高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)施工技術(shù)

孫慧文

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

1 課題研究的意義

從高速公路運(yùn)行角度分析，若路基邊坡存在滑塌風(fēng)險(xiǎn)，受到降雨或者其他因素的影響，極易引發(fā)安全事故。例如，2020年7月某高速路段發(fā)生1起高邊坡滑塌險(xiǎn)情，塌方的土石塊達(dá)到1 000 m3，高度為15 m，事故現(xiàn)場(chǎng)右側(cè)車(chē)道與應(yīng)急車(chē)道被占據(jù)，給現(xiàn)場(chǎng)交通造成很大影響。險(xiǎn)情發(fā)生之后，相關(guān)部門(mén)快速調(diào)度人力資源處置，投入應(yīng)急人員40多人，挖掘機(jī)2臺(tái)，裝載機(jī)2臺(tái)，以及15輛自卸車(chē)貨車(chē)。通過(guò)緊急處理，保障交通暢通。部分滑塌事故的發(fā)生，除了造成交通影響外，還引發(fā)人員傷亡，造成重大損失。

2 高速公路路基邊坡的滑塌形式與原因

2.1 滑塌形式

(1)滑動(dòng)型滑塌。邊坡巖石受到外力影響，從破壞層慢慢向縫隙發(fā)展方向滑動(dòng)，最終產(chǎn)生滑塌事故。常見(jiàn)的外力因素，包括施工爆破和巖石松動(dòng)等。當(dāng)外層受到外力影響，帶動(dòng)多層巖石滑動(dòng)，造成邊坡滑塌事故。若為土質(zhì)邊坡，同樣也會(huì)受到外力因素影響引發(fā)滑塌事故。(2)落石型滑塌。邊坡位置產(chǎn)生大塊落石的坍塌情況，為落石型滑坡。事故常發(fā)生在堅(jiān)硬巖石層下方位置，以軟弱巖層為主，同時(shí)坡面陡峭。軟弱巖石層內(nèi)部的巖石，受到裂隙作用和其他作用的影響，逐漸被分割，成為形狀差異的塊石，借助外力的驅(qū)動(dòng)，從邊坡上滾落，產(chǎn)生坍塌事故。(3)流動(dòng)型滑塌。此類滑塌指的是細(xì)小碎巖石與砂石等的滑落現(xiàn)象，多為土質(zhì)邊坡或者風(fēng)化嚴(yán)重程度較大的巖石邊坡。邊坡表面存在的松散碎石，受到大雨或者其他外力影響，產(chǎn)生滑塌事故。

2.2 邊坡滑塌的原因

(1)內(nèi)部因素。首先，巖石自身特性因素。一般來(lái)說(shuō)，土質(zhì)邊坡有著很多的沙土，由于表面與內(nèi)部沙土具有脆弱性，高速公路施工期間對(duì)其造成影響，極易引發(fā)滑動(dòng)性滑動(dòng)。部分巖石邊坡在形成或者長(zhǎng)期風(fēng)化的影響下，產(chǎn)生大量的裂隙，使得巖石分裂，受到施工外力的影響，逐漸演化為滑塌事故。其次，邊坡地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題。對(duì)地質(zhì)脆弱的邊坡，或者地下水豐富區(qū)域，極易受到施工因素或者自然因素，比如地震等，使得地質(zhì)受到慣性影響造成失穩(wěn)與滑塌事故等。最后，地下水過(guò)高。邊坡失穩(wěn)的原因中，地下水為主要因素。部分地區(qū)的地下水位比較高，開(kāi)展高速公路路基施工作業(yè)，若降水排水工作做的不好，地下水會(huì)給巖石縫隙造成很大沖刷，對(duì)巖石的剪切力也不斷增加。地下水的不斷作用下，巖石縫隙極易產(chǎn)生擴(kuò)張或者加深等問(wèn)題，最終造成滑塌事故。

(2)外部因素。路基邊坡外部若存在著隨意堆載的情況，受到物質(zhì)整體質(zhì)量的影響，給邊坡外部造成極大的影響，當(dāng)外力高于邊坡坡面整體荷載力與摩擦力后，則會(huì)造成堆載物品滑動(dòng)或者落下，引發(fā)滑塌事故。當(dāng)邊坡進(jìn)行爆破操作時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，極易使得巖石碎裂，并且給邊坡上的松動(dòng)巖石造成外力影響。若爆破時(shí)選擇的爆破點(diǎn)不當(dāng)，也容易造成巖石松動(dòng)與碎裂，最終引發(fā)滑塌事故，影響邊坡的穩(wěn)定性。除此之外，車(chē)輛壓力與降雨等因素也會(huì)給邊坡穩(wěn)定性帶來(lái)影響極易造成滑塌事故。

3 高速公路路基邊坡滑塌防護(hù)策略總結(jié)

3.1 案例概述

以某高速公路項(xiàng)目為例，由于開(kāi)挖方量很大，形成長(zhǎng)度為115 m、最大坡高為40.4 m的高路塹邊坡。邊坡體積開(kāi)挖后地應(yīng)力調(diào)整很大，產(chǎn)生的松弛區(qū)，加之基巖裂隙水存在以及風(fēng)化程度高等的影響，使得邊坡潛在滑塌的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，受到強(qiáng)降雨的影響，雨水沿著陡傾的節(jié)理或者層面下滲，很容易產(chǎn)生滲透壓力與靜水壓力，引發(fā)邊坡失穩(wěn)事故，因此要做好邊坡穩(wěn)定性防護(hù)工作。

3.2 邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)方案

高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)，要站在整體角度分析，提出有效的防范措施。此路基施工現(xiàn)場(chǎng)局部地形陡峭，邊坡由粉粘土和強(qiáng)中風(fēng)化花崗巖構(gòu)成，很容易造成局部崩塌或者其他不良地質(zhì)，長(zhǎng)期處于暴露狀態(tài)極易受到?jīng)_刷，最終影響整體穩(wěn)定性。通過(guò)綜合分析，選擇錨桿與錨索加固處理方案，結(jié)合表面正方形框架梁進(jìn)行加固。邊坡所在的位置，地下水比較豐富，為防范其對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，必須采取排水和降水措施，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。按照預(yù)應(yīng)力錨索的加固機(jī)理，通過(guò)使得軟弱邊坡在錨索的固定作用下，穩(wěn)定到巖層內(nèi)，達(dá)到約束變形的效果，促使整體穩(wěn)定性得到保障。依據(jù)設(shè)計(jì)檢算，使用錨索框架，將錨索設(shè)置為三排，長(zhǎng)度為20 m；選擇普通拉力型預(yù)應(yīng)力錨索，錨索體的直徑大小為1.5 m；注漿作業(yè)選擇是M30水泥砂漿；防護(hù)中錨索主筋選擇的是Ω15.24 mm、強(qiáng)度參數(shù)為1 860 MPa的6束高預(yù)應(yīng)力鋼絞線，設(shè)計(jì)噸位為600 kN。使用的錨索框梁截面尺寸大小為0.5 m×0.5 m，嵌入深度為0.40 m，整體為正方形，使用C30混凝土進(jìn)行灌注，形成整體防護(hù)，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。

3.3 邊坡防護(hù)施工管理策略

高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)效果的實(shí)現(xiàn)，要圍繞防護(hù)施工作業(yè)做好嚴(yán)格把控。首先，要根據(jù)防護(hù)方案與任務(wù)制定管理計(jì)劃，應(yīng)用到邊坡防護(hù)實(shí)踐。明確工程管理人員的職責(zé)與任務(wù)，配置充足的管理人員，負(fù)責(zé)邊坡防護(hù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)防護(hù)的價(jià)值。其次，做好滑塌防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的控制。圍繞材料與工藝運(yùn)用等方面，采取強(qiáng)有力的防護(hù)措施，通過(guò)檢驗(yàn)檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，嚴(yán)格把控路基邊坡防護(hù)的質(zhì)量與效益。最后，落實(shí)防護(hù)施工問(wèn)題的整改措施。對(duì)施工管理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要組織整改，保證邊坡防護(hù)工作落實(shí)到位。

3.4 邊坡防護(hù)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)

(1)工程防護(hù)。對(duì)巖石坡面上產(chǎn)生小縫隙的邊坡，考慮到不適合植物生長(zhǎng)，多運(yùn)用工程防護(hù)措施。一般來(lái)說(shuō)，使用框架梁與防護(hù)槽等工程材料，采用噴漿和漿砌塊石等，開(kāi)展邊坡表面的加固處理，借助混合料的力量，增強(qiáng)演示整體承重力和剛度以及穩(wěn)固性。根據(jù)邊坡的情況，將框架設(shè)計(jì)為六邊形或者石拱型，達(dá)到增強(qiáng)邊坡穩(wěn)固性以及邊坡美化的效果。(2)植物防護(hù)。對(duì)土質(zhì)邊坡采取植物防護(hù)方法，達(dá)到增強(qiáng)邊坡穩(wěn)固性的效果。一般來(lái)說(shuō)，此類邊坡多為松動(dòng)土層，采取植物防護(hù)的措施，發(fā)揮植物的加固作用，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)穩(wěn)固性的目的，同時(shí)美化邊坡。采取水土加固的方法，增強(qiáng)土質(zhì)邊坡整體穩(wěn)固性。除此之外，植物可以起到綠化空氣的效果，獲得不錯(cuò)的環(huán)保效果。(3)深層加固與排水措施。一般來(lái)說(shuō)，深層加固多使用土釘加固法、錨桿加固法、注漿加固法等，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力方法，實(shí)現(xiàn)整體錨固加固。若遇到地下水豐富的情況，則要根據(jù)降水量以及地下水分布量等，設(shè)計(jì)排水方案，布置排水孔，開(kāi)展排水處理，保障邊坡整體的穩(wěn)固性，防范滑塌事故的發(fā)生。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，高速公路路基邊坡的滑塌防護(hù)，要結(jié)合邊坡的情況，選擇適宜有效的方法，落實(shí)到防護(hù)實(shí)踐，達(dá)到防護(hù)的目的。文中結(jié)合實(shí)踐，總結(jié)常用的路基邊坡防護(hù)措施與方法，提出做好施工過(guò)程的質(zhì)量把控，把關(guān)邊坡防護(hù)的效果。