高速公路邊坡加固與防護對策

宋本宇

摘 要：對于高速公路來說，其邊坡位置是非常重要的一個部分。對高速公路邊坡的加固能夠提高道路的質(zhì)量，促進交通的正常運行。因此，對高速公路的邊坡加固和防護技術(shù)的應(yīng)用就變得尤為重要。主要通過對高速公路邊坡加固與防護技術(shù)的深入探討，旨在給相關(guān)工作人員提供一定的借鑒，為我國公路建設(shè)作出一定的貢獻。

關(guān)鍵詞：高速公路；邊坡；防護加固

經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了高速公路建設(shè)逐漸延伸至山區(qū)丘陵等地形復(fù)雜區(qū)域，使高速公路建設(shè)面臨的技術(shù)難題日益增多，其中較為重要的技術(shù)問題就是邊坡開挖與防護，邊坡開挖有易引起地質(zhì)災(zāi)害并不可預(yù)見地增大投資，延誤建設(shè)工期，嚴重的還會導(dǎo)致人員重大傷亡。高速公路邊坡可分為自然邊坡與人工邊坡兩種，自然邊坡經(jīng)開挖或填筑等人為處理過程就轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯み吰?。高速公路因絕大部分都具有較長的線路，途徑地質(zhì)水文條件各異的環(huán)境，邊坡由風化程度不同的巖層構(gòu)成，具有種類繁多且復(fù)雜的特點，易于發(fā)生滑坡、崩塌與泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

1 影響邊坡穩(wěn)定的因素

由于高速公路特殊的地理位置，其穩(wěn)定性受到很多因素的影 響，但是主要有兩大類：一是自然環(huán)境；二是人為因素。

1.1 人為因素。在高速公路的建設(shè)中，由于施工人員的專業(yè)技能或者是綜合素質(zhì)低下等原因，使得高速公路的建設(shè)存在著一定的不完善現(xiàn)象。對于建設(shè)材料的選擇沒有按照相關(guān)的規(guī)定進行；對于道路建設(shè)工作的性質(zhì)認識程度不高；受到經(jīng)濟利益的趨勢，在建設(shè)的過程中偷工減料，盲目地追求速度，忽視了質(zhì)量。在前期的設(shè)計中，缺乏專業(yè)的設(shè)計人才，有些技術(shù)上的工作沒有按照要求完成。同時，對于后期的養(yǎng)護工作做得不到位，使得高速公路在使用中出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。

1.2 自然因素。高速公路和普通的道路相比，其車輛的形式數(shù)量較多，其承載能力有限。而且，高速公路要經(jīng)過風吹日曬，一些建設(shè)原材料在受到高溫或是低溫的情況下就會產(chǎn)生一定物理或是化學(xué)反應(yīng)，使得高速公路的質(zhì)量受到一定的影響。同時，公路的地形也很復(fù)雜，地質(zhì)也有很大的差異。

2 分析邊坡穩(wěn)定性的方法

2.1 定性分析法。定性分析法主要利用勘察的工程地質(zhì)條件，綜合分析對邊坡穩(wěn)定的地質(zhì)地貌、氣候水文、運動構(gòu)造等因素產(chǎn)生的影響，進而實現(xiàn)對引起邊坡破壞方式及可能性的分析。通常較為常用的有圖解法、歷史分析法及類比法等幾種方法。

圖解法能夠?qū)吰陆Y(jié)構(gòu)類型進行快速直觀確定，明確分辨主要與次要結(jié)構(gòu)面，并對不穩(wěn)定塊體的形狀規(guī)模進行判斷，對滑動方向等趨勢進行較準確地預(yù)測，常用的圖解法有摩擦圓法、實體比例投影法及赤平極射投影法等。自然歷史分析法是以邊坡巖體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形式作為重要依據(jù)，基于地質(zhì)條件的歷史演變對斜坡穩(wěn)定性與發(fā)展趨勢進行評價，分析天然斜坡的穩(wěn)定性是該方法的主要應(yīng)用。

目前，工程地質(zhì)類比法是一種分析邊坡穩(wěn)定性的常用方法，可靠性由于不同評判人的不同層次水平與經(jīng)驗，在主觀上具有較大的隨意性。

傳統(tǒng)類比方法可包括地質(zhì)現(xiàn)象觀測判斷法與自然斜坡類比法等?；谊P(guān)聯(lián)分析法作為一種新興分析方法，能夠?qū)σ蛑饔^隨意性而產(chǎn)生的不足在一定程度進行有效解決，類比法被引入到定量分析中，使結(jié)果與實際相符的情況得到有力保證。

2.2 定量分析法。在定量分析法中的有限元法與極限平衡分析法比較常用。經(jīng)典極限分析法在均質(zhì)材料中比較適用，基于對危險滑動面的假設(shè)而將該假設(shè)計算相應(yīng)穩(wěn)定安全系數(shù)，這正是極限平衡分析法中存在的不足之處。由于不存在絕對均質(zhì)的巖體，假設(shè)的各種滑動面也不能將巖體破壞狀態(tài)被真實反應(yīng)出來。彈塑性極限平衡法能夠?qū)⒔?jīng)典極限分析法的不足之處進行解決，邊坡應(yīng)力與應(yīng)變可以確定極限平衡狀態(tài)，不需要對最小安全系數(shù)進行反復(fù)計算，使工作量明顯減輕，進而使準確率得到有效提高。

有限元法可以實現(xiàn)對經(jīng)典極限分析法的不足指出的彌補，對非均質(zhì)巖體問題進行處理，易于掌握，應(yīng)用范圍較廣，實用性較強，可與計算機有效結(jié)合，使運算速度明顯提高。

2.3 不確定性分析法。模糊綜合評價法結(jié)合了模糊評判與層次分析，對邊坡穩(wěn)定的多種影響影響因素進行分析，分層劃分多種因素后獲得影響邊坡穩(wěn)定性的各種指標。人工智能方法在解決大型復(fù)雜問題中比較適用，利用群體概率對全局收斂法進行迭代，具有較強的全局搜索能力。

3 邊坡加固技術(shù)

3.1 常見邊坡地質(zhì)災(zāi)害?；隆⒈浪c泥石流是在高速公路邊坡加固過程中常見的三大地質(zhì)，在重力作用下巖體沿軟弱面向下呈現(xiàn)整體滑動的現(xiàn)象被稱為滑坡，一般由于坡腳具有較軟的地基，多發(fā)于雨水作用下高速公路邊坡施工中，因為人為作用的施工易導(dǎo)致山坡下部臨空，巖土在外界條件作用下被逐漸軟化，進而引發(fā)災(zāi)害。滑坡在通車時不確定性很大，只要發(fā)生就會產(chǎn)生嚴重的損失。

崩塌，一般是指巖土巖軟弱面或裂隙產(chǎn)生脆性破壞的現(xiàn)象，具有突發(fā)性與瞬時性的特點，發(fā)生在高速公路施工與運營時會導(dǎo)致公路堵塞，對物流運輸與人們出行產(chǎn)生嚴重影響。

泥石流，通常指泥沙等大量液相顆粒沿斜坡產(chǎn)生快速沖瀉的現(xiàn)象，多發(fā)于地質(zhì)條件不佳的山區(qū)，高速公路施工過程中主要通過避繞措施將災(zāi)害影響降至最低程度。

3.2 邊坡加固處理技術(shù)措施。邊坡處理加固時要堅持簡單、有效的原則，根據(jù)實際情況采取有針對性地綜合有效措施，

減載、加載反壓、改良土質(zhì)、支擋及綜合加固等幾種方式是比較常見的邊坡加固方法。處理過程中要利用好自然條件，對圍巖狀態(tài)進行順應(yīng)協(xié)調(diào)，不僅能使邊坡下滑阻力減少，還能避免產(chǎn)生下滑的因素。

減載，對邊坡進行削頭與削坡，移除邊坡上部附近某些范圍內(nèi)巖體，使其總高度降低，減緩邊坡坡度，使兩方面的下滑力減少。減載分為主動與被動兩種減載方式，在開挖邊坡前已實施的被稱為主動減載，在開挖過程中完成的被稱為被動減載，結(jié)合邊坡附近環(huán)境進行實施，一般地理環(huán)境與周邊建筑物會影響削坡。加載反壓，在牽引式滑坡災(zāi)害中，能夠通過石跺的修建使抗滑土重增加，進而使坡體實現(xiàn)穩(wěn)定的效果。

排水，滑坡體內(nèi)的水采取地表與地下排水方式向坡體外一定范圍引出，使由于水作用引起的失穩(wěn)減輕。截水溝可修建在坡頂與坡面用于表面排水，使裂隙水壓力影響邊坡的不利之處盡可能減少，該方式能使巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性快速提高。地下排水影響坡體滲透性能及輸水能力等條件，可將地下水位有效降低，

4 邊坡防護決策

4.1 邊坡分類。邊坡根據(jù)組成物質(zhì)可分為巖質(zhì)、土質(zhì)及復(fù)合邊坡三種，不同邊坡類型要采取不同邊坡防護措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)效應(yīng)與完整性可將巖質(zhì)邊坡分為破碎巖質(zhì)邊坡、完整巖石邊坡及受優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面控制邊坡三種。土質(zhì)邊坡包括純土質(zhì)與類土質(zhì)兩種，類土質(zhì)邊坡破壞具有土質(zhì)與巖質(zhì)兩種邊坡的特征。復(fù)合式邊坡其上部一般為土質(zhì)，下部一般為巖質(zhì)，是一種在工程中比較多見的邊坡。

4.2 邊坡防護決策探討。公路邊坡根據(jù)其破壞類型與防護標準可大致劃分為五大類，將不同邊坡類型及高度的防護方式應(yīng)用工程經(jīng)驗類比法等進行初步分類。再結(jié)合邊坡類型采用有針對性的防護方式，巖質(zhì)邊坡分類一般采取模糊綜合評判方法，土質(zhì)邊坡采取極限平衡及工程經(jīng)驗類比法，類土質(zhì)邊坡根據(jù)巖質(zhì)邊坡進行模糊綜合分類，基于此基礎(chǔ)進行定量分析，對防護類型進行確定。復(fù)合式邊坡能根據(jù)不同區(qū)域的坡體，對各自區(qū)域的防護類型進行確定。

5 結(jié)語

在高速公路建設(shè)施工中，要將邊坡加固作為一項重要工作，并采取積極有效的防護對策，才能不斷提高高速公路的建設(shè)施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]賴志生，吳建英，馬建勛，等.散體結(jié)構(gòu)巖質(zhì)高邊坡的開挖參數(shù)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2010（24）.