惠州市惠城区龙丰街道第四中学学校操场后山边坡崩塌地质灾害治理施工图设计

2023-09-20陈东海

西部探矿工程 2023年8期

刘海，陈东海

（广东省有色金属地质局九三五队，广东惠州516001）

1 工程概况

惠州市惠城区龙丰街道第四中学学校操场后山边坡，自然斜坡坡度约20°～30°，局部较陡约45°，坡脚由于削坡修建操场、足球场等，形成高度不等的土岩组合边坡。该边坡受2022 年5 月10 日至15 日间当地连续强降雨影响，于5 月16 日上午边坡中下部发生滑移式崩塌地质灾害，边坡岩土体局部形成临空面；并于6月8日中午于原崩塌位置上部再次发生崩塌，崩塌体体积约480m3，崩塌地质灾害体规模属中型，导致边坡下方简易板房及挡土墙等损毁严重，简易板房损毁面积约92m2，挡土墙损毁长度约20m，未造成人员伤亡。

该边坡上部仍存大量危岩体，在雨季易再次发生崩塌、滑坡等地质灾害，主要威胁坡脚操场学生、教职工及简易板房等，为保护坡脚学生、教职工的生命财产安全，惠州市惠城区龙丰街道办拟对该崩塌地质灾害点进行工程治理。

该边坡属岩土混合质边坡，潜在崩塌地质灾害体规模属中型，主要威胁坡脚操场配套教学设施、学生、教职工及简易板房等，潜在威胁总人口约30人，潜在经济损失约为10 万元。按《滑坡防治设计规范》GB/T 38509-2020 和《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），威胁对象学校为重要等级，地质灾害防治等级为I 级，边坡安全等级为一级，为小型地质灾害治理工程。场地现状如图1所示。

2 工程地质条件

根据《惠州市惠城区龙丰街道第四中学学校操场后山边坡崩塌地质灾害治理工程勘查报告》及野外地质调查，场地范围内地基土主要有：崩塌堆积体（Qml）、第四系坡积层（Qdl），下伏基岩为侏罗系(J)泥质粉砂岩。

（1）崩塌堆积体。粉质粘土（①）：黄褐色、紫红色，松散状，主要由强—中风化泥质粉砂岩碎石堆积而成，局部不均匀混夹粘性土。揭露厚度0.50～3.50m。

（2）第四系坡积层（Qdl）。粉质粘土（②）：棕褐、黄褐、红褐色，硬塑状，不均匀混夹大量强风化泥质粉砂岩角砾、碎石，碎石大小约2～6cm，遇水浸泡易软化。该层自然斜坡广泛分布，揭露厚度0.50～1.00m。

（3）侏罗系泥质粉砂岩（J）。强风化泥质粉砂岩（③1）：紫红色、灰白色，上部岩芯多呈半岩半土状，部分呈碎块状，下部岩芯多呈碎块状，岩石差异风化明显，不均匀混夹较多破碎中风化岩块。岩体节理裂隙极发育，岩石极破碎，岩石普遍具褐铁矿化，节理面可见褐铁矿薄膜，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层于自然斜坡广泛分布，揭露厚度14.70～16.10m。

破碎中风化泥质粉砂岩（③2）：灰褐、黄褐、紫红色，岩体节理裂隙极发育，岩石极破碎，岩芯机械破碎多呈块状，少量呈碎块状、短柱状，岩石差异风化明显，部分岩石岩质软，风化程度高，部分岩石岩质极软，岩石普遍具褐铁矿化，节理面可见褐铁矿薄膜，岩体基本质量等级为Ⅳ-Ⅴ级。该层广泛分布，揭露厚度6.80～18.20m。设计参数如表1所示。

3 水文地质条件

根据场地的地层岩性、地下水赋存条件与含水介质特征，将其划分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水二大类型。第四系孔隙水赋存于崩塌堆积层及坡积层中，主要接受大气降水补给，水量随季节变化明显。崩塌堆积层属强透水层，坡积层属弱—中等透水层，雨季常形成上层滞水，埋藏较浅，大部分沿坡体岩土体孔隙或岩土层接触面径流，至坡面渗出，部分向深部基岩裂隙渗透，较大降低岩土体的抗剪强度，对边坡岩土体稳定性不利。

场地基岩裂隙水为主要赋存于基岩的强、破碎中风化岩中的风化裂隙之中，主要接受大气降雨及松散岩类孔隙水的补给，坡体中埋藏较深，水量较贫乏，渗透性弱。由于区内地形高差较大，地下水径流途径短，径流条件好，由高处向低处径流，不利于边坡的稳定。

该区域在降雨时及雨后一段时间会形成暂时性的流水，降雨主要以二种方式向低凹地带汇集：①以面流的形式直接顺山坡或山沟而下；②渗入地表土层后，以孔隙潜水的形式向地势低处径流、排泄。

4 边坡稳定性评价与计算

该边坡发生过多次崩塌，崩塌体发育位置自边坡下部向上部发展，崩塌体体积亦逐次增多，且边坡中上部仍留存较多危岩体，采用赤平投影分析法对岩质边坡进行稳定性评价，该边坡当前处于不稳定状态，在震动或暴雨等工况下切割体易沿216°方向崩滑。若对该边坡不进行工程治理或治理不当，极易因长期风化作用、强降雨等因素的影响再次引发更大规模的崩塌地质灾害，且地质灾害体规模及威胁范围极有可能再次扩大。

本工程设计计算采用理正岩土计算7.0版软件，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），计算土质边坡、极软岩边坡、破碎或极破碎岩质边坡的稳定性时，可采用圆弧形滑面，采用简化毕肖普法进行计算。治理后设计工况（工况一）安全系数不小于1.30，治理后校核工况（工况二）安全系数不小于1.25。计算结果如表2所示。

表2 边坡稳定性计算结果表

5 边坡设计方案

5.1 设计原则

本工程以“确保安全、经济、实用”为原则进行设计。施工时设置边坡变形监测系统，根据施工情况随时反馈信息，根据实际情况对本设计做修改和补充。

（1）安全原则：边坡设计必须保证边坡本体及坡顶、坡脚建（构）筑物的安全，并满足规范规定的使用年限的要求。

（2）经济原则：在安全的前提下，尽量减少工程造价，避免投资的浪费。

（3）施工具有可行性：边坡设计方案必须结合周边环境情况、工程地质条件及变电站建筑物布置情况进行设计，保证边坡施工具有可行性，能够确保合理施工工期。

（4）提倡“环境岩土”的理念，贯彻文明施工的原则，减少对周边环境的污染，施工在破坏的区域工程完成后应尽量恢复，各区域边坡坡面完成后及时防护与绿化。

（5）贯彻“动态化设计、信息化施工”的原则，通过采取多项监测措施及施工期间的跟踪调查，来提供准确的施工信息，及时根据现场情况核对设计方案，确保设计、施工的安全。

5.2 边坡工程安全等级

地质灾害防治等级为I 级，边坡安全等级为一级，为小型地质灾害治理工程，设计使用年限为50年。

5.3 边坡支护结构设计

（1）A-B 段(段长约46m)：边坡高度约30.00m，清理崩塌堆积体，对上部危岩体进行削坡减载，然后采用分级放坡+格构锚杆支护，第一级平台标高36m，第二级平台标高46m，单级坡高10m，平台宽2.5m，削坡后与周边自然顺接。坡脚采用混凝土挡墙支护，格构间喷播植草。

（2）B-C 段(约17m)：拟采用对坡面清坡处理，维持坡脚标高约26m，坡度陡于1∶1.50 处按照1∶1.50 坡率进行削坡减载，并对清坡后坡面挂网喷播植草。

（3）对边坡进行支护的同时，必须做好边坡排水、截水设施的建设，包括截水沟、排水沟、跌水台阶与急流槽等，避免雨季期间，雨水大量入渗，坡体长时间受水浸润造成重度增大，降低岩土体抗剪强度，诱发边坡地质灾害。

设计方案如图2～图4所示。

图2 设计方案平面图

图3 1-1剖面（AB段）边坡支护设计图

图4 2-2剖面（BC段）边坡支护设计图

5.4 边坡监测及信息法施工

在边坡施工过程中和施工后，都要进行监测，尤其是雨季，监测更要加强。施工过程中和施工后一定时期内均需对支护结构和坡体进行位移监测，及时发现不良情况及时采取措施，避免事故发正。位移监测的技术要求应符合现行的《工程测量规范》有关变形测量的规定，观测精度等级应满足不低于二等精度要求。监测资料应齐全，监测资料应包括：监测基准点和监测点点位位置、编号、观测日期、本次位移值和累计位移值；根据监测资料应绘制变形量—时间曲线，每期监测报告上应有上述资料的数据及必要的文字说明。边坡施工监测应该施工完毕两年内均进行定期监测，随时间推移时间间隔逐渐增大，雨季、地震期间加密监测。监测点布置如图5所示。