公路高邊坡設計問題及改進措施

侯振東

以四級公路改造二級公路邊坡防護為研究對象，探討高邊坡設計過程中比較常見的問題，分析了邊坡設計原則及邊坡加固設計措施，做好邊坡防護措施設計工作，以此提高高邊坡設計水平，保證公路通行安全。

一、工程概況

該工程為赤土嶺至百里公路改造工程，編號為S343，該項目路線全長達89km，公路類型為雙向二車道二級公路，車輛行駛速度設計值為40km/h，路基與路面的寬度分別為8.5m和7.0m，水泥混凝土是路面施工使用的主要材料，大橋數量4座，中橋數量9座，小橋數量16座，工程的總造價投入為42829萬元。

本項目位于大別山南麓，屬山嶺重丘區(qū)。沿線地勢陡峭險惡、坡陡谷深、河流深切；老路指標極差，路線選線、路基拼寬、避讓拆遷難度大；路基高填深挖段落多，最高路堤邊坡填高40.86m、最深路塹邊坡60.19m，工點勘察設計復雜、路基防護工程量大、設計難度高。項目沿線分布花亭湖、趙樸初文化公園、佛圖寺、湯泉溫泉度假村、二祖禪堂等重要人文自然景觀，對本項目生態(tài)環(huán)保、交旅結合功能要求較高。

二、工程特征

該工程全線長度為89km左右，主要施工區(qū)域為大別山南麓腹地，沿線有湖泊、河流、峽谷和高山存在，山間河谷地帶以農田為主，土地資源比較緊缺。工程項目建設沿線的山勢比較陡峭，路線布設空間較窄，路線平縱面會受到很多外在因素的影響，選線要堅持生態(tài)化原則，防止出現高填深挖的情況，盡量不擠占土地資源，將拆遷問題控制到最少。舊路為四級公路，有些路段平縱面指標未達到四級標準，廣泛分布著連續(xù)急轉彎和回頭曲線，在公路提級改造的過程中，應堅持節(jié)約用地的原則，將工程造價投入控制到最低，最好對老路進行優(yōu)化升級，確保行車的安全性和舒適性，消除安全隱患。

三、改進方法

1.邊坡設計要素

（1）邊坡坡度。路塹邊坡坡度與施工難易程度和工程量有著直接的關系，在坡率確定方面，微風化巖為0.25～0.50，中風化巖0.50～0.75，強風化巖0.75～1.00，坡殘積層1.00～1.25，松散軟弱土層1.25～1.50。在詳細分析云南地區(qū)的地質情況以后，發(fā)現土質路塹邊坡坡度以1∶0.75為宜，石質路塹邊坡坡度為1∶0.3為宜，在極特殊的情況下，添加防護措施以后，方可使用陡邊坡，邊坡的坡度要控制在工程防護和生物防護的標準之內。

（2）邊坡平臺。為了減少對邊坡的侵蝕，所以修建了路塹邊坡平臺，將排水設施設置在臺階上，使碎落物等雜質臨時落在平臺中。邊坡平臺能夠開闊人們的視野，使其自然景觀得到積極的改善。對于臺階式的邊坡來說，其平臺的寬度設置為3m左右，高度設置為10m左右。

（3）邊坡防護。在路塹邊坡防護的過程中，將雨水對路基邊坡坡面造成的沖刷影響降到最低，有效地控制溫度變化給邊坡造成的影響，使軟弱巖土表面出現的破碎、風化等演變速度得到高效的控制。

2.因地制宜、科學選線

（1）地質選線，避讓不良地質區(qū)域。項目區(qū)域地質構造復雜，滑坡、崩塌等地質災害類型較多，經現場調研，收集研究歷史地質災害資料，優(yōu)化線位，避讓了沿線分布的3處崩塌及1處危巖堆積體。

（2）地形選線，地形與路線布設協(xié)調發(fā)展。在選線時，與山川和河流相協(xié)調，不能單純關注指標要求，在全線里程長度中，曲線所占比例為59%。路線盡量做到優(yōu)美、流暢，并與路域環(huán)境實現完美的結合。

（3）重視生態(tài)環(huán)保，減少高填深挖。路線布設時盡可能避免高填深挖，通過優(yōu)化平、縱、橫組合，避免大填大挖對環(huán)境造成更大的破壞或誘發(fā)新的地質災害。同時采取曲線邊坡，與環(huán)境自然融合。

3.精細化設計老路

（1）采取積極的措施充分利用老路，從而高效節(jié)約工程造價和用地。老路修建時間較長，年久失修，安全等級較低，易出現視距不良、連續(xù)急彎陡坡的問題。對此，本工程以實地勘察數據信息為依據，根據提級改造要求來整改老路現行不合格的地方，徹底消除危險隱患。

（2）針對老路的實際情況開展調查檢測工作，實地檢測和調查老路的附屬工程、橋涵和路基路面，收集養(yǎng)護資料，選擇使用最佳的處理辦法，利用好老路的防護和排水工程，因地制宜，制定出有效的設計方案，發(fā)揮老路的價值。

4.合理選擇防護形式

（1）高填深挖專項設計與動態(tài)設計

在選線的過程中，盡量不出現高填深挖的情況，如果確實不能避免，需要使用合理的勘察設計方案。受地形地質復雜性的影響，地勘資料無法細致體現真實情況，因此要使用動態(tài)設計方案，利用施工動態(tài)監(jiān)測和施工中反饋的信息來不斷完善設計方案。該項目施工時，未發(fā)生失穩(wěn)或者邊坡滑塌的情況，得到了參建單位和建設單位的一致好評。

（2）生態(tài)綠色防護契合環(huán)境

工程防護要將安全放在第一位，同時將自然環(huán)境與路域環(huán)境完美結合起來，并與沿線的植物和景觀相配合，倡導綠色生態(tài)防護理念。對于深挖邊坡植被恢復比較困難的路段，使用錨桿鐵絲網與客土噴播相結合的方式，種植活性植物，合理使用土工材料，不僅達到綠化景觀的目的，而且可保證邊坡的穩(wěn)定性。

在開展邊坡加固工程設計工作時，要全面細致地了解邊坡變形破壞的基本情況，客觀、具體地評價邊坡穩(wěn)定性。邊坡的破壞形態(tài)具有較強的復雜性，不但會受到地質條件的制約，也會受到氣候條件、水文條件以及施工方法的影響。

在二級邊坡處理的過程中，使用的主要方法為鋼筋錨桿框架加固處理法；使用預應力錨索框架加固的方法處理三級邊坡，設計的荷載值為600kN，錨索以高強度低松弛的鋼絞線為主要材質；使用預應力錨索框架加固的方法處理四級邊坡，錨索以高強度低松弛鋼絞線為主要材質。

該工程項目的線形比較優(yōu)美，通過采取積極的措施來提升邊坡防護的效果，使其為旅游事業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎。項目在花亭湖和崇山峻嶺中穿越，自然生態(tài)景觀十分優(yōu)美。在公路景觀綠化設計的過程中，遵循的主要原則為繞山尋水、悠然自得，與沿線優(yōu)美的風景相結合，將其打造成為賞心悅目的旅游勝地。

5.交通與旅游相結合

該項目的主要施工區(qū)域為大別山脈南麓，旅游資源比較多，花亭湖自然人文景觀的文化底蘊非常厚，禪宗文化發(fā)展歷史悠久，沿線還分布著很多景區(qū)，比如二祖禪堂、湯泉溫泉度假村、佛圖寺、趙樸初文化公園等，這就需要充分發(fā)揮當地的特色，將其打造成為綠色發(fā)展、生態(tài)優(yōu)先的全新模式的旅游景區(qū)。在項目選線的過程中做好沿線古建筑、特色居民點、觀景點和風景名勝的梳理工作，高效串聯(lián)所有景區(qū)，制作醒目的標識牌來引導人們暢快淋漓地游覽所有風景區(qū)。

四、設計效果

1.改善出行條件

該工程項目為沿線居民提供了大量的發(fā)展機會，由于過去經濟基礎比較差，交通不暢，使得人們的生產生活條件非常落后。在該項目建成投入使用以后，使區(qū)域內物資流通變得更加便捷，顯著提升了該地區(qū)的經濟效益和社會效益。在項目建成以后，太湖西部和中部的交通條件變得四通八達，西部山區(qū)生產的香菇、艾葉、茶葉和貢菊等產品被全世界人們所熟知，光伏發(fā)電站等項目遍地開花，村級電商平臺也為本地區(qū)經濟發(fā)展做出了突出的貢獻。

2.展現青山綠水

工程項目施工沿線的自然景觀比較豐富，存在大量的民俗文化和紅色文化，可以將該公路打造成為旅游公路。該工程項目與太湖縣中部和西部的生態(tài)旅游區(qū)相連，四周分布很多景點，比如二祖禪堂、湯泉溫泉度假村、佛圖寺、趙樸初文化公園、花亭湖等，加快了鄉(xiāng)村旅游行業(yè)的發(fā)展速度。以該工程項目建設為媒介，并與智慧旅游建設、品質提升、業(yè)態(tài)培育和公共服務設施相結合，將太湖縣打造成為生態(tài)型旅游發(fā)展景區(qū)。

五、結語

如今公路工程的建設規(guī)模逐漸擴大，經常會遇到不良地質情況，想要使公路工程的建設質量和通行安全得到保證，就要求工程項目設計人員在開展設計工作時，將高邊坡防護與治理工作放在第一位，制定出具有較強實用性的設計方案，全面細致地分析其穩(wěn)定性，使高邊坡的穩(wěn)定性滿足設計標準，為公路工程建設項目的長遠發(fā)展做好充分的準備工作。