边坡勘察报告 (2)
院长：胡孟卿总工程师：
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目录
附图：
工程地质平面图
工程地质剖面图～03 钻孔柱状图～06
附件：
附件1 检测试验报告（土工试验）附件2 检测报告（岩石）
1绪言
工程概况
阳城县城镇集中供热管线北留边坡位于晋城市阳城县北留镇，该段边坡长约85m、高约26m，边坡坡顶距离公路约55m，2016年4月边坡左侧及坡脚开挖铺设了供热管道，导致边坡局部地段发生变形迹象，坡顶出现平行边坡走向的裂缝，威胁到供热管道的安全运营，阳城县蓝煜热力有限公司拟对该段边坡进行治理。
2016年4月受阳城县蓝煜热力有限公司委托，我院对该段边坡进行了详细阶段（一次性）的勘察工作。
本次勘察外业工作始于2016年4月11日，至4月16日结束；室内岩石、土工试验由我院检测试验中心承担，并于2016年4月26日提交全部土工试验及岩芯试验成果资料；内业资料整理及报告书编写工作于2016年5月10日结束。
勘察目的与要求
根据国家现行有关规范、规程，本次勘察的主要目的与要求为：
1.2.1收集区域地质、水文、气候、地震和人类活动相关资料；
1.2.2查明边坡的地形、地貌特征，不良地质作用和地质灾害，对地质灾害的成因、类型、分布范围，危害程度及其发展趋势作出评价；
1.2.3查明勘察范围岩土类型、成因、性状、覆盖层厚度、基岩面的形态和坡度、岩石风化和完整程度；
1.2.4查明拟建场地下水的埋藏条件、类型、补给及排泄条件、季节性变幅及规律。对拟建场地地下水和地下水位以上的地基土对混凝土、钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性做出评价；
1.2.5提供坡体岩土的物理力学性质指标；
1.2.6主要结构面（特别是软弱结构面）的类型和等级、产状、发育程度、延伸程度、闭合程度、风化程度、充填状况、充水状况、组合关系、力学属性和与临空面的关系；
1.2.7对边坡的稳定性进行分析评价；
1.2.8对欠稳定边坡的整治及监测方案提出建议。
边坡安全等级
边坡1-1′剖面地段为土、岩复合边坡，边坡2-2′剖面地段为土质边坡，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表3.2.1,本工程边坡破坏后果很严重，边坡工程安全等级定为一级。
边坡工程勘察等级
边坡岩土组成松散层主要为杂填土、素填土，土体强度变化大、均匀性差，岩层倾向与坡向一致，地质环境复杂，边坡安全等级为一级，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.1.8，本工程边坡工程勘察等级为一级。
2勘察工作
工作依据
2.1.1根据我院绘制的边坡1：500地形图。
2.1.2国家及行业有关规范、标准：
⑴《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（2009年版）；
⑵《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；
⑶《土工试验方法标准》(GB/J50123-1999)；
⑷《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-2013）;
⑸《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015）；
⑹《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T87－2012）；
⑺《建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ04-258-2008）。
工作量布置的原则
2.2.1边坡地形测绘（1：500）、工程地质与水文地质测绘和调查（以1：500地形图为底图）范围包括边坡所处山梁分水岭至坡脚并外延到边坡
失稳后可能影响的一定范围。
2.2.2勘探线沿垂直边坡走向进行布设，选择典型剖面布置勘探线，间距在30m以内。
2.2.3勘探点间距根据现场地形控制在25m以内。
2.2.4勘探方法采用地质调绘、钻探取样、标贯、动探等多种手段进行
综合勘察。勘探孔的深度穿过最下一层滑面或潜在滑面，并进入稳定地层。
勘探方法
2.3.1工程地质与水文地质测绘与调查
⑴目的、范围
为查明边坡场地地形、地貌特征、地层结构及水文地质特征等，进行1：500的工程地质与水文地质测绘和调查, 范围包括边坡所处山梁分水岭至坡脚并外延到边坡失稳后可能影响的范围。具体范围为边坡北侧现状铁路至边坡南侧现状公路，东侧以山梁为界，西侧以冲沟为界，南北长约150m，东西宽约200m，面积。勘察范围拐点坐标见表。
表建设用地拐点坐标
⑵测绘内容
①地形地貌特征，包括宏观地形地貌(地面坡度与相对高差、沟谷与平
台)和微观地形地貌；
②岩(土)体工程地质结构特征，包括地层、岩性、地质构造与节理裂隙发育情况；
③边坡裂缝，包括裂缝分布、长度、宽度、形状、力学属性及组合形态。
④查明地下水的类型、补给来源、排泄条件，井、泉的分布，地表水入渗情况、产流条件、冲刷作用和地表水的流通情况。
⑶测绘方法及要求
测绘方法采用布点法及追索法，观测点的定位采用GPS定位。
观测点的布置、密度和定位按下列要求进行：
①在地质构造线、地层接触线、岩性分界线布置地质观测点；
②地质观测点充分利用天然和已有的露头，当露头较少时根据具体情况布置适量的探井或探槽；
③地质界线、地质观测点的测绘精度在图上不低于3mm。
2.3.2勘探点测设
孔位及标高均采用NTS-352型全站仪进行实地放线测量。孔位误差不超过±0.25m，高程误差不超过±5cm。本次勘察引测点位置由甲方提供，其坐标及标高如下：
RE04: X= Y=8 H=658.058m
RE05: X= Y=3 H=625.799m
坐标系为1980西安坐标系，高程为1985年国家高程基准，RE04位置见《工程地质平面图》（），RE05距离场地较远。
2.3.3勘探和取样
钻探采用XY-150型工程钻机、钻探采用XY-150型工程钻机、采用干法回转钻进并取土，取样器采用单动双管全断面取样器，取土规格
φ100×150mm。取土自地面下开始，间隔取不扰动土样1件至孔底（变层加取），岩石取了代表性岩样。
室内试验
本次勘察室内土工试验均按《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）、《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-2013）进行。
2.4.1物理性质试验
所有不扰动土样进行了土的分类指标及物理性质指标试验。试验项目主要为含水量、密度、比重、液限、塑限等。
2.4.2压缩固结试验
所有不扰动土样均进行了压缩固结试验，固结试验压力如下表：
表2.4.2 压缩固结试验压力
2.4.3抗剪强度试验
选择2#、7#、11#钻孔部分土样进行天然含水量及饱和含水量条件下的固结快剪试验（cq）。
2.4.4土易溶盐分析
对2#钻孔、7#钻孔处所取土样进行了土易溶盐分析。
2.4.5岩芯抗压强度试验
所取泥岩岩芯试样进行了天然含水量单轴抗压强度试验。
完成工作量
本次勘察主要完成工作量见表。完成勘探点11个，其中取土钻孔4个，深度为~；标贯孔5个，深度为~；鉴别孔2个，深度为、。合计钻探总进尺，共采取不扰动土样10件，扰动土样2件，岩石试样10件。
各勘探点类型、深度及平面位置详见《工程地质平面图》（），勘探点完成工作量详见勘探点一览表（表）。
表完成工作量一览表
表勘探点一览表
3自然地理概况
交通位置
阳城县位于山西省东南端，阳城地处太岳山脉东支，中条山东北，太行山以西，沁河中游的西岸。地理坐标在东经112°一112°37'，北纬35°12'—35°40'之间。县境南北长约54公里，东西宽约53公里。阳城县东与晋城市郊区为界，北与沁水县为邻，西南与垣曲县接壤，南与河南省济源市相连。勘察区位于阳城县北留镇，交通便利。
区域地形、地貌
阳城县境的东部、南部山体属太行山南支；西部、西南部山体属中条山支脉；北部山体属太岳山脉。总体地势由西南向东北倾斜，南北部高而中间低，西北部高而东南低。
北部地区由砂页岩组成，由于风化剥蚀作用，形成山梁平坦、山坡平缓、河谷宽阔的地形，山顶高程一般为1000m左右，相对高差100～500m，属剥蚀中低山区。东部地区沿晋获断裂带山脊隆起呈串珠状分布，山顶高程约1000m，相对高差约500m，属剥蚀溶蚀中低山区。西南部由元古界安山岩、石英砂岩等组成，地势高耸，切割强烈，山坡较陡，最高峰舜王坪海拔2321.8m，相对高差1000m左右，属剥蚀侵蚀中高山区。南部地区由寒武～奥陶系灰岩组成，地势总体上西高东低，高程为1000～1800m，相对高差100～800m，属剥蚀溶蚀中山区。中部丘陵区高程为500～800m，相对高差100～300m，河谷地段地形切割强烈，河流堆积阶地不发育或零星发育，第四系堆积厚度一般不大于20m。
气象、水文
3.3.1气象
阳城县属暖温带大陆性季风气候区，四季较为分明，春季干旱多风，
夏季受东南亚季风气候影响炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季受西伯利亚高压气流控制，雨雪稀少寒冷。据阳城县气象站观测资料，阳城县多年平均（1956～2005年）气温为11.7℃，最高气温40.2℃，最低气温-24℃，无霜期为180天左右；多年平均水面蒸发量为1930.5mm（20cm蒸发皿）；多年平均降雨量610mm，最大年降水量为852.2mm（1958年），最小年降水量为335.2mm（1965年），年内降水主要集中在夏季6～8月份，占全年的60%以上；多年平均日照时间。年主导风向明显，春夏多为东南风，秋冬多为西北风。
3.3.2水文
阳城县河流均属黄河水系，西起索泉岭，东至三盘山为一地表分水岭。分水岭以北的河流呈树网状收敛于沁河，主要有获泽河、芦苇河及西冶河。分水岭以南的河流穿越于深山沟壑间，坡陡流急，暴涨暴落，属暴雨型山区河流，均进入河南省汇入黄河，主要河流有次滩河，盘亭河、南门河，秋川河、石圈河、蟒河等六条小河。勘察区附近无河流分布。
4区域地质概况
地层岩性
阳城县地层发育较为齐全，由老至新有前寒武系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系及第四系地层。
4.1.1前寒武系
前寒武系主要分布于阳城县小圈坪、杨柏、横河、桑圆河、李疙瘩一带，包括太古界、下元古界及长城系地层，主要岩性为砂岩、片麻岩等，为区域盖层的基底。
4.1.2寒武系（?）
⑴下统（?1）
分布于阳城县口河、秋川河、蟒河一带，主要发育馒头组，为一套潮坪环境形成的灰岩、砂泥岩组合，厚度为50～60m，与下伏长城系地层呈平行不整合接触。
⑵中统（?2）
分布于阳城县口河、下槐树、后老龛、蟒河及沁河下游一带，毛庄～徐庄组为一套碳酸盐岩鲕粒、潮坪环境形成的灰岩、泥岩组合，厚度125～155m，与下伏地层呈整合接触。张夏组为一套局限～开阔台地沉积环境形成的碳酸盐岩地层，底部为薄层状泥质灰岩夹页岩，下部为微晶灰岩，上部为厚层状鲕粒灰岩、鲕粒白云质灰岩，近顶部为鲕粒白云岩，厚度一般为110～200m，与下伏地层呈整合接触。
⑶上统（?3）
分布于阳城县下槐庄、寨凹、南门河、蟒河及沁河下游一带，包括崮山组、长山组和凤山组，为一套局限台地、台地潮坪沉积环境形成的碳酸盐岩白云岩化地层，厚度为163～208m，与下伏地层呈整合接触。
4.1.3奥陶系（O）
⑴下统（O1）
奥陶系下统以冶里组（O1y）为主，分布于阳城县下槐庄、南门河、蟒河及沁河下游一带，岩性为厚层状细晶白云岩、泥质白云岩、燧石白云岩，厚度28～39m，与下伏地层呈整合接触。
⑵中统（O2）
主要分布于阳城县后庄、董封、窑河、凤山岭一带。有下马家沟组（O2x）；上马家沟组（O2s）；峰峰组（O2f）。
阳城县境广泛分布的石炭系、二叠系及第四系地层，主要包括石炭系（C）太原组、山西组地层，二叠系（P）上、下石盒子组、石千峰组地层，
三叠系（T）刘家沟组、和尚沟组和二马营组地层，以及第四系（Q）大墙组、离石组、马兰组、峙峪组及汾河组地层。
地质构造与地震
4.2.1地质构造
阳城县地处吕梁——太行断块与豫皖断块交接地带，以横河深断裂和晋获大断裂为界，东部属太行山块隆，西部属沁水断坳，总体倾向北西，倾角4～12o，以单斜构造为主，局部发育宽缓波状褶皱；西南部属中条山块隆，出露地层为前寒武系地层。区内构造发育，主要构造形迹有北西向、北东向、近东西向三组，属于燕山期以来构造。
4.2.2地震
据有史料记载以来，本区未发生过强烈地震。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2015）和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，勘察区地震动峰值加速度为，地震动反应谱特征周期为，对应地震基本烈度为Ⅵ度。
水文地质条件
4.3.1地下水类型及分布规律
阳城县境地下水资源的形成及其分布埋藏和运动条件受地层岩性、地质构造、地形地貌及气象水文等因素制约，表现出明显的差异性。按含水介质类型可以划分为松散岩类孔隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐岩类层间岩溶裂隙含水岩组及碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组四大类。
⑴第四系孔隙水
第四系孔隙水的埋藏和分布与第四系全新统地层分布有关，区内第四系全新统地层分布面积不大，主要沿沁河，芦苇河，获泽河，涧河等河床
呈条带状分布。含水层由砂砾石组成，一般为5～10m，赋存于其中的孔隙水除接受大气降水和河水补给外，往往还接受河谷两侧基岩地下水的补给，其富水程度与含水层厚度和岩性有关，矿化度常小于500mg/L，属HCO3-Ca·Mg及HCO3·SO4-Ca·Mg型水。
⑵碎屑岩类裂隙含水岩组
主要分布在阳城县的中部地区，主要含水层是厚层砂岩，受其间所夹泥岩，页岩影响，因此多为层状含水系统。其富水性强弱主要取决于裂隙和岩溶的发育程度及其埋藏条件。该类水水量，水位随季节变化。裂隙水动态随季节性变化，水质类型一般为HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca型水，受采煤排水影响，个别为SO4·HCO3-Ca·Mg型水，总硬度～357mg/L，pH值～，矿化度300～500mg/L。
⑶碎屑岩夹碳酸盐岩类层间岩溶裂隙含水岩组
主要分布在阳城中北部地区，以层间石灰岩的岩溶裂隙水为主，砂页岩裂隙水次之，含水岩组主要为石炭系太原组底部的K1及K2灰岩，厚度一般为12～14m，其下部的煤层和页岩起着相对隔水作用，对地下水运动及富集创造了更为有利的条件。裂隙水动态随季节性变化，水质类型一般为HCO3·SO4-Ca·Mg型、HCO3-Ca型水，受采煤排水影响，个别为SO4·HCO3-Ca·Mg型水，总硬度～357mg/L，pH值～，矿化度300～500mg/L。
⑷碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组
①中寒武统岩溶裂隙含水岩组：该含水岩组分布于县域的南部，主要由张夏组灰岩、鲕状灰岩组成，总厚度235～355m。水质类型为HCO3-Ca·Mg 型水，矿化度290mg/L。
②中奥陶统岩溶裂隙含水岩组：奥陶系中统碳酸盐岩含水岩组为阳城县最重要的含水岩组，总厚度306～440m，分布广泛，岩性以灰岩为主，质
地较纯，岩溶发育，多见溶洞、漏斗、悬谷、落水洞及溶蚀洼地等，其富水性在水平和垂直方向上不均一。
4.3.2地下水补、径、排条件
⑴松散岩类孔隙水
松散岩类孔隙水补、径、排条件较简单，补给来源以大气降水补给为主，其次为河流侧向补给及灌溉回归水补给；排泄方式则以人工开采及潜水蒸发为主。
⑵碎屑岩类裂隙水
由二叠系砂岩、石炭系砂岩、泥岩夹灰岩组成的山地，地层平缓，含水层与隔水层相间分布，在接受降水补给以后，一部分补给到风化裂隙带，一部分补给下部岩溶水，其它以裂隙下降泉的形式流出地表，形成基流。
⑶碎屑岩夹碳酸盐岩类层间岩溶裂隙水
碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组岩性为砂岩及灰岩，主要接受大气降水和上覆含水层补给，排泄方式以小泉小水为主，目前状态下，以采煤排水为主要排泄方式。
⑷碳酸盐岩类岩溶裂隙水
阳城县碳酸盐岩类岩溶裂隙水属延河泉域岩溶水系统。延河泉域岩溶水系统是一个完整的水文地质单元，具有独立的补、径、排系统——延河泉域岩溶水系统。
5勘察区工程地质条件
地形地貌
勘察区原地貌属于构造剥蚀低山丘陵区，后经过人工回填形成现状地形地貌，地表植被不发育，以杂草、灌木为主。该段边坡地貌形态呈陡坡状，坡面为陡坡，坡面坡度为23°～40°，边坡走向为东南-西北向，总体
倾向332°；坡顶地形基本平坦，地面标高大体介于656～658m之间；坡脚标高大体介于631～632m之间，局部受到铺设供热管道人工开挖形成凹坑，坑底标高在左右。整个勘察区高差在左右。边坡整体地形、地貌特点见图。
图边坡整体地形地貌（镜向北）
地层时代及成因类型
根据野外调查及钻探揭露的地层和堆积物沉积韵律特征，结合室内土工试验及成因类型，地层由新到老依次为：第四系全新统人工堆积层（Q42ml）,二叠系下统（P1）沉积岩。岩性主要由素填土、杂填土、泥岩等组成。
边坡岩土构成及岩性特征
根据外业掘探及室内土工试验结果，在本次勘探深度范围内，场地岩土可划分为3层，现依层序分述如下：
第①1层：杂填土（Q42ml）
杂色，物质成分包括砖块、混凝土桩头、灰渣、炉渣、塑料袋等建筑垃圾与生活垃圾，结构松散，土质不均，回填时间久远。勘探揭露厚度～。
第①2层：素填土（Q42ml）
褐红色，岩性主要为粉质黏土，含云母、氧化铁、氧化铝、大量泥岩碎块、少量砖屑、零星砖块等，可塑，干强度及韧性中等，具中压缩性，土质不均，回填时间久远。勘探揭露厚度～。
第②层：泥岩（P1）
灰色，矿物成分以粘土矿物为主，泥质结构，薄层状构造，强风化，岩芯破碎，质量基本等级为Ⅴ级， RQD在5～10。
第③层：泥岩（P1）
灰色，矿物成分以粘土矿物为主，泥质结构，薄层状构造，中风化，岩芯较破碎，岩芯多呈短柱状，一般柱长5～15cm，最长20cm，质量基本
等级为Ⅴ级， RQD在25~50。
以上各层空间展布情况详见工程地质剖面图（～）及钻孔柱状图（～）。
勘察区地质构造特征
勘察区地质构造简单，地层基本呈一单斜构造，岩层产状5°∠32°，岩层倾向与坡向相同。勘察区及其附近未发现断层、强烈褶曲及岩浆活动。裂隙构造在滑坡区较发育，是区内主要结构面之一。根据对边坡周边出露的二叠系下统（P1）泥岩中的节理裂隙的统计结果，泥岩中主要发育有145°∠66°、28°∠74°两组优势构造节理，均属于压性构造裂隙，呈闭合状，其中145°∠66°裂隙条数平均为3条/m，裂隙无胶结，结合一般，贯通性好；28°∠74°裂隙条数平均为4条/m，裂隙无胶结，结合一般，贯通性好。岩层基本为薄层状构造，在构造节理和风化裂隙的共同作用下，边坡岩体结构较破碎，边坡岩体类型为Ⅲ类。
勘察区水文地质特征
本次勘察勘探点均未揭露地下水，场地水文地质条件简单。
6边坡岩土物理力学性质指标统计分析
边坡岩土物理力学性质指标的统计原则
⑴ 对沉积时代相同的层位具有相同工程特性的指标作为同一工程地质统计单元体。
⑵ 单元体中透镜体指标不参与统计，对过于离散及有明显异常的指标统计时舍去。
⑶各项指标统计值一般提供范围值、算术平均值、标准差、变异系数及统计频数，若子样少于6个，只提供范围值、算术平均值及统计频数。
边坡岩土物理力学性质指标的分析与选用
本次勘察所取探井土样质量等级达到Ⅰ级，在选用各项指标时应根据
指标性质，按不利组合进行选用，当统计子样大于等于6时，采用下式对平均值进行修正后作为标准值使用；当统计子样小于6时，采用最大或最小平均值或根据经验进行修正后使用。
修正公式如下：
式中：φk—岩土指标标准值；
φm—岩土指标平均值；
γs—统计修正系数；
n—统计频数；
δ—变异系数；
±—按不利组合取“+”号或“-”号。
统计修正系数也可按经验采用。
边坡岩土物理力学性质指标统计结果
6.3.1各层岩土物理力学性质指标详见附件《检测试验报告》（土工试验），《检测报告》（岩样），土体分层统计结果见表。
6.3.2土体抗剪强度指标分层统计结果见表。
6.3.3岩石抗压强度指标分层统计结果见表。
表6.3.1 土体物理力学性质指标分层统计结果表
表6.3.2 土体抗剪强度指标分层统计结果表
表6.3.3 岩芯单轴抗压强度指标统计结果表
单位：MPa
边坡岩土物理力学参数建议值
边坡稳定性计算所采用的岩土参数是根据土工试验结果、现场调查的自然边坡形态及稳定性、经验类比等综合确定。
6.4.1边坡岩土重度值的确定
边坡土体天然重度采用室内试验指标统计平均值，饱和重度采用计算值（饱和度按100%），岩石及杂填土的重度采用经验数值，参数见表。
6.4.2抗剪强度指标的确定
岩质边坡岩体较破碎，结构面结合一般，依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表4.1.4，岩体类型定为Ⅲ类，岩体及岩体结构面抗剪强度标准值依据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表结合地区经验值综合确定。
边坡土体抗剪强度指标系根据土工试验结果、现场调查的自然边坡形态及稳定性，结合经验值综合确定。
综上所述，在室内试验参数统计分析、经验类比和反演分析的基础上，提出边坡稳定性计算参数建议值详见表。
表边坡稳定性计算参数表