公路工程路基高邊坡施工關鍵技術

張林波

摘要 隨著我國公路建設的快速發(fā)展，公路工程施工面臨復雜地形條件的情形越來越多，其中路基高邊坡是公路工程中最常遇到的復雜地形，也是影響公路安全、穩(wěn)定和使用壽命的重要因素?；诖?，文章立足工作實踐，對路基高邊坡的重要性和常見病害作了論述，探討了影響路基高邊坡穩(wěn)定性的主要因素，提出路基高邊坡的施工關鍵技術及注意事項，旨在提高我國公路路基高邊坡建設質量水平。

關鍵詞 公路工程；路基高邊坡；施工；穩(wěn)定性；防護技術；注意事項

中圖分類號 U416.14文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0064-03

0 引言

路基高邊坡作為道路的基礎，承載著車輛和行人的荷載，對公路的運行安全和經濟性有著重要的影響[1]。然而，公路路基高邊坡工程易發(fā)生滑坡、坍塌、侵蝕等問題，給公路工程的建設和運行帶來較大的困擾和隱患。因此，如何提高公路路基高邊坡的穩(wěn)定性和施工效率，成為公路工程建設中需要解決的重要問題。該文從公路路基高邊坡的重要性、常見病害、影響因素、施工關鍵技術和注意事項等方面進行分析探討，以增強公路路基高邊坡的穩(wěn)定性，提高施工效率。

1 公路路基高邊坡的重要意義

1.1 保障公路安全穩(wěn)定性

高邊坡的穩(wěn)定性直接關系到行車安全[2]。若高邊坡不穩(wěn)定，可能發(fā)生滑坡、崩塌等現(xiàn)象，造成車輛出現(xiàn)失控、碰撞等事故，危及人員生命財產安全。以2010年甘肅省舟曲特大山體滑坡災害為例，當?shù)剡B續(xù)強降雨導致山體飽和，引發(fā)大規(guī)模山體滑坡，不僅造成較大人員傷亡和財產損失，還導致國道213線的大面積損毀，阻斷道路交通。

1.2 充分利用土地資源

通過高邊坡的合理設計和施工，可有效降低對土地的占用，特別是在山區(qū)、丘陵地段，可減少對耕地、森林等資源的破壞。此外，高邊坡施工還可利用開挖過程中產生的土方，用于填筑路基、擋土墻等部位，降低土方運輸成本，減少對周邊土地的影響。

1.3 維護公路生態(tài)環(huán)境

公路路基高邊坡對維護公路生態(tài)環(huán)境具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）通過合理的高邊坡設計和施工，可有效減少對周邊生態(tài)系統(tǒng)的干擾和破壞，保護水土資源，降低水土流失，維持地區(qū)生態(tài)平衡。

（2）在施工過程中，通過采用綠色施工技術和材料，可有效減少污染物排放，保護環(huán)境質量。

（3）高邊坡工程中，通過采用生態(tài)恢復措施，如植被覆蓋、綠化等，可有效改善生態(tài)環(huán)境，提高景觀效果。例如，在某沿山地帶公路建設項目中，工程師在高邊坡設計和施工過程中充分考慮生態(tài)保護，采用切割邊坡的方式減少對山體生態(tài)的破壞。

2 公路路基高邊坡的常見病害

2.1 滑坡

路基高邊坡因自身結構松散，當其受到土體自重力或施工擾動的影響時，若未能及時建立有效的邊坡防護結構，則可能導致邊坡甚至山體發(fā)生滑移問題。局部巖體或者邊坡軟弱面將出現(xiàn)下移現(xiàn)象，依次出現(xiàn)高邊坡的蠕動變形、滑動性破壞和逐漸穩(wěn)定的階段。問題一旦嚴重，將導致路基破壞、道路堵塞、交通阻礙，尤其是在雨雪天氣，滑坡發(fā)生率會顯著提升。

2.2 裂縫

若施工方案缺乏合理性、路基出現(xiàn)超挖和欠挖等問題，或者遇到軟土地基和地質地形復雜的地段時，高邊坡一旦受施工擾動或承受的荷載過大，則可能形成縱橫向不規(guī)則裂縫，而此類裂縫普遍具有一定擴展性，受風力侵蝕作用，裂縫的寬度和深度將持續(xù)增長[3]。

2.3 剝落

路基高邊坡表面的巖石或土體在自然環(huán)境和人為因素作用下，如風化作用、降雨侵蝕、凍融作用以及施工振動等，造成高邊坡巖體失去原有穩(wěn)定性，逐漸脫離邊坡，向下滑動或滾動。為增強邊坡穩(wěn)定性，在設計、施工及運營階段通常需要采取相應的路基高邊坡支擋措施。

3 影響公路路基高邊坡穩(wěn)定性的主要因素

3.1 地質因素

路基邊坡的地質直接決定邊坡的基本結構和承載能力，從而影響邊坡穩(wěn)定性。例如，不同巖性的巖石具有不同的力學性能，軟弱巖石易在荷載作用下破碎和變形；或巖體內部的結構特征（如裂隙、節(jié)理、斷層等）和地下水均對邊坡的力學性能和滲透性存在影響，可能導致邊坡失穩(wěn)。

3.2 氣候因素

氣候因素對公路路基高邊坡穩(wěn)定性的影響不容忽視，如雨水滲透、溫度變化、風化作用等，均會造成邊坡穩(wěn)定性降低。例如，在暴雨期間，高邊坡可能會因雨水的沖刷和土體飽和而發(fā)生滑坡。在冬季，土體水分可能會被冰凍，隨著春季來臨，冰層融化使土體產生變形，從而導致邊坡失穩(wěn)?；蚴窃诟稍锏貐^(qū)，強風侵蝕可能導致邊坡表層土體結構疏松，降低抗剪強度。

3.3 施工因素

路基高邊坡的建設和施工涉及較多復雜的技術和工藝問題，若處理不當將對路基的穩(wěn)定性產生極大影響。例如，使用重型機械在路基上作業(yè)時，振動和沖擊力會使土體產生變形和位移，從而加劇路基高邊坡的裂縫和變形，增加路基失穩(wěn)的風險?；蛘呤褂貌缓线m的建設材料或者采用錯誤的施工技術，可能導致路基高邊坡出現(xiàn)質量問題，從而引發(fā)路基塌方和失穩(wěn)等嚴重后果。

3.4 路基荷載

車輛行駛在路面上，其荷載會通過路面逐漸傳遞到路基上，若路面的設計和施工不合理，如路面厚度不足、路基土質過軟等，均會使路面受到車輛荷載的擠壓和變形，從而對路基高邊坡產生影響，一旦超出路基承載能力，則可能會導致路基高邊坡發(fā)生塌方和變形等嚴重后果。

3.5 人為活動

人類活動無處不在，如大規(guī)模的土地利用和城市化建設、森林采伐、交通運輸?shù)?，均會對自然環(huán)境造成破壞和改變。例如，大面積地開采、填埋、建設等人為活動會破壞原有的土地表面形態(tài)，使地表失去原有的承載能力，從而影響公路路基高邊坡的穩(wěn)定性。

4 路基高邊坡施工關鍵技術

4.1 邊坡開挖技術

4.1.1 勘察與設計

在邊坡開挖前，應運用地表調查、鉆孔勘探、地球物理勘探、實驗室試驗等手段，對其進行詳細的地質勘察，以了解地質條件、巖土層分布、地下水情況、土質類別、附近地質構造、潛在滑坡或塌方區(qū)域等。根據(jù)勘察結果，結合工程需求、地形地貌、氣候條件、環(huán)境因素等，進行合理的邊坡設計，包括邊坡角度、開挖高度、分段開挖等。

4.1.2 開挖方法的選擇

根據(jù)地質條件、邊坡規(guī)模和工程需求，選擇適合的開挖方法，包括機械開挖、人工開挖、爆破開挖等。機械開挖速度快、效率高，適用于較大規(guī)模的邊坡開挖；人工開挖適用于地形復雜、開挖規(guī)模較小的邊坡；爆破開挖則適用于巖石邊坡。

4.1.3 開挖順序與分段

邊坡開挖應分段進行，分段高度和寬度應根據(jù)地質條件、工程需求和設備能力確定。一般情況下，先開挖上部，再開挖下部，以減少下部土方的壓力。此外，應注意邊坡開挖的順序，避免對已開挖的邊坡造成不利影響。

4.1.4 開挖監(jiān)測與安全

在邊坡開挖過程中，應實施嚴格的監(jiān)測，關注邊坡穩(wěn)定性、變形、裂縫等情況。若發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，應立即采取措施進行處理。同時，做好施工安全管理，確保人員、設備的安全。

4.2 邊坡支護技術

4.2.1 錨桿支護

錨桿支護技術主要通過在邊坡中設置預應力錨桿，將邊坡內部的不穩(wěn)定力傳遞到錨固體中，進而實現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定。該方法特別適用于較高邊坡、較為軟弱巖土的邊坡以及滑坡危險區(qū)域等復雜地形。在錨桿支護中，錨桿布置、長度、材質等因素對支護效果具有較大影響，因此應綜合考慮以上因素，針對不同的邊坡工程，制定出最佳的錨桿支護方案，以確保邊坡穩(wěn)定性和施工安全。

4.2.2 護坡網支護

護坡網支護技術在邊坡工程中應用廣泛，主要采用高強度的鋼絲網，并結合錨桿、支撐柱、拉索等組件，形成一個堅固的網狀結構，限制土體顆粒的運動，從而達到保證邊坡穩(wěn)定的目的。該技術主要應用于碎石、砂礫等顆粒狀土體邊坡的穩(wěn)定，具有靈活性好、適應性強、施工方便等優(yōu)點，能應對邊坡地形的變化，適用于各種復雜地質條件下的邊坡工程。

4.2.3 混凝土支護

混凝土支護主要包括噴射混凝土支護和預制混凝土板支護，適用于不規(guī)則邊坡、巖石邊坡等。噴射混凝土支護主要通過噴射混凝土在邊坡表面形成硬化層，通常與鋼筋網和錨桿聯(lián)合使用，共同作用以達到邊坡防護的效果，從而提高邊坡的抗侵蝕性和穩(wěn)定性，如圖1所示。而預制混凝土板支護則通過設置預制混凝土板來防止土體顆粒的運動，常用于較大規(guī)模的邊坡工程。

4.2.4 生態(tài)支護

生態(tài)支護方法包括植被覆蓋、生物工程等，具有較強的環(huán)保性和美觀性，適用于生態(tài)環(huán)境要求較高的邊坡工程。該方法主要利用植物的生長特性，將植物根系與土壤緊密結合，形成一個復合體系，以提高土壤的抗剪強度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。此外，生態(tài)支護方法具有較低的維護成本和良好的自我修復能力，具有很高的實用價值和可持續(xù)性。

4.2.5 綜合支護

針對邊坡工程具體情況，通常會將多種支護技術相結合，該方法即為綜合支護。綜合支護方法特別適用于復雜地質條件、高風險區(qū)域和高要求的邊坡工程，其關鍵在于合理選擇和搭配各種支護技術。通過對邊坡地質條件、土體性質、開挖深度等進行分析，確定最適合的支護技術組合，實現(xiàn)邊坡穩(wěn)定的最佳效果。常見的綜合支護技術包括錨桿支護、護坡網支護、土釘墻支護、混凝土梁柱支護等。例如，對于顆粒狀土體邊坡，可以采用護坡網與錨桿支護相結合，增強土體顆粒的約束能力；在地下水豐富的邊坡區(qū)域，可以采用排水措施與支護技術相結合，降低邊坡的飽和度，減小土體的浸潤破壞風險。

4.3 邊坡排水技術

4.3.1 表面排水

邊坡表面排水主要是通過設置排水溝、收水溝、坡面防護等設施，引導邊坡表面的雨水迅速排出，減少雨水對邊坡的侵蝕作用。有效的表面排水系統(tǒng)有助于保持邊坡土體的強度和穩(wěn)定性，降低土體飽和度，減輕水的浸潤破壞作用。在設計和設置表面排水設施時，應遵循自然水流路徑，利用地形特點進行合理布置，以確保雨水順利流出，避免積水和反水現(xiàn)象。此外，排水溝的尺寸和坡度應根據(jù)邊坡尺寸、降雨量等因素合理設計，保證排水能力滿足實際需求。

4.3.2 深層排水

深層排水主要針對邊坡內部的地下水，通過設置降水井、排水管道等設施，將地下水排出，降低地下水位，減輕土體的飽和度，從而降低邊坡滑動和崩塌的風險。在設計和實施深層排水系統(tǒng)時，應注意以下幾方面：一是根據(jù)實際情況選擇合適的排水設施，如降水井、排水管道、砂礫井等，以滿足不同地質條件下的排水需求。二是合理布置排水設施，充分考慮地下水流動規(guī)律和邊坡結構特點，以實現(xiàn)最佳排水效果。三是選用高質量的排水材料，如聚乙烯（PE）管、鋼筋混凝土（RCC）管等，以確保排水設施的耐久性和使用壽命。

4.3.3 防滲措施

防滲措施是邊坡工程中關鍵的保護措施，主要通過設置防滲墻、防滲膜等設施，有效地減少雨水和地下水對邊坡土體的浸泡作用，降低土體飽和度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和抗滑動能力。在實施防滲措施時，應注意以下幾點：一是根據(jù)邊坡土體性質和地下水位情況，選擇合適的防滲墻類型，如混凝土防滲墻、鋼板防滲墻、土工布防滲墻等。防滲墻的深度和厚度應根據(jù)實際需求合理設計，以保證防滲效果。二是采用高密度聚乙烯（HDPE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜等防滲材料，覆蓋在邊坡土體表面，阻止雨水滲透到土體內部。防滲膜的厚度和接縫處理需滿足工程要求，以保證防滲性能。

5 結語

綜上所述，公路路基高邊坡施工是公路工程建設中的重要問題之一，嚴重影響公路工程的安全、穩(wěn)定和使用壽命?；诖?，該文從公路路基高邊坡的重要意義、常見病害、穩(wěn)定性的主要影響因素、施工關鍵技術以及施工注意事項等方面進行了探討，希望能對我國公路工程在復雜地形條件下的建設提供一定的借鑒。

參考文獻

[1]張永利， 李翔宇. 公路邊坡工程技術研究[J]. 公路工程， 2015（3）： 150-153.

[2]王文海， 張宇. 公路高邊坡穩(wěn)定性分析與防護技術研究[J]. 工程技術研究， 2017（1）： 23-26.

[3]馬曉明， 郝曉龍. 高速公路高邊坡防護技術研究[J]. 公路交通科技， 2016（3）： 108-111.