惠州市惠城區龍豐街道第四中學學校操場后山邊坡崩塌地質災害治理施工圖設計

劉 海，陳東海

（廣東省有色金屬地質局九三五隊，廣東惠州516001）

1 工程概況

惠州市惠城區龍豐街道第四中學學校操場后山邊坡，自然斜坡坡度約20°～30°，局部較陡約45°，坡腳由于削坡修建操場、足球場等，形成高度不等的土巖組合邊坡。該邊坡受2022 年5 月10 日至15 日間當地連續強降雨影響，于5 月16 日上午邊坡中下部發生滑移式崩塌地質災害，邊坡巖土體局部形成臨空面；并于6月8日中午于原崩塌位置上部再次發生崩塌，崩塌體體積約480m3，崩塌地質災害體規模屬中型，導致邊坡下方簡易板房及擋土墻等損毀嚴重，簡易板房損毀面積約92m2，擋土墻損毀長度約20m，未造成人員傷亡。

該邊坡上部仍存大量危巖體，在雨季易再次發生崩塌、滑坡等地質災害，主要威脅坡腳操場學生、教職工及簡易板房等，為保護坡腳學生、教職工的生命財產安全，惠州市惠城區龍豐街道辦擬對該崩塌地質災害點進行工程治理。

該邊坡屬巖土混合質邊坡，潛在崩塌地質災害體規模屬中型，主要威脅坡腳操場配套教學設施、學生、教職工及簡易板房等，潛在威脅總人口約30人，潛在經濟損失約為10 萬元。按《滑坡防治設計規范》GB/T 38509-2020 和《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013），威脅對象學校為重要等級，地質災害防治等級為I 級，邊坡安全等級為一級，為小型地質災害治理工程。場地現狀如圖1所示。

2 工程地質條件

根據《惠州市惠城區龍豐街道第四中學學校操場后山邊坡崩塌地質災害治理工程勘查報告》及野外地質調查，場地范圍內地基土主要有：崩塌堆積體（Qml）、第四系坡積層（Qdl），下伏基巖為侏羅系(J)泥質粉砂巖。

（1）崩塌堆積體。粉質粘土（①）：黃褐色、紫紅色，松散狀，主要由強—中風化泥質粉砂巖碎石堆積而成，局部不均勻混夾粘性土。揭露厚度0.50～3.50m。

（2）第四系坡積層（Qdl）。粉質粘土（②）：棕褐、黃褐、紅褐色，硬塑狀，不均勻混夾大量強風化泥質粉砂巖角礫、碎石，碎石大小約2～6cm，遇水浸泡易軟化。該層自然斜坡廣泛分布，揭露厚度0.50～1.00m。

（3）侏羅系泥質粉砂巖（J）。強風化泥質粉砂巖（③1）：紫紅色、灰白色，上部巖芯多呈半巖半土狀，部分呈碎塊狀，下部巖芯多呈碎塊狀，巖石差異風化明顯，不均勻混夾較多破碎中風化巖塊。巖體節理裂隙極發育，巖石極破碎，巖石普遍具褐鐵礦化，節理面可見褐鐵礦薄膜，巖體基本質量等級為Ⅴ級。該層于自然斜坡廣泛分布，揭露厚度14.70～16.10m。

破碎中風化泥質粉砂巖（③2）：灰褐、黃褐、紫紅色，巖體節理裂隙極發育，巖石極破碎，巖芯機械破碎多呈塊狀，少量呈碎塊狀、短柱狀，巖石差異風化明顯，部分巖石巖質軟，風化程度高，部分巖石巖質極軟，巖石普遍具褐鐵礦化，節理面可見褐鐵礦薄膜，巖體基本質量等級為Ⅳ-Ⅴ級。該層廣泛分布，揭露厚度6.80～18.20m。設計參數如表1所示。

3 水文地質條件

根據場地的地層巖性、地下水賦存條件與含水介質特征，將其劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水二大類型。第四系孔隙水賦存于崩塌堆積層及坡積層中，主要接受大氣降水補給，水量隨季節變化明顯。崩塌堆積層屬強透水層，坡積層屬弱—中等透水層，雨季常形成上層滯水，埋藏較淺，大部分沿坡體巖土體孔隙或巖土層接觸面徑流，至坡面滲出，部分向深部基巖裂隙滲透，較大降低巖土體的抗剪強度，對邊坡巖土體穩定性不利。

場地基巖裂隙水為主要賦存于基巖的強、破碎中風化巖中的風化裂隙之中，主要接受大氣降雨及松散巖類孔隙水的補給，坡體中埋藏較深，水量較貧乏，滲透性弱。由于區內地形高差較大，地下水徑流途徑短，徑流條件好，由高處向低處徑流，不利于邊坡的穩定。

該區域在降雨時及雨后一段時間會形成暫時性的流水，降雨主要以二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，以孔隙潛水的形式向地勢低處徑流、排泄。

4 邊坡穩定性評價與計算

該邊坡發生過多次崩塌，崩塌體發育位置自邊坡下部向上部發展，崩塌體體積亦逐次增多，且邊坡中上部仍留存較多危巖體，采用赤平投影分析法對巖質邊坡進行穩定性評價，該邊坡當前處于不穩定狀態，在震動或暴雨等工況下切割體易沿216°方向崩滑。若對該邊坡不進行工程治理或治理不當，極易因長期風化作用、強降雨等因素的影響再次引發更大規模的崩塌地質災害，且地質災害體規模及威脅范圍極有可能再次擴大。

本工程設計計算采用理正巖土計算7.0版軟件，根據《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013），計算土質邊坡、極軟巖邊坡、破碎或極破碎巖質邊坡的穩定性時，可采用圓弧形滑面，采用簡化畢肖普法進行計算。治理后設計工況（工況一）安全系數不小于1.30，治理后校核工況（工況二）安全系數不小于1.25。計算結果如表2所示。

表2 邊坡穩定性計算結果表

5 邊坡設計方案

5.1 設計原則

本工程以“確保安全、經濟、實用”為原則進行設計。施工時設置邊坡變形監測系統，根據施工情況隨時反饋信息，根據實際情況對本設計做修改和補充。

（1）安全原則：邊坡設計必須保證邊坡本體及坡頂、坡腳建（構）筑物的安全，并滿足規范規定的使用年限的要求。

（2）經濟原則：在安全的前提下，盡量減少工程造價，避免投資的浪費。

（3）施工具有可行性：邊坡設計方案必須結合周邊環境情況、工程地質條件及變電站建筑物布置情況進行設計，保證邊坡施工具有可行性，能夠確保合理施工工期。

（4）提倡“環境巖土”的理念，貫徹文明施工的原則，減少對周邊環境的污染，施工在破壞的區域工程完成后應盡量恢復，各區域邊坡坡面完成后及時防護與綠化。

（5）貫徹“動態化設計、信息化施工”的原則，通過采取多項監測措施及施工期間的跟蹤調查，來提供準確的施工信息，及時根據現場情況核對設計方案，確保設計、施工的安全。

5.2 邊坡工程安全等級

地質災害防治等級為I 級，邊坡安全等級為一級，為小型地質災害治理工程，設計使用年限為50年。

5.3 邊坡支護結構設計

（1）A-B 段(段長約46m)：邊坡高度約30.00m，清理崩塌堆積體，對上部危巖體進行削坡減載，然后采用分級放坡+格構錨桿支護，第一級平臺標高36m，第二級平臺標高46m，單級坡高10m，平臺寬2.5m，削坡后與周邊自然順接。坡腳采用混凝土擋墻支護，格構間噴播植草。

（2）B-C 段(約17m)：擬采用對坡面清坡處理，維持坡腳標高約26m，坡度陡于1∶1.50 處按照1∶1.50 坡率進行削坡減載，并對清坡后坡面掛網噴播植草。

（3）對邊坡進行支護的同時，必須做好邊坡排水、截水設施的建設，包括截水溝、排水溝、跌水臺階與急流槽等，避免雨季期間，雨水大量入滲，坡體長時間受水浸潤造成重度增大，降低巖土體抗剪強度，誘發邊坡地質災害。

設計方案如圖2～圖4所示。

圖2 設計方案平面圖

圖3 1-1剖面（AB段）邊坡支護設計圖

圖4 2-2剖面（BC段）邊坡支護設計圖

5.4 邊坡監測及信息法施工

在邊坡施工過程中和施工后，都要進行監測，尤其是雨季，監測更要加強。施工過程中和施工后一定時期內均需對支護結構和坡體進行位移監測，及時發現不良情況及時采取措施，避免事故發正。位移監測的技術要求應符合現行的《工程測量規范》有關變形測量的規定，觀測精度等級應滿足不低于二等精度要求。監測資料應齊全，監測資料應包括：監測基準點和監測點點位位置、編號、觀測日期、本次位移值和累計位移值；根據監測資料應繪制變形量—時間曲線，每期監測報告上應有上述資料的數據及必要的文字說明。邊坡施工監測應該施工完畢兩年內均進行定期監測，隨時間推移時間間隔逐漸增大，雨季、地震期間加密監測。監測點布置如圖5所示。

圖5 監測點布置平面圖

6 結論

邊坡穩定性分析與計算表明：邊坡支護后設計工況一（天然）穩定性系數Fs=1.491，校核工況二（暴雨）穩定性系數Fs=1.251，均為穩定狀態。說明本設計方案可達到支護的要求，可作為未來相似工況和地質環境的邊坡的處理方式，也起到實例參考作用。