高速公路高邊坡工程病害分析與防治技術(shù)

張兵

【摘 要】高速公路高邊坡穩(wěn)定性作為一項公路施工質(zhì)量控制的研究課題，對于高速公路邊坡穩(wěn)定性的保持意義非凡。由于高速公路建設(shè)過程中地質(zhì)、地形地貌的復(fù)雜因素，常出現(xiàn)高邊坡的滑坡問題，文章主要從高速公路高邊坡穩(wěn)定性的四個重要影響因素入手分析，從設(shè)計和施工階段提出了相應(yīng)的預(yù)防和治理辦法。

【關(guān)鍵詞】高速公路 高邊坡工程 病害及防治

1 概述

近年來我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，成為全球矚目的高速發(fā)展國家，國內(nèi)從城市到鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村，在國家完善城鎮(zhèn)化的建設(shè)過程中，人們對交通的需求，也伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長而日益增大，這一需求不僅僅體現(xiàn)在通車?yán)锍讨?，更體現(xiàn)在公路的建設(shè)質(zhì)量要求里，無論是在任何地形地貌中，為保證人民的生命安全和國家投資回報，務(wù)必要確保公路的使用安全性和長久性。但是在山區(qū)高速公路建設(shè)過程中，高邊坡作為一種特殊而又復(fù)雜的地質(zhì)地形條件，為高速公路的設(shè)計單位和建設(shè)單位都提出了前所未有的重大難題，由于公路路線延伸較長，要穿越不同的地質(zhì)地貌區(qū)域，而且公路邊坡作為永久性邊坡，高邊坡在自身重力和交通、自然等多方面因素影響下，很容易造成各種變形、滑坡的災(zāi)害，不但增加了工程投資，而且延誤建設(shè)工期，影響公路的正常使用。

2 影響高速公路高邊坡穩(wěn)定性的因素

影響高速公路高邊坡穩(wěn)定性的因素有很多，最主要的有以下四點(diǎn)：工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、地貌等自然因素和地下開挖等人為因素。（1）工程地質(zhì)影響：在巖土工程中高邊坡的穩(wěn)定性是作為一項非常重要的研究課題，但是在實(shí)際工程中，從該角度進(jìn)行分析和探究卻不夠深入。首先要明確一點(diǎn)，巖體的結(jié)構(gòu)類型、巖性的組合、地質(zhì)地貌和水文條件都不是孤立存在的，而是這些工程地質(zhì)要素相互影響相互聯(lián)系，共同影響著高邊坡的穩(wěn)定性，所以必須系統(tǒng)的分析和綜合考量。對于巖質(zhì)邊坡來說，它不是單獨(dú)的一塊，而是由各種各樣的結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面組成，就結(jié)構(gòu)來劃分有：層狀、碎裂狀、塊狀、散體狀等。不同的結(jié)構(gòu)類型其變形特征和力學(xué)特征各不相同，塊狀結(jié)構(gòu)是整體強(qiáng)度最高的一種，即使在震動下仍可保持穩(wěn)定；而碎裂結(jié)構(gòu)則對震動的反應(yīng)較為強(qiáng)烈，容易造成崩塌、落石和滑動情況。除了巖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之外，我們還需注意巖性組合的影響。不同的巖性組合對于公路邊坡產(chǎn)生滑坡的影響程度各不相同。（2）水文地質(zhì)條件：它對高邊坡穩(wěn)定性的影響，不僅變現(xiàn)在地下水位的埋深情況，而且邊坡地下水的補(bǔ)充、徑流、排除也對邊坡影響較大。如果地下水埋深較小時，外界震動影響導(dǎo)致孔隙水壓力增大，不斷累積后造成邊坡永久位移，當(dāng)位移積累到一定程度后，就會造成邊坡失穩(wěn)滑坡。根據(jù)上述影響不難看出，邊坡地下水的補(bǔ)、徑、排在外界震動影響下對排除孔隙水的壓力的重要性，所以如果地下水能夠及時、順暢的排除，就不易造成孔隙水壓力增大，降低邊坡失穩(wěn)的出現(xiàn)幾率。某些軟弱巖體如泥巖、頁巖、片巖、板巖、易風(fēng)化的巖漿巖及粘土組成的巖體，具有較高的膨脹性和親水性，抗剪能力差，遇水后表面即會軟化或泥化，在干濕交替下產(chǎn)生高收縮性，導(dǎo)致巖體中裂縫不斷增大，地表水從裂縫中深入坡體，影響其穩(wěn)定性。（3）邊坡坡形的影響。坡形對于邊坡穩(wěn)定性影響也很大，從角度來說：20度以下和50度以上很少發(fā)生滑坡，而30度～50度斜坡則很容易發(fā)生滑坡病害，70度～80度的斜坡易發(fā)生崩塌，大于80時則很少崩塌。從坡形來說，直線型邊坡較為穩(wěn)定，而凹坡和凸坡則容易發(fā)生崩塌和滑坡。（4）人為因素：山坡地使用中自然植被的改變、破壞，失去水土保持功能，容易造成邊坡崩塌病害；邊坡坡頂?shù)牟划?dāng)加載，導(dǎo)致下滑力增大，且超過自身載荷能力時，也會形成邊坡破壞；另外邊溝回填中填方未能充分壓實(shí)，土體內(nèi)部松散、變形、沉陷，采空區(qū)和隧道開挖等影響，也會造成邊坡先沉陷后滑坡的情況。

3 高速公路高邊坡病害的預(yù)防與治理

高速公路建設(shè)里程長，常會穿越不同的構(gòu)造和狀態(tài)的地質(zhì)帶，高邊坡工程是一種特殊的巖土工程，它的穩(wěn)定性隱患是多方面原因造成的，總結(jié)近年來高速公路高邊坡失穩(wěn)破壞的大量事例，我們務(wù)必要做好設(shè)計選線、地質(zhì)勘查、施工控制和養(yǎng)護(hù)管理的工作?？偨Y(jié)如下：（1）在工程可行性研究階段的高速公路選線時，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，應(yīng)貫徹“地質(zhì)選線”的原則，盡量避開不良地質(zhì)地段。如大型老滑坡、崩塌、坍塌連續(xù)分布地段，以及巖層順傾地段，避免開挖后老滑坡復(fù)活和產(chǎn)生大量新滑坡。重視高邊坡的工程地質(zhì)勘察，盡量減少高邊坡數(shù)量，降低高邊坡高度，改變路線勘察中重橋隧輕路基的狀況。據(jù)統(tǒng)計，施工后發(fā)生問題的高邊坡失穩(wěn)破壞，其主要原因是前期地質(zhì)勘察資料不足，設(shè)計的坡形、坡高和坡率不符合坡體巖土的實(shí)際情況。若能在勘察期間查清高邊坡的地質(zhì)情況及可能的變形類型，就可以與隧道和橋梁方案或移線方案作比較，減少高邊坡的數(shù)量，降低高邊坡的高度，設(shè)計符合實(shí)際的坡形，減少高邊坡發(fā)生變形的可能。（2）高邊坡設(shè)計是一類特殊設(shè)計，設(shè)計初期應(yīng)盡可能詳細(xì)了解邊坡地段的地形地貌、地層巖性、風(fēng)化破碎程度、構(gòu)造、坡體結(jié)構(gòu)和地下水分布，掌握自然斜坡的穩(wěn)定狀況，預(yù)測邊坡失穩(wěn)的破壞類型和規(guī)模，在此基礎(chǔ)上篩選出對路線、工程造價具有重大影響的工點(diǎn)邊坡，對其進(jìn)行專項的工點(diǎn)勘察、工點(diǎn)設(shè)計，重點(diǎn)對高邊坡的設(shè)計思路、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計原則及設(shè)計方法進(jìn)行討論，合理控制建設(shè)用地、工程造價，設(shè)計出穩(wěn)定合理的坡形、坡率和坡高及相應(yīng)的加固、排水和防護(hù)措施，并對施工方法提出嚴(yán)格而詳細(xì)的要求。（3）高邊坡的開挖施工階段：覆蓋層開挖前，要注意清理邊坡的風(fēng)化巖塊、堆積物、殘積物和滑坡體，按設(shè)計要求完成截水、排水溝的施工，驗證排水效果，防止地表水和地下水對施工的影響。在覆蓋層開挖過程中，如出現(xiàn)裂縫或滑移跡象，應(yīng)立即暫停施工并將施工人員及設(shè)備撤至安全區(qū)域，在查清原因、采取可靠的安全措施后方可恢復(fù)施工。邊坡石方開挖采取自上而下的開挖方式，同時應(yīng)作好邊坡開口線上下一定范圍內(nèi)的鎖口和錨固工作。對于邊坡易風(fēng)化破碎或不穩(wěn)定的巖體，應(yīng)先做好施工安全防護(hù)，邊開挖邊支護(hù)。在有斷層和裂隙發(fā)育等地質(zhì)缺陷的部位，應(yīng)在支護(hù)作業(yè)完成后才能進(jìn)行下一層的開挖。（4）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。對于高速公路養(yǎng)護(hù)工作中的高邊坡養(yǎng)護(hù)，應(yīng)建立相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理制度，明確養(yǎng)護(hù)內(nèi)容及操作、監(jiān)測規(guī)范，委托有資質(zhì)的單位和技術(shù)人員進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性試算，根據(jù)穩(wěn)定性將其劃分為穩(wěn)定邊坡、基本穩(wěn)定邊坡、欠穩(wěn)定邊坡和不穩(wěn)定邊坡四個等級，建立重點(diǎn)邊坡、特殊邊坡的專項檔案，記錄邊坡的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、日常檢查情況、歷史維修記錄、病害情況及相應(yīng)的工程照片資料等，進(jìn)行動態(tài)的養(yǎng)護(hù)管理。

4 結(jié)語

交通安全是建設(shè)的第一要務(wù)，邊坡的穩(wěn)定是保證安全避免坍塌事故的前提，我們要特別重視高速公路中高邊坡的設(shè)計和修筑，它是一項高度匯集各學(xué)科知識的科學(xué)領(lǐng)域。在實(shí)際工作中，要以理論結(jié)合實(shí)際，從巖土高邊坡的地質(zhì)機(jī)理入手分析，通過實(shí)際工程經(jīng)驗，不斷分析和總結(jié)，提高公路高邊坡的穩(wěn)定性，保證公路交通安全暢通。

參考文獻(xiàn)：

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