公路填方路基的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)探討

黃小平

摘 要：文章論述了邊坡（填方路基）防護(hù)設(shè)計(jì)基本原則，對(duì)公路路基邊坡施工現(xiàn)狀及問題進(jìn)行了剖析，同時(shí)探討了防護(hù)工程施工的技術(shù)要領(lǐng)，為今后同類型工程施工提供了參考。

關(guān)鍵詞：公路填方;路基;邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）05-073-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.035

1 邊坡（填方路基）防護(hù)設(shè)計(jì)基本原則

目前，為進(jìn)一步加強(qiáng)高速公路路基施工安全管理力度，施工單位方面主張利用路基邊坡防護(hù)技術(shù)及相關(guān)支護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路路基施工流程的優(yōu)化管理。實(shí)施過程中，施工單位方面應(yīng)立足公路整體建設(shè)需求，嚴(yán)格按照邊坡防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)做好相關(guān)技術(shù)編制工作，并按照因地制宜的技術(shù)原則，選擇合適的支護(hù)方式，確保邊坡結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

1.1 節(jié)約原則

相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要遵循節(jié)約原則，避免邊坡防護(hù)在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)浪費(fèi)問題。且在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)上需要因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇更為適宜此地區(qū)的地基邊坡防護(hù)手段、工藝、材料等，在確保邊坡防護(hù)質(zhì)量的同時(shí)，有效降低邊坡防護(hù)成本，促進(jìn)整體公路效益有效提升。

1.2 高質(zhì)量原則

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)公路邊坡時(shí)需要注重高質(zhì)量原則，填方路基長期處于自然環(huán)境中，受到雨淋、風(fēng)蝕等多種自然因素影響，容易出現(xiàn)塌方、陷落等問題，對(duì)公路安全使用造成不利影響。故在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)上，需要特別注重其質(zhì)量，確保邊坡防護(hù)可以真正發(fā)揮出相應(yīng)的防護(hù)效用，確保整體路基穩(wěn)固。

1.3 生態(tài)性原則

在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要注重生態(tài)性，不能一味注重邊坡防護(hù)，而忽略在邊坡防護(hù)過程中可能對(duì)周圍環(huán)境造成的不利影響。通常公路路基邊坡范圍十分廣泛，一旦邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)違反相應(yīng)生態(tài)規(guī)則，造成的生態(tài)影響往往很大。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須考慮所選擇的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案對(duì)周圍環(huán)境的影響，以確保邊坡防護(hù)可以與生態(tài)環(huán)境和諧共處，確保整體填方路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 公路路基邊坡施工現(xiàn)狀及問題研究

結(jié)合大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，公路施工現(xiàn)場因面臨的不確定因素較多，導(dǎo)致路基邊坡結(jié)構(gòu)施工常常會(huì)受到不良因素的干擾影響，而出現(xiàn)坍塌及其他結(jié)構(gòu)破壞問題。在作用形式方面，主要以邊坡坡面及坡腳沖刷為主。其中，坡面沖刷主要受到大氣降水作用影響，對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接沖刷作用，促使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝。在沖溝作用面積不斷擴(kuò)大的發(fā)展趨勢下，邊坡破壞問題將會(huì)越來越明顯。長此以往，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的路基塌陷問題，同時(shí)也會(huì)對(duì)行車安全造成威脅。再加上受到雨水作用影響，會(huì)進(jìn)一步加劇邊坡破壞程度及坍塌程度。

3 邊坡（填方路基）防護(hù)設(shè)計(jì)

想要確保填方路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)質(zhì)量可以遵循高質(zhì)量、節(jié)約、生態(tài)性等原則，相關(guān)技術(shù)人員還需考量公路填方路基現(xiàn)實(shí)環(huán)境中會(huì)對(duì)其造成影響的因素。以青海海西地區(qū)為例，該地區(qū)以荒漠、戈壁為主，地表植被稀少，此地公路填方路基的主要危害因素包括雨水沖刷與風(fēng)蝕兩種。由于植物防護(hù)難以實(shí)施，而全斷面圬工防護(hù)造價(jià)又不允許，因此在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以從這兩點(diǎn)入手，設(shè)計(jì)科學(xué)的邊坡防護(hù)方案，確保公路路基穩(wěn)固。

3.1 邊坡雨水防護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)公路路基超過2m后，就需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的排水系統(tǒng)，以避免公路路面出現(xiàn)積水等情況，還需要避免雨水侵蝕對(duì)路基邊坡造成滑坡等影響。在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)的同時(shí)，還需要制定一定的防水措施，以全面加固邊坡，減少雨水對(duì)邊坡造成的不利影響。如果公路路基邊坡在2m以下，設(shè)計(jì)人員通常無須進(jìn)行專業(yè)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但相應(yīng)的排水措施必不可少。通常，公路路基邊坡防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)涵蓋了攔水帶、橫坡和縱坡排水溝、急流槽、泄水口等設(shè)計(jì)[1]。

3.1.1 攔水帶設(shè)計(jì)

攔水帶屬于公路路基邊坡排水系統(tǒng)的重要組成部分，其一般設(shè)置在硬路肩（公路）外側(cè)，主要目的為攔截路面雨水，避免路面雨水直接沖刷填方路基邊坡。由于攔水帶的存在，還需要根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓畬?shí)際情況，在攔水帶上每間隔一段距離設(shè)計(jì)相應(yīng)的泄水口，方便路面積水可以沿著泄水口排出。一般，如果公路所處地區(qū)年降水量較大，則相應(yīng)攔水帶上的相鄰泄水口的距離需要適當(dāng)縮短，相反則可以適當(dāng)延長。從泄水口排出的雨水還需要通過消力池、急流槽等將水集中引入相應(yīng)的天然邊溝、河道、涵洞中。一般公路路基邊坡使用的攔水帶采用的形式，主要包括混凝土（水泥）塊石、瀝青砂攔水帶兩種。其中，混凝土（水泥）塊石類型攔水帶大多鑲砌在路面中，一方面可以起到攔水作用;另一方面可以起到美觀作用，誘導(dǎo)駕駛員的視線。瀝青砂攔水帶大多與路面形成統(tǒng)一的整體，施工中需要選擇與路面相同的材料，再將瀝青砂攔水帶和肩路面（硬路）一同進(jìn)行碾壓和鋪設(shè)。此種攔水帶整體性較好，相對(duì)造價(jià)也比較低，可以有效降低公路填方路基防護(hù)成本。

3.1.2 橫坡和縱坡排水溝

通常，排水溝需要與路肩排水系統(tǒng)相連，可以保證經(jīng)過消力池的雨水順利排入路肩排水系統(tǒng)，有效避免雨水對(duì)公路填方路基邊坡造成侵蝕和沖刷。公路路面的雨水經(jīng)過匯聚后集中到路肩位置，之后雨水逐漸流入截流入水口，并通過入水口匯聚到排水暗溝中，然后雨水排入排水暗管，最后流入天然邊溝、涵洞或其他溝渠中。

3.1.3 急流槽設(shè)計(jì)

在邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方面，通常槽的深度為15cm～20cm，寬度設(shè)計(jì)大多為25cm～45cm，以確保可以順利排出雨水。通常急流槽的類型包括漿砌片石和水泥砂漿兩種類型。在急流槽設(shè)計(jì)上，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還會(huì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的消力池，以有效降低雨水對(duì)填方路基邊坡造成的沖刷，確保路基的質(zhì)量[2]。

3.1.4 泄水口設(shè)計(jì)

在泄水口設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)人員主要是從泄水口間距、泄水口形式等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，而無論是泄水口形式選擇還是泄水口間距控制，都需要充分考量公路所處地區(qū)的實(shí)際降水情況、公路實(shí)際情況等，確保泄水口可以滿足實(shí)際公路使用需要，為提升公路整體質(zhì)量提供必要保證。設(shè)計(jì)人員在泄水口設(shè)計(jì)上，可以從雨強(qiáng)度、雨量情況、路面結(jié)構(gòu)、公路級(jí)別、路面粗糙情況、縱橫坡位置等方面入手，綜合評(píng)估相應(yīng)泄水口的具體情況，全面確保泄水質(zhì)量。

3.2 邊坡風(fēng)蝕防護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，在公路填方路基邊坡防風(fēng)設(shè)計(jì)上，主要利用工程手段或生物手段有效減輕風(fēng)蝕對(duì)公路填方路基邊坡造成的不利影響，確保整體公路質(zhì)量。

3.2.1 工程邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

工程防護(hù)可以根據(jù)作用方式及使用用途的不同，分為土工織物與圬工防護(hù)兩種防護(hù)手段。其中，土工織物防護(hù)手段主要是指，利用經(jīng)過合成纖維紡織或熱壓針刺等工藝制成的土木工程用卷材，也就是常說的掛網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基邊坡結(jié)構(gòu)的防護(hù)過程。結(jié)合現(xiàn)場防護(hù)情況來看，利用土工織物進(jìn)行防護(hù)，基本上可以加強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)承載能力，減少質(zhì)量隱患問題。需要注意的是，正式應(yīng)用之前，現(xiàn)場施工人員應(yīng)將坡面上的雜質(zhì)清除干凈。其主要包括漿砌防護(hù)工程、裝砌片防護(hù)工程、混凝土塊鋪砌工程三種類型[3]。

漿砌防護(hù)工程。漿砌防護(hù)主要以石料等鋪設(shè)漿砌為主，其漿砌厚度需要控制在0.25m～0.5m，石料選擇上需要嚴(yán)格根據(jù)公路所處區(qū)域的具體情況適當(dāng)進(jìn)行選擇。在漿砌防護(hù)施工過程中，施工人員還需要控制好相應(yīng)的伸縮縫，利用瀝青木板與瀝青麻筋做好相應(yīng)的縫隙填充作業(yè)，每隔2m～3m設(shè)置一個(gè)泄水孔，泄水孔徑設(shè)置在0.1m～0.15m，避免泄水口出現(xiàn)堵塞等問題，對(duì)路基造成不良影響。

裝砌片防護(hù)工程。技術(shù)人員在施工前，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)松動(dòng)的涂層進(jìn)行相應(yīng)的清潔處理，并根據(jù)邊坡的具體情況適當(dāng)選擇相應(yīng)的裝砌片石。對(duì)于積水沖擊影響較小的邊坡，可以將漿砌片石設(shè)置在罩面下部。對(duì)于在雨水情況下才會(huì)出現(xiàn)積水的路面，設(shè)置在罩面中。另外，為了確保整體邊坡防護(hù)質(zhì)量，需要利用水泥漿加固裝砌片砌縫，避免滲漏等問題出現(xiàn)，確保邊坡防護(hù)質(zhì)量。

混凝土塊鋪砌工程。通過相應(yīng)混凝土塊鋪砌實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的加固，技術(shù)人員可以在填方路基邊坡上鋪設(shè)多種形狀的混凝土塊，之后在塊內(nèi)填滿移植土，對(duì)混凝土塊進(jìn)行加固，有效提升公路填土路基的穩(wěn)固性。此種方式可以提升邊坡的穩(wěn)固性，還可以增強(qiáng)邊坡美感。另外，設(shè)計(jì)人員還可以利用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支擋結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)路基邊坡防護(hù)，提升路基邊坡防護(hù)質(zhì)量。

3.2.2 生物防護(hù)手段

一般來說，邊坡種草防護(hù)比較適合邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且坡面沖刷影響作用小的結(jié)構(gòu)，一般都針對(duì)易于草類生長的土質(zhì)路堤與土質(zhì)路塹邊坡等位置進(jìn)行種草防護(hù)處理。從現(xiàn)場反饋情況來看，通過合理應(yīng)用邊坡種草防護(hù)技術(shù)，基本可以防治邊坡結(jié)構(gòu)水土流失問題。同時(shí)，還可以進(jìn)一步增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行效果。實(shí)施過程中，現(xiàn)場施工人員應(yīng)立足施工場地的土壤條件及氣候條件，選擇合適的草籽進(jìn)行種植，最好可以優(yōu)先選用易生長、根部發(fā)達(dá)的多年生草種進(jìn)行應(yīng)用。但是需要注意的是，對(duì)于長期處于浸水狀態(tài)的路堤邊坡而言，邊坡種草防護(hù)技術(shù)難以發(fā)揮出自身的功能作用，需要施工人員根據(jù)場地施工情況選擇合適的邊坡防護(hù)技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化處理。另外，在鋪草皮施工方面，建議現(xiàn)場施工人員應(yīng)根據(jù)高速公路路基邊坡整體表現(xiàn)情況，預(yù)先培育好草皮，培育成功后將其鋪在坡面上[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，公路填方路基的邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)形式多種多樣，設(shè)計(jì)人員在公路填土路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)中，可以在遵循節(jié)約原則、高質(zhì)量原則、生態(tài)性原則的基礎(chǔ)上，針對(duì)公路工程具體情況設(shè)計(jì)科學(xué)的路基防護(hù)方案，全面提升路基邊坡防護(hù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣文瑞.高速公路路基邊坡防護(hù)及支護(hù)技術(shù)探討[J].山西建筑，2019，37（10）：141-142.

[2] 何剛.公路路基邊坡穩(wěn)定性及加固技術(shù)探討[J].黑龍江交通科技，2019，38（9）：145-150.

[3] 王鰲杰.預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支擋結(jié)構(gòu)在路基邊坡防護(hù)中的應(yīng)用研究[J].公路工程，2018（1）：145-148.

[4] 周姜.公路路基高邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)分析[J].華東科技（綜合），2019（8）：174-175.