市政道路滑坡搶險及防治探討

龐瓊文

(深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518000)

1 工程滑坡情況

滑坡區域位于深圳市龍崗區惠鹽路A匝道東側，邊坡大致呈“一”字型，南北走向，坡長約60 m。邊坡坡頂最大高程約155 m，與坡腳最大高差約74 m。坡頂大部分區域植被覆蓋，邊坡坡面大部分為滑坡形成的高陡邊坡(坡度約40°～65°)，之前被人工開挖形成，但未加固，坡腳為現狀惠鹽路。2017年7月份，時值深圳暴雨臺風高發季，大量的雨水下滲至坡表土體，致坡面區域殘積土體強度下降并發生開裂變形，最終發生塌落，滑動區塌落深度約0～3 m，滑動后緣位于原人工邊坡坡頂約5 m處，下部剪出口位于原二級邊坡平臺，二級平臺以下邊坡未發現滑動跡象，滑動面有山體基巖出露。滑坡殘留在坡面的松動孤石及余土嚴重威脅坡下道路通行安全。

根據現場鉆探揭露及室內土工試驗結果，場地內分布的地層為第四系殘積土(Qel)、及石炭系沉積形成的泥質粉砂巖、細砂巖風化巖石(C)。第四系殘積層中分布有中風化泥質粉砂巖孤石，分布無規律，局部呈多層分布，較破碎，鉆進漏水，巖芯采取率較低。中風化泥質粉砂巖呈薄層狀構造，粉砂質結構，主要礦物成分為長石、石英及云母等，泥質膠結，膠結緊密，風化強烈，裂隙發育。

場地邊坡坡體上無地表水系分布，但在雨季時可形成較大的暫時性地表面流，其中一部分下滲形成地下水，坡面流水對坡體有沖蝕破壞作用。降水期間坡腳巖石局部有基巖裂隙水滲出，其余時段未見到地下水滲出，也未能測出地下水位。風化殘積土滲透性能差，屬微弱含水層或相對近似隔水層。

2 滑坡原因分析

在本區特定地質環境中，邊坡穩定性的影響因素較多，經現場勘察，判斷控制邊坡穩定性的內因是坡體巖土層的水理性能和坡體中殘留的結構面兩種。本項目中人為開挖邊坡過高、過陡且沒有及時進行必要支護是邊坡失穩的主要外因，邊坡失穩的誘發因素是大氣降雨期間下滲的地下水作用。在強降雨或連續暴雨作用下，勘察區邊坡二次失穩可能性較大，潛在失穩模式為崩塌或滑坡。

滑坡發生的邊坡最早于惠鹽路主線施工時形成，初期全部坡段及坡高范圍均未支護，亦未設置必要的排水設施，僅在開挖形成的坡面(三級，一級坡高10.5 m，坡率1.35∶1，二級坡高9.6 m，坡率1.4∶1，三級坡高33 m，坡率1∶1)進行了植被綠化，邊坡已運行多年。2011年前后增設了A匝道，該匝道施工時，在原有人工邊坡基礎上繼續向東拓寬，對北端最下一級坡及南端三級坡局部區域進行了侵挖，并對新開挖的邊坡采取了錨桿(索)格構支護，但該時期也未對該段邊坡坡頂的排水設施進行完善。2017年7月份，時值深圳暴雨臺風高發季，大量的雨水下滲至坡表土體，致坡面區域殘積土體強度下降并發生開裂變形，最終發生塌落，滑動區塌落深度約0～3 m，滑動后緣位于原人工邊坡坡頂約5 m處，下部剪出口位于原二級邊坡平臺，二級平臺以下邊坡未發現滑動跡象，滑動面有山體基巖出露。根據現場情況推測，本次滑動主要系因山體排水不暢引發的順坡向山體土巖交界面的淺層滑動。

3 邊坡穩定計算分析思路

根據調繪情況與鉆探資料，選擇剖面計算邊坡穩定性。滑塌區土體剪出口、滑動區后緣的裂縫形態及坡體變形發展的監測數據綜合判斷，本項目邊坡坡體滑塌主要是在覆蓋層中，并且不斷沿著基巖面進行滑動，可知滑面主要是土巖交接的基巖面，呈現出折線形滑動。計算時可使用極限平衡理論進行現狀邊坡的穩定性計算，隨后結合邊坡土體飽和狀態下坡體的臨界穩定值來反演土體的抗剪強度，該強度可作為邊坡最不利滑裂面的抗剪強度使用，以指導后續邊坡加固的設計。

4 滑坡綜合治理

4.1 滑坡臨時搶險

搶險方案應是基于準確分析邊坡滑動原因及邊坡坡體變形發展數據之上確定的，其重要程度與永久支護相同。確認坡體的實際穩定狀態后，再對滑坡體采取清表、卸載、覆蓋、臨時排水、安全監測等方式，對滑坡體進行臨時搶險。

經工程地質現場踏勘，滑坡區域主要為強風化泥質粉砂巖，該巖體水理性質差，遇水易軟化，且巖體裂隙極為發育，存在順坡向泥質膠結結構面，邊坡穩定性較差。發生滑坡的位置位于早期大放坡開挖形成的人工邊坡半坡，邊坡高而陡峭，坡面仰角約65°。

根據滑塌區土體剪出口及滑動區后緣的裂縫形態，結合測繪數據，準確分析滑動體的規模和位置，第一時間制定了以坡上滑塌區卸載為主，坡下清理防護為輔的治理方案，主要包括以下內容。

(1)清表：清除表層茂密植被，對涉及的滑裂區盡快進行覆蓋，避免雨水進入裂縫發生二次滑動。

(2)卸載：清除松動、滑動土體和坡面孤石，以防崩塌、滾落，對三道裂縫前滑動土體均進行卸載。

(3)交通防護：坡下土體清理后沿匝道兩側設置防護網，恢復交通。

(4)排水設施：做好截水溝、排水溝等設施，同時防止水土流失。

(5)卸土期間防雨覆蓋：卸土期間，雨天對坡面進行覆蓋，防止雨水沖刷，避免雨水滲入坡體造成次生災害。

(6)安全監測：搶險期間進行24 h動態變形監測，直至變卸載完成及變形穩定。

4.2 永久治理

(1)治理思路

綜合前文所述，發生滑坡的位置位于早期大放坡開挖形成的人工邊坡半坡，邊坡高而陡峭，坡面仰角約65°，同時滑坡體單級坡高近50 m，可能的順坡向結構面將產生巨大下滑力。因此，對滑坡區進行詳細的工程地質勘察十分必要，查明地質情況后有針對性地進行邊坡加固設計。

結合本項目的地形條件，綜合比選抗滑樁及坡率法削坡方案。具體比選結果如表1。

表1 邊坡支護方案比選

綜合考慮本項目的實際情況，錨桿(索)格構梁護坡方案有利于快速、高效并合理地解決本項目的滑坡問題，為了達到較好的治理效果，本項目在格構梁施工完成對邊坡坡面采用掛網+植生管袋的方式進行生態修復并進一步完善的邊坡排水系統及坡體抗沖刷措施，以坡頂截水溝+平臺排水溝+坡面跌水溝配合坡腳道路邊溝系統排水，合理疏導。

(2)支護設計

被加固邊坡高57 m，對該段邊坡采取框架錨桿(索)支護措施，邊坡安全等級定為一級。采用荷載效應的基本組合計算邊坡及支護結構的穩定性，并采用荷載效應的標準組合進行錨桿設計。

邊坡地面排水系統由坡頂截水溝、平臺截水溝和跌水溝排水組成。在滑坡發生后養護單位在坡頂修建了尺寸約為0.4 m×0.4 m的坡頂截水溝，并在原二級邊坡平臺進行了平臺硬化。本次設計利用現狀坡頂截水溝，并在一級和二級邊坡平臺增設0.4 m×0.4 m的平臺排水溝(素混凝土結構)，其中二級平臺需要在現狀臨時淺溝基礎上進行破除重建。此外，在坡面布置三道跌水溝(鋼筋混凝土結構)。設計排水系統均與現狀排水系統銜接。

設置完善的監測系統，邊坡工程監測包括施工安全監測和支護效果監測。主要監測坡頂30 m范圍內地表裂縫數量、寬度和走向、坡頂水平位移與垂直位移、錨桿(索)拉力等，監測期限為邊坡竣工后不小于2個雨季。

(3)定量計算

根據先行《建筑邊坡工程技術規范》，本項目為市政主干道，參考建筑邊坡標準將滑坡防治安全等級定為一級時，在對滑坡做出治理之后，正常的工況穩定性系數Fs不得小于1.35，暴雨工況之下，穩定性系數Fs不應當小于1.15。采用理正巖土計算6.5PB3版軟件進行分析，結果如下。

圖1

因此，本項目的加固設計方案可滿足設計使用要求，是安全可靠的。

4 結束語

當前本市在道路施工過程中，發現工程滑坡或變形過大的情況十分常見，這主要是因為在修建道路過程中，會出現全新臨空面，且施工過程中多數單位為了趕工期，未按照合理的施工工況實施，經常是將邊坡整體修坡完成后再進行加固施工，導致在邊坡開挖過程中引發滑坡的情況。而對邊坡工程的重視程度不夠，直接導致了現今滑坡災害日益增多的現象。本項目的現場的搶險判斷思路、臨時處置措施及后續的永久加固設計，為后續同類型項目提供了示范。邊坡治理完工后經歷了連續暴雨及臺風等惡劣氣候，從目前的觀測數據判斷邊坡整體處于安全穩定狀態。本項目的搶險思路及加固措施可參考可復制性強，對同類型項目有較強的指導意義。此外，建議對市政道路的邊坡加大監管力度，由相關部門統籌管理，對全市的邊坡進行編號并分階段做好安全排查，確認對應的責任部門，定期巡檢、定期監測，最終可以避免滑坡的出現給群眾生活與人身安全帶來影響。