邊坡垮塌應(yīng)急治理工程勘察分析

摘 要：本文根據(jù)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(yīng)急治理工程勘察，在結(jié)合多年的工作經(jīng)驗和相關(guān)理論，對邊坡垮塌應(yīng)急治理工程勘察做了一個簡單的分析，供大家參考。

關(guān)鍵詞：邊坡垮塌；319國道；工程勘察

中圖分類號：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)80年代，現(xiàn)為渝東南片區(qū)連接黃草、高谷等鄉(xiāng)鎮(zhèn)和進(jìn)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(jìn)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(chǎn)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(zhì)環(huán)境將會遭到嚴(yán)重破壞，影響旅游區(qū)正常運(yùn)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(jìn)行應(yīng)急工程治理是必要且較緊迫的。

1 勘察區(qū)地質(zhì)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°?？辈靺^(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(nèi)地層城呈單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀338～351°∠31～37°，優(yōu)勢產(chǎn)狀為351°∠37°。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)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(xiàn)象較明顯，總體結(jié)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(jù)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(jié)合差，為硬性結(jié)構(gòu)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(jù)調(diào)查和槽探揭露，卸荷裂隙最寬11cm，表層粉質(zhì)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(jié)合一般，為硬性結(jié)構(gòu)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(zhì)粘土，總厚度一般1～6m，基巖為灰?guī)r。

據(jù)調(diào)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(diào)查發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象與邊坡卸荷變形有關(guān)。

2.1 邊坡變形特征

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

根據(jù)槽探揭露及調(diào)查訪問，邊坡后部斜坡探槽發(fā)現(xiàn)控制性結(jié)構(gòu)面——順向?qū)用婧托逗闪严?，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(zhì)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生破壞作用。水對結(jié)構(gòu)面的溶蝕，對表層土體的搬運(yùn)作用，也降低了結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)。邊坡可能在重力及靜水壓力為主導(dǎo)在其它次級不利因素的共同作用下發(fā)生巖質(zhì)邊坡沿層面順層滑移式破壞。

邊坡現(xiàn)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(jù)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(nèi)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(chǎn)生局部楔形滑動或順層整體滑動（代表剖面2-2’、6-6’）。

據(jù)現(xiàn)場調(diào)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(jié)構(gòu)面計算參數(shù)

（1）巖體物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)前面章節(jié)巖體試驗參數(shù)統(tǒng)計，灰?guī)r巖體力學(xué)參數(shù)選取折減值。

（2）層面計算參數(shù)反演

反演結(jié)果，飽和工況下穩(wěn)定性系數(shù)為0.991，反演計算層面抗剪強(qiáng)度為？準(zhǔn)=83.5kPa、C=23.5°。

（3）結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

綜合各結(jié)構(gòu)面描述特征、反演計算結(jié)果、室內(nèi)物理力學(xué)試驗結(jié)果以及地區(qū)經(jīng)驗，本次邊坡結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度取值為：天然層面抗剪取值C=86.5kPa、？準(zhǔn)=25.5°，飽和層面抗剪取值C=85.5kPa、？準(zhǔn)=24.5°，天然裂隙1抗剪取值C=75kPa、？準(zhǔn)=20°，飽和裂隙1層面抗剪取值？準(zhǔn)=70kPa、C=18°，天然裂隙2抗剪取值C=80kPa、？準(zhǔn)=22°，飽和裂隙1層面抗剪取值？準(zhǔn)=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(jù)定性分析層面為外傾結(jié)構(gòu)面，邊坡可能沿層面產(chǎn)生平面滑動，按規(guī)范應(yīng)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(xiàn)象，具備充水條件，沿走向切割邊坡坡體明顯，故應(yīng)根據(jù)地表調(diào)查、地面物探及勘探點(diǎn)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(jìn)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(jù)《地質(zhì)災(zāi)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(zhì)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(shù)計算結(jié)果

計算簡圖見圖4、結(jié)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(shù)Ft是根據(jù)邊坡規(guī)模大小、變形速率及危害程度，結(jié)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(zhì)、滑動因素、滑體和滑帶巖土強(qiáng)度指標(biāo)調(diào)查了解和可靠程度等進(jìn)行綜合考慮。特殊情況經(jīng)必要的論證后可酌情增減。該公路等級為一級公路，依據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2015）確定邊坡正常工況穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.3，非正常工況Ⅰ穩(wěn)定性安全系數(shù)1.20。

3.3.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

（1）穩(wěn)定性安全系數(shù)Ft見表2。

（2）評價標(biāo)準(zhǔn)見表3。

3.3.3 評價結(jié)果

計算結(jié)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(jié)果，該順向邊坡坡較危險，應(yīng)及時治理。

4 結(jié) 論

綜合該邊坡結(jié)構(gòu)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(chǎn)生局部掉塊及土溜。根據(jù)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。

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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(shè)計方面的工作。