某河道提升工程地裂縫形成原因分析

郝深志，李會語，劉香蘭，陳平貨

（1.河南省水利勘測有限公司，河南 鄭州 450003;2.河南亞偉建設工程集團有限公司，河南 鄭州 450003;3.河南永固巖土工程有限公司，河南 開封 475000）

1 工程概況

1.1 工程概況

某河道提升工程項目是洛陽市“四河同治”工程澗河治理工程的一部分，位于澗河以西，屬于洛陽市澗西區。本工程路段與上游西環路至芳華路（同樂橋）段全線統稱為澗濱南路，本次為澗濱南路南延工程。洛陽市澗濱南路南延建設工程北起芳華路（同樂橋），南至現狀濱河北路，全長4559.115m，紅線寬度18m，設計車速30km/h，道路等級為城市支路。道路兩側各4m 慢行道規劃為城市樂道，并設置相應標牌、標識、標線、座椅等。澗濱南路南延的建設可滿足澗河南岸的交通需求，貫通現狀芳華路（同樂橋）與現狀濱河北路，并設置上下橋樂道，將澗河河道與澗濱南路相交的各條道路連通以達到澗河綠線內“岸綠、路暢”的治理效果。

本工程項目包括：道路工程、排水工程、纜線廊工程、導視系統、交通工程、照明工程、綠化工程、彩虹游園景觀工程、綠化給水工程、城市書屋、公廁及管理房。

1.2 工程建設內容

1.2.1 道路工程

本工程北起現狀芳華路，南至現狀濱河北路，全長4559.115m。其中芳華路至唐宮路段長1422.101m，唐宮路至中州路段長628.729m，中州路至遼寧路段長669.882m，遼寧路至九都路段長433.924m，九都路至麗春路段長493.364m，麗春路至濱河北路段長911.115m。麗春路南下游樂道長130m；芳華路至至唐宮路段園路長1474.8m，唐宮路至中州路段園路長576.1m，遼寧路至濱河北路段園路長1841.3m。

（1）主要技術標準：道路等級：城市支路，道路紅線寬度18m；道路設計速度：30km/h；

路面結構：瀝青混凝土路面，設計使用年限10 年，抗震設防等級7 度；

（2）道路橫斷面：澗濱南路采用標準橫斷面形式：3.5m（樂道）+2m（綠化帶）+7m（車行道）+2m（綠化帶）+3.5m（樂道）=18m。車行道為雙面坡，坡向外側，橫坡為1.5%；兩側3.5m 寬樂道為單面坡，坡向車行道，橫坡為2%。車行道采用直線接1.5 次拋物線型式的路拱曲線。對半徑小于250m的圓曲線，根據規范要求增設加寬值，每條車道加寬值均按0.95m 考慮。為減少河道西側拆遷，將遼寧路至九都路斷面形式修改為：2m（樂道）+7m（車行道）+2.5m（樂道）=11.5m；

（3）路面結構組合：①車行道結構形式為：基層采用2 層各20cm 厚的水泥穩定碎石；乳化瀝青透層油+乳化瀝青封層；面層采用6cm 厚的中粒式瀝青混合料（AC-20C，下面層）；4cm 厚細粒式瀝青混合料（AC-13C）。車行道的結構總厚度為50cm。②新建樂道結構：15cm 厚級配碎石墊層和18cm 厚水泥穩定碎石，面層采用4cm 彩色瀝青混凝土(C AC-10)。結構總厚度為37cm。

1.2.2 排水工程

排水工程包含新建雨水管道及疏浚污水管道。

新建雨水管道的建設可解決路面及周邊排水，根據道路設計縱向坡度及地形地勢，采用分段排放，共設7個排出口，排入澗河。設計雨水管道距路中東5.0m，管徑?700mm～?1000mm，為Ⅱ級鋼筋混凝土承插口管。

澗濱南路現狀道路有一道?300mm～?500mm污水管道，轉輸沿線小區污水排入相交道路污水管道。大明渠至濱河北路段沿河截污管道?1200mm 自北向南排入污水提升泵站，最終排入澗西污水處理廠。對現狀污水管道清淤疏浚可減少污水溢流污染。

1.2.3 纜線廊工程

道路全線設計纜線廊，華路至唐宮西路段纜線廊芳位于道路東側距道路中心線7m處，唐宮西路至中州中路段位于道路東側距道路中心線3m處，遼寧路至九都路段位于道路西側距道路中心線7.5m處，九都路至麗春路段位于道路西側綠化帶內，距道路中心線10m左右，麗春路至濱河北路位于道路東側距道路中心線6.5m 處，設計斷面形式為8?200MPP 管+12?110 根七孔梅花管組合。

1.2.4 綠化工程

綠化工程主要為澗濱南路兩側行道樹及綠化帶、岸下樂道周邊綠化提升。

芳華路—唐宮西路段行道樹：因軍安小區邊界離設計澗濱南路邊界較近，此路段設計行道樹為19cm銀杏，下層綠化帶內紅葉石楠籬、龍柏、大葉黃楊籬交替種植；

唐宮西路—濱河北路段行道樹：行道樹選擇冠大蔭濃的落葉樹重陽木，下層綠化帶內以紅葉石楠籬、金森女貞籬交替種植；

澗河樂道沿線綠化：岸下綠道兩側綠化主要以常綠樹種為主，開花植物及球類植物點綴，主要樹種有白皮松、大葉女貞、雪松、金枝槐、桂花、日本晚櫻、紅葉碧桃、紫荊、叢生紫薇、紫丁香等，部分路口及街角種植造型油松及造型小葉女貞和紅楓，搭配景石、芒草。

1.2.5 綠化給水工程

綠化給水水源引自新建市政給水管道，設計綠化給水管管徑?75mm，采用PE100 級HDPE（高密度聚乙烯）給水管。路中線西側的綠化帶沿靠近車行道邊緣內0.5m布置，路中線東側的綠化帶沿靠近人行道邊緣內0.5m 布置。給水管道上每隔24m 左右設一處快速取水閥。位于綠化帶內管道埋深0.8m，位于人行道下、機動車道、非機動車道下的埋深1.5m。過現狀邙嶺大道采用拉管施工。

河道提升工程于2020 年8 月1 日開工建設，2021年2月11日完工。

2 工程水文地質條件

2.1 地層巖性

根據勘探揭露，場地表層分布為雜填土，其下為第四紀全新統沖洪積形成的粉質粘土、卵石層。根據各土層的形成時代、成因及巖土工程特征，自上而下共分為4 層：

①雜填土（Qml）：雜色，以粉質粘土、生活垃圾、植物殘體、建筑垃圾為主要成分，成分混雜，結構松散，堆填時間較短，局部地段雜填土較厚。

②粉質粘土（Q4）：黃褐色，褐黃色，可塑—硬塑狀，見植物根莖、針蟲孔，鐵錳質浸染，局部富集鈣絲，切面有光澤，無搖振反應，干強度中等，韌性中等，濕陷程度輕微。

③粉質粘土（Q4）：褐黃色，黃色，硬塑狀，具針、蟲孔，含炭屑、植物根莖，偶見鈣絲，切面有光澤，無搖振反應，干強度中等，韌性中等。

④卵石（Q4）：雜色，稍密狀。粒徑2～4cm，最大粒徑約6cm，磨圓度較好，多呈圓形及亞圓形，級配大多不良。卵石母巖成份以石英巖、石英砂巖、安山巖、斜長斑巖為主，泥砂質充填。

2.2 水文地質條件

工程區位于暖溫帶半干旱大陸性季風氣候區，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥；降雨多集中在每年6、7、8、9月份。

工程區地下水屬第四系孔隙潛水，埋藏較淺，地下水受大氣降水、河道側滲補給，排泄以人工開采、地下徑流為主。

3 形成地裂縫原因分析及處理建議

3.1 形成地裂縫、塌滑等主要問題

2021年7 月以來，項目區持續出現強降雨，為近歷史記錄以來最大降雨；因受持續強降雨影響，整個項目區受損嚴重，主要表現為已建項目道路路面或邊坡裂縫；道路邊坡滑塌；道路路面向上拱起；石材欄桿基礎下沉；邊坡砌石隆起等。

3.1.1 道路路面或邊坡裂縫

道路路面裂縫以縱向（平行于道路）為主，長度一般5～35m，最長達65m；裂縫寬度一般3～10cm。垂直路面的橫向裂縫相對規模較小；一般長度一般3～5m；裂縫寬度一般0.2～1cm。見圖1。

圖1 道路縱向裂縫

3.1.2 基礎下沉導致護欄開裂

受強降雨影響，致使FT0+322～FT0+348 處石材欄桿邊坡下滑，致使石材欄桿基礎下沉；FT0+460～FT0+480處外側邊坡下沉，致使修復后的路面再次開裂；FT0+840～FT0+870處外側漿砌石邊坡開裂，致使上部路面再次開裂；樁號ZJ0+730～ZJ1+060處東側受邊坡滑動影響，道路路面向河道方向出現傾斜，石材欄桿出現不同程度的開裂等問題，進而導致瀝青路面開裂等地質災害，見圖2。

圖2 石材護欄基礎下沉

3.1.3 道路護坡塌滑

建設工程于2020 年3 月開工，由于部分路段道路邊坡坡度過陡為（1∶0.5）～（1∶0.75），未能達到1∶1.5的設計要求，道路邊坡缺少排水溝槽設計。經2021年7～9 月雨季后，道路邊坡出現沉降、滑移、坍塌等地質災害，見圖3。由于缺少排水溝設計，陰雨天氣時間長時，路面積水下滲，順碾壓不實的地層流出，從而導致邊坡出現流土、護坡漿砌石凸起等現象，見圖4。

圖3 道路護坡滑塌

圖4 漿砌石護坡隆起

3.2 主要問題原因分析及處理建議

3.2.1 原因分析

通過現場調查測量，對比分析施工前、施工過程及施工后的資料，結合地層巖性條件，根據產生裂縫、塌滑、不均勻沉陷等地質災害發生的水文工程地質因素、環境因素、施工技術等形成路面裂縫、護坡滑塌、基礎不均勻沉降的主要原因如下：

（1）建筑垃圾和雜填土的強度低、壓縮性高、均勻性差，未經處理直接作為基礎填料，工程性質較差，在雨水浸泡作用下，出現不均勻沉降，從而引起路面裂縫。

（2）樁號K1+400～K2+100 段現狀邊坡僅為（1∶0.5）～（1∶0.75），不滿足設計1∶1.5的設計要求。

（3）道路未設置邊坡排水防護措施，在雨水作用下，地表積水順孔隙滲入下部基礎，從而沖刷高填方土質邊坡，引起邊坡坍塌，導致道路路面破裂。

（4）部分高填方且無邊坡防護路段，邊坡缺少排水設施，在雨水和路面滲水作用下出現邊坡滑移、坍塌；或出現局部護砌石塊凸起。

3.2.2 處理建議

根據基礎土體的工程地質特性、地形地貌和水文地質條件、施工填土高度、工程荷載、氣候條件等。結合工程特性提出處理建議如下：

（1）2021 年7～9 月有歷史記錄以來特大降雨氣候條件，缺少降排水措施；

（2）對存在滑坡、裂縫、不均勻沉降的路段進行補充勘察，完善水文地質工程地質條件及現狀地基特性資料；

（3）對根據完善的地質成果，對雜填土或填土碾壓不實的工程地質段進行灌漿處理；

（4）對于漿砌石鼓包段進行護坡加固；

（5）現狀邊坡過陡，應首先考慮放緩邊坡，然后采取必要的邊坡防護措施。

4 結語

河道提升工程于2020 年8 月1 日開工建設，2021年2月11日完工。2021年7～9月有歷史記錄以來特大降雨自然因素，但是工程本身存在建筑垃圾和雜填土的強度低、壓縮性高、均勻性差；未經處理直接作為基礎填料，且碾壓不實；建設工程缺少路面、道路邊坡排水措施綜合；現狀邊坡僅為（1∶0.5）～（1∶0.75），不滿足設計1∶1.5 的設計要求，且缺少邊坡防護出方案；從而導致在雨水作用下，出現不均勻沉降，從而引起路面裂縫，護坡塌滑等地質災害。