安溪县潘田村公路裂缝成因分析及防治建议

李少华

（福建省安溪县自然资源局, 福建安溪 362400）

1 概况

安溪县潘田村X339县道路面严重下沉产生裂缝。该路段是感德镇往桃舟乡通行的重要公路。该路面裂缝点对X339县道路面造成破坏约80m, 主要威胁感德镇（潘田村、华地村、大坂村）及桃舟乡方向的过往车辆的公路交通安全。由于公路处于安溪县潘田铁矿区的采矿证范围内, 下部地下开采可能造成影响, 地理位置极为敏感。

2 地质环境条件

该区总体属中低山侵蚀地貌。

裂缝点自然地貌为倾向近西的单面斜坡, 自然坡度35°～45°。

裂缝点所处路段共320m为2019年安溪县公路局改道修建的水泥公路, 其上段80m为本次发生裂缝路段。其中：

裂缝路段（80m）上部地层：该路段内侧为人工边坡, 地层为震旦系龙北溪组上段Z1lb变质岩（主要岩性为石英云母片岩）。根据调查, 人工边坡为土质边坡, 上部为残坡积土, 厚1.5～3m, 岩性为土黄色砂质粘土, 主要由粘土及石英颗粒组成, 含砂率较高, 结构松散。下部为强风化石英云母片岩等, 岩性较破碎, 厚度大于10m。

裂缝路段（80m）下部地层：该路段外侧与废弃的旧公路相连, 下部为早期（1990年以前）就存在的潘田铁矿的排土场, 为土质大山坡, 稳定性差。原来旧公路（X339）就修建在早期的排土场上面, 基底的松散不稳定造成旧公路路面变形损坏严重而废弃。

3 裂缝变形特征

水泥路面总宽度7m（左右车道各3.5m）、伸缩缝间隔为3.5m；变形的水泥公路主要沿水泥路面伸缩缝断开, 四周受剪切力破坏的影响发生次一级断裂。本次发生的潘田X339县道水泥路面裂缝一处（包括内侧边坡崩塌）。边坡破坏的主要特征为水泥路面裂缝、内侧水沟裂缝、外侧水泥墩护栏裂缝、内侧边坡崩塌物堵塞水沟和电线杆, 具体为：

裂缝路段总长80m：发生路段起点为水泥路面与柏油路面衔接的伸缩缝, 终点为向下80m（内侧有电线杆的叉路口）。其中：

较严重范围50m：起点向下14m处至64m路段相对较严重, 两头见有轻微属于破坏影响范围。最大裂缝位于起点向下14m处, 沿伸缩缝外缘路面断裂纵向下错6cm、横向错开8cm, 路缘水泥石墩断裂；内缘路面纵向上翘5cm、横向错开5cm, 内侧水沟底部较小断裂。其他裂缝包括路面、水沟及路缘衔接位置, 多达10多处, 一般横开裂缝宽度在3mm以下。

边坡崩塌（长80m）：在裂缝路段内侧, 在以前降雨季节已发生小型崩塌（具体日期不详）, 崩塌物填塞水沟长达50m。

4 公路裂缝成因分析

（1）地质因素：裂缝点内侧人工边坡为土质边坡, 其上部为残坡积土、强风化石英片岩组成。其中：残坡积土主要成分为砂质粘土, 含砂率较高, 可塑性强, 结构松散；强风化石英片岩较破碎, 稳定性较差。边坡的土体结构松散, 可塑性强, 自身不稳定。

（2）自然因素：从2019年修建该路段, 经过长时间多次数的降雨, 岩土体中水体快速达到饱和状态, 力学强度急剧降低, 内侧人工边坡产生崩塌, 雨水是边坡不稳定的主要因素。

（3）新修建公路人工边坡的影响。

①裂缝点位于2019年重新修建的水泥路段, 内侧重新开挖的人工边坡长度80m；人工边坡坡度高陡（65°～70°）；坡脚距紧贴排水沟内侧（30cm）；未分台阶削坡；坡顶未设置截排水沟；坡底仅设置了排水沟, 未设置挡土墙；坡体裸露, 未采取任何护坡措施。以上因素破坏路面内侧边坡整体的稳定性。

②以上开挖的内侧人工边坡80m范围全部出现崩塌, 崩塌体（粘土）堆积在排水沟约50m（为本次裂缝最严重路段）, 未能得到及时清理, 雨水通过坡脚渗入到路基土体, 造成路基土体软化, 影响了边坡的稳定性。

③该裂缝路段为2019年新修建的水泥公路, 外缘为较松散的填土, 未经长时间的压实, 外侧边坡稳定性较差。比如：同一片水泥路面断裂, 外缘下错8cm；内缘上翘5cm, 说明了外侧承载力低基底下沉引发水泥路面下错, 从而带动周边水泥板产生裂缝或裂痕。

（4）西侧早期排土场边坡的影响。该路段西侧为废弃的旧公路, 废弃的主要原因是路面基底为早期的排土场影响范围, 非自然山坡坡体, 基底不稳定造成旧公路路面变形较为严重仍至旧公路毁坏, 因此西侧边坡的不稳定仍然对该裂缝路段产生一定的影响。

（5）公路重型车辆碾压可能造成一定的影响。由于该路段外缘为松填土、外侧边坡基底为早期排土, 均为松散边坡, 外缘位于公路右侧上坡, 受重型车辆上坡碾压, 对路面损坏外缘下沉、内缘上翘有一定的影响。

（6）内侧排水沟淤积的影响。由于前一段较长时间下雨, 边坡土体掉落, 造成水沟长时间淤积, 积水通过沟底裂缝向下渗透；而路基岩性为残坡积土, 可塑性强；长时间的渗水造成路基承载力降低、受力不均匀, 在重型车辆碾压下, 可能造成下沉变形产生公路裂缝。

（7）现阶段潘田铁矿地下开采的影响不大。

①裂缝点处于安溪潘田铁矿采矿权证范围内。

②裂缝点所处路面标高929.51m, 下部为潘田铁矿地下开采最高810中段（旧采区）, 最近处顶板标高828.3m, 外围个别顶板标高达838m。路面与地下开采采空区高差90～100m, 而一般地下开采巷道采空区距地面高差设计最小可达30m, 因此, 地下开采对地表公路和影响不明显。

③裂缝点路段以下潘田铁矿810中段调查情况。据调查, 810中段采区已闭坑7～8年, 主井口已封闭, 前阶段因六大系统建设的需要, 主井口作为通风系统才打开。2020年11月7日野外调查组从810中段主井, 沿北西方向再往北, 沿途约500m, 巷道顶板总体为坚硬岩石, 未见明显的岩石掉块, 稳定性较好；巷道水位未见异常变大；至810巷道迎头, 调查断层带倾向40°, 倾角45°, 宽度大于8m, 断层带充填物主要为岩石碎块、褐铁矿、粘土, 根据现场调查, 断层带未发现明显的变化。调查巷道未见石灰岩溶洞发育区域。由此可见, 810中段旧采区巷道水位未见异常变大；巷道顶板总体为坚硬岩石, 未见明显的岩石掉块, 稳定性较好；所见破碎带未发现明显坍塌等异常变化；调查巷道未见石灰岩溶洞发育区域。潘田铁矿810中段采区调查未发现对上部X339县道裂缝有影响的因素。

5 结论与防治建议

5.1 结论

通过地质因素、自然因素、新建公路开挖边坡、西侧早期排土场边坡、重型车辆碾压、排水沟淤积、地下采矿等多方面因素分析, 公路裂缝的成因主要为人工边坡失稳、排水沟不淤积, 排除了地下开采的造成公路裂缝的成因。

5.2 防治建议

（1）建议在路面裂缝起点、终点的两侧50m设置危险区警示牌, 并提示载重车辆沿公路靠近边坡内侧通行, 禁止车辆及人员在危险区滞留。

（2）目前为秋冬季节, 天气晴好, 建议应尽快清理崩塌体, 针对路面、水沟及路缘及出现裂缝的部位, 采用沥青或其他防水材料填缝, 避免雨水从裂缝渗入坡体。

（3）短期内如遭遇强降雨, 路面、水沟等裂缝及边坡崩塌体未能及时得到处置的, 相关职能管理部门应安排人员值守；并对路面、边坡周围的变形情况, 及路段内侧电线杆、坡顶变压器是否受到威胁, 加强巡查监测, 做到及时处置。

（4）建议公路管理部门加强该路段日常巡查；所在矿山关注该路段地面与相关地下矿井的安全工作。一旦发现有异常情况, 确保第一时间启动应急响应。

（5）尽快落实公路、排水沟及边坡治理措施。