公路邊坡地質災害特征及防治措施研究

摘要：以某公路邊坡為研究對象，開展重點調查點特征分析及危險性評價，通過有限元軟件對格構梁的治理效果進行分析。該工程存在5處重點調查點：BP3邊坡段、BP10邊坡段、BP19邊坡段、危巖體WY1、危巖體WY2；強降雨是調查區不穩定斜坡主要誘發因素之一，需在強降雨過程中加強對調查區的關注。選擇格構梁治理作為治理措施，治理后的邊坡穩定性安全系數均顯著提升，從不穩定或欠穩定狀態變成穩定狀態。

關鍵詞：公路邊坡；邊坡地質災害；格構梁；治理效果

0" "引言

沿海公路山腳邊易導致公路邊坡存在安全隱患，尤其在雨季天氣易發生各類邊坡地質災害，嚴重威脅行車安全，因此開展公路邊坡地質災害特征及防治措施研究具有重要意義。

對此許多研究學者開展了研究。梁瀚元[1]通過對半巖半土質邊坡災害形成原因進行研究，分析相應防范策略。張建宏[2]基于實際工況對邊坡穩定性進行計算，提出疏排積水等防治措施，為后續施工提供參考。李彬[3]結合施工區地質特點，進行數值模擬計算，分析治理方案，為區域地質災害治理提供參考。楊曉冬等[4]通過地質調查對擬建場地進行評價，分析地區地質災害等級，為后續施工提供理論依據。王宇等[5]針對高速路邊坡災害事故進行分析，提出相應預防措施。

現有研究對公路邊坡地質災害特征及防治情況分析較少，基于此本文結合工程實例，對邊坡地質災害特征進行評估，并研究相應防治措施。

1" "地理位置及地質環境條件

1.1" "地理位置

本文所研究的工作區面積約0.6km2。工作區地勢南高北低，多為低丘陵，局地為平緩的臺地，最低點位于沿海海灣，海拔1m左右。工作區地形起伏較大，自然斜坡較陡。

1.2" "地形地貌

工作區地形起伏較大，以正在施工的道路為界，北側為大亞灣海域，南側為山脈，地形起伏較大，以低丘陵地貌為主，部分為高丘陵，山脈受構造控制明顯，山脈主要呈北東向及東西向展布，坡度一般15～55°。

山體坡、脊植被覆蓋率高，但受地形和地質構造影響，巖石風化強烈，溝谷切割相對較深，區內南北向分布3條溝谷，屬構造剝蝕及地表雨水侵蝕區。坡腳沿海岸線建設形成一條道路，坡腳開挖形成大量高陡邊坡，較易引起崩塌、滑坡等地質災害。部分邊坡已采取護坡措施，主要措施包括擋土墻、格構梁、錨桿、主動防護網等。

1.3" "氣象水文

研究區屬于亞熱帶季風氣候，長夏短冬，氣候溫和，日照充足，雨量充沛。年平均氣溫23.3℃，歷史極端最高氣溫38.7℃，歷史極端最低氣溫0.2℃；一年中1月平均氣溫最低，平均為15.7℃，7月平均氣溫最高，平均29℃，年日照時數平均為1853.0小時，年降雨量平均為1939.9mm，全年86%的雨量出現在汛期。

區內南北向分布2條溪流，流量不大，地表水主要由大氣降水補給，流量隨季節降雨量的變化而變化，經過短暫的地表徑流，從地形較高處向低洼地帶排泄，最終均通過道路涵洞流入海洋。

1.4" "地層巖性與地質構造

根據區域地質資料，本工作區主要分布第四系（Q）、白堊系（K）、上侏羅統-下白堊統七娘山組（J3-K1qn）、中泥盆統鼎湖山群（DDh）等地層。從區域地質構造上看，工作區范圍內主要受F2315斷裂及其多條次級斷裂控制。F2315東西向斷裂主要分布在七娘山北側等地區。東西向，其西段傾向北，傾角80°；東段傾向南，傾角45°。長3.5km，寬12～20m。其西端延伸入大鵬灣，東端被第四系覆蓋。

2" "重點調查點特征及危險性評價

通過對調查區開展地質災害調查，其中重點調查點24處。選取5處危害程度較高位置展開分析，分別為BP3、BP10、BP19、WY1、WY2。

2.1" "重點調查點特征

2.1.1" "BP3公路入口約120m處邊坡

邊坡為巖土混合邊坡、路塹邊坡，人工修建道路開挖形成，整體呈西南-東南走向。該邊坡長約114m，坡高5～9m，坡度45～75°。巖體主要為砂巖，頂部分部有較薄層覆蓋層，邊坡節理裂隙發育，發育3組節理，節理1傾向357°，傾角13°；節理2傾向310°，傾角83°，節理3傾向194°，傾角85°。

坡頂為自然山體，植被覆蓋度高，通行和可視度較差；坡面分布有較大塊石，塊石尺寸0.1～2.5m。目前堆積于坡面，坡面有人類活動痕跡，分級修筑多個平臺種植樹木，平臺寬約0.2～0.5m；坡腳修筑有0.2m×0.2m的排水溝，緊鄰沿海大道。坡腳正在進行道路及海堤加固的工程施工，道路上有施工人員及車輛通行。裸露巖體受雨水沖刷及風化作用，容易發生小范圍崩塌，威脅人數1-2人，潛在經濟損失80萬元。

2.1.2" "BP10公路入口1200m邊坡

邊坡為巖土混合邊坡、路塹邊坡，人工修建道路開挖形成，整體呈西南-東南走向。該邊坡長約180m，坡高6～12m，坡度45～75°。巖性為砂質泥巖，節理裂隙發育。

坡頂為自然山體，植被覆蓋度高，通行和可視度較差；邊坡節理裂隙發育，巖體較為破碎，坡面分布有較大塊石，塊石尺寸0.1～2.5m，目前堆積于坡腳；坡面有人類活動痕跡，分級修筑多個平臺種植樹木，平臺寬約0.2～0.5m，坡底修筑有0.2m×0.2m的排水溝，緊鄰坡腳為沿海大道。

坡腳存在堆積體，有大塊狀巖體崩落。崩塌體積約5m3，坡腳樹木倒伏，未造成人員傷亡，造成少量直接經濟損失，潛在威脅人數1-2人，潛在經濟損失80萬元。

2.1.3" "BP19公路入口2280m邊坡

邊坡為巖土混合邊坡、路塹邊坡，人工修建道路開挖形成。坡長約92m，坡高約7m，坡寬5m，坡度45～75°，整體呈西北走向。巖性為泥質砂巖，節理裂隙發育，巖層傾向144°，傾角20°；層面為逆向，有順層節理面，地層存在軟弱夾層面。

坡頂為自然山體，植被覆蓋度高，通行和可視度較差；邊坡節理裂隙發育，巖體較為破碎，坡面分布有較大塊石，塊石尺寸0.1～2.5m，目前堆積于坡面；坡面有人類活動痕跡，分級修筑多個平臺種植樹木，平臺寬約0.2～0.5m，坡底修筑有0.2m×0.2m的排水溝，緊鄰坡腳為沿海大道。

坡腳有2m×1m×6m堆積體。受下部巖體風化脫落，在重力作用下容易引起上部巖體崩塌，坡體已發生局部崩塌，堆積在坡腳，約3m2。坡體高陡，具有較高的勢能，突出巖體高度較大，具有較大的勢能，距離道路較近，一旦發生崩塌，對道路，及道路下側人行道均會構成威脅。威脅人數1～2人，潛在經濟損失80萬元。

2.1.4" "WY1—生態監測中心站西北50m危巖體

分布危巖體群，規模最大達到3m×2m。巖質主要為泥質砂巖，巖體呈層狀堆放，底部懸空，由小型巖體支撐。危巖體現狀處于平衡狀態，不排除支撐巖體受風化等不利地質因素影響引起失穩造成巨型巖體的崩落，對底部道路及路過車輛、行人構成一定威脅。潛在威脅人數1人，，潛在經濟損失40萬元。

2.1.5" "WY2—生態監測中心站西偏北104m危巖體群

分布5塊危巖體，磨圓度好，受海蝕及風化影像嚴重，分布在山腰位置，多數巖面臨空，上部致密巖體由下部次密實分化巖體支撐，上部危石主要靠下部巖體支撐，下部起支撐作用的巖體風化，極容易引起上部疊加危石失穩，在重力作用下，最終導致巖體突然崩落。

該危石距離下方道路較遠，并且下方植被、樹木發育。危巖體具有較高的勢能，不排除滾落到道路的可能。威脅人數1人，潛在經濟損失40萬元。

2.2" "危險性現狀評價

參照《地質災害危險性評估規范》，地質災害發育程度取決于地質災害規模、活動性和穩定性。地質災害危害程度反映災害體已對或將來可能對周圍設施，建設項目及生態環境的破壞程度，本報告主要依據地質災害的破壞程度、危及對象和損失情況進行判別和分級。依據地質災害的發育程度和危害程度對危險性進行分級。

據統計，24處重點調查點，主要的危害對象均為坡腳行人、車輛和建構筑物（道路、海濱棧道），威脅人數一般小于10人，潛在經濟損失在100萬元以內。綜合評定重點調查點危害程度小-中等。重點調查點現狀危險性評估見表1。

3" "調查區失穩條件分析

3.1" "失穩導致地質災害形成的主要因素

3.1.1" "地形地貌因素

調查區不穩定斜坡失穩與地形地貌的關系十分密切，不利的地形地貌是崩塌地質災害隱患發生的主控因素，為其災害提供能量和活動場所。調查區地形為起伏較大，以低丘陵地貌為主，部分為高丘陵，不穩定斜坡較高，坡度大，易失穩。

3.1.2" "區域地質構造

區域地質構造控制地貌的形成發育，改變巖土體的結構、物理性質和力學強度。調查區范圍內主要受F2315斷裂及其多條次級斷裂控制，導致調查區不穩定斜坡巖石破碎，裂隙發育，易發生崩塌滑坡等地質災害。

3.1.3" "地層巖性及巖土體類型

調查區的地層巖性特征是控制斜坡穩定性的主要因素之一。調查區地層巖性以碎屑巖為主，主要分布有砂質泥巖、石英砂巖等。區內地表殘坡積層普遍較薄，土質較為疏松，黏性較差；加之不穩定斜坡臨海，受風化作用明顯，巖體較為破碎，易造成不穩定斜坡失穩，導致地質災害的形成。

3.2" "失穩主要誘發因素

3.2.1" "強降雨

根據該市氣象局1988—2019年氣象資料：年均降雨量為1933.2mm，年平均降雨天數149.9d，多為臺風降雨，最大日降雨量為338.6mm（2018年9月16日），年均相對濕度80%，4—9月為大鵬新區的雨季。

根據此次地質災害詳細調查資料統計分析，自2018年至今，調查區地質災害（隱患）均發生在4—9月，共計4處，且均發生在強降雨之后，占災害總數的100%。強降雨作用會導致不穩定斜坡土體滲水，降低土體黏聚力，不穩定斜坡將會沿著軟弱面進行滑動從而發生地質災害。故強降雨是調查區不穩定斜坡主要誘發因素之一，需在強降雨過程中加強對調查區的關注。

3.2.2" "人類工程活動

隨著沿海大道的逐步開發，坡腳沿海岸線建設形成一條道路，調查區全線施工工程增多，工程活動開挖坡腳，形成大量高陡邊坡，較易引起崩塌、滑坡等地質災害。

4" "防治措施及效果研究

為探究格構梁的治理效果，選取BP3邊坡段、BP10邊坡段、BP19邊坡段作為研究對象，通過數值模擬手段計算出處理前后3段邊坡的穩定性安全系數，結果見表2。從表2可以看出，治理后的邊坡穩定性安全系數均顯著提升，從不穩定或欠穩定狀態變成穩定狀態。可見格構梁對于該工程治理效果良好。

5" "結束語

本文以某公路邊坡為研究對象，開展了重點調查點特征分析及危險性評價，通過有限元軟件對格構梁的治理效果進行分析。主要獲得以下主要結論：

通過調查分析可知，該工程存在5處重點調查點：BP3邊坡段、BP10邊坡段、BP19邊坡段、危巖體WY1、危巖體WY2；強降雨是調查區不穩定斜坡主要誘發因素之一，需在強降雨過程中加強對調查區的關注。選擇格構梁治理作為治理措施，治理后的邊坡穩定性安全系數均顯著提升，從不穩定或欠穩定狀態變成穩定狀態，說明格構梁對于該工程治理效果良好。

參考文獻

[1] 梁瀚元.基于半巖半土質邊坡地質災害勘察及防治對策研究[J].城市建設理論研究（電子版），2022（32）：106-108.

[2] 張建宏.山西陽曲縣城某邊坡坍塌地質災害特征及其防治[J].勘察科學技術，2022（3）：44-47.

[3] 李彬.安徽省礦區周邊施工項目邊坡地質災害發育特征及防治措施[J].中國金屬通報，2020（12）：90-91.

[4] 楊曉冬，許漢華，冷天星.玉溪市通海縣某物流園地質災害特征及危險性評估[J].科技風，2020（24）：120-122.

[5] 王宇，羅貴強.某高速公路邊坡地質災害發育特征及防治措施[J].水科學與工程技術，2019（1）：27-31.