高速公路邊坡加固與防護(hù)技術(shù)研究

■李德周

（浙江華東建設(shè)工程有限公司 浙江杭州310030）

高速公路邊坡加固與防護(hù)技術(shù)研究

■李德周

（浙江華東建設(shè)工程有限公司 浙江杭州310030）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通出行在人們心中的地位也越來(lái)越重要，高速公路的建設(shè)也日益被人們所重視，其中邊坡的加固與防護(hù)也顯得尤為重要。近幾年來(lái)，高速公路的大部分交通事故都是與其邊坡有著密切的聯(lián)系。本文以邊坡工程為研究對(duì)象，重點(diǎn)探討高速公路邊坡加固與防護(hù)技術(shù)，保證邊坡的穩(wěn)定性，保證交通安全。

邊坡加固與防護(hù)穩(wěn)定性交通安全

人工或自然形成的斜坡就是我們所謂的邊坡，在邊坡場(chǎng)地進(jìn)行著人類(lèi)工程活動(dòng)、建設(shè)或改造一個(gè)工程體系。那么在高速公路的施工過(guò)程中，便會(huì)人工地形成斜坡，最終成為邊坡。同時(shí)高速公路設(shè)施能否安全運(yùn)營(yíng)以及建設(shè)成本的高低也取決于路基邊坡與路塹邊坡的是否穩(wěn)定。所以，這就從另一方面反映出邊坡工程在高速公路建設(shè)中的重要作用與意義，它不僅與構(gòu)筑物的安全及正常使用有密切關(guān)系，還影響著構(gòu)造物的建設(shè)成本。

1　導(dǎo)致邊坡破壞的因素

（1）崩塌。崩塌是指處在上面的巖土層向下墜落、滾動(dòng)，又或者是碰撞，最終在重力的作用下大量堆積在坡腳的地質(zhì)現(xiàn)象。產(chǎn)生崩塌的原因多種多樣，它常常是我們始料未及的，會(huì)在我們通常想不到的地方發(fā)生。同時(shí)一旦產(chǎn)生崩塌，就一定會(huì)造成不同程度的危害。另外崩塌的破壞力極強(qiáng)，它具有明顯的氣流，從而導(dǎo)致細(xì)小的顆粒物發(fā)生類(lèi)似爆炸的現(xiàn)象，使其因此運(yùn)動(dòng)到更遠(yuǎn)的地方，造成更廣的傷害。（2）滑坡?；率侵笌r石層或土層，在河流的沖刷下，又或者受到地下水活動(dòng)或地震等重力因素的影響，坡體內(nèi)的軟弱帶，其中的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了明顯的變化，又或者是因?yàn)槟承┧l(fā)生與土體內(nèi)部細(xì)微的理化學(xué)作用，使其強(qiáng)度明顯降低，并且導(dǎo)致土體沿著一定的軟弱面或軟弱帶，順坡向下滑動(dòng)的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。然而滑坡的形態(tài)和特征也是千奇百怪的，這主要取決于所處的地質(zhì)屬性與其它一些外在的因素。（3）錯(cuò)落。錯(cuò)落是來(lái)源于鐵路部門(mén)的一種破壞特征，現(xiàn)在也出現(xiàn)在高速公路中。錯(cuò)落與其他的破壞形式有著明顯的不同，所以需要獨(dú)立的分析。錯(cuò)落之所以特殊，這是它的本質(zhì)屬性決定的，也就是它容易變形與被破壞，因?yàn)樗膸r石基座一般非常軟弱。錯(cuò)落體底部一般有一層松軟破碎、有厚度的軟弱墊層，從而引起坡體垂直向下的變形破壞。

2　影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（1）地形地貌。自然環(huán)境中所形成的邊坡是其所處地質(zhì)環(huán)境所決定的，經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)的演化過(guò)程而逐漸形成的。對(duì)邊坡工程建設(shè)而言，原來(lái)穩(wěn)定自然坡體在人工開(kāi)挖、擾動(dòng)情況下，影響坡體的原有的平衡，其開(kāi)挖后的坡面形式、對(duì)于坡體的擾動(dòng)程度都在直接影響整個(gè)坡體的平衡。（2）地層巖性。地層巖的屬性也會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性有重要的影響，其中包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，這都是我們不可忽視的一個(gè)因素。（3）水的作用和影響。大氣降雨作為坡體變形破壞的一種觸發(fā)因素，直接體現(xiàn)在降雨期間的地表徑流，間接的體現(xiàn)就是地表水滲入而變化為地下水，坡體的破壞變形就由內(nèi)部微小的變化轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠棵黠@的破壞形式。當(dāng)?shù)叵滤趲r石裂隙中存在時(shí)，靜水壓力就會(huì)產(chǎn)生并作用于巖體，導(dǎo)致其強(qiáng)度變?nèi)酰罱K發(fā)生變形破壞。坡體聚集的水體通常是由降雨滲入轉(zhuǎn)化為地下水的。（4）坡體結(jié)構(gòu)。邊坡巖石體在力學(xué)方面也有很多特性，這些特性也是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素，比如它的非均勻性、不連續(xù)性和各向異性，這些結(jié)構(gòu)特性都會(huì)決定著邊坡的穩(wěn)定性。不同的坡體結(jié)構(gòu)特征，在很多方面會(huì)體現(xiàn)出各種不同的穩(wěn)定條件，這僅僅是因?yàn)檫吰陆Y(jié)構(gòu)類(lèi)型決定邊坡的破壞形式。（5）地震。地震作用在使巖土體增加下滑力的同時(shí)，還常會(huì)出現(xiàn)地震累計(jì)效應(yīng)。巖土體在受到地震的影響作用下，它的超孔隙水壓力明顯增加，從而使得巖土體的強(qiáng)度有所降低。邊坡穩(wěn)定性中地震就是一種波動(dòng)力，它導(dǎo)致邊坡巖土體結(jié)構(gòu)松動(dòng)，使邊坡瞬間失穩(wěn)。

3　常用的邊坡防護(hù)加固措施及技術(shù)

邊坡防護(hù)加固工程措施根據(jù)其工程的目的與設(shè)計(jì)要求可以分為三種主要類(lèi)型：一類(lèi)是，對(duì)于穩(wěn)定或基于穩(wěn)定的邊坡工程，采取工程防護(hù)措施，因?yàn)閮H需要對(duì)邊坡表層或局部出現(xiàn)的可能變形破壞，這就是所謂的邊坡普通防護(hù)措施；另一類(lèi)是，對(duì)不穩(wěn)定或穩(wěn)定性較差的邊坡工程，即邊坡在失穩(wěn)變形和破壞的邊坡需要采取有效地支擋或加固工程措施；還有一類(lèi)就是，對(duì)于設(shè)計(jì)邊坡存在不穩(wěn)定的因素情況下，主要針對(duì)水對(duì)邊坡的穩(wěn)定性的作用和影響，即邊坡防排水工程措施。

（1）邊坡普通防護(hù)措施主要包括噴錨防護(hù)工程、砌石防護(hù)工程和柔性防護(hù)工程等。同時(shí)砌石防護(hù)工程還包括漿砌片石護(hù)坡防護(hù)、漿砌片石護(hù)面墻防護(hù)、人字拱型或網(wǎng)格骨架植草防護(hù)等。（2）邊坡錨固工程有錨桿框架、錨桿地梁、錨桿墩墊，以及錨桿樁墻等工程措施。另外支擋工程主要就是采用路塹擋墻、半擋墻、預(yù)加固樁等措施；（3）防排水工程可以分為三種，其中包括地表、地下排水工程、路塹邊坡以及生態(tài)防護(hù)。地表排水工程主要包括坡腳排水溝、平臺(tái)排水溝、坡頂截水溝、坡面急流槽，及其區(qū)段路基排水系統(tǒng)；路塹邊坡地下排水工程主要包括邊坡滲溝、支撐盲溝和泄水隧道工程措施等。在選擇防護(hù)加固工程措施的同時(shí)，通常需要考查很多方面，其中最主要的就是邊坡巖石組成、設(shè)計(jì)坡率、坡體結(jié)構(gòu)等，潛在失穩(wěn)模式、病害產(chǎn)生原因及主要觸發(fā)因素等，經(jīng)過(guò)分析總結(jié)，可以歸納為普通防護(hù)工程對(duì)策、以及潛在失穩(wěn)模式設(shè)計(jì)的支擋加固工程對(duì)策和基于邊坡病害的觸發(fā)原因與影響因素的減避增強(qiáng)工程對(duì)策。其總體思路就是：通過(guò)詳細(xì)調(diào)查邊坡地形、地質(zhì)和水文條件，認(rèn)真研究和確定邊坡潛在的病害性質(zhì)、成因類(lèi)型、體積規(guī)模、活動(dòng)狀態(tài)、穩(wěn)定程度和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)要結(jié)合高速公路的重要程度、施工條件及其它各種情況，綜合設(shè)計(jì)防護(hù)加固工程對(duì)策，確保邊坡穩(wěn)定與交通安全。（1）普通邊坡加固措施。常用的普通邊坡加固工程措施有砌石防護(hù)、窗孔砌石防護(hù)、噴播植草防護(hù)、客土植草防護(hù)和基材植草防護(hù)、噴錨防護(hù)、柔性防護(hù)等等。（2）支擋加固工程措施。常用的支擋加固工程措施有路塹擋墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨桿加固和淺層系統(tǒng)錨桿加固等等。（3）減避增強(qiáng)工程措施。常用的減避增強(qiáng)工程措施包括植被防護(hù)、地表截排水等地表防排水工程措施，以及盲溝滲透排水、平式鉆孔排水、排水隧道洞等地下水引排工程措施，另外還有減重反壓工程，樁墻支擋工程，預(yù)應(yīng)力錨固工程，以及改坡刷方工程等措施。

4　總結(jié)

通過(guò)本文分析可以看出，高速公路邊坡防護(hù)與加固是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，其中邊坡的穩(wěn)定性分析又是一個(gè)精細(xì)卻又繁雜的課題。近幾年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模的不斷加大，交通道路工程的穩(wěn)定與安全建設(shè)迅速發(fā)展，高速公路對(duì)邊坡的穩(wěn)定與安全要求正在被大多數(shù)的學(xué)者所研究，人們?cè)絹?lái)越重視高速公路邊坡的防護(hù)與加固，本文給出的幾種防護(hù)加固方法，可以根據(jù)特定的情況，研究分析，從而采取相應(yīng)的措施。

[1]程良奎.巖土錨固 [M].北京：中國(guó)建筑工程出版社，2003.

[2]程建軍.路塹邊坡變形特征與發(fā)展規(guī)律及安全檢測(cè)評(píng)估方法研究 [M].北京：鐵道科學(xué)院研究所博士學(xué)位論文，2008.

[3]霍明，王恭先.中國(guó)典型工程邊坡：交通工程卷 [M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 譚文輝，蔡美輝. 邊坡工程廣義可靠性理論與實(shí)踐[J] .北京：科學(xué)出版社，2010.

U213.1+58[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-374-1

李德周（1984～），男，本科，工程師。