G321线某边坡水毁塌方分析与处治

摘要：针对国道G321线德庆路段K163+150~K163+400处右侧高边坡水毁塌方的成因进行了分析，结合该边坡特点进行了综合治理。边坡防治措施遵循对降雨有效拦截、迅速排除、衔接顺畅、防渗防冲等原则，采取了相应的坡面排水及边坡平台排水措施和边坡防护措施，为以后类似边坡水毁工程的分析与治理提供了参考。

关键词：边坡水毁 塌方公路成因处治

中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

国道G321线途经高要、德庆、封开，属山岭重丘区地貌，处于亚热带多雨地区。该边坡位于国道G321线德庆路段K163+150~K163+400处右侧，属开挖路堑边坡，边坡长度为250米，边坡最高处高度为96米，总体坡角为38°，临空面积为30000平方米。边坡地质条件复杂，大部分坡面排水设施不完善，仅设土质截水沟，路堑开挖较深、坡面汇水面积大。自5月下旬以来的持续强降雨，特别受热带风暴“风神”台风的影响，普降暴雨、大暴雨，导致本路段受灾十分严重， 6月26日中午K163+120~K163+380段右侧路堑高边坡开始不断发生坍塌，塌方堆积路面，覆盖四个车道，导致双向交通中断，当地管养公路局立即组织机械、人员抢通。虽能勉强维持交通，但仍存在影响行车安全隐患，急需对塌方边坡进行防护治理。

二、气候及地质地貌背景

本段边坡地处亚热带，夏长冬短，高温多雨，年平均气温21.2℃ ，月平均最高气温29.5℃，月平均最低气温11.5℃，极端最高气温38.7℃，极端最低气温-1.0℃。年降雨量1650毫米，日降雨量最大为317毫米，雨季集中在4～7月份。风力：历年最大风速34m/s，平均每年有5～7次台风对肇庆市有影响，其中7～8月受台风影响较多。

该路段及附近为燕山三期中～粗粒黑云母花岗岩，由于裂隙发育及颗粒较粗，在物理风化及化学风化的共同作用下，形成了厚度较大（一般10～30m）的全花岗岩及其残积土。该边坡覆盖层土质为黄色粘性砂质土，土质疏松，遇水极不稳定；下伏层为岩层，深灰色硬度高、稳定性好，未见滑移和崩塌现象。覆盖层与岩组层组成弱联结体，当雨水下渗时，粘结力失效，上覆层失稳，在重力的作用下，沿覆盖层与岩层交汇面易产生滑落。

该路段及附近地貌为丘陵地貌区，相对高差30～200m，坡度一般25～40度，冲沟发育，水土流失严重。

三、水毁产生原因

根据现场踏勘，产生大面积塌方的原因有如下几点：

1、岩石风化强烈：从坍方边坡看，从上至下风化垂直分带明显，大致依次为0～5m为砂质亚粘土（残积土）；5～15m为全风化花岗岩；15～25m为强～中风化花岗岩；25m以下为微风化花岗岩。标高越往上，亚粘土及全风化花岗岩厚度越大。残积土及全风化岩，在坡率较陡的位置，在长时间雨水作用下土体吸入雨水呈饱和甚至过饱和状态，重力一旦超过土体抗剪强度就形成坍塌甚至滑坡。本路段属于上部土层边坡坍塌。

2、冲蚀作用：根据踏勘结合万分之一地形图，塌方路段边坡之上存在两个规模较大的冲蚀沟，其长度170m，宽度35～60m，呈上游宽下游窄的“粪箕状”。冲蚀沟内外土体由残积土及全风化花岗岩构成，其边坡陡峭，在雨水长时间作用下，土体产生饱和甚至过饱和，在自重作用下坍塌并随暴雨雨水形成类似于泥石流状的“泥流”，倾泻到下游的公路上。简单而言，可解释为：由公路边坡坍塌加上冲蚀沟带来的“泥流”形成了本次的公路边坡塌方，排除了大滑坡形成的可能。事实上，踏勘过程未发现滑坡裂缝或错台现象就是明证。

3、原有边坡防护措施较差：滑坡发生在连续多次强降雨之后，滑坡体厚度普遍小于6m，属顺层浅层土质滑坡，滑动面为残坡积土层与强风化岩层交界面。滑坡是受不利结构面控制和连续强降雨的影响而产生的。原设计坡面排水措施较差，而线路所属区域属东南亚热带海洋性气候，温暖湿润多雨，每年4～7月为雨季，受台风影响常发生强降雨。失稳破坏边坡岩土体内地下水的破坏主要表现为：降低滑面的正应力，减小摩阻力，进而降低了滑坡体抗滑力；同时孔隙水压力产生的“水楔作用”推动了坡体上裂隙的扩展进程，进而破坏岩体，使边坡发生渐进性破坏。而坡体内的顺倾结构面为其提供了条件。同时由于边坡水的入渗使坡体内孔隙水压力快速增加，这在边坡变形过程中起着十分重要的作用。连续强降雨使坡面水流不能及时排出，沿结构面下渗使裂隙扩展，进而边坡水在顺倾裂隙和土岩界面进行强渗流，形成一潜在软弱滑动带，同时边坡水使其抗滑力逐渐降低，饱和土体便在自重作用下沿潜在滑动面下滑。

四、水毁修复设计

1、设计思路

为了满足安全可靠和经济合理双重目标，确保路堑边坡稳定，遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的修复设计原则，结合本工程实际，对坍塌边坡分别采用修整放缓坡面、设置平台、坡面喷播植草和完善边坡排水措施等处理措施，以有效地消除安全隐患。主要从以下处理措施进行考虑：

1）靠路一侧边坡面加强植被护坡，种灌木林较好；

2）在冲蚀沟内部分种植灌木林固土，减少水土流失；

3）在冲蚀沟周边设截、排水沟，减少地表边坡径流涌入冲蚀沟内。

2、设计方案

1）首先针对坡顶卸载休整边坡坡面，在发生塌方的边坡位置设置平台，然后对边坡按坡率1：1重新开挖修坡；同时清理清挖路堑边坡坡面及冲蚀沟范围松散土方，对边坡及冲蚀沟范围陡峭的部分边坡进行回填整修，放缓边坡坡度。

2）边坡排水设计是本次边坡修复设计的重要组成部分，其设计宗旨是迅速排除坡体内外的水，避免降水对边坡稳定及防护实施的安全造成威胁。边坡排水措施在崩塌路段路堑边坡坡面及冲蚀沟内根据水量大小以“近接远送”为原则，开挖树枝状排水沟和急流槽，其主沟与滑动方向一致，以免滑坡体滑动时水沟破裂水量集中下渗。其中设置在边坡坡面上的D30cm半圆管排水沟每15m坡高设置一道，设置在冲蚀沟范围的D30cm半圆管排水沟每10m设置一道，通过排水沟汇集雨水经急流槽引至路基边沟。考虑到边坡汇水面积较大，边坡急流槽，沟底应做成阶梯状，减缓水流速度。同时在堑顶线5m外设置截水沟。通过设置和完善边坡排水工程，避免水流在冲蚀沟和坡面形成大的汇水面，减弱坡面径流，达到防止和减轻坡面冲刷目的。

3）对崩塌路段路堑边坡土质坡面采用喷播植草防护结合种植灌木方式进行防护。种植灌木宜选用本地区常有物种，增加种植灌木的成活率。

五、加强监测措施

本边坡宜建立以下监控测量工程：

地表位移：各级平台及堑顶处设立地表位移观测点，各级边坡观测点不宜少于5个。

边坡深部位移检测：边坡设1个测斜剖面，剖面测斜孔3～4孔。

地表位移观测采用仪器设备及精度要求按相关规程规范。

监测频率：旱季每月监测1～2次；雨季每周监测1次。监测时间不少于两年。

监测单位应及时整理每次监测数据、资料，提出边坡变形动态及发展趋势，并汇总成监测报告分别抄送业主及设计单位。遇险情危急情况，可首先通过电话（或电传）报告，随后补送正式报告。

六、加强后期边坡养护防治措施

对边坡的排水设施进行经常性的养护，对排水沟内的堵塞物进行清理，保证排水畅顺，以免溢水冲刷坡面土体；增加坡面攀爬类植被防护，防止雨水侵蚀造成边坡局部崩塌；将坡面上的浮泥进行清理；及时清除坡脚崩塌堆积体，在该路段前后设置警示标志，确保车辆及行人安全。

结语：考虑本市温暖多雨的气候条件，且大多数国省道均处于山岭重丘去，由于早期设计标准较低，路基边坡坡率较陡，边坡防护措施较差或基本没有，对此类高边坡设计应完善坡体排水设计及边坡植被，防止地表水渗流降低岩土体强度，减少水流对坡面的冲刷，对于存在不利结构面的类土质边坡应进行适当的支护，防止沿结构面产生顺层滑坡等地质灾害。一旦发生边坡失稳破坏，及时进行防护，尽可能减少大开挖带来的交通中断，分主次进行边坡加固，以确保交通运输安全。

参考文献：

【1】《公路路基施工技术规范》（JTJ F10-2006）

【2】《公路排水设计规范》（JTG /T D33-2012）

【3】《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）