山區(qū)高速公路高邊坡防護(hù)類型與養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)淺析

程祥俊

(安徽省交通控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230031)

0 引 言

安徽省地形地貌呈現(xiàn)多樣性——平原、丘陵、山區(qū)等(平原面積約占全省總面積45%，丘陵區(qū)約占總面積55%)，可將全省分成淮河平原區(qū)、江淮臺(tái)地丘陵區(qū)、皖西丘陵山地區(qū)、沿江平原區(qū)、皖南丘陵山地五個(gè)地貌區(qū)，高速公路的路基防護(hù)型式也因路段所處的地區(qū)不同而有所差異。

1 安徽山區(qū)高速公路高邊坡路基現(xiàn)狀

山區(qū)公路地形地質(zhì)較為復(fù)雜，受公路路線平面和縱面技術(shù)指標(biāo)限制，在山區(qū)修筑高速公路，不可避免地高填深挖路基較多。從高速公路建設(shè)情況看，當(dāng)土質(zhì)或類土質(zhì)(全強(qiáng)風(fēng)化層)路塹邊坡高度大于20 m，巖石路塹邊坡高度大于30 m時(shí)，穩(wěn)定性差與不穩(wěn)定的高邊坡較多。考慮到高速公路營(yíng)運(yùn)安全，安徽省將高度大于10 m以上路段被列為重點(diǎn)關(guān)注的路段。截至2018年底，安徽高速公路里程達(dá)到4 836 km，其中邊坡高度在10 m以上的路段里程大約有270 km(單邊)。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我省以高速公路為首的基礎(chǔ)建設(shè)迅速向山區(qū)推進(jìn)，皖南山區(qū)和大別山區(qū)的部分高速公路的路齡已達(dá)10年以上，這些高速公路設(shè)有不少高邊坡和高擋墻防護(hù)設(shè)施，受地質(zhì)原因、施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)方案的缺陷，或者養(yǎng)護(hù)不到位等原因，某些防護(hù)設(shè)施在每年雨季抵御水毀方面顯得較脆弱。針對(duì)高邊坡路段，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中對(duì)路基病害做到早發(fā)現(xiàn)、早治理是減少經(jīng)濟(jì)損失和確保高速公路安全運(yùn)營(yíng)的有力措施。

2 高速公路路基病害特征

高速公路邊坡一般在建設(shè)期均進(jìn)行了必要的支護(hù)，但由于地質(zhì)問(wèn)題的復(fù)雜性、模糊性和不確定性，高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，在一些不可確定因素作用下，邊坡仍可能出現(xiàn)變形甚至失穩(wěn)，威脅高速公路營(yíng)運(yùn)安全，造成難以估計(jì)的損失。路基的防護(hù)與加固工程不僅可以穩(wěn)定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用耐久性。

根據(jù)路基工程病害特征，路基病害主要有以下幾種：

(1)邊坡坍塌:主要由于雨水滲入路基，使其抗剪強(qiáng)度降低，抗滑力減小。

(2)排水設(shè)施破壞：主要由水流沖刷導(dǎo)致。

(3)支擋建筑物破壞：主要原因有泄水孔堵塞、反濾層設(shè)置不當(dāng)、基礎(chǔ)埋置深度過(guò)淺、斷面尺寸過(guò)小、基底承載力不足等。

(4)路基沉降：主要原因?yàn)槁坊盍喜幻軐?shí)。

3 路基防護(hù)與加固設(shè)施類型

路基防護(hù)與加固設(shè)施主要有以下幾種類型，見(jiàn)表1。

表1 路基防護(hù)與加固設(shè)施一覽表

4 山區(qū)高速公路高邊坡防護(hù)類型與養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

4.1 掛網(wǎng)客土噴播防護(hù)

4.1.1 工藝簡(jiǎn)介

“掛網(wǎng)”一般使用的是土工合成材料。這種技術(shù)綜合了土工網(wǎng)和植物護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，起到了復(fù)合護(hù)坡的作用。土工網(wǎng)的存在，對(duì)減少邊坡土壤的水分蒸發(fā)、增加入滲量有良好的作用。同時(shí)，由于土工網(wǎng)材料一般為聚乙烯，具有吸熱保溫的作用，可促進(jìn)種子發(fā)芽，有利于植物生長(zhǎng)。

4.1.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

對(duì)于新通車的高速公路，在接養(yǎng)時(shí)要對(duì)客土噴播的土質(zhì)邊坡進(jìn)行一次全面檢查，如果邊坡綠化僅種植草皮的，則建議對(duì)坡面進(jìn)行灌木的補(bǔ)植，一方面可以對(duì)邊坡的穩(wěn)定起到重要作用，另一方面可以阻擋雨水直接對(duì)坡面的沖刷。當(dāng)發(fā)現(xiàn)坡面出現(xiàn)小的弧狀裂縫時(shí)，說(shuō)明該邊坡有可能要發(fā)生局部坡面坍塌，對(duì)裂縫位置首先要進(jìn)行覆蓋，然后及時(shí)采用黏土填補(bǔ)，防止水下滲發(fā)生坍塌。有條件的可以在坡腳處增設(shè)矮腳墻支撐。

4.2 礦料防護(hù)(無(wú)機(jī)物防護(hù))

4.2.1 工藝簡(jiǎn)介

當(dāng)不宜使用植物防護(hù)或考慮就地取材時(shí)，可以設(shè)置漿砌塊片石護(hù)面墻。護(hù)面墻是漿砌片石的坡面覆蓋層，用于封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡。護(hù)面墻高一般不超過(guò)10 m，墻身應(yīng)預(yù)留泄水孔，基礎(chǔ)要求穩(wěn)固，頂部應(yīng)封閉。

4.2.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期檢查護(hù)面墻有無(wú)鼓包、開(kāi)裂、變形。如發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象，建議挖除變形部分，采用漿砌塊石進(jìn)行換填修補(bǔ)或灌入自密實(shí)砂漿。必要時(shí)可采用水泥混凝土澆筑。

(2) 檢查水泥砂漿勾縫有無(wú)脫落變形，如發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象，要清除原勾縫，重新進(jìn)行砂漿勾縫。

(3) 檢查坡面有無(wú)滲水點(diǎn)，通常滲水點(diǎn)都出現(xiàn)在墻的下部，如發(fā)現(xiàn)滲水點(diǎn)，建議增設(shè)仰斜排水孔。

4.3 擋土墻結(jié)合拱護(hù)、噴播植草等防護(hù)

4.3.1 工藝簡(jiǎn)介

這類防護(hù)工程設(shè)計(jì)主要針對(duì)坡腳為土質(zhì)或風(fēng)化較嚴(yán)重的坡體。

4.3.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期檢查坡腳處擋墻有無(wú)發(fā)生水平推移，擋墻傾斜、沉降斷裂、挖方段縱向排水溝有無(wú)推移變形、路面有無(wú)鼓包等現(xiàn)象。

(2) 檢查坡面有無(wú)出現(xiàn)縱向裂縫，出現(xiàn)裂縫要及時(shí)采用黏土填塞補(bǔ)縫。

(3) 如坡面發(fā)生小型局部滑塌，可采用開(kāi)挖臺(tái)階方法清除滑塌的松散體，再對(duì)坡面進(jìn)行回填修復(fù)?；靥羁刹捎么a砌植生袋。

4.4 掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)

4.4.1 工藝簡(jiǎn)介

這種防護(hù)形式主要針對(duì)某些邊坡受征地等影響，開(kāi)挖的坡率較陡，一般在1∶(0.5～0.75)的非土質(zhì)邊坡，巖體風(fēng)化程度不均的坡面。防護(hù)結(jié)構(gòu)是在坡面上梅花形設(shè)置錨桿，在坡面上掛鋼筋網(wǎng)后，噴射12～15 cm厚的混凝土，這種屬于可受力的防護(hù)結(jié)構(gòu)。

4.4.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期對(duì)坡面進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)護(hù)面開(kāi)裂變形，有可能局部坡面會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)。

(2) 如果發(fā)現(xiàn)坡頂山體面與混凝土層之間發(fā)生脫空，要及時(shí)采用細(xì)石混凝土進(jìn)行封堵。

(3) 如果坡頂設(shè)有截水溝，要定期清理截水溝，發(fā)現(xiàn)截水溝開(kāi)裂破損的要及時(shí)修復(fù)。

4.5 錨桿、錨索框架梁防護(hù)

4.5.1 工藝簡(jiǎn)介

這種防護(hù)一般是針對(duì)欠穩(wěn)定、不穩(wěn)定、巖石比較破碎的山體。坡率設(shè)置一般在1∶(0.5～1)。土質(zhì)邊坡一般不采用這種防護(hù)形式。

4.5.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期對(duì)框架梁進(jìn)行檢查，主要檢查框架梁有無(wú)斷裂變形。

(2) 不僅要對(duì)防護(hù)的坡面進(jìn)行檢查，還應(yīng)對(duì)未開(kāi)挖的山體上方定期檢查。

(3) 要檢查每級(jí)平臺(tái)排水溝和坡頂截水溝是否暢通，并定期清理。發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂變形要及時(shí)修復(fù)。

4.6 抗滑樁防護(hù)

4.6.1 工藝簡(jiǎn)介

有木樁、鋼樁和鋼筋混凝土樁，其中鋼筋混凝土樁是邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣。這種防護(hù)一般是針對(duì)大、中、小型滑坡體的防護(hù)，是目前國(guó)內(nèi)最高級(jí)別的防護(hù)形式。

4.6.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期檢查抗滑樁有無(wú)傾斜變形、混凝土開(kāi)裂，檢查山體有無(wú)裂縫變形。

(2) 定期檢查與之配套的防護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，如錨桿、錨索框架防護(hù)、擋墻、拱護(hù)防護(hù)等。

4.7 重力式路肩高擋墻

4.7.1 工藝簡(jiǎn)介

為節(jié)約占地和節(jié)省填方而設(shè)置的支擋結(jié)構(gòu)。這種路肩高擋墻在我省皖南山區(qū)和大別山區(qū)高速公路上設(shè)置較多，結(jié)構(gòu)材料主要以漿砌塊片石和現(xiàn)澆混凝土為主。

4.7.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 漿砌塊片石路肩高擋墻出問(wèn)題，一般都是由于砌筑質(zhì)量不高造成倒塌的。倒塌的外界因素主要是水、路基填料種類以及地基承載力三大因素。

(2) 定期對(duì)高擋墻進(jìn)行檢查，尤其是雨季。當(dāng)發(fā)現(xiàn)高擋墻墻身鼓包、勾縫脫落、墻身不規(guī)則的裂縫、墻體整體推移、路面出現(xiàn)縱向裂縫等現(xiàn)象時(shí)，意味著擋墻可能已經(jīng)失穩(wěn)。

4.8 重力式路堤擋墻

4.8.1 工藝簡(jiǎn)介

對(duì)于山區(qū)多級(jí)挖方邊坡，一般在第一級(jí)設(shè)置該類擋墻。設(shè)置該類擋墻對(duì)整體邊坡的穩(wěn)定起到較重要的作用。

4.8.2 養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

(1) 定期檢查擋墻是否出現(xiàn)傾斜、沉降斷裂、推移、鼓包、開(kāi)裂等。如出現(xiàn)該類情況，說(shuō)明墻后山體可能已發(fā)生局部變形。

(2) 發(fā)現(xiàn)擋墻上方坡體出現(xiàn)橫向裂縫或錯(cuò)臺(tái)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用黏土進(jìn)行封閉，來(lái)不及封閉的可暫時(shí)進(jìn)行覆蓋。

(3) 擋墻的泄水孔一般在使用若干年后被淤塞的現(xiàn)象較多，需定期進(jìn)行鉆孔疏通。

5 結(jié)束語(yǔ)

山區(qū)高速完全避開(kāi)不良路段是不現(xiàn)實(shí)的，因此，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)初期就應(yīng)根據(jù)公路的功能和等級(jí)，遵循因地制宜、就地取材、節(jié)約土地、保護(hù)環(huán)境的原則，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比選，合理確定路基防護(hù)方案，做好綜合設(shè)計(jì);同時(shí)，針對(duì)高邊坡等特殊路段，還應(yīng)提供后期養(yǎng)護(hù)觀測(cè)方案和定期邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)策略。