邊坡垮塌應急治理工程勘察分析

摘 要：本文根據筆者參與的國道319重慶市彭水縣高谷鎮(zhèn)共和段邊坡垮塌應急治理工程勘察，在結合多年的工作經驗和相關理論，對邊坡垮塌應急治理工程勘察做了一個簡單的分析，供大家參考。

關鍵詞：邊坡垮塌；319國道；工程勘察

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0240-03

2018年5月8日，彭水縣高谷鎮(zhèn)319國道共和段（樁號K2119+800附近）邊坡發(fā)生崩塌，崩塌方量約3000m3，該段邊坡屬于國道319線彭水至武隆段，國道319線始建于20世紀80年代，現為渝東南片區(qū)連接黃草、高谷等鄉(xiāng)鎮(zhèn)和進出彭水烏江畫廊等旅游區(qū)的主要干道，車流量和人流量大，年進出總量約200萬人次。該段邊坡自2018年5月21日下午再次發(fā)生大面積垮塌，造成319國道雙向通行受阻。邊坡上巖體隨時可能產生崩塌，危及邊坡坡體下國道319線過往車輛行人的安全；將危害國道319線公路約150m。同時，將會造成交通中斷、水土流失、地質環(huán)境將會遭到嚴重破壞，影響旅游區(qū)正常運營和發(fā)展。因此，對國道319線重慶市彭水縣高谷鎮(zhèn)共和段邊坡進行應急工程治理是必要且較緊迫的。

1 勘察區(qū)地質環(huán)境條件

勘察區(qū)屬烏江河谷溶蝕岸坡地貌，邊坡坡角約90°，局部形成反坡，坡后斜坡部分地形坡角一般30～45°，后部有一平緩平臺，地形坡角小于10°。勘察區(qū)高程在248～310m之間，相對高差約62m。

勘察區(qū)位于天星背斜北西翼，區(qū)內地層城呈單斜構造，巖層產狀338～351°∠31～37°，優(yōu)勢產狀為351°∠37°。根據現場調查和鉆探情況揭露，該巖體存在層間裂隙，一般間距0.3～0.6m，面呈灰色、褐黃色，多無充填，局部有方解石或粘土充填，裂隙面表面粗糙，局部溶蝕現象較明顯，總體結合差。

主要以下發(fā)育兩組裂隙：

裂隙1：163～178°∠72～85°，裂隙面較平直，呈閉合狀，根據槽探和鉆探揭露，裂隙寬1～110mm（卸荷裂隙），間距0.3～0.6m，延伸2.0～5.0m，面呈灰色、褐黃色，多無充填，局部有方解石或粘土充填，結合差，為硬性結構面。該組裂隙與公路走向的夾角小，在邊坡后緣附近常發(fā)育成卸荷裂隙，根據調查和槽探揭露，卸荷裂隙最寬11cm，表層粉質粘土充填。

裂隙2：232～246°∠81～90°，裂隙面較平直，呈閉合狀，間距0.5～1.5m，延伸1.0～3.0m，面呈灰色、褐黃色，多無充填，局部有方解石或粘土充填，結合一般，為硬性結構面。

2 邊坡基本特征

勘察區(qū)邊坡表層為崩坡積的塊石土和粉質粘土，總厚度一般1～6m，基巖為灰?guī)r。

據調查，該段公路邊坡存在已有30多年，垮塌前公路邊坡外形近垂直或局部反坡，調查發(fā)現邊坡后部坡體上有較多卸荷裂隙，且卸荷裂隙較寬，推測邊坡的反坡現象與邊坡卸荷變形有關。

2.1 邊坡變形特征

歷經幾次的現場崩塌，319國道邊坡垮塌現場發(fā)生大面積垮塌，現場調查，邊坡垮塌方量約500m3，319國道堵塞，見圖1。

根據槽探揭露及調查訪問，邊坡后部斜坡探槽發(fā)現控制性結構面——順向層面和卸荷裂隙，見圖2，由槽探揭露，裂隙1常發(fā)育為卸荷裂隙，邊坡后部卸荷帶寬約22m，卸荷裂隙最寬11cm，間距0.3～0.6m，延伸3～6m，表層粉質粘土充填。

2.2 邊坡破壞模式及發(fā)展趨勢

邊坡層面順向臨空，層面出現較多層間裂隙。還有一組裂隙陡傾，延伸較長，走向與公路邊坡走向近一致，在卸荷作用下裂隙變寬、變深，將坡體切割成橫條狀，同時裂隙充水后會產生靜水壓力。邊坡頂部灌木、喬木茂密，樹根順陡傾裂隙深扎，對巖體產生破壞作用。水對結構面的溶蝕，對表層土體的搬運作用，也降低了結構面的力學性質。邊坡可能在重力及靜水壓力為主導在其它次級不利因素的共同作用下發(fā)生巖質邊坡沿層面順層滑移式破壞。

邊坡現狀整體基本穩(wěn)定，局部欠穩(wěn)定，將來整體欠穩(wěn)定。

3 邊坡穩(wěn)定性評價

3.1 穩(wěn)定性宏觀分析

公路邊坡：

據2-2’～6-6’剖面可見，公路邊坡坡度一般71～90°，局部倒傾（剖面2-2’）。由赤平投影分析：該段邊坡為順向坡，巖層順向臨空，主要發(fā)育兩組裂隙，裂隙1反傾坡內且平行于坡面，裂隙2與陡坡大角度相交，層面與裂隙1、裂隙2的組合交線傾向坡外，由于層面、裂隙1貫通性好，斜坡受層面及裂隙切割可能產生局部楔形滑動或順層整體滑動（代表剖面2-2’、6-6’）。

據現場調查，5-5’剖面邊坡公路前緣已發(fā)生二次局部楔形滑動垮塌，方量分別約3000m3、1500m3，邊坡整體層面貫通性好，裂隙1豎向、水平延伸好，勘察揭露溶蝕裂隙一般沿結構面發(fā)育、貫通性好、充水性好，臨空面巖體幾何切割條件好，邊坡前緣卸荷帶范圍巖體易產生楔形滑動，隨著前緣的局部滑動，逐步向邊坡后緣延伸，形成松脫式區(qū)段垮塌。

綜合該邊坡結構特征、變形特征、赤平投影定性分析，宏觀判斷該段邊坡巖體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，公路附近局部巖體處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，坡上斜坡坡坡面可能產生局部掉塊及土溜。

3.2 邊坡穩(wěn)定性計算

3.2.1 巖體及結構面計算參數

（1）巖體物理力學參數

根據前面章節(jié)巖體試驗參數統計，灰?guī)r巖體力學參數選取折減值。

（2）層面計算參數反演

反演結果，飽和工況下穩(wěn)定性系數為0.991，反演計算層面抗剪強度為？準=83.5kPa、C=23.5°。

（3）結構面抗剪強度指標

綜合各結構面描述特征、反演計算結果、室內物理力學試驗結果以及地區(qū)經驗，本次邊坡結構面抗剪強度取值為：天然層面抗剪取值C=86.5kPa、？準=25.5°，飽和層面抗剪取值C=85.5kPa、？準=24.5°，天然裂隙1抗剪取值C=75kPa、？準=20°，飽和裂隙1層面抗剪取值？準=70kPa、C=18°，天然裂隙2抗剪取值C=80kPa、？準=22°，飽和裂隙1層面抗剪取值？準=75kPa、C=20°

3.2.2 計算原理與方法

邊坡巖體較破碎～較完整，根據定性分析層面為外傾結構面，邊坡可能沿層面產生平面滑動，按規(guī)范應采用平面滑動法計算。邊坡范圍巖體裂隙Ⅰ較發(fā)育，有巖溶現象，具備充水條件，沿走向切割邊坡坡體明顯，故應根據地表調查、地面物探及勘探點揭露的裂隙Ⅰ與層面對各剖面分塊段計算，定性計算選取2-2’、3-3’、4-4’、5-5’、6-6’剖面對邊坡進行局部和整體的穩(wěn)定性計算，各剖面具體分塊見計算簡圖4。采用的平面滑動法計算示簡圖如圖3。

依據《地質災害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2016），對巖體完整或較完整的巖質滑坡，按下式計算：

3.2.3 計算工況

工況I：天然狀態(tài)（含正常降雨），荷載為巖體天然自重（正常工況）；

工況II：暴雨或持續(xù)降雨狀態(tài)（雨季），荷載為巖體飽和自重（非正常工況Ⅰ）。

3.2.4 穩(wěn)定性系數計算結果

計算簡圖見圖4、結果見表4。

3.3 邊坡穩(wěn)定性評價

3.3.1 防治工程等級

本次邊坡安全系數Ft是根據邊坡規(guī)模大小、變形速率及危害程度，結合滑坡的發(fā)展階段、公路等級及其重要性，以及對滑坡的性質、滑動因素、滑體和滑帶巖土強度指標調查了解和可靠程度等進行綜合考慮。特殊情況經必要的論證后可酌情增減。該公路等級為一級公路，依據《公路路基設計規(guī)范》（JTGD30-2015）確定邊坡正常工況穩(wěn)定性安全系數為1.3，非正常工況Ⅰ穩(wěn)定性安全系數1.20。

3.3.2 評價標準

（1）穩(wěn)定性安全系數Ft見表2。

（2）評價標準見表3。

3.3.3 評價結果

計算結果顯示，該邊坡天然工況下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，分段計算的塊段欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定，暴雨工況下邊坡整體處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，分段計算的塊段欠穩(wěn)定。綜和定性評價結果，該順向邊坡坡較危險，應及時治理。

4 結 論

綜合該邊坡結構特征、變形特征、赤平投影定性分析，宏觀判斷重慶市彭水縣國道319高谷鎮(zhèn)共和段邊坡巖體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，公路附近局部巖體處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，坡上斜坡坡坡面可能產生局部掉塊及土溜。根據定性評價，該邊坡天然工況下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，分段計算的塊段欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定，暴雨工況下邊坡整體處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，分段計算的塊段欠穩(wěn)定。

參考文獻

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收稿日期：2018-8-9

作者簡介：張 雷（1983-），重慶奉節(jié)人，工程師，碩士研究生，主要從事巖土工程勘查與設計方面的工作。