道路工程高邊坡防護技術(shù)與施工分析

薛金儒 李旭萌

（武漢市公路勘察設計院 湖北武漢 430063）

道路工程高邊坡防護技術(shù)與施工分析

薛金儒 李旭萌

（武漢市公路勘察設計院 湖北武漢 430063）

高邊坡是道路工程的重要問題，采用合理的邊坡支護技術(shù)和施工方法，對于邊坡的長期穩(wěn)定具有重要作用。論文分析了高邊坡的穩(wěn)定影響因素，并基于高邊坡的不同特點建立了可選防護技術(shù)，對防護施工的關(guān)鍵要點和技術(shù)進行了闡明，確保道路工程高邊坡的穩(wěn)定安全，以保障道路工程的運營安全和使用性能。

道路工程，高邊坡，邊坡防護，施工技術(shù)

隨著我國對經(jīng)濟交通運輸?shù)然A設施建設的廣大投入，交通事業(yè)迅猛發(fā)展，道路工程的建設也面臨復雜的地質(zhì)環(huán)境和條件，例如高邊坡、軟弱地層、高路基等。而交通運輸增長下，交通流量和車輛載重也顯著提高，超載重載等問題更是廣泛，這些對于復雜地質(zhì)條件下建設的道路工程要求更高，因而，道路工程建設質(zhì)量是確保道路安全、長期運營的關(guān)鍵[1]。

高邊坡是指邊坡高度很大的道路結(jié)構(gòu)，例如土質(zhì)邊坡高度大于20m或巖質(zhì)邊坡大于 30m。由于高邊坡的構(gòu)造特點，邊坡穩(wěn)定性和運營安全成為關(guān)注的重點。我國運營的部分道路工程出現(xiàn)高邊坡的病害問題，例如邊坡失穩(wěn)導致的道路淹埋、流石流泥、滑坡、局部坍塌、落石和坍塌等[2,3]，這些病害問題很多是施工建造過程不重視引起的，導致對既有道路的交通安全和道路使用造成隱患，需要進行治理和加固以恢復道路的使用性能，增大道路管養(yǎng)的經(jīng)濟壓力。

論文分析道路工程高邊坡穩(wěn)定影響因素，通過確定影響邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵問題，提出邊坡防護的基本要點和設計原則，并確定施工中的關(guān)鍵技術(shù)和質(zhì)量控制要點，保證高邊坡的穩(wěn)定性能以確保道路的正常運營。

1 高邊坡穩(wěn)定影響因素

道路工程高邊坡的穩(wěn)定影響是多方面的，主要受巖土本身特性、地質(zhì)構(gòu)造和地下水影響。

1.1 巖土特性

巖土特性是高邊坡穩(wěn)定的基本因素之一。對于巖質(zhì)邊坡，巖石自身的強度和巖質(zhì)邊坡特性是關(guān)鍵參數(shù)，如若巖石自身強度不高，巖石的形成不連續(xù)，存在破裂等軟弱層，則受到環(huán)境作用時，其破壞往往是巖石最弱連接界面展開，當外界荷載大于巖層的強度時，便可能形成連續(xù)破壞從而導致邊坡的坍塌。一般而言，塊狀和反坡向?qū)訝畹膸r層特性是穩(wěn)定的，而順坡向?qū)訝顜r層容易產(chǎn)生剪切型破壞，碎裂散狀巖層則易形成滑動型破壞。對于土質(zhì)邊坡，土質(zhì)條件是邊坡穩(wěn)定的基本，砂土容易流沙滑坡而黏性土的粘聚力較大不易破壞。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

很多高邊坡的是天然的，受到路基開挖的影響，高邊坡的地質(zhì)構(gòu)造往往是確定邊坡穩(wěn)定的另一重要因素，例如是否存在地震和震動、巖土風化狀況及出露位置等。其中，地震和震動是高邊坡最大的安全隱患，受地震作用的慣性力作用，邊坡的失穩(wěn)和破壞往往是瞬時的，因而需要根據(jù)場地地質(zhì)狀況基于地震破壞的可接受水準進行設計。

1.3 地下水

地下水影響巖土的基本物理特性和力學特性，因而對邊坡穩(wěn)定造成影響。隨著地下水位的變化，巖土的剪切力和法向力在變化，相應的最弱破壞面也在不斷地變化，如果邊坡中某些微裂縫存在，則地下水的存在嚴重削弱結(jié)構(gòu)抗力，并形成靜水壓力增加裂縫的開展。如若天氣變冷，裂縫中的水尚未排出，則水分的凍結(jié)會導致裂縫的膨脹，造成邊坡失穩(wěn)。

2 高邊坡防護技術(shù)

基于高邊坡穩(wěn)定影響因素的分析，可以根據(jù)高邊坡的特點選擇對應的防護技術(shù)，滿足設計的經(jīng)濟性和使用的安全性和長期性。針對高邊坡特點，主要防護技術(shù)如下：

（1）放緩邊坡。邊坡放緩是最高效最有效的邊坡防護技術(shù)，巖層和土體存在穩(wěn)定角和極限角，超過該角度巖土的穩(wěn)定性較難保證，需要采用額外技術(shù)進行保證。放緩邊坡就是將邊坡角度控制在巖土的穩(wěn)定角范圍內(nèi)，通過削角的方式放緩邊坡，這種邊坡防護技術(shù)施工簡單、經(jīng)濟可靠。

（2）高邊坡加固。如若高邊坡存在不良地質(zhì)構(gòu)造，或者地下水系發(fā)達對邊坡穩(wěn)定影響很大，則需要采用加固方法保證邊坡的穩(wěn)定。加固技術(shù)根據(jù)所處理的程度可分為中淺層加固和深層加固，中淺層加固方法有土釘加固和錨桿加固；深層加固有注漿加固、錨索加固和管樁加固等。

（3）表層防護。大部分高邊坡存在失穩(wěn)風險，但這種風險發(fā)生概率偏小，因而需要進行一些表層防護措施。表層防護主要是對表層巖土風化剝落、局部掉塊、雨水排放等問題。例如采用植物、植草等方法，通過植物的根系發(fā)育固結(jié)土壤，防止水土流失引起的邊坡失穩(wěn)；采用砌體封閉、掛網(wǎng)噴錨、混凝土噴射等手段，將邊坡連接成整體，防止表層巖土的風化、吹落和坍落等病害，阻斷表層病害向邊坡內(nèi)部的演化；采用邊坡截水方法，將雨水進行有效排除，防止表層雨水滲入邊坡內(nèi)部對巖土特性造成影響。

3 高邊坡施工要點

高邊坡的施工過程中，需要遵循相關(guān)的施工原則，并對其中的邊坡加固、邊坡排水和緊急預案等關(guān)鍵工序[4]，厘清其施工要點和質(zhì)量管控標準，確保高邊坡防護的施工質(zhì)量。

（1）邊坡施工的基本原則

首先，高邊坡的道路工程施工應該遵循至上而下的施工原則，而邊坡的加固施工等也需要遵循該原則，通過穩(wěn)定上緣邊坡的穩(wěn)定性再進行下緣邊坡的加固處理，以免形成工程事故。其次，應該進行逐層開挖逐層防護，邊坡開挖和邊坡防護應同時進行，保證施工安全；最后，有效組織邊坡加固、邊坡排水等施工工序，確保施工組織的有序開展。

（2）邊坡加固施工要點

邊坡加固需要對邊坡的軟弱地層進行加固處理，對于破碎嚴重的需要進行灌漿加固或者置換處理；對于影響加固的碎石或軟弱層，應該清除干凈再加固；對于土釘加固或錨桿加固方式，應該保證錨固的有效性。

（3）邊坡排水施工要點

邊坡的排水在施工中需要同步開展，防止施工中暴雨環(huán)境，避免雨水對于邊坡加固的影響，增加加固困難。邊坡排水需要設置坡外截水溝和破內(nèi)排水溝，截水溝將邊坡外的水集中匯流，防止其進入邊坡體中；破內(nèi)排水溝則將邊坡中的表層水進行有序匯流，防止其進入邊坡內(nèi)層，影響邊坡穩(wěn)定。排水溝的設施應該遵從水體的自然流落規(guī)律，避免附加工程施工。

（4）應急預案

邊坡施工過程中受環(huán)境作用和施工機具作用，其物理狀態(tài)可能在不斷變化，因而需要對邊坡進行監(jiān)測檢查，建立緊急預案。對于施工中引起的邊坡突然失穩(wěn)或?qū)⒁Х€(wěn)，能夠根據(jù)緊急預案進行處理，避免形成次生災害。

4 結(jié)論

在交通運輸事業(yè)快速發(fā)展的背景下，保障道路運營安全和長期性能具有重要意義，道路高邊坡的穩(wěn)定性能是需要關(guān)注的重點之一。論文分析了道路工程高邊坡穩(wěn)定的主要影響因素，對其中的巖土特性、地質(zhì)構(gòu)造和地下水的影響進行了分析，從邊坡的特點提出了邊坡穩(wěn)定性防護技術(shù)。針對邊坡防護的施工原則、邊坡加固、排水和應急預案分析了施工要點和質(zhì)量要求，這些方法和措施，可以很好地促進道路工程高邊坡的運營穩(wěn)定性。

[1]李林峰, 葉建廷. 道路邊坡防護綜述[J]. 華東公路, 2010 (2): 49-51.

[2]吳斌, 樂建平, 方詩圣, 等. 山區(qū)公路邊坡防護加固技術(shù)[J]. 安徽建筑工業(yè)學院學報: 自然科學版, 2008, 16(3): 13-16.

[3]饒運章, 朱為民. 我國道路邊坡防護現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 華東公路, 2011 (1): 46-48.

[4]徐偉. 道路邊坡的防護加固技術(shù)綜述[J]. 山西建筑, 2008 (6).

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