惠州羅浮山景區(qū)路山體崩塌地災(zāi)應(yīng)急治理方案比選

趙晨 曾衛(wèi)星 劉海

摘要：2020年6月中旬惠州市博羅縣連續(xù)暴雨天氣頻發(fā)，導(dǎo)致羅浮山景區(qū)某消防道路邊坡發(fā)生崩塌，該道路段也無(wú)法正常通行，并存在一定的安全隱患，及時(shí)有效修復(fù)該邊坡段，恢復(fù)道路正常通行，刻不容緩。本文鑒于對(duì)兩種施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選，選擇較為安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方案，也為后期處理相似地災(zāi)難題提供較好的實(shí)例依據(jù)。

關(guān)鍵詞：多級(jí)擋土墻；抗滑樁；擋土壩

1.工程概況

該處崩塌位置為羅浮山景區(qū)某消防道路上山方向右路肩。道路標(biāo)高為215.45m～220.68m，坡腳地坪標(biāo)高204.04m～ 206.63m，原有坡面設(shè)置有分級(jí)漿砌石擋墻。

經(jīng)實(shí)地調(diào)查和鉆探揭露，發(fā)生崩塌的范圍為道路上山方向右側(cè)（下游坡）路肩，為內(nèi)彎，崩塌體為原擋墻失穩(wěn)垮塌造成路基崩塌，路面崩塌寬度約2.48m～3.78m，崩塌體及原擋墻崩落堆于坡腳約25m范圍內(nèi)。崩塌發(fā)生后，造成上山道路僅為一車道，小車勉強(qiáng)可以通行，現(xiàn)坡面崩塌物散落堆積路基下，坡面陡峭，土質(zhì)軟弱，有進(jìn)一步發(fā)生崩塌、滑坡的可能，嚴(yán)重影響行車安全，且造成消防車無(wú)法通行，失去消防通道功能，對(duì)該處崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行治理并恢復(fù)原消防道路刻不容緩?，F(xiàn)有兩種施工設(shè)計(jì)方案，一為分級(jí)重力式擋土墻，二為懸臂式擋土墻+抗滑樁組合，通過(guò)二者在安全、經(jīng)濟(jì)、施工可行性等角度進(jìn)行比選，確定最終的施工設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)的實(shí)際施工提供指導(dǎo)。

2.工程地質(zhì)條件

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查及勘查報(bào)告，該崩塌點(diǎn)邊坡巖土體可分為：（1）第四系殘積層（Qel）；（2）花崗巖風(fēng)化層（J3r）。

3.水文地質(zhì)條件

該區(qū)域?yàn)榈蜕降孛病?/p>

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，將其劃分為土層孔隙水和基巖裂隙水二大類型。第四系孔隙水，主要賦存于殘積層中，屬弱透水性；場(chǎng)地基巖裂隙水為主要賦存于花崗巖的風(fēng)化裂隙之中，主要接受大氣降雨補(bǔ)給、上層松散巖類孔隙水越流補(bǔ)給和區(qū)外側(cè)向補(bǔ)給。該邊坡巖土層主要由殘積層和花崗巖的風(fēng)化層組成，各巖土層屬弱透水層。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，邊坡坡腳一帶未見(jiàn)泉水出露。

大氣降水是該區(qū)域內(nèi)地下水主要補(bǔ)給來(lái)源。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，降雨主要以兩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，以孔隙潛水和裂隙水的形式向地勢(shì)低處徑流、排泄。地表水主要通過(guò)坡面及公路旁的排水溝自西向東，自北向南徑流排泄。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查報(bào)告，該場(chǎng)地地表土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。

4.該邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及邊坡的形態(tài)特征，在地質(zhì)分析和判斷的基礎(chǔ)上，采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析和計(jì)算，并根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），對(duì)該崩塌地質(zhì)災(zāi)害區(qū)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），該邊坡多個(gè)剖面段在一般工況和暴雨工況下均為不穩(wěn)定。

5.治理設(shè)計(jì)比選

5.1設(shè)計(jì)原則

（1）本治理工程治理目的為徹底排除險(xiǎn)情，消除邊坡崩塌潛在的安全隱患。邊坡為土質(zhì)邊坡，運(yùn)用理正巖土計(jì)算軟件，采用圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行驗(yàn)算，支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最小安全系數(shù)取1.30。

（2）選擇安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、便于施工的工程措施，在保證安全的前提下，盡量節(jié)省投資。

（3）預(yù)防為主，防治結(jié)合，綜合治理，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工。

（4）設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)，充分考慮施工條件，工藝水平，機(jī)械設(shè)備和材料供應(yīng)等因素。

5.2地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)

該崩塌地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)為三級(jí)，邊坡工程安全等級(jí)為二級(jí)，為永久治理工程，設(shè)計(jì)使用年限為50年。

5.3地質(zhì)災(zāi)害治理方案比選

5.3.1兩種地災(zāi)治理方案：

（1）人工挖孔樁+懸臂式混凝土擋土墻支護(hù)（方案一）：整體采用人工挖孔樁+懸臂式混凝土擋土墻支護(hù)，人工挖孔樁既是基礎(chǔ)樁，又是抗滑樁，樁徑為1.20m，樁間距4.80m，雙排樁布置，排距1.50m，樁長(zhǎng)需穿過(guò)中風(fēng)化層不小于0.50m，約11.00m～15.00m，樁主筋16φ22（HRB400），箍筋φ8@200（HPB300）；懸臂式擋土墻高4.00m，支護(hù)長(zhǎng)度約72.57m，挖孔樁樁頂鋼筋嵌入鋼筋混凝土擋土墻內(nèi)不小于0.50m。人工挖孔樁、擋土墻及梁均采用C30混凝土。

（2）多級(jí)重力式毛石混凝土擋墻支護(hù)（方案二）：采用分級(jí)重力式擋墻（毛石混凝土擋墻）支護(hù)，設(shè)置兩級(jí)擋墻，整體結(jié)構(gòu)高（包含埋深）約12.64m，擋墻支護(hù)長(zhǎng)度約73.00m。

這兩種方案均提出在邊坡坡腳設(shè)置擋土壩，擋土壩距恢復(fù)道路段沿邊約27.63m～30.98m，為弧形，長(zhǎng)約32m，壩頂寬1.00m，底寬2.00m，高約4.0m。對(duì)坡體起到一定攔阻作用。坡頂原道路、護(hù)欄按原狀進(jìn)行恢復(fù)。

現(xiàn)狀路內(nèi)側(cè)已設(shè)有0.30mx0.30m截水溝，基本可以攔截路面、坡面雨水。但路面雨水呈散排狀態(tài)。擬在坡頂設(shè)置攔水板，高0.30m，厚0.10m，選用C20混凝土，以攔截路面雨水沖刷擋墻以下坡面。在坡腳設(shè)置兩排橫向排水溝，尺寸0.40mx0.40m，坡面中間設(shè)置一豎向排水溝，尺寸 0.50mx0.50m，雨水沿?fù)跬翂γ孢M(jìn)入橫向排水溝，再沿坡段兩側(cè)、豎向排水溝，排入坡腳沖溝處。懸臂式擋土墻背設(shè)置兩排盲溝管，通過(guò)PVC管導(dǎo)出墻內(nèi)泄排水。擋土壩壩背同樣設(shè)置兩排泄水管，排入坡腳沖溝處。

5.3.2安全角度比選

（1）方案一采用理正巖土計(jì)算6.5PB4版中“擋土墻設(shè)計(jì)”“抗滑樁設(shè)計(jì)”這兩個(gè)模塊進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，依據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)及方案，安全計(jì)算可通過(guò)。

（2）方案二采用理正巖土計(jì)算6.5PB4版中“擋土墻設(shè)計(jì)”這個(gè)模塊進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，依據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)及方案，安全計(jì)算可通過(guò)。

但是，依據(jù)現(xiàn)有地勘報(bào)告及現(xiàn)狀觀察，該邊坡殘積土層約3m～5m，較厚。方案一設(shè)置分級(jí)擋土墻以全風(fēng)化巖層為基礎(chǔ)層較佳。但開(kāi)挖面積較大，較深，安全性較差。方案二由于作業(yè)空間不足，無(wú)法使用大型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，遂建議該方案抗滑樁采用人工挖孔樁。雖鉆孔需打入中風(fēng)化層不小于0.5m，深度10m左右，深度較大，但對(duì)坡腳土體擾動(dòng)相較方案一會(huì)更小些，安全性相對(duì)方案一要更好些。

5.3.3經(jīng)濟(jì)角度比選

經(jīng)過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的造價(jià)估算，使用廣聯(lián)達(dá)云計(jì)價(jià)平臺(tái)GCCP5.0軟件套定額，依據(jù)現(xiàn)有《廣東省房屋建筑與裝飾工程綜合定額》（2018）、《廣東省市政工程綜合定額》（2018）、《惠州市2020年8月部分建筑材料綜合價(jià)》等定額、實(shí)時(shí)材料報(bào)價(jià)，方案一造價(jià)預(yù)算約270萬(wàn)，方案二造價(jià)預(yù)算約300萬(wàn)，得出方案二相比方案一造價(jià)要更高些，這是考慮到方案二中人工挖孔樁中人工成本較大，施工耗時(shí)也較多。但可采取增加施工人員數(shù)量投入、分組完成、由中間向兩側(cè)同時(shí)成樁挖孔作業(yè)來(lái)提高施工效率。

5.3.4實(shí)際施工難度角度比選

（1）方案一的施工難點(diǎn)在于挖槽時(shí)，需將擋墻基礎(chǔ)設(shè)置于全風(fēng)化巖層之上，但鑒于現(xiàn)有地層全風(fēng)化巖層埋深較大，可能需要較大的施工作業(yè)面，并且對(duì)坡腳開(kāi)挖、擾動(dòng)較大，不利于施工過(guò)程中安全考慮。并且此地災(zāi)邊坡崩塌點(diǎn)的施工支護(hù)設(shè)計(jì)為永久性工程，基礎(chǔ)驗(yàn)槽全風(fēng)化層不一定有足夠準(zhǔn)確，不利于未來(lái)該處邊坡的穩(wěn)定性保持。分級(jí)擋墻級(jí)數(shù)較多、墻高較大，也不利于施工。

（2）方案二成樁雖需采用人工，且耗時(shí)較長(zhǎng)，但在人工挖孔成樁過(guò)程中會(huì)進(jìn)行泥漿護(hù)壁保障安全，且對(duì)坡腳土體擾動(dòng)較方案一施工更小些，有利于施工安全考慮，并且其打入深度打入中風(fēng)化層不小于0.5m，擋土墻采用該樁基礎(chǔ)也將更為穩(wěn)定和安全，上部懸臂式擋墻高度不大，施工難度也相較方案一更低些。

6.結(jié)論

（1）就安全而言，兩個(gè)方案雖支護(hù)后的邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算都能通過(guò)，但考慮其治理措施為永久性設(shè)施，方案一分級(jí)擋土墻以全風(fēng)化為基礎(chǔ)，而方案二依靠人工挖孔樁為擋墻基礎(chǔ)，并且該樁進(jìn)入中風(fēng)化層，長(zhǎng)久而言，方案二要更安全、穩(wěn)固些。并且施工過(guò)程中人工挖孔樁較分級(jí)擋土墻大面積開(kāi)槽會(huì)帶來(lái)更小的坡腳土層擾動(dòng)，更有利于施工的安全考慮。

（2）就經(jīng)濟(jì)合理化而言，由于人工和時(shí)間成本，方案二較方案一造價(jià)更高些，但在合理安排后兩者并不會(huì)差距太大。

（3）就實(shí)際施工難度而言，方案二雖成孔需消耗更多的人力、時(shí)間，但在運(yùn)用合理的安全施工措施后，較方案一而言，會(huì)有更好的安全風(fēng)險(xiǎn)控制。

（4）綜合安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)際施工難度等角度，最終建議使用方案二進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地災(zāi)治理，更加具備安全和長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，也更加切合實(shí)際施工。同時(shí)，這次比選也將為后續(xù)相似地災(zāi)難題提供設(shè)計(jì)案例依據(jù)。

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