山區(qū)公路邊坡處治方案優(yōu)化分析

楊飛

（云南交投集團云嶺建設有限公司，云南 昆明 678311）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，山區(qū)公路的建設也十分迅速，由此帶來了許多復雜山區(qū)公路邊坡不穩(wěn)定性的問題，對山區(qū)公路建設和人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。山區(qū)公路邊坡的失穩(wěn)是由多種因素造成的，不同環(huán)境下的影響因素各不相同，因此，要解決各種類型的滑坡，就需要確定其成因，采取行之有效的對策，對山區(qū)公路邊坡防護技術十分重要。

1 山區(qū)公路邊坡處治概述

因為工程地質(zhì)的發(fā)展水平及治理整頓工作經(jīng)驗的欠缺，在邊坡治理對策上，世界各國也有眾多問題未處置。比如一開始不需要進行清理，或者僅需要用簡單的加固措施就可以保證邊坡的安全；還有些是不清楚地質(zhì)環(huán)境或挑選實施方案的疏漏，導致邊坡防護方案選用不合理；目前，邊坡治理工程的提升科研工作集中于單一工程項目的可靠度分析，治理項目不僅要有豐富的經(jīng)驗，在以后還要大量的資金進行二次處理，且邊坡的狀況也很難準確的判別，所以一般都要采取保守的措施[1]。

1.1 山區(qū)公路邊坡處治的重要性

在進行邊坡穩(wěn)定性評估時，應從地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)、新構(gòu)造等方面進行研究。以前，由于道路等級較低，開挖深度不高，對路基穩(wěn)定的影響比較小，工作人員沒有把注意力放在邊坡的穩(wěn)定上，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，道路等級不斷提高，難以避免高填深開挖，這也就延伸出邊坡處治。目前，我國高速公路上存在大量的邊坡失穩(wěn)問題，這些問題影響著行車的安全，還會把道路淹沒，從而破壞道路，使得現(xiàn)有的道路資源被廢棄，產(chǎn)生難以估計的經(jīng)濟損失，對開展邊坡的穩(wěn)定與保護措施是十分有意義的。

1.2 山區(qū)地帶道路邊坡治理實施方案原則

1.2.1 預測性

我國國土面積廣闊，山區(qū)地帶多，同時越來越重視山區(qū)地帶的社會經(jīng)濟發(fā)展，所以公共交通建設規(guī)劃也越來越多，而山區(qū)公路由于地理環(huán)境原因常發(fā)生邊坡支護災害，嚴重影響了地方交通的運轉(zhuǎn)，所以開展邊坡治理時，要詳細分析潛在的邊坡支護安全隱患，提早采用科學合理的預防對策，以提升公路邊坡的抗病害水平?？梢越柚嬎銠C模型深入分析與處理，保證項目規(guī)劃與工程施工建設規(guī)劃的順利進行；對山體滑坡、坍塌、泥石流等加強預測性深入分析工作。

1.2.2 工藝性

工程施工工藝是確定道路邊坡治理能力的關鍵所在，任何一項施工流程一定要合乎山區(qū)地帶道路工程特性，才可以實現(xiàn)提升邊坡的抗災、抗害水平。由于山區(qū)地帶公路邊坡構(gòu)造的多病狀特性，施工企業(yè)要因地制宜，合理調(diào)節(jié)邊坡防護施工方案，改進邊坡防護施工技術，提升整體路基工程的承載能力。

1.2.3 安全性

“安全為上”是公路工程施工的主要原則，要事前開展地質(zhì)勘查與剖析，熟練掌握道路范圍內(nèi)多發(fā)性災難類別，擬訂具有針對性的災害防控措施以便解決可能出現(xiàn)的事故隱患[2]。例如，專門針對山體滑坡災害，施工單位既要合理采用施工工藝流程，也需要充分考慮后期邊坡安全防護工作需求，整體確保邊坡構(gòu)造的穩(wěn)定性。

1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

地質(zhì)工程的一個核心環(huán)節(jié)便是邊坡工程，其涉及工程數(shù)學、結(jié)構(gòu)力學、工程地質(zhì)學等課程，至今已有100多年的研究開發(fā)歷史。由于土木工程的建設規(guī)模不斷擴大，其產(chǎn)生的邊坡面積也不斷擴大，邊坡治理的現(xiàn)象更加復雜。以往的集中治理措施無法應對新的邊坡現(xiàn)象，因此，只有促進邊坡工程處理新技術應用的提升，才能更好的解決和適應新的邊坡現(xiàn)象[3]。在集中處理新技術的應用方面，大量集中處理新技術的應用不斷涌現(xiàn)，如預應力鋼筋抗滑樁、錨桿結(jié)構(gòu)等，使原有新技術的應用也形成了新的施工方法。此后，新型邊坡處理技術的應用進入了一個快速發(fā)展的新時代。例如，Jons 實施的有限元法，利用后形成的FLAC 軟件，不僅可以模擬邊坡變形的承載能力，而且可以模擬一個精細表面的滑動變形，逼真地模擬工程材料在實際中的動態(tài)行為，充分考慮支撐結(jié)構(gòu)與巖土工程主體之間的分子間作用力。目前，世界巖土工程學會對邊坡處理新技術的應用主要分為4 個方面，分別是改變邊坡的幾何形態(tài)、排水、支護結(jié)構(gòu)和邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)加固。詳細列出了每項新技術應用類別對應的集中處理措施，對我國邊坡治理具有相應的參考意義。

最近幾年，我國的邊坡治理技術應用突飛猛進，多種治理整頓對策在邊坡工程中也被大量運用起來，逐漸進一步掌握了邊坡治理有關的對策。以因地制宜和集中整治為理念的邊坡治理方案逐漸被優(yōu)先選擇，治理整頓后的邊坡支護要做到實用、安全、美觀的效果?，F(xiàn)階段，從技術應用的角度看，邊坡防護的實施方案仍需要不斷進步和革新。而開展邊坡治理實施方案的先決條件是要熟練掌握邊坡防護處治的技術應用。

1.4 公路邊坡存在的問題及改進措施

山區(qū)地帶道路地質(zhì)環(huán)境獨特，邊坡支護的穩(wěn)定性能對路基整體結(jié)構(gòu)有著直接的影響，必須高度重視邊坡防護工程的施工質(zhì)量。依托于道路項目規(guī)劃與發(fā)展趨勢，加強公路邊坡施工方案優(yōu)化可提升高速公路路基抗害水平?，F(xiàn)階段，山區(qū)公路邊坡災害包含：坍塌、山體滑坡、水土流失等，這些問題都會影響到公路的運行。其邊坡實施方案的改進措施如下：必需要充分考慮護坡的特性、構(gòu)造、生成基本原理、經(jīng)營規(guī)模大小等對工程項目的危害，才可以明確提出相對應的整治預案?，F(xiàn)階段，針對邊坡治理的預案科學研究少數(shù)還停留在技術性層面上，在對方案的分析及其提升選用層面也相對較薄弱，但邊坡治理形式是多樣化的，需要進行多方考慮。目前大多數(shù)的邊坡防護工程仍是采取千篇一律的防護方式和傳統(tǒng)的施工工藝，傳統(tǒng)施工工藝流程對混凝土和工人水平要求較高，難以實現(xiàn)防護和美觀相協(xié)調(diào)的工程學要求，大部分是靠定性的個人工作經(jīng)驗來選擇，進而導致方案設計的最后選擇單一化，甚至于還可能會導致資源浪費。因而，應該對邊坡治理方案的形式開展科學研究。

2 山區(qū)公路邊坡處治方案優(yōu)化實例

2.1 工程概況

現(xiàn)結(jié)合賓川至南澗高速公路邊坡整治工程項目舉例，就上文闡述的方式開展工程項目實踐的檢測，以便于匯總和改善。

滑坡分布的形態(tài)及其類型如下：滑坡體位于路線山前斜坡上，從地貌上看，滑坡平面上呈簸箕形，東、西兩側(cè)均以小山脊為界，邊界較明顯，后緣山體坡度較陡，呈直線型坡，巖性為中風化泥質(zhì)砂巖?；麦w坡面發(fā)育多級小平臺，坡面發(fā)育兩條切割深度在5～8m 左右的沖溝，根據(jù)沖溝對坡體的切割，可將滑坡劃分成橫向上的3 個條塊，分別稱之為H5-1、H5-2 和H5-3?；麦w中部整體長約280.0m，寬230.0m，平均厚度約15.0m，滑體體積約為96.6 萬m3，為大型牽引式覆蓋層滑坡，主滑方向整體約為132°。

2.2 水文地質(zhì)特點

2.2.1 地震

按照《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）的規(guī)定，該區(qū)域的地震動最大，最大的加速度為0.20g，相應的震級為Ⅶ。地震響應頻譜的特性是0.45s。

2.2.2 水文和氣象

該區(qū)屬于中亞季風地區(qū)，冬季不寒冷，夏季不炎熱，氣候溫暖，沒有明顯的季節(jié)劃分，只有干燥、雨季，年平均溫度17.3℃，降水824.4mm，具有立體的特點。勘察期間，滑坡區(qū)未見有地表水分布，但是坡體沖溝遍布。

2.2.3 松散巖類孔隙水

滑坡區(qū)處于貧水區(qū)，處于構(gòu)造剝蝕性的低山區(qū)，鉆井中沒有發(fā)現(xiàn)任何地下水。然而，該地區(qū)的滑坡土壤水分含量很高。

2.2.4 地層巖性

根據(jù)勘探和工程地質(zhì)調(diào)查，滑坡區(qū)第4 紀是一套全新世的崩塌堆積體（Q4del）。破碎塊石，下層為中白堊紀中的中風化砂體。具體的埋深和地層的結(jié)合情況參見施工剖面，按不同的巖石地層特點將其劃分為：以碎屑巖為主體，大約70%的骨骼成分，顆粒大小在3～6cm之間，巖石性質(zhì)是砂巖、泥質(zhì)砂巖，其中夾雜著一些粉質(zhì)的泥質(zhì)，偶爾可見一些小的塊石頭，略濕潤，略密。按鉆孔揭露的滑帶土壤：是一種含水率高、可塑性的粉質(zhì)土，土壤中包含了具有良好的磨圓程度的小球粒。

2.3 邊坡處置方案優(yōu)化方法

2.3.1 抗滑樁

抗滑樁技術是公路邊坡防護技術應用中的重要措施之一，它可以加強地基的凝聚力，為山區(qū)地帶公路地質(zhì)較差、坡度較大的邊坡給予優(yōu)異的抗害能力。抗滑樁是設計在滑坡體正向承載方向的樁柱，可發(fā)揮穩(wěn)定滑坡體、安全防護等作用。通常抗滑樁可適用地質(zhì)條件較差、水文情況較復雜的滑坡，施工單位依照地區(qū)地質(zhì)環(huán)境實況而制定專項施工方案，論證審批后施工，實現(xiàn)路基穩(wěn)定及原土固定的作用，能有效遏制滑坡、坍塌等情況[4]。另外，采取建筑鋼筋結(jié)構(gòu)加固樁設計，使其擔負的滑坡荷載更強，針對滑坡山體時產(chǎn)生可靠性的固定。

2.3.2 錨桿框架梁

錨桿框架梁是運用澆筑混凝土架構(gòu)開展邊坡坡面安全防護，并根據(jù)錨桿鋼筋注漿牢固坡體，使邊坡支護在錨桿給予的鋼筋錨固力的作用下實現(xiàn)穩(wěn)定邊坡的功效。而工程施工過程中首要就是對原坡面進行機械修整，消除浮石及不穩(wěn)固土體，滿足設計坡比后開展錨桿框架梁工程施工。施工前后都應在合適位置設立沉降觀測點，以監(jiān)測坡面穩(wěn)定情況。完工以后，施工單位對錨桿進行注漿后，滿足28d 強度應安排檢測人員對錨桿進行錨桿抗拉拔試驗，檢測抗拉拔強度是否滿足設計強度。出現(xiàn)異常情況時立即編制邊坡處置方案，對邊坡進行進一步加固，提升邊坡防護的承載能力，建立更為牢固的防護。

2.3.3 漿砌片石防護

若道路項目的路基工程和邊坡坡率占比不高于1:1，可以針對公路邊坡選用漿砌片石安全防護形式。公路工程施工流程中，綜合性運用漿砌片石安全防護和護面墻或是浸水擋土墻，對道路新項目部分巖土層護坡范圍充分發(fā)揮良好的安全防護作用，針對某些沒有設定排水管道設備的道路土壤護坡，若冷害或是濕冷比較嚴重，應盡量減少選用運用漿砌片石安全防護形式。在具體運用中，最好的漿砌片石坡壁厚約0.2～0.5m，融合公路邊坡周邊的匯水面積或是水流速度，明確適宜的安全防護具體位置。一般來說，公路邊坡產(chǎn)生凍脹時，將沙礫墊層或是砂礫石層置放在公路邊坡底邊，順著公路邊坡方位對漿砌片石每間隔10m 設定一個建筑伸縮縫，對建筑伸縮縫運用2cm 泡沫板封堵，公路邊坡底端設計泄水孔，減少滲透壓力，立即排出護坡反面的滲水，進而維護公路邊坡穩(wěn)定性能。

2.3.4 錨索框格梁

錨索框架梁是通過對錨索施加拉力來加固巖土體以達到穩(wěn)定狀態(tài)或改善內(nèi)應力狀態(tài)的支護結(jié)構(gòu)。錨索是主要承受拉力的桿狀構(gòu)件。它通過鉆孔和灌漿將鋼絞線固定在深層穩(wěn)定地層中，并在添加的固體表面施加預應力，以達到施加固體坡面、限制其變形的目的。錨索框格梁是邊坡防護最為普遍的一種防護形式，能夠有效實現(xiàn)一些地質(zhì)較差、自穩(wěn)性不強坡面的防護。與錨桿框格梁一樣，在施工前應在合適位置設置沉降觀測點，監(jiān)測邊坡穩(wěn)定情況，編制專項施工方案，對于高度、寬度達到一定程度且水文情況較復雜的邊坡還需進行專家論證，審批后進行錨索框格梁的施工。錨索長度和注漿飽滿度必須嚴格按照設計施工，滿足強度要求后對對鋼絞線施加預應力并錨固，以產(chǎn)生可靠的邊坡邊坡承載力。檢測單位要對錨索預應力和框格梁混凝土強度進行檢測，保證其符合規(guī)范和設計要求。錨索框格梁能有效預防坡面滑坡情況的發(fā)生。

2.4 取得的效果

公路邊坡的保護，按照設計方法進行，一是可以穩(wěn)定邊坡土體，二是可以滿足綠化環(huán)保要求；在滑坡防治中，邊坡保護可以起到“畫龍點睛”的作用[5]，既為人民帶來一種賞心悅目的風景，也為高速公路邊坡處的安全治理提供了保障。

3 結(jié)語

在全面掌握各類邊坡處置工藝的情形下，對邊坡治理計劃方案的優(yōu)化方式開展探討。這是因為巖土體作為一個體系，實際上就具有不可預測性，人們對其認知還存在著一定程度的模糊性和局限性。在防護方案選擇的環(huán)節(jié)中，需考量諸多的影響因素，根據(jù)邊坡情況選擇較為合理的邊坡防護方式，針對山區(qū)公路工程的邊坡防護形式相對較為單一，可供選擇的經(jīng)濟、可行的施工方案較少，再有便是實際施工中情況多變，傳統(tǒng)的防護方式難以達到預期效果。因此本文還有一些漏洞，并需要更進一步來改善探討，現(xiàn)期待可以有大量此領域的專家學者可以參加進來。