山區(qū)高速公路路基邊坡防護研究

張飛

摘 要：隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，人們的生活逐漸得到了好轉(zhuǎn)，這從出行就可以看出來，除了建筑行業(yè)的崛起再則就是公路的建設(shè)，而人們出行的方式也從之前的徒步和自行車普及到了汽車，這就充分地體現(xiàn)出了公路的重要性。而我國大部分公路的建設(shè)地點大多都路經(jīng)一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，而且常年受到地質(zhì)災(zāi)害的影響，導(dǎo)致無論是建設(shè)設(shè)計還是維修都十分的困難，所以需要在設(shè)計的過程當(dāng)中將所有存在的問題都考慮到位，然后再根據(jù)實際情況進行路基防護設(shè)計，從而保證公路的有效運行。本文從山區(qū)高速公路路基邊坡防護設(shè)計的原則、山區(qū)高速公路路基邊坡受損的主要原因和類型以及山區(qū)高速公路路基邊坡防護的設(shè)計三個方面展開討論，對山區(qū)高速公路路基邊坡防護研究提出個人的見解。

關(guān)鍵詞：山區(qū);高速公路;路基邊坡;防護

中圖分類號：U416.14 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

在高速公路的設(shè)計及施工當(dāng)中，路基邊坡防護十分重要，它決定著高速公路的質(zhì)量，包括穩(wěn)定性和耐久性，都有著極大的影響。但是因為高速公路常年都暴露在自然環(huán)境當(dāng)中，極其容易受到自然災(zāi)害和人為等各種因素的影響而發(fā)生變化，這樣就會對高速公路的邊坡造成一定的破壞，導(dǎo)致其無法正常使用，甚至?xí)l(fā)一些災(zāi)害。而在設(shè)計人員進行路基邊坡安全防護的設(shè)計過程當(dāng)中，如果他們的認(rèn)識程度不足的話就會使防護效果不合理，比方說施工人員的工作流程不夠規(guī)范，這樣的話在建設(shè)后公路的質(zhì)量就比較低，極其容易出現(xiàn)變形、失衡，甚至出現(xiàn)塌陷的情況，不僅會增加額外的資金投入，甚至?xí)θ藗兊纳拓敭a(chǎn)造成威脅。所以，對于高速公路路基邊坡的防護設(shè)計至關(guān)重要。

1 山區(qū)高速公路路基邊坡防護設(shè)計的原則

一般情況下，高速公路對于寬度、長度以及承載程度都有一定的要求，這些都為路基的設(shè)計提供基礎(chǔ)[1]。近些年在人類對自然生態(tài)環(huán)境的不斷破壞下，很多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)呈現(xiàn)出十分脆弱的狀態(tài)，這對于高速公路也有影響。所以在進行高速公路的路基設(shè)計當(dāng)中，必須要考慮到不破壞自然生態(tài)環(huán)境的具體事宜，根據(jù)沿線的一些自然景觀進行考察，然后再去考慮對路基的邊坡防護問題。對于高速公路的邊坡路基防護的原則有：需要既經(jīng)濟又實用、有利于施工的進行、施工保持一定的美觀、結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境和土壤條件、對邊坡的坡率進行預(yù)測、雨水量以及排水的方式等等。總體上來說在進行公路路基的邊坡設(shè)計時需要因地制宜，將安全和耐久作為出發(fā)點，并對各部分都做好合理的規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，這樣才能使高速公路穩(wěn)定的運行[1]。

2 山區(qū)高速公路路基邊坡受損的主要原因和類型

高速公路的路基最容易出現(xiàn)的受損現(xiàn)象就是滑塌，根據(jù)邊坡四周的土地環(huán)境以及損壞的程度來看，滑坡、坍塌等都是路基受損的現(xiàn)象，這其中滑坡出現(xiàn)的原因是在斜坡上的一些成分包括巖石和土壤因為自然或者是人為的影響而出現(xiàn)滑落，這樣就會出現(xiàn)這一地帶的滑動情況，從而導(dǎo)致高速公路的路基受到影響而出現(xiàn)塌方。坍塌指的是高速公路的路基內(nèi)部附近的巖石或者土壤在受到路面上的壓力后，又因為斜坡的坡率發(fā)生改變而出現(xiàn)邊坡塌落的情況，這樣就會讓下部的巖石因為受到壓力而出現(xiàn)垂直變形。除此之外，在高速公路的路基設(shè)計當(dāng)中，還需要考慮到以下幾點問題：

第一個是水的影響，當(dāng)邊坡在開挖或者是建設(shè)成型的時候，就會在自然生態(tài)當(dāng)中暴露，這樣就會長時間處于一種風(fēng)吹日曬的狀態(tài)，時而久之難免會因為風(fēng)、水的侵蝕而受到嚴(yán)重的影響，大部分因為連續(xù)的降水而危害到邊坡的質(zhì)量，所以就凸顯出水對高速公路邊坡的重要影響，那么在進行設(shè)計和施工的過程中就必將其考慮在內(nèi)。第二個是地形的影響，基本上所有的高速公路都會經(jīng)過不同的地區(qū)，而這些地區(qū)的地形是存在著差異的，就比方說有些地區(qū)的地形比較平坦，這樣在高速公路的建設(shè)過程中進行設(shè)計需要考慮的就是氣候和地質(zhì)，如果說高速公路所在的地區(qū)比較顛簸，那么在設(shè)計的時候就會受到嚴(yán)重的影響，如果說地區(qū)內(nèi)容易出現(xiàn)地震，這樣就會對公路的路基構(gòu)造產(chǎn)生沖擊，從而出現(xiàn)邊坡受損，而且如果要路徑一些河流或者湖泊的時候，高速公路的地下路基和邊坡會受到水的影響，長時間的浸泡甚至?xí)挂恍┙Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕或者生銹，這些問題都是需要仔細(xì)考慮的，如若不然就會產(chǎn)生路基邊坡受損的情況[2]。第三個是地質(zhì)的影響，地質(zhì)就是在高速公路地下的一些巖石、土壤以及其他方面的一些結(jié)構(gòu)，這些對于高速公路的路基邊坡都有著極其重要的影響，如果說地下巖層比較堅硬，那么對于施工而言就增加了許多困難，或者是因為巖石的自然移動再加上自然風(fēng)化和負(fù)荷的作用，這樣就會對路基邊坡造成一定的破壞[2]。

3 山區(qū)高速公路路基邊坡防護的設(shè)計

3.1 高填深挖防護

在進行高速公路路基邊坡防護的設(shè)計當(dāng)中，需要根據(jù)當(dāng)?shù)毓仿坊膶嶋H情況，先把地基底進行清理，然后再按照臺階式的開挖方法進行施工，但是為了提高路基的穩(wěn)定性，需要在坡腳的地方架起護墻，然后再考慮邊坡的防護工程。在根據(jù)開挖的原則基礎(chǔ)上，要對工程進行力學(xué)分析，測量邊坡的穩(wěn)定性，然后再確定坡率，這樣才能將邊坡的安全問題做到全面的考慮。高填深挖對于邊坡來說就十分的有效，但是前提必須要采取一定的防護類型，如果說在架起的高速公路路基附近的地下結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時，那么它的承載能力就十分的有限，就需要對邊坡底下進行墊腳，采用路墊擋土墻、樁板墻以及錨桿框格梁植草防護等方式進行加固。這其中錨桿梁植草防護這一方式最為有效，所以被廣泛地使用，它是通過一些土質(zhì)加上邊坡然后再計測好坡率，以此來達(dá)到邊坡的防護效果。這樣一來，底部的加固就能撐起邊坡的穩(wěn)定性，但是在一些石質(zhì)的邊坡地段，還是需要通過錨桿框格梁進行防護的輔助才能達(dá)到最佳的效果。如果說高速公路路基地段的地形地質(zhì)比較復(fù)雜的話，那么邊坡的穩(wěn)定性就不是很高，甚至?xí)霈F(xiàn)下滑或者是穩(wěn)定性較差的情況，所以在高填深挖的作用下，能最大化地進行路基和邊坡的加固，從而達(dá)到最佳的路基邊坡防護效果[3]。

3.2 路塹擋土墻和樁板墻設(shè)計

對于一些在不良地段進行路基邊坡防護設(shè)計的過程當(dāng)中，需要根據(jù)實際的地質(zhì)情況來設(shè)置一些措施，比方說擋土墻或者是樁板墻等等，以此來穩(wěn)定邊坡，而對于一些高速公路途徑地面比較陡峭或者是受地質(zhì)影響比較嚴(yán)重的地區(qū)，在進行路基邊坡的防護設(shè)計當(dāng)中，可以采用擋土墻來穩(wěn)定，或者是采用路肩式的樁板墻將路基邊坡穩(wěn)定，這樣的話再去考慮將這些橫坡進行平緩的處置，比方說將坡腳墊上或者是降低邊坡的高度等等。但是在實際的施工過程當(dāng)中，大部分的路基結(jié)構(gòu)和邊坡的支架都需要鋼筋混凝土作為材料，雖然說這種材料制造工藝比較簡單而且受到環(huán)境的影響比較小，承載負(fù)荷的能力也比較大，但是相對來說它的造價是比較高的，而且看上去也不是很美觀，支持的墻體不能太高。

3.3 抗滑樁防護

在高速公路上，抗滑樁是十分常見的一種路基的防護裝置，它最大的效果就是能夠減少滑坡的出現(xiàn)，其原理就是將山體的重量作為承載著公路路基邊坡的身上，這樣的話如果要下滑就得撼動山體，所以就如同一座山一般將滑面定上。最好的效果就是將抗滑樁和錨兩者的強硬程度可以支撐較大的重量，這樣的話就可以有效地防止滑坡的情況出現(xiàn)。在這一工程當(dāng)中，其優(yōu)點就是抗滑樁的位置比較靈活，而且施工的工序不多，所以在操作上就比較簡單了，省去了許多的額外投入和勞動力，但是相對而言邊坡防護的施工上就需要投入一定的成本了[4]。

3.4 現(xiàn)澆混凝土拱形格防護

對于現(xiàn)澆的混凝土拱形格防護這一方式上，適用的高速公路邊坡坡率不宜過高，主要的工序就是在邊坡的下面用混凝土澆筑拱形格，這樣不僅施工比較方面，而且不需要投入太多的成本。使用現(xiàn)澆混凝土拱形格來防護高速公路的路基邊坡可以達(dá)到很高的安全效果。

3.5 SNS柔性網(wǎng)防護系統(tǒng)防護

高速公路的巖層邊坡極其容易受到自然災(zāi)害的影響，出現(xiàn)風(fēng)化、掉落以及滑動的現(xiàn)象，為了避免巖土掉落而產(chǎn)生的交通堵塞或者公路受損情況的出現(xiàn)，可以使用SNS柔性網(wǎng)進行防護，這種網(wǎng)格十分堅硬，在固定到巖土當(dāng)中十分的穩(wěn)定，不會掉下，如果有碎石或者土塊掉落下來網(wǎng)格也能將其支撐并隔離。

3.6 種樹和植草

對于種樹和植草來實現(xiàn)高速公路路基邊坡的防護主要有四種方法：第一種方法是三維網(wǎng)植草，就是在一些土質(zhì)或者巖層出現(xiàn)變化的高速公路上先將土壤適當(dāng)?shù)母牧迹賹⑷S網(wǎng)和坡面緊緊相貼，然后整平，覆蓋上土以后再填筑，這樣就能使其充滿網(wǎng)包。第二種方法就是種樹，一般都是在路經(jīng)河流或者湖泊的公路兩側(cè)進行植樹，這樣能夠促進淤泥的累積，而且還能達(dá)到優(yōu)化附近環(huán)境的作用。第三種方法是植草，這種方法適用于比較平坦的地面上，這樣可以將路基邊坡附近的土壤進行加固，從而達(dá)到防護的效果[5]。第四種方法是鋪草皮，它適用于常年受到雨水沖刷的高速公路地段或者是比較陡峭、高的公路上，與植草的方式有一些類似，它也能將路面和邊坡連接到一起，以此來達(dá)到對公路邊坡的防護效果[5]。

4 總結(jié)

綜上所述，高速公路常年暴露在自然環(huán)境當(dāng)中，很容易受到自然生態(tài)或者是人為的影響，但是為了保證路基和邊坡的穩(wěn)定性，需要設(shè)計一些防護的措施，根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、氣候、土壤、地下結(jié)構(gòu)以及附近的積水等情況來設(shè)定合理的防護措施，以此來保證高速公路的穩(wěn)定運行。但是相關(guān)的設(shè)計人員并不能安于現(xiàn)狀，還是需要在不斷地研究和探索當(dāng)中發(fā)現(xiàn)更為有效的防護措施，以此來加強我國高速公路的穩(wěn)定和質(zhì)量。

參考文獻：

[1]劉彥航.山區(qū)高速公路路基邊坡防護技術(shù)優(yōu)化與綜合評價研究[D].石家莊鐵道大學(xué)，2017.

[2]徐龍耀.淺談濕熱山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，33（03）：156-157.

[3]魏守月.山區(qū)高速公路路基路面工程造價指標(biāo)研究[D].長安大學(xué)，2010.

[4]楊海洋，陳建宏，劉霽.山區(qū)公路工程建設(shè)邊坡防護方案的決策研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2009，29（05）：136-141.

[5]劉霽，陳建宏，李云，等.基于主客觀賦權(quán)法的山區(qū)高速公路邊坡防護決策與生態(tài)環(huán)境[J].中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，40（04）：1059-1065.