惠州市惠城區(qū)龍豐街道第四中學(xué)學(xué)校操場(chǎng)后山邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理施工圖設(shè)計(jì)

劉 海，陳東海

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三五隊(duì)，廣東惠州516001）

1 工程概況

惠州市惠城區(qū)龍豐街道第四中學(xué)學(xué)校操場(chǎng)后山邊坡，自然斜坡坡度約20°～30°，局部較陡約45°，坡腳由于削坡修建操場(chǎng)、足球場(chǎng)等，形成高度不等的土巖組合邊坡。該邊坡受2022 年5 月10 日至15 日間當(dāng)?shù)剡B續(xù)強(qiáng)降雨影響，于5 月16 日上午邊坡中下部發(fā)生滑移式崩塌地質(zhì)災(zāi)害，邊坡巖土體局部形成臨空面；并于6月8日中午于原崩塌位置上部再次發(fā)生崩塌，崩塌體體積約480m3，崩塌地質(zhì)災(zāi)害體規(guī)模屬中型，導(dǎo)致邊坡下方簡(jiǎn)易板房及擋土墻等損毀嚴(yán)重，簡(jiǎn)易板房損毀面積約92m2，擋土墻損毀長(zhǎng)度約20m，未造成人員傷亡。

該邊坡上部仍存大量危巖體，在雨季易再次發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，主要威脅坡腳操場(chǎng)學(xué)生、教職工及簡(jiǎn)易板房等，為保護(hù)坡腳學(xué)生、教職工的生命財(cái)產(chǎn)安全，惠州市惠城區(qū)龍豐街道辦擬對(duì)該崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行工程治理。

該邊坡屬巖土混合質(zhì)邊坡，潛在崩塌地質(zhì)災(zāi)害體規(guī)模屬中型，主要威脅坡腳操場(chǎng)配套教學(xué)設(shè)施、學(xué)生、教職工及簡(jiǎn)易板房等，潛在威脅總?cè)丝诩s30人，潛在經(jīng)濟(jì)損失約為10 萬(wàn)元。按《滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 38509-2020 和《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），威脅對(duì)象學(xué)校為重要等級(jí)，地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)為I 級(jí)，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)，為小型地質(zhì)災(zāi)害治理工程。場(chǎng)地現(xiàn)狀如圖1所示。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)《惠州市惠城區(qū)龍豐街道第四中學(xué)學(xué)校操場(chǎng)后山邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查報(bào)告》及野外地質(zhì)調(diào)查，場(chǎng)地范圍內(nèi)地基土主要有：崩塌堆積體（Qml）、第四系坡積層（Qdl），下伏基巖為侏羅系(J)泥質(zhì)粉砂巖。

（1）崩塌堆積體。粉質(zhì)粘土（①）：黃褐色、紫紅色，松散狀，主要由強(qiáng)—中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖碎石堆積而成，局部不均勻混夾粘性土。揭露厚度0.50～3.50m。

（2）第四系坡積層（Qdl）。粉質(zhì)粘土（②）：棕褐、黃褐、紅褐色，硬塑狀，不均勻混夾大量強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖角礫、碎石，碎石大小約2～6cm，遇水浸泡易軟化。該層自然斜坡廣泛分布，揭露厚度0.50～1.00m。

（3）侏羅系泥質(zhì)粉砂巖（J）。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（③1）：紫紅色、灰白色，上部巖芯多呈半巖半土狀，部分呈碎塊狀，下部巖芯多呈碎塊狀，巖石差異風(fēng)化明顯，不均勻混夾較多破碎中風(fēng)化巖塊。巖體節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖石極破碎，巖石普遍具褐鐵礦化，節(jié)理面可見褐鐵礦薄膜，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層于自然斜坡廣泛分布，揭露厚度14.70～16.10m。

破碎中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（③2）：灰褐、黃褐、紫紅色，巖體節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖石極破碎，巖芯機(jī)械破碎多呈塊狀，少量呈碎塊狀、短柱狀，巖石差異風(fēng)化明顯，部分巖石巖質(zhì)軟，風(fēng)化程度高，部分巖石巖質(zhì)極軟，巖石普遍具褐鐵礦化，節(jié)理面可見褐鐵礦薄膜，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ-Ⅴ級(jí)。該層廣泛分布，揭露厚度6.80～18.20m。設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)場(chǎng)地的地層巖性、地下水賦存條件與含水介質(zhì)特征，將其劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水二大類型。第四系孔隙水賦存于崩塌堆積層及坡積層中，主要接受大氣降水補(bǔ)給，水量隨季節(jié)變化明顯。崩塌堆積層屬?gòu)?qiáng)透水層，坡積層屬弱—中等透水層，雨季常形成上層滯水，埋藏較淺，大部分沿坡體巖土體孔隙或巖土層接觸面徑流，至坡面滲出，部分向深部基巖裂隙滲透，較大降低巖土體的抗剪強(qiáng)度，對(duì)邊坡巖土體穩(wěn)定性不利。

場(chǎng)地基巖裂隙水為主要賦存于基巖的強(qiáng)、破碎中風(fēng)化巖中的風(fēng)化裂隙之中，主要接受大氣降雨及松散巖類孔隙水的補(bǔ)給，坡體中埋藏較深，水量較貧乏，滲透性弱。由于區(qū)內(nèi)地形高差較大，地下水徑流途徑短，徑流條件好，由高處向低處徑流，不利于邊坡的穩(wěn)定。

該區(qū)域在降雨時(shí)及雨后一段時(shí)間會(huì)形成暫時(shí)性的流水，降雨主要以二種方式向低凹地帶匯集：①以面流的形式直接順山坡或山溝而下；②滲入地表土層后，以孔隙潛水的形式向地勢(shì)低處徑流、排泄。

4 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與計(jì)算

該邊坡發(fā)生過(guò)多次崩塌，崩塌體發(fā)育位置自邊坡下部向上部發(fā)展，崩塌體體積亦逐次增多，且邊坡中上部仍留存較多危巖體，采用赤平投影分析法對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，該邊坡當(dāng)前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在震動(dòng)或暴雨等工況下切割體易沿216°方向崩滑。若對(duì)該邊坡不進(jìn)行工程治理或治理不當(dāng)，極易因長(zhǎng)期風(fēng)化作用、強(qiáng)降雨等因素的影響再次引發(fā)更大規(guī)模的崩塌地質(zhì)災(zāi)害，且地質(zhì)災(zāi)害體規(guī)模及威脅范圍極有可能再次擴(kuò)大。

本工程設(shè)計(jì)計(jì)算采用理正巖土計(jì)算7.0版軟件，根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），計(jì)算土質(zhì)邊坡、極軟巖邊坡、破碎或極破碎巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性時(shí)，可采用圓弧形滑面，采用簡(jiǎn)化畢肖普法進(jìn)行計(jì)算。治理后設(shè)計(jì)工況（工況一）安全系數(shù)不小于1.30，治理后校核工況（工況二）安全系數(shù)不小于1.25。計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

5 邊坡設(shè)計(jì)方案

5.1 設(shè)計(jì)原則

本工程以“確保安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用”為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工時(shí)設(shè)置邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)施工情況隨時(shí)反饋信息，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)本設(shè)計(jì)做修改和補(bǔ)充。

（1）安全原則：邊坡設(shè)計(jì)必須保證邊坡本體及坡頂、坡腳建（構(gòu)）筑物的安全，并滿足規(guī)范規(guī)定的使用年限的要求。

（2）經(jīng)濟(jì)原則：在安全的前提下，盡量減少工程造價(jià)，避免投資的浪費(fèi)。

（3）施工具有可行性：邊坡設(shè)計(jì)方案必須結(jié)合周邊環(huán)境情況、工程地質(zhì)條件及變電站建筑物布置情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證邊坡施工具有可行性，能夠確保合理施工工期。

（4）提倡“環(huán)境巖土”的理念，貫徹文明施工的原則，減少對(duì)周邊環(huán)境的污染，施工在破壞的區(qū)域工程完成后應(yīng)盡量恢復(fù)，各區(qū)域邊坡坡面完成后及時(shí)防護(hù)與綠化。

（5）貫徹“動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)、信息化施工”的原則，通過(guò)采取多項(xiàng)監(jiān)測(cè)措施及施工期間的跟蹤調(diào)查，來(lái)提供準(zhǔn)確的施工信息，及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況核對(duì)設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)、施工的安全。

5.2 邊坡工程安全等級(jí)

地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)為I 級(jí)，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)，為小型地質(zhì)災(zāi)害治理工程，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

5.3 邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）A-B 段(段長(zhǎng)約46m)：邊坡高度約30.00m，清理崩塌堆積體，對(duì)上部危巖體進(jìn)行削坡減載，然后采用分級(jí)放坡+格構(gòu)錨桿支護(hù)，第一級(jí)平臺(tái)標(biāo)高36m，第二級(jí)平臺(tái)標(biāo)高46m，單級(jí)坡高10m，平臺(tái)寬2.5m，削坡后與周邊自然順接。坡腳采用混凝土擋墻支護(hù)，格構(gòu)間噴播植草。

（2）B-C 段(約17m)：擬采用對(duì)坡面清坡處理，維持坡腳標(biāo)高約26m，坡度陡于1∶1.50 處按照1∶1.50 坡率進(jìn)行削坡減載，并對(duì)清坡后坡面掛網(wǎng)噴播植草。

（3）對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)的同時(shí)，必須做好邊坡排水、截水設(shè)施的建設(shè)，包括截水溝、排水溝、跌水臺(tái)階與急流槽等，避免雨季期間，雨水大量入滲，坡體長(zhǎng)時(shí)間受水浸潤(rùn)造成重度增大，降低巖土體抗剪強(qiáng)度，誘發(fā)邊坡地質(zhì)災(zāi)害。

設(shè)計(jì)方案如圖2～圖4所示。

圖2 設(shè)計(jì)方案平面圖

圖3 1-1剖面（AB段）邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)圖

圖4 2-2剖面（BC段）邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)圖

5.4 邊坡監(jiān)測(cè)及信息法施工

在邊坡施工過(guò)程中和施工后，都要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，尤其是雨季，監(jiān)測(cè)更要加強(qiáng)。施工過(guò)程中和施工后一定時(shí)期內(nèi)均需對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和坡體進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不良情況及時(shí)采取措施，避免事故發(fā)正。位移監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行的《工程測(cè)量規(guī)范》有關(guān)變形測(cè)量的規(guī)定，觀測(cè)精度等級(jí)應(yīng)滿足不低于二等精度要求。監(jiān)測(cè)資料應(yīng)齊全，監(jiān)測(cè)資料應(yīng)包括：監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位位置、編號(hào)、觀測(cè)日期、本次位移值和累計(jì)位移值；根據(jù)監(jiān)測(cè)資料應(yīng)繪制變形量—時(shí)間曲線，每期監(jiān)測(cè)報(bào)告上應(yīng)有上述資料的數(shù)據(jù)及必要的文字說(shuō)明。邊坡施工監(jiān)測(cè)應(yīng)該施工完畢兩年內(nèi)均進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，隨時(shí)間推移時(shí)間間隔逐漸增大，雨季、地震期間加密監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示。

圖5 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置平面圖

6 結(jié)論

邊坡穩(wěn)定性分析與計(jì)算表明：邊坡支護(hù)后設(shè)計(jì)工況一（天然）穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.491，校核工況二（暴雨）穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.251，均為穩(wěn)定狀態(tài)。說(shuō)明本設(shè)計(jì)方案可達(dá)到支護(hù)的要求，可作為未來(lái)相似工況和地質(zhì)環(huán)境的邊坡的處理方式，也起到實(shí)例參考作用。