公路路基高邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)核心探究

王二贊

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)公路道路建設(shè)的規(guī)模要求、質(zhì)量要求日益提高，人們對(duì)交通出行的舒適性要求也越來越高。在公路工程中，公路路基高邊坡的防護(hù)是公路路基工程中的重要部分，受土質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候條件、地形地勢(shì)等環(huán)境影響，施工難度較大。深入研究公路路基高邊坡不穩(wěn)定性的影響因素，對(duì)提高公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)水平，提高我國公路建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。本文圍繞公路路基高邊坡防護(hù)不穩(wěn)定性的影響因素展開分析，提出相應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)措施。

關(guān)鍵詞：路基高邊坡;影響因素;防護(hù)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U416.14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）28-0118-03

Research on the Design Core of Highway Subgrade High Slope Pro Tection

WANG Erzan

（Pingdingshan Road Traffic Survey and Design Institute，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： With the rapid development of China's social economy， the scale and quality requirements of highway construction are increasing， and people's requirements for the comfort of transportation are also higher and higher. In highway engineering， the protection of highway subgrade high slope is an important part of highway subgrade engineering. Under the influence of soil structure， climate conditions， terrain and terrain， the construction is difficult. It is of great significance to study the influencing factors of high slope instability of highway subgrade to improve the design level of Highway Subgrade high slope protection and improve the quality of highway construction in China. This paper analyzed the influencing factors of highway subgrade high slope protection instability， and put forward corresponding protection design measures.

Keywords： subgrade high slope;influencing factors;protection design

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)程中，公路交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)揮著重要作用。公路建設(shè)彌補(bǔ)了我國鐵路、水路、航空不能抵達(dá)全國所有地區(qū)的不足，對(duì)推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展、鄉(xiāng)村振興、脫貧攻堅(jiān)具有重要作用。我國地域遼闊，地形地勢(shì)復(fù)雜，影響公路建設(shè)質(zhì)量的因素較多。公路路基作為承載公路上層作用力的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性影響公路的整體使用性能。在公路建設(shè)中，路基高邊坡防護(hù)工程是施工的重點(diǎn)，本文從影響高邊坡穩(wěn)定性的因素入手，提出提高公路路基高邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)措施。

1 造成公路路基高邊坡不穩(wěn)定的因素

1.1 自然因素影響

1.1.1 地質(zhì)條件因素。首先，公路路基所處地區(qū)如果本身地質(zhì)活動(dòng)比較活躍，該路段公路路基的高邊坡與其他路段相比，穩(wěn)定性相對(duì)較差。受地質(zhì)構(gòu)造的影響，路基高邊坡容易出現(xiàn)滑坡，甚至在受到內(nèi)外部作用力共同影響時(shí)發(fā)生崩塌現(xiàn)象。其次，受地質(zhì)條件影響，公路路基的邊坡空間分布情況、公路路基的巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況及公路路基的巖體組成情況都會(huì)引起公路路基高邊坡不穩(wěn)定性。其中邊坡空間分布對(duì)公路路基高邊坡影響最大，高邊坡寬度、坡高、坡面形狀、高邊坡的坡面巖層產(chǎn)狀都直接影響高邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。如果坡度較大，坡體土層又比較軟，則容易發(fā)生滑坡。另外，地質(zhì)巖層狀況也會(huì)影響公路路基高邊坡穩(wěn)定性，地層巖性因物理作用、化學(xué)反應(yīng)、力的作用及水質(zhì)影響，都會(huì)造成路基高邊坡不穩(wěn)定，破壞高邊坡特性，并且不同性質(zhì)的地層巖性對(duì)路基高邊坡的破壞表現(xiàn)形式不一樣，破壞程度也不同[1]。

1.1.2 氣候條件因素。氣候條件因素主要是降雨降水破壞公路路基高邊坡坡體結(jié)構(gòu)。雨水滲透到地下，形成地下水，侵蝕高邊坡下體土層。受地下水的作用，高邊坡下坡土層空隙間會(huì)產(chǎn)生水壓（動(dòng)水水壓、靜水水壓），在長(zhǎng)時(shí)間降水與地下水的相互作用下，降低土體硬度，引起土體軟化，土體間的摩擦力也逐漸降低，引起土體滑坡，進(jìn)而破壞高邊坡穩(wěn)定性[2]。

1.2 人為因素

人為因素也是造成公路路基高邊坡不穩(wěn)定的重要因素之一。人為因素包括設(shè)計(jì)人員對(duì)路基高邊坡設(shè)計(jì)不合理以及施工人員在公路路基施工過程中未能按照原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范施工兩方面。相比自然因素的不可控性，人為因素是完全能夠有效避免的。設(shè)計(jì)人員對(duì)高邊坡防護(hù)的不重視、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理、技術(shù)不達(dá)標(biāo)等都對(duì)公路路基高邊坡病害發(fā)生埋下了隱患。

2 公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

考慮到公路路基高邊坡不穩(wěn)定的影響因素，為有效提高公路路基高邊坡穩(wěn)定性，提高公路通行安全性，可以從改進(jìn)公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)、提高公路路基施工質(zhì)量?jī)煞矫嬷謱?shí)施。

2.1 優(yōu)化改進(jìn)公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

2.1.1 加強(qiáng)地質(zhì)資料的收集。前期地層資料收集直接影響防護(hù)設(shè)計(jì)工作的有效實(shí)施，因此對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，資料收集工作必不可少。收集施工所在區(qū)域的地質(zhì)資料，主要方法是進(jìn)行布孔勘測(cè)，包括文物勘測(cè)和地質(zhì)勘測(cè)，準(zhǔn)確把握所在地區(qū)的地質(zhì)資料[3]。尤其是地質(zhì)條件較為復(fù)雜、地層結(jié)構(gòu)變化較大的地區(qū)，要加大布孔密度，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確勘測(cè)每個(gè)地層結(jié)構(gòu)，保證獲取的地質(zhì)資料全面、科學(xué)。通過前期收集地質(zhì)資料，為公路地基及高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)構(gòu)造、巖層、土體性質(zhì)及分類等數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.1.2 提高公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)體系的整體性與系統(tǒng)性。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路路基防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視對(duì)路基高邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)，從整體設(shè)計(jì)要求上把握邊坡設(shè)計(jì)。工作人員要充分結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計(jì)研究的成功案例，根據(jù)具體情況，融入實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化理論知識(shí)，提高防護(hù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、理論性與實(shí)踐性，為路基高邊坡施工工作提供有力的技術(shù)引導(dǎo)。比如，在高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)引入噴射混凝土技術(shù)，該技術(shù)是對(duì)容易形成滑坡的地方噴射混凝土，使其表面固化成如鋼筋混凝土一樣。噴射混凝土技術(shù)可以固定比較松散的巖體，使巖層結(jié)構(gòu)形成整體，從而有效避免滑坡，達(dá)到穩(wěn)定公路路基高邊坡的目的。

2.1.3 優(yōu)化公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案。公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案不是一次性工作，而是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化的過程。高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案首先要明確公路路基防護(hù)要求;其次，防護(hù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)對(duì)防護(hù)施工材料質(zhì)量、施工材料標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行明確，并提出檢測(cè)方案及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格保證防護(hù)施工效果;再次，在正式進(jìn)行防護(hù)前，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案的具體操作環(huán)節(jié)、具體流程、涉及的各個(gè)方面進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)方案中的不合理之處進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，要保證模擬測(cè)試的真實(shí)性，在設(shè)計(jì)方案中盡可能多地羅列出實(shí)際施工中可能面臨的問題，并提出解決措施，以確保設(shè)計(jì)方案能應(yīng)對(duì)各種施工環(huán)境變化，提高高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)的有效性[4]。

2.1.4 重視公路路基高邊坡防護(hù)中的排水設(shè)計(jì)。影響公路路基高邊坡防護(hù)的不穩(wěn)定因素還包括地下水和降水，因此，在改進(jìn)公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)措施時(shí)，還要優(yōu)化排水設(shè)計(jì)，有效預(yù)防邊坡土體滑坡。首先，更換已經(jīng)老化的排水系統(tǒng)，彌補(bǔ)舊的排水系統(tǒng)的不足;其次，在公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮當(dāng)?shù)啬昃邓?、氣候條件及地下水量，使高邊坡排水系統(tǒng)與周邊區(qū)域排水系統(tǒng)有效銜接，保證排水系統(tǒng)順暢，提高排水能力，減少地下水及雨水對(duì)地基高邊坡的浸泡沖刷，提高公路路基高邊坡的穩(wěn)固性。

2.2 提高公路路基高邊坡防護(hù)施工質(zhì)量

2.2.1 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。在施工過程中在參照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工的同時(shí)應(yīng)因地制宜地進(jìn)行施工材料選擇，貫徹落實(shí)動(dòng)態(tài)施工。堅(jiān)持以實(shí)際情況為導(dǎo)向，施工過程中如發(fā)現(xiàn)與施工方案不相符的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)溝通并上報(bào)優(yōu)化改進(jìn)方案。

2.2.2 嚴(yán)格控制施工技術(shù)，利用新技術(shù)、新材料有效提高施工質(zhì)量。常用的路基高邊坡防護(hù)形式有錨桿框架梁防護(hù)、噴錨網(wǎng)支護(hù)、SNS柔性網(wǎng)防護(hù)等，應(yīng)依據(jù)實(shí)際施工條件選擇經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)形式，并明確施工技術(shù)要點(diǎn)。

錨桿框架梁是利用錨桿對(duì)底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，使錨桿與地層形成整體，提升地層的抗滑和抗壓力性能，增加巖土自身的強(qiáng)度。在不穩(wěn)定的挖方高邊坡中，使用的錨桿長(zhǎng)度必須依據(jù)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，一般錨固段的長(zhǎng)度應(yīng)大于2.0 m?？蚣芰旱膯卧螤钶^多選用矩形，單元尺寸一般為3.0 m×3.0 m，框架梁的剪力與彎矩由具體的測(cè)量計(jì)算決定，并確定使用符合要求的鋼筋型號(hào)。在施工中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：第一，邊坡宜從上至下開挖;第二，錨桿孔位誤差不得超過5 cm，在泥巖、頁巖等地層中鉆孔，不得使孔內(nèi)積水。錨桿框架梁具有節(jié)約材料、造價(jià)低廉、綠化效果理想等優(yōu)點(diǎn)[5]。

噴錨網(wǎng)支護(hù)是利用錨桿、鋼筋、混凝土與土體形成整體來增強(qiáng)高邊坡巖土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這種防護(hù)措施適用于巖性差、風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡中。施工過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：第一，施工前清理干凈邊坡上松散的巖石，用石塊填補(bǔ)空洞的地方，對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理;第二，第一次噴射混凝土?xí)r必須自上而下，按照風(fēng)向進(jìn)行施工，第一層混凝土施工完成后進(jìn)行錨桿定位鉆孔，錨桿鋼筋直徑、間排距按照實(shí)際條件進(jìn)行確定，可布置成梅花型。注漿時(shí)要使砂漿飽滿，并及時(shí)插入錨桿。掛網(wǎng)的鋼筋網(wǎng)必須按照邊坡的形狀尺寸取料加工，均勻分布并綁扎牢固后與錨桿進(jìn)行焊接。鋼筋網(wǎng)必須與混凝土表面密實(shí)貼合。掛網(wǎng)完成后方可進(jìn)行第二次混凝土噴射[6-7]。

SNS柔性網(wǎng)防護(hù)是一種以鋼絲繩為材料，編制成網(wǎng)狀覆蓋并攔截邊坡地質(zhì)災(zāi)害，防止邊坡出現(xiàn)沖刷、墜物等危害。其對(duì)邊坡干擾小，便于進(jìn)行綠化施工，適合使用在開挖成臺(tái)階的高外邊坡防護(hù)工程中。

在高邊坡防護(hù)施工中，設(shè)計(jì)及施工人員要加強(qiáng)利用植被防護(hù)。因?yàn)橹脖痪哂斜Ｗo(hù)水土、降低水土流失的功能，因此在路基護(hù)坡上方和原始地表結(jié)合處種植植被，進(jìn)行水土保持，是一種顯著有效的措施和手段。如果地表缺少植被覆蓋，在遭遇強(qiáng)降雨天氣后，雨水匯集成的徑流會(huì)帶走地表的松散土壤，造成水土流失增量，給護(hù)坡及公路路基帶來一定的安全隱患，所以植被種植的作用不容忽視。在選擇植被的過程中需要注意以下幾點(diǎn)：其一，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件因地制宜地選擇適宜生存的植物，確保植物存活率;其二，植被根系應(yīng)十分發(fā)達(dá)，能深入土壤內(nèi)部固結(jié)土壤;其三，所選擇的植被應(yīng)具有一定的美觀度。對(duì)于那些尚未被雨水及風(fēng)沙嚴(yán)重侵蝕的路基，可以在護(hù)坡坡面的框格內(nèi)自然散播，讓其自然生長(zhǎng)[8]。對(duì)于那些受雨水侵蝕較為嚴(yán)重的路基，不但需要播撒草，而且需要對(duì)坡面進(jìn)行泥漿灌注。

2.2.3 施工過程中注意天氣因素的影響。在進(jìn)行護(hù)坡施工時(shí)應(yīng)格外注意天氣情況，需要選擇天氣條件良好且原始土地較干燥、凝結(jié)度較好的情況下施工。如果施工過程中遇到降雨等天氣，應(yīng)采取切實(shí)有效的防雨措施，比如，在護(hù)坡上方平坦地帶修筑防水坡，在護(hù)坡表面覆蓋防雨布，避免水土流失，破壞坡體表面。同時(shí)，在施工中還要加強(qiáng)臨時(shí)防排水，采取一定的措施將降水及積水排出施工現(xiàn)場(chǎng)，并及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)垮塌的坡面進(jìn)行加固。

3 結(jié)語

公路路基高邊坡是公路路基的重要組成部分，在遇到較為復(fù)雜的土質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候條件、地形地勢(shì)時(shí)，施工難度較大，且不穩(wěn)定性增加。所以，深入研究公路路基高邊坡不穩(wěn)定性的影響因素，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要作用。經(jīng)分析，造成邊坡不穩(wěn)定的因素有自然因素也有人為因素，在勘查掌握自然因素的前提下，要提高對(duì)人為因素的控制，合理規(guī)避可能造成不穩(wěn)定的各種不當(dāng)行為，避免路基高邊坡發(fā)生滑塌、滑坡等災(zāi)害。設(shè)計(jì)人員在不斷擴(kuò)充知識(shí)的前提下，充分發(fā)揮個(gè)人能力，優(yōu)化提高公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)水平，保證施工質(zhì)量，為人民安全出行提供保障，進(jìn)而促進(jìn)我國交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展。

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