最小频率风向的上风向，并应远离有明火或散发火花的地点。（5）分析工程区风向，结合料场作业区、砂石加工系统的相对位置，将生活区布置在常年风向的上风向，以减小上述区域施工作业产生的粉尘对厂区和生活区的影响。8.5.2工业卫生措施（1）减震降噪工程减震降噪主要发生在施工过程中，噪声源主要为施工机械及运输车辆流动源。工程建设中使用设备进行机械化作业，施工期间产生的噪声除对施工人员产生一定影响外，还对项目周围的居民产生一定影响。施工单位应尽量选用低噪声、低振动的施工机械设备和带有消声、隔音的附属设备；避免多台高噪声的械设备在同一场地和同一时间使用。尤其是施工区附近人口集中位置，通过合理安排施工时间、限制车速、禁止鸣笛等措施，使噪声对周边环境影响减少到最小。（2）除尘施工期间由于土方开挖、出渣、大型汽车的运输等将有粉尘排放，另外还有各类运输汽车排放的汽车尾气，48 施工土方开挖及填筑、混凝土拌和产生粉尘将会影响当地的大气环境质量，物料的运输及装卸可能给道路沿线带来扬尘污染。通过在项目区施工现场定期进行洒水降尘，有效降低粉尘造成的空气质量影响（3）污废水处理和运行期水质安全施工过程产生的污水、废水均进行有效处理，各生产生活区内均设置防渗集水池，通过修建排水设施集中将生活污水收集，污水经沉淀后用于扬地内的洒水抑尘。工程运行期严格进行工程管理，保护范围内禁止进行危害水源水质活动。（4）固体废弃物处理施工生活区施工人员产生的生活垃圾和施工过程中产生的临时弃土石方将是固体废弃物的主要来源，本工程施工区在每个施工工区设置一个垃圾箱，生活垃圾统一收集，运至附近市县垃圾填埋场集中处理，建筑垃圾及建筑废料运至当地建筑垃圾处理集中处理。48 9工程效益及风险评价 9.1效益分析场平及边坡治理工程的目的是为拟兴建的2×50万吨合金铝项目提供必须的场地，不产生直接的经济及社会效益。9.2项目风险及不确定性因素9.2.1风险分析边坡治理以挖方、填方边坡为主，周边有多个黄土区高挖填方工程的先例，实施风险较小。9.2.2不确定性分析（1）地形条件复杂，挖土与填土方量估算可能存在误差，影响工程造价。（2）工程地质条件复杂，不良地质作用发育，项目勘察工作尚在进行中，待勘察工作完成后，根据勘察成果，设计方案可能会进一步深化和调整。（3）场地东侧支沟卵石层内发现多处出水点，目前正在调查，待查明出水点数量、位置、形成原因后，由水利设计部门进行专项设计，使该部分水流顺利排出本项目场地及填方范围。48 10结论与建议（1）本项目位于黄土丘陵区，边坡高，体量大，根据周边多个项目经验，以填挖方放坡处理为宜，不宜采取工程措施。放坡坡率暂按挖方1:1.5，填方1:2考虑，待勘察确定土体抗剪强度后验算边坡稳定性。（2）从设计方案的安全性、投资估算、方案实施的难易程度、实施效果等方面综合考虑，方案三和方案四两种方案既能解决排水、滑坡问题，又能实现土方平衡，还可在项目场地之外造地，方案三或方案四均可。考虑造价因素，建议本项目采取方案三。48 11投资估算11.1估算依据（1）《边坡初步设计方案》;（2）《总平面图》沈阳铝镁设计研究院；（3）《中润公司吕梁轻合金基地项目主厂房场平工程岩土工程勘察报告（专项可研阶段）》山西省勘察设计研究院；（4）《1:1000与1:10000地形图》中润公司提供。11.2编制说明（1）边坡工程量计算，是根据初步设计方案进行的。（2）挖方、填方工程量是基于《总平面图》和《1:1000与1:10000地形图》进行的。11.3投资估算本项目场地平整估算值49613.58万元。其中，工程估价47128.48万元，详见附件；勘察费754.1万元，设计费1131万元，强夯检测费600万元。附件1、山西中铝华润有限公司2×50万吨轻合金项目场平及边坡治理工程概算表48 目录1前言11.1项目概况11.2目标任务及意义11.2.1目标任务11.2.2实施意义12环境条件22.1地理环境条件22.1.1交通位置22.1.2气象22.1.3水文32.2地质环境条件32.2.1地质构造与地震32.2.2地形、地貌32.2.3地层72.2.4地下水152.2.5不良地质作用162.2.6地基土湿陷性192.2.7天然地基土承载力193场平高程比选204场地整平初步设计方案214.1夯填区基底处理214.2填筑地基224.3质量控制与检验244.3.1现场质量控制244.3.2质量检验245边坡概况及稳定性分析255.1边坡概况255.2稳定性分析255.2.1边坡稳定性255.2.2滑坡稳定性266边坡初步设计方案276.1设计原则276.2设计依据276.3初步设计方案276.3.1基础方案（方案一）27 6.3.2方案二306.3.3方案三316.3.4方案四336.3.5G10以南的几种处理方式346.3.6各方案工程量统计367项目实施保证措施418施工组织428.1施工条件428.2施工总布置428.3施工工期428.4施工技术要求428.4.1强夯428.4.2坡面防护438.4.3排水系统438.5劳动安全与工业卫生448.5.1劳动安全措施448.5.2工业卫生措施449工程效益及风险评价469.1效益分析469.2项目风险及不确定性因素469.2.1风险分析469.2.2不确定性分析4610结论与建议4711投资估算4811.1估算依据4811.2编制说明4811.3投资估算48附件48 山西中铝华润有限公司2×50万吨合金铝项目场平及边坡治理可行性研究报告山西省勘察设计研究院二零一六年九月'