半濕潤黃土地區(qū)公路挖方邊坡的設(shè)計

劉子銳

摘要： 我國的黃土的分布面積達54萬平方公里，占全國土地面積的百分之六，是世界上黃土面積分布最廣的國家。隨著我國公路事業(yè)發(fā)展的水平越來越快，在行業(yè)發(fā)展的同時，也面臨著黃土地區(qū)公路邊坡設(shè)計及防護方面的問題。本文就半濕潤黃土地區(qū)公路挖方邊坡的設(shè)計及防護進行探討，以期能為同行產(chǎn)生幾點啟發(fā)。

關(guān)鍵詞： 公路邊坡;防護;治理

【中圖分類號】U417.12【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）12-0062-01

半濕潤地區(qū)是指干燥度為1～1.50的地區(qū)，降水量一般為400～800mm，我國部分黃土地區(qū)位于半濕潤地區(qū)。黃土具有多孔隙、顯著的垂直節(jié)理、無層理、透水性較強、濕陷性等特征，在干燥時較堅硬，一被流水浸濕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定迅速破壞，通常容易剝落和遭受侵蝕，甚至發(fā)生坍陷。所以在黃土地區(qū)進行公路工程建設(shè)時，應(yīng)結(jié)合黃土的特性及項目所在環(huán)境條件，采取合理設(shè)計方案，是工程安全運營的保障。

1半濕潤地區(qū)黃土邊坡常見病害

常見的黃土路塹邊坡病害有坡面剝落、坡面沖刷、崩塌、滑坡及泥流[1]病害，降雨量較多的半濕潤區(qū)公路路塹邊坡容易發(fā)生滑坡及泥流病害，

1.1滑坡。

黃土具有多孔隙及透水性較強的特征，當(dāng)挖方邊坡較高或挖方邊坡頂部山體存在陡坡時，受降雨影響，地表水滲入黃土層中使黃土容重增大，黃土的強度下降，土體穩(wěn)定性平衡容易破壞，當(dāng)黃土層與其他巖層存在傾斜的接觸面時，接觸面附近黃土結(jié)構(gòu)遇水或受其他擾動后，影響較小時出現(xiàn)路塹邊坡滑塌病害，嚴(yán)重時路塹邊坡頂部山體極易出現(xiàn)滑坡病害，影響公路的運營安全。

1.2泥流病害。

位于斜坡的黃土如果土質(zhì)疏松，具有滲透性較小的下臥層時，土體在地下水或在地下水與地表水相互作

用下浸潤黃土土體，使土飽和形成塑性流動，稱之為泥流，泥流容易誘發(fā)崩坍或滑坡等更嚴(yán)重的病害。

甘肅省某運營公路，路塹邊坡相對較低，路塹頂部山體坡率約為1：4，相對較緩，公路路塹邊坡采用內(nèi)擋墻+框格錨桿防護，運營期間，受降雨及地下水影響，路塹邊坡頂部山體表層黃土含水率增加使土體呈飽和狀態(tài)形成塑性流動，框格梁邊坡防護工程對塑性黃土基本無支擋作用，土體通過框格梁中間及頂部掉落至路基坡腳，內(nèi)擋墻泄水孔無明顯排水痕跡。

2路塹邊坡設(shè)計及防護

路塹邊坡設(shè)計是否合理，對黃土路塹邊坡的穩(wěn)定至關(guān)重要。如路塹邊坡過陡易發(fā)生崩塌病害，邊坡較緩時坡面易發(fā)生沖刷現(xiàn)象，邊坡較高時容易引發(fā)山體滑坡等病害。

2.1邊坡設(shè)計。

半濕潤黃土區(qū)路線縱斷面設(shè)計時，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)大填大挖路基，路基應(yīng)以填方為主，當(dāng)公路以路塹形式開挖山體時，路塹邊坡不宜高于一級邊坡高度，邊坡坡率宜采用1：：0.75～1：1。受地形限制，必須設(shè)置多級邊坡時，多級路塹邊坡每級高度及坡率應(yīng)結(jié)合邊坡土質(zhì)特性及降雨情況確定，每級邊坡高度不宜超過6m，邊坡應(yīng)結(jié)合實際情況設(shè)置必要的防護支擋工程。

2.2邊坡防護。

半濕潤黃土區(qū)路塹邊坡土質(zhì)含水率較高，降低邊坡土含水率是保證路塹邊坡穩(wěn)定的措施之一，半濕潤黃土區(qū)路塹邊坡不宜采用封閉的圬工防護。

2.2.1植物防護。

半濕潤黃土區(qū)路塹邊坡土質(zhì)含水率較高，各類植物容易成活，植物的根系扎根于路塹坡面可吸收邊坡內(nèi)水分，加速邊坡水份的蒸騰效果，可降低表層黃土的水分，植物根系對坡面具有一定的加固作用，同時植物根系及莖葉可有效效避免坡面沖刷、剝蝕病害。植物護坡[2]不影響邊坡內(nèi)水分的排出，同時具有較好的綠化環(huán)境效果，對自然環(huán)境無負(fù)面影響。

2.2.2孔窗式護面墻。

當(dāng)項目黃土邊坡土質(zhì)疏松，坡面易受雨水沖刷，植物護坡生長困難時，考慮孔窗式護面墻。一般采用混凝土、漿砌片塊石等材料做框格骨架，框格內(nèi)采用植物防護或其它輔助防護措施（干砌片石、空心磚等），這種防護形式能有效地防止路基邊破在坡面水沖刷下形成沖溝，防止坡體滑塌，特別是針對殘積-坡積層形成的邊坡具有良好地防護作用，穩(wěn)定邊坡效果較好。另孔窗式護面墻對挖方坡面不具有封閉效果，便于邊坡土體水分的揮發(fā)，有利于邊坡的自身穩(wěn)定性。

2.2.3內(nèi)護墻。

當(dāng)黃土挖方邊坡土層不厚，且挖方邊坡坡腳附近存在土層交界或邊坡計算滑動面在坡腳附近時，設(shè)置內(nèi)護墻可對挖方邊坡具有固腳效果，內(nèi)擋墻墻身不宜過高，建議墻身外露2-3m即可，不得影響邊坡水的蒸發(fā)，同時內(nèi)護墻應(yīng)做好墻背排水設(shè)計，避免土層滲水不能及時排離。內(nèi)護墻可采用混凝土、漿砌片石砌筑。

2.3邊坡排水。

水是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素之一，把危及路基邊坡穩(wěn)定的地表水、地下水予以排水，是邊坡排水設(shè)計的主要任務(wù)。

2.3.1截水溝。

路塹截水溝可根據(jù)截水溝的位置分為坡頂截水溝及邊坡平臺截水溝，坡頂截水溝主要用以攔截坡頂山體匯水防止沖刷路塹邊坡坡面，平臺截水溝主要用于攔截坡面雨水，并通過吊溝或邊坡急流槽排至邊溝或排水溝中，排除至路基以外。坡頂截水溝應(yīng)結(jié)合地形合理布置，直捷舒順。截水溝一般采用混凝土或漿砌片石加固，特別雨水較多區(qū)域應(yīng)做好防滲設(shè)計，防止水流下滲，影響邊坡穩(wěn)定。

2.3.2滲溝。

前文所說的半濕潤區(qū)黃土路塹邊坡發(fā)生的滑坡及泥流病害，其主要成因是地表水及地下水滲入土體，土體自重增加，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)引發(fā)的，減小水分是保證路塹邊坡穩(wěn)定的因素之一。甘肅省某公路邊坡坡頂山體中設(shè)置一道滲溝，公路運營期間滲溝功能正常，路塹邊坡穩(wěn)定未發(fā)生病害。2017年滲溝發(fā)生損壞，邊坡坡頂山體飽和呈塑性狀態(tài)，山體出現(xiàn)泥流病害，邊坡土通過錨桿框格的框格中掉落至路塹邊坡坡腳處。山坡滲溝應(yīng)結(jié)合地形順山坡設(shè)置，滲溝不宜出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎情況，為提高滲溝的適用壽命，對滲溝應(yīng)進行必要的加固措施，如支撐滲溝。滲溝應(yīng)結(jié)合地形成組布置，獨立的滲溝一旦出現(xiàn)損壞邊坡更易出現(xiàn)滑塌或泥流病害。

2.4結(jié)束語。

路塹邊坡設(shè)計中各類設(shè)施具有其不同的功能，同時相互銜接組成路塹邊坡，因此，半濕潤黃土地區(qū)的路塹邊坡設(shè)計時，應(yīng)高度重視路塹邊坡的高度、坡率及防護工程、排水工程，使各類設(shè)施形成一個穩(wěn)定的整體。

參考文獻

[1]胡雄韜，甘肅省黃土地區(qū)路塹邊坡防護，甘肅科學(xué)學(xué)報，2006（2）：112-114.

[2]楊慧林，黃土地區(qū)路基邊坡生態(tài)防護技術(shù)研究，長安大學(xué)博士學(xué)位論文，2006：21-28.