山区高速公路高边坡防护与治理

山区高速公路高边坡防护与治理

发表时间：2018-12-20T11:00:21.850Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第26期作者：黄艳

[导读] 山区建设高速公路工程越来越多，不仅对促进山区发展具有重要意义，也是帮助山区脱贫致富的具体措施之一。

湖北省高速公路实业开发有限公司湖北省武汉市 430050

摘要：公路建设中，尤其是山区公路，不可避免出现深挖路堑边坡。公路边坡的稳定性受自然因素和人为因素两方面的影响。自然因素包括地形、地貌、地质、气候、水文、地震等，人为因素包括施工开挖方式、设计防护方案、后期养护及绿化措施等。在自然因素影响下，如果人为地采取不当防护措施，边坡便会发生失稳破坏，进而影响行车安全。公路边坡失稳受地质构造、岩土体结构、风化作用、地下水作用等的影响而呈现不同的破坏机理和形态。设计根据边坡开挖高度、坡率、岩土特性和理论计算结果而采用合适的防护形式，以确保边坡的稳定，同时兼顾安全、适用、经济、美观等基本工程建设原则。

关键词：山区高速公路；高边坡防护；治理措施

引言

当前，山区建设高速公路工程越来越多，不仅对促进山区发展具有重要意义，也是帮助山区脱贫致富的具体措施之一。但是由于山区的地质条件以及周围环境十分复杂，在高速公路建设过程中，需要做好相关的设计以及技术防护工作，其中以高边坡稳定性问题最为突出，因此，在建设过程中，需要进一步做好防护和治理工作，防止高边坡出现塌方等问题。

1影响高边坡稳定的主要因素

高边坡主要是指倾斜的斜面，由于自身重量会造成一定的影响，因此其稳定性比较差，坡体会有下滑的情况出现。对高边坡防护技术造成影响的因素有很多，主要表现为以下两点：①自然因素，高边坡受地质构造和地形条件的制约，在水资源比较充沛、土壤比较松软的高边坡位置易于造成滑坡的现象出现，使其稳定性受到严重的影响；②人为因素，在工程建设和管理使用的过程中，人为因素的影响比较明显，比如设计因素、施工因素和养护管理因素等。如果设计不合理、施工存在问题以及养护不及时等都会给边坡的稳定性造成一定的负面影响；如果设计科学、施工合理以及养护及时都会使边坡的稳定性得到不断地提高。高边坡稳定性的主要影响因素就是自然因素和人为因素，因此，从这两点进行仔细的分析，对提升高边坡防护技术具有意义深远的作用。

2山区高速公路高边坡防护与治理措施

2.1放缓边坡、分级刷坡

放缓边坡是边坡设计中最简单也是最常用措施。边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致，故通过削坡，削掉部分不稳定岩土体，使边坡坡度放缓，加强其稳定性。边坡的刷坡设计比较灵活，但总原则是放缓后的边坡综合坡率接近或缓于原有自然边坡坡度，一般而言，比原有自然坡率越陡的边坡越不稳定。当单级刷坡高度过高时，可采取分级开挖、逐级放缓的方式，降低单级边坡高度。分级平台宽度一般为2～3m，根据稳定性验算情况和综合坡率设置部分加宽平台，位置一般在土石分界面处或20m左右增加一处。放缓边坡的优点是施工简便、经济、安全可靠。而缺点是越缓的边坡开挖面越大，占地越多，对自然环境的破坏也越大。

2.2初拟防护方案及稳定性分析

当按上述放缓刷坡的原则处理后边坡过缓、过高或受外界因素干扰时，应适当收陡坡率，考虑防护加固措施，并进行边坡稳定性分析验算与评价。一般从定性和定量两方面进行分析判断。定性分析常采用的方法是工程地质类比法和赤平投影法，其主要依据是岩土体的自身结构特性和分布特征；定量分析常采用的是数值模拟法和极限平衡法，而应用最普遍的是基于极限平衡理论的理正分析计算软件。在具体边坡的稳定性验算时，须多次拟定不同方案、多次试算、多次综合对比分析，使得定量计算结果与定性分析的结论基本一致，理论分析与实际情况相吻合。

2.3工程防护措施

依据稳定性分析评价结果，对于边坡整体稳定性较好，刷坡后的安全性可以满足规范要求，但是可能存在表层易风化剥落、局部崩塌掉块或坡面易受雨水冲刷等情况时，则需对其进行表层工程防护；对于边坡稳定性较差或不稳定时，应采用不同程度的中浅层或深层加固措施处理。具体到某一边坡的防护设计而言，大多是按上述原则和设计思路，综合考虑岩土体的地质特性、边坡的稳定安全性、施工的可靠便利性、工程措施的经济合理性、砌筑材料的可取性和景观生态的美观性等，最终确定边坡防护方案，并在实施过程中进一步进行稳定性观测，必要时予以动态设计。

2.4植物防护

对于保护边坡来说，植物防护是一种非常好的措施，这种方法能够降低水流的速度，同时由于边坡植物的根系扎根很深，并且侧根发达，产生固定土壤的作用，所以，植物防护是非常重要的一项工作，但是采用这项技术需要注意：首先，在植物种类的选择方面，需要植物根系发达的植物，同时能够适应边坡土质、耐湿、易成活的植物，最好是选择野生的种类，因为野生种类的植物适应性比较强，另外可以选择新的品种；其次，植物的根系必须非常发达，主根及侧根分生力较好，比较容易成活，如果植物的根系比较发达，那么其固定土壤的能力就会很强，短时间内就会形成茂密的植物群；最后，植物高度不宜太高，尽量选择低矮的类型，同时需要比较强的抗性，这种植物适宜作护坡植物，能够有效地进行高坡的保护。

2.5高边坡加固技术

防护措施是一种被动方法，主要是在一定程度上避免外部因素对边坡稳定的影响，但是其防护加固程度有限，对于边坡稳定性问题很大的区段是不可行的，因此需要采用主动加固技术，从根本上解决高边坡失稳的问题。常用的边坡主动加固技术有预应力锚索加固和预应力锚杆加固，这两种方法在公路边坡加固中应用最多，其它的还有化学加固方法和水泥土搅拌桩加固等手段。这里重点分析预应力锚索加固和预应力锚杆加固的施工技术与要点。预应力锚杆和预应力锚索的加固机理是相同的，通过预应力的施加使得边坡与锚固的稳定岩层形成整体，共同变形与受力，从而提高其稳定性。图1中锚杆或锚索穿过滑动面一侧连接坡面的稳定岩层，在预应力施加作用下滑动面被挤压，使得外部滑动体在滑动面上有很大的法向内力，直接增大了抗滑动摩擦力，因此边坡的稳定性能够得到保证。为了充分发挥预应力施