论施工组织设计在斜坡治理工程中的重要性

邓 敏 刘 勇

(1.湖北地矿建设勘察有限公司，湖北 武汉 430072； 2.武汉地质勘察基础工程有限公司海南分公司，海南 海口 570100)

1 工程概况

某斜坡走向NE55°，延长约400 m，主滑方向145°；斜坡平面面积约5.5×104m2，体积约30×104m3。斜坡后缘山顶高程526.7 m～595.2 m，地势北东高南西低；前缘坡脚为省道，路面高程488.6 m～490.8 m，过往车辆行人流量大，省道两侧为居民住宅楼。数年来每逢雨季，斜坡坡体中下部频繁发生浅层坍滑，对当地交通出行、民心安定、社会发展造成极其恶劣影响。

2 斜坡地质环境条件

工程区属亚热带温湿季风气候，四季分明，雨量充沛。降雨较集中的月份为5月～8月四个月，其降雨量占全年降雨量的60%左右，降雨量最多的月份为7月，多年月平均降雨量达346.88 mm。

区内主要构造为鹤峰向斜，位于县城中部至西部，从溪坪经石龙洞、新庄、容美、太坪、毛坝直抵分水岭，向西同来凤向斜连成一体。县境内延伸约45 km，槽部地层以嘉陵江组为主，县城附近为巴东组中、下段紫红色砂泥岩地层[1]，东部两翼存在次级构造单元。

区内地下水分为松散土体孔隙水、基岩裂隙水两种类型。孔隙水主要赋存于①残坡积碎石土中，补给来源为大气降水及地表散水，无统一自由水面，水量大小随季节变化。裂隙水主要赋存于②三叠系中统巴东组二段基岩裂隙中，水量受裂隙切割等因素控制。

3 斜坡特征分析

3.1 形态特征

斜坡前后缘相对高差38 m～106 m；坡脚前缘因开挖建房、切坡修路，形成前缘临空陡坎；坡面因耕植改造多呈阶梯状；总体上斜坡坡面呈线型，后缓前陡，平均坡度45°～50°；坡面纵向冲沟发育，平时流量贫乏，雨后陡增。

3.2 结构特征

根据现场勘察资料，坡体物质主要由以下2层构成：

②三叠系中统巴东组二段基岩(T2b2)。红褐色厚层泥岩夹青灰色中薄层砂岩，逆向，产状330°∠50°，表部强风化，裂隙发育。以泥岩出露为主，岩质软易风化；砂岩相对较硬，表层因节理裂隙发育极为破碎；强风化层厚度5 m～10 m。

3.3 变形特征

斜坡变形主要发生在坡体中下部，高程495 m～530 m，表现为多处小型坍滑和平行于斜坡走向的拉裂缝。坍滑体纵向长约15 m～40 m，横向宽约6 m～25 m，方量约90 m3～1 000 m3。裂缝延伸长度4 m～15 m，张开2 cm～10 cm，外侧下座1 cm～50 cm。根据统计变形主要发生于坡体浅部碎石土覆盖层物质内，随着表层剥离，会造成下部强风化层风化加剧，进而可能引发强风化层内部的浅层变形滑移。

3.4 变形成因分析

1)地形地质因素。斜坡前缘临空，山高坡陡，碎石土覆盖层结构松散，孔隙发育，下部泥岩为相对隔水层，结合面易软化，力学强度降低，为斜坡产生渐进式变形破坏提供有利条件。

2)降水因素。斜坡区变形多集中发生于汛期雨季，表明大气降水是其主要的诱发动力因素之一。密集而强烈的降雨，使得土体内地下水丰富，孔隙水压力随之升高；斜坡土体由于饱水而重度增加，增大了下滑力；力学强度降低，抗滑力减小，诱发坡体变形下滑。

3)人类工程活动。斜坡前缘坡脚开挖建房、切坡修路，形成高约10 m～18 m的陡坎，坡度约60°，提供了较好的临空面；坡体上居民开荒种地，灌溉用水增加了地表水入渗量；人类工程活动破坏了原坡体的稳定平衡，对斜坡稳定性造成不利影响。

4 斜坡防护方案

根据斜坡变形范围、特征及可能破坏模式，采用以格构锚杆支护为主，辅以坡脚重力式挡土墙防护、地表排水的综合治理方案，具体布置如下：

1)格构锚杆工程：在高程492 m～531 m范围内，采用格构锚杆分三级进行坡体防护，支护面积约20 000 m2。清坡顺自然坡度进行，分级处留置马道。工程完工后，格构内培土绿化。

2)挡土墙工程：在格构锚杆下部省道内侧布置重力式挡土墙，稳固坡脚，挡土墙长约376 m。

3)排水工程：在斜坡后缘、各级马道内侧以及坡脚挡土墙外侧共布置10条横向截水沟，并于坡面冲沟发育位置布置4条纵向排水沟，形成排水体系，排水沟总长约1 700 m。

5 施工组织设计不当引发次生灾害

山地工程不同于常规建筑工程，受施工条件限制，不仅施工面积大，高差也大，使得施工难度系数增大。施工材料和机械设备运转、斜坡上施工作业面、安全防护措施等都是施工进场前必须经过详细安排、部署，并制定切实可行的施工组织设计方能实施的。

本项目因工程规模较大，工期紧，为加快施工进度，方便施工材料、机械设备场内运转，施工单位自行调整了施工便道。斜坡北东高南西低，施工单位以斜坡南西侧山体作为便道入口，自西向东以格构锚杆支护工程顶部高程为路线，进行施工便道开挖，历时两月余完成便道打通，如图1所示，图中白线为便道所在位置，箭头指向北东向。

便道打通后，施工单位自东往西开展边坡支护施工，仅一个多月时间，便道上方斜坡出现多处不同程度的变形，对便道下方施工作业人员的安全造成威胁，更甚者可能对下方省道及两侧居民带来严重危害，工程不得不停工。

随后，设计人员入场踏勘，发现整个便道沿线，一半以上都产生了变形迹象；当时正值梅雨季节，雨水充沛，几轮暴雨过后，变形区有明显增大迹象。设计人员多次进出，确定便道上方斜坡体内除多处局部垮塌外，还发育有两处滑坡。鉴于问题的严重性，施工、设计、监理配合建设单位立即展开应急抢险预案。

在应急治理方案编制过程中，其中一处滑坡在降雨后产生下滑，部分滑坡堆积物散落在便道上，同时便道下方已经施工的格构锚杆被破坏，见图2。

6 便道上方增加工程量

针对便道上方产生的次生灾害，最终采用削方、预应力锚索、钢轨桩、格构锚杆、挡土墙等支护措施，结合排水、坡面植草绿化，具体布置如下：

1)削方工程：对两处滑坡体主滑区进行削方减载，削方工程量约23 655 m2。

2)钢轨桩工程：在已经发生下滑的滑坡体前缘选用43 kg/m钢轨桩进行抗滑，钢轨桩总长2 025 m。

3)预应力锚索工程：对另一处滑坡采用500 kN级预应力锚索支挡，锚索共计6 500 m。

4)格构锚杆工程：对滑坡之外的开挖坡面进行格构锚杆支护，护坡面积约1 980 m2。

5)挡土墙工程：沿便道内侧坡脚全段布置，挡土墙长约400 m。

6)排水工程：在工程外围及挡土墙外侧共布置四条截排水沟，引入便道下方工程排水体系，截排水全长约为1 015 m。

7)绿化工程：对裸露坡面进行植草养护，绿化面积约7 250 m2。

结合当季当地工程材料信息价格，便道上方增加工程量施工预算总费用约1 200万元，便道下方斜坡治理工程合同价约1 600万元。由此可见，新增工程量约为原工程量的75%，占比极大。

7 结语

虽然最终工程在参建各方的协同合作下顺利完工，但由于施工组织设计不当引发次生灾害造成的工程停工、工期延期、费用负担以及可能引起的毁灭性破坏后果等负面影响是不可磨灭的。本工程施工组织设计在技术上存在以下失误：1)对斜坡岩土体力学特性认识不足；2)于斜坡中部开挖，违背了边坡治理“砍头壮腰压脚”理念；3)未能对坡体进行及时的封闭支护，以致于岩土风化、变形日益严重。

施工组织设计是用以指导施工组织与管理、施工准备与实施、施工控制与协调、资源的配置与使用等全面性的技术、经济文件，是对施工活动的全过程进行科学管理的重要手段，应结合工程特点、施工环境条件编制，施工单位应当重视施工组织设计。