陳鵬，周進

（1重慶市設計院，重慶 400015；2重慶大學土木工程學院，重慶 400045）

1 山區(qū)公路高邊坡的形成及支護意義

山區(qū)公路在進行設計時，作為線性工程要穿越不同的區(qū)域構造和地質環(huán)境，線型的采用復雜多變，在通過向斜核部和背斜翼部時，區(qū)域構造應力使巖土體更加復雜，更多的受到地形的限制，往往需要對坡體進行開挖和坡腳回填，因此高邊坡的形成改變了原有地質平衡，從而導致公路高邊坡一系列的地質災害。西南地區(qū)，由于雨季較長，降雨量集中，大量的邊坡失穩(wěn)災害頻頻發(fā)生，造成阻斷交通甚至危害生命。由于地質問題是不可見的，需要通過地下勘探和鉆孔開挖，這些手段只能反映局部巖土性質，必然導致在施工中出現(xiàn)突發(fā)意外的情況，所以，更多的加強高邊坡的支護措施是復合型的，也是隨具體問題而變動的[1]。

2 高邊坡的變形破壞類型

巖土體的性質是決定邊坡破壞類型的主要因素，巖體結構和水文地質影響邊坡失穩(wěn)的規(guī)模和破壞持續(xù)時間。巖土體在形成過程中經(jīng)歷大量構造運動，構造痕跡明顯使坡體失穩(wěn)時規(guī)模更大，而降雨和地下水的豐富充沛與否，則加速了坡體的運動，對于人工開挖時坡體高度的確定和坡角大小的變化，一方面直接決定開挖量的大小，另一方面，形成高陡邊坡，后期的治理費用高，因此合理確定邊坡高度和坡角的范圍，綜合考慮工程造價和后期的治理防護是公路高邊坡形成與防護的必有理念[1]。

通過大量的資料收集和總結，高邊坡開挖后形成的人工邊坡，出現(xiàn)多種多樣類型變形破壞，按邊坡滑動特點主要分為契形滑坡和順層滑動[2]。

⑴楔形滑坡:針對于碎裂性巖質高邊坡，這類滑坡主要是地應力較高的區(qū)域巖性脆硬、風化嚴重、節(jié)理發(fā)育，經(jīng)歷多次構造運動，潛在切割面比較發(fā)育，在臨空面滿足條件的情況下往往容易失穩(wěn)滑動。

⑵順層滑動:這類高邊坡巖性均一，巖層厚度不大，一般小于2m，但巖層傾角小于開挖坡角。此類邊坡最容易在開挖過程中引起滑動，特別是在降雨過后，針對于坡積物的邊坡，在基巖埋深不大的情況下，順著基巖面滑動的情況往往比較多。

3 高邊坡復合支護設計及優(yōu)化

公路高邊坡的支護方案選取以及動態(tài)設計應該根據(jù)具體的工程要求，考慮當?shù)氐臍夂驐l件，依據(jù)巖土性質、水文條件，采取多重防護類型，針對不同的影響因素，確立各種防護方案，然后依據(jù)防護方案之間的關聯(lián)性和施工中的前后工序進行組合設計，從而確立起有效的、動態(tài)的復合支護設計方案[2]。對于在開挖過程中發(fā)生災變的變形坡體，應及時調整治理措施，根據(jù)實際變形體的特點，采用臨時性或永久性的支護方式，即復合支護方案；在排水截水方面，主要是通過灌漿、錨噴、截水溝、排水溝、地下管道、涵洞的措施阻斷地表水，排除地下水，通過這兩種方式來達到降低下滑力的目的[3]。

3.1 切方減載與反壓措施

切方減載與坡腳反壓，此類措施主要適用于公路的外圍環(huán)境有足夠的空地用來停放施工機械，及道路附近有足夠的空地可以使用。減小坡角，提高穩(wěn)定性，增加了開挖方量和土體的轉移量，在坡頂削方減荷，減小邊坡的下滑推力。不過在開挖時要平整和碾壓，保證密實度，采用變坡角，臺階型開挖，減緩坡度。

3.2 截水排水

公路高邊坡破壞與失去穩(wěn)定往往是人工破壞平衡和降雨的共同結果，而地表水和地下水的滲流是影響穩(wěn)定也是公路水文地質的重要內(nèi)容[4]。針對地下水，查明水位標高、水的流向及流量，設計管涵，鋪墊碎石，引流地下水。針對地表排水，設置后緣截水溝、坡體排水溝，對坡體變形裂縫應及時填堵。

3.3 護坡工程

坡面防護工程是邊坡體的外表面采用掛網(wǎng)噴漿的方式阻止坡體與空氣和降雨接觸，有效阻止風化的措施。該方法幾乎在所有分化嚴重的巖質邊坡都是必用的措施，阻止坡體表層破壞。此外框格梁也是坡面防護的重要措施，并采用錨桿錨固，該措施需要搭接在穩(wěn)定的邊坡上，空格之間可以種草綠化，這兩種護坡的選擇應綜合考慮巖土性質和施工方案[5]。

4 公路高邊坡實例分析

某國道K1011+350～450m段高邊坡，處于丘陵斜坡地帶，地貌受構造控制明顯，山嶺走向與構造方向相反，丘陵間構成平行谷地，巖層產(chǎn)狀為140°-152°∠3°-8°，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要發(fā)育節(jié)理2組。J1組節(jié)理傾向275°，傾角40°，節(jié)理間距0.4～0.6m，延伸長度>2m，寬度一般3～7cm，上部張裂；J2組節(jié)理傾向135°，傾角78°，節(jié)理間距0.6～1.2m，延伸長度3m，寬度一般0.6～1.5cm；J3組節(jié)理傾向245°，傾角76°，長度2～4m，寬度一般10～17cm，無充填。分布高程在200m～400m一帶，丘陵斜坡坡角一般為20°～30°，斜坡上的帶狀陡崖坡角大于70°。

4.1 巖土體性質

（1）粉質粘土：灰白色，中粒結構，厚層及夾層狀構造，主要礦物成分為蒙脫石、石英，次為云母及少量深色礦物，含有泥質條紋或團塊及泥巖透鏡體，層厚1.5m～7.2m，局部地段厚度達12m。

（2）粉土：黃綠色-紫紅色，其中，泥巖多為紫紅色，泥質結構，中厚層構造，主要礦物為黏土質礦物，碎裂構造，揭露厚度約15m，間夾有灰白色粉砂質條帶，相變較大。

（3）泥巖：紫紅色，泥質結構，中～厚層狀構造，主要由粘土礦物組成，質軟，局部含砂質團塊、砂質條帶及暗紫色錳質結核，在調查區(qū)泥巖或砂質泥巖出露厚度達30m，分布在丘陵緩坡一帶。

根據(jù)微地貌及變形特征，該高邊坡后緣高程260m～280m，潛在滑移面前緣延伸至高程170m附近，主滑方向為72°，南側以西北向山脊基巖出露區(qū)為界，北側為沖溝，變形體平均厚度6.9m，體積為62.1×104m3坡體地表水及地下水豐沛，巖土組成種類多，組成物質為崩坡積物，由粉質粘土夾崩石、塊石和人工填土組成。高邊坡巖土體參數(shù)如表1所示。

表1 各土層設計參數(shù)

4.2 公路高邊坡破壞模式

對于該高邊坡，由于巖體結構中泥化夾層的存在，導致邊坡在地下水的滲流作用下易加劇變形。該段邊坡下伏巖性為泥巖夾砂巖，其穩(wěn)定性主要受兩個方面的因素控制，其一是邊坡下伏泥巖的含水程度；其二，上覆粘土的厚度不均，夾雜有坡積物的石塊混合，致使在確定治理方案時，坡體的不同位置采用設計不等的支護參數(shù)。結合實地調查及鉆孔揭露，潛在的邊坡滑動面為多級滑動和折線形破壞。

4.3 復合治理方案的確定

（1）該邊坡進行削坡，坡面坡比采用1:0.5～1:0.75，削坡面積為4108m2，削坡土方量為19650m3。每6m設一個臺階，留2.5m寬護坡道，并設高25cm、寬20cm攔水坎，為防止地表水下滲，以及防止表層開裂而加劇地表水下滲，采用掛鐵絲網(wǎng)（錨桿直徑Φ20mm、長度L=180cm）噴射6cm厚C20混凝土防護。坡面按正方形布置泄水孔（預埋塑料排水管）間距4m。在上部平臺上設置3道截水溝攔截地表水。

（2）整個坡面采用鋼筋混凝土框格梁錨桿方法，鋼筋混凝土框格梁采用3×3m間距，框格梁的鋼筋參數(shù)如表2所示。

表2 鋼筋類型選取

（3）框格梁采用40×50cm（寬×高）配筋上下各4根Φ25鋼筋間距10cm，保護層5cm，箍筋Φ10間距25cm。

（4）預應力錨桿鉆孔采用Φ168mm，俯角22°，錨桿深入基巖至少6m，預應力施加以及抗拉力如表3所示。

表3 錨桿內(nèi)力參數(shù)

（5）鉆孔注漿采用M40砂漿，注漿壓力0.2～0.4MPa，施工時具體支錨取值如表4所示。

表4 支錨信息

（6）在錨桿及框格梁施工前，先對邊坡進行掛網(wǎng)噴素混凝土封閉處理，同時配合5m、7m的Φ32自進式錨桿處理，錨桿的內(nèi)力如表5所示。

5 結論

(1)通過對公路高邊坡支護設計主要類型（減載壓腳、截水排水、坡面防護、支擋工程和錨固工程）的分析，得出了各自的主要特點和構造特征，研究了邊坡形成的地質條件、影響穩(wěn)定性的因素及主要變形破壞模式，并研究了它們對應的邊坡支護方案和具體支護措施，有利于復合支護設計的選擇和優(yōu)化。

表5 錨桿內(nèi)力

（2）通過對不同方法的適用條件的詳細研究，得出針對不同類型的高邊坡穩(wěn)定采用因地制宜的防護措施，確立公路高邊坡的復合支護方案及施工中動態(tài)變動的主導作用。

[1]段海澎.山區(qū)高等級公路高邊坡穩(wěn)定性及動態(tài)設計的地質工程研究 [D].成都:成都理工大學博士學位論文，2007：46-47.

[2]王恭先.高邊坡設計與加固問題的討論[J].甘肅科學學報，2003：134.

[3]石根華.巖體穩(wěn)定性分析的幾何方法 [J].中國科學，1981(4)：74-76.

[4]王彥東.巖質高邊坡關鍵塊體的確定及穩(wěn)定性評價研究[D].成都:成都理工大學碩士學位論文，2007：112-116.

[5]宋玉環(huán).西南地區(qū)軟硬互層巖質邊坡變形破壞模式及穩(wěn)定性研究——以鯉魚塘水庫溢洪道邊坡為例[D].成都：成都理工大學博士學位論文,2011：78-80.