薛方，邊艷妮

(中交第二公路工程局有限公司，陜西西安710065)

山區(qū)公路邊坡防護(hù)技術(shù)探究

薛方，邊艷妮

(中交第二公路工程局有限公司，陜西西安710065)

主要分析總結(jié)了邊坡失穩(wěn)破壞的類型，影響邊坡失穩(wěn)的因素及山區(qū)公路常用的邊坡防護(hù)形式。結(jié)合貴州某高速公路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中及通車后邊坡的穩(wěn)定情況，對(duì)山區(qū)公路邊坡工程防護(hù)技術(shù)提出一些意見(jiàn)和建議。

山區(qū)公路;邊坡防護(hù);失穩(wěn)破壞;防護(hù)技術(shù)

1 影響邊坡失穩(wěn)的因素

(1)巖土的性質(zhì)，巖體結(jié)構(gòu)。邊坡松散、巖體破碎、節(jié)理發(fā)育，存在軟弱夾層，在風(fēng)化及外界作用下，邊坡易發(fā)生破壞。

(2)山區(qū)公路邊坡在暴雨或連續(xù)降雨的作用下。雨水滲入邊坡使巖土體質(zhì)量增加，同時(shí)使邊坡中孔隙水壓力升高，水的下滲對(duì)邊坡產(chǎn)生動(dòng)水壓力作用，邊坡下滑力增加，穩(wěn)定性降低。同時(shí)水的作用使土體抗剪強(qiáng)度降低，抗滑力減少，穩(wěn)定性降低。

(3)邊坡設(shè)計(jì)時(shí)，未預(yù)留足夠的安全度，邊坡設(shè)計(jì)過(guò)陡，防護(hù)過(guò)弱;設(shè)計(jì)時(shí)地勘不準(zhǔn)確，在邊坡開(kāi)挖時(shí)未對(duì)邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。

(4)邊坡開(kāi)挖后未及時(shí)進(jìn)行支擋防護(hù)，導(dǎo)致邊坡裸露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在風(fēng)化作用下，再加上可能的暴雨等雨水作用，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

(5)邊坡開(kāi)挖時(shí)施工方法不對(duì)，在雨季進(jìn)行土質(zhì)邊坡開(kāi)挖，或者巖質(zhì)邊坡爆破工藝不對(duì)，使邊坡大范圍內(nèi)出現(xiàn)松動(dòng)、裂縫等對(duì)原有邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的不利影響。

2 山區(qū)公路邊坡的防護(hù)形式

(1)噴播植草防護(hù)。是將草種、木纖維、保水劑、粘合劑、肥料、染色劑等與水的混合物通過(guò)專用噴播機(jī)噴射到預(yù)定區(qū)域建植草坪的高效綠化技術(shù)。是一種高速度、高質(zhì)量和現(xiàn)代化的綠化技術(shù)。一般適用于高度小于5 m的土質(zhì)路塹邊坡，邊坡高度大于3 m時(shí)需鋪設(shè)三維網(wǎng)。三維網(wǎng)是以熱塑性樹(shù)脂為原料，經(jīng)擠出、拉伸等工序形成相互纏繞，在節(jié)點(diǎn)上相互熔合，底部為高模量基礎(chǔ)層的三維立體結(jié)構(gòu)網(wǎng)墊。其基礎(chǔ)層和網(wǎng)包層均為雙層，基礎(chǔ)層和網(wǎng)包層網(wǎng)格間經(jīng)緯線交錯(cuò)排布粘結(jié)，形成立體拱形隆起的三維結(jié)構(gòu)，質(zhì)地疏松、柔韌，使網(wǎng)具有合適的高度和空間，可以充填儲(chǔ)存泥土和砂粒，因而具有抗水沖刷、固土蓄水、阻風(fēng)滯水等特殊功能。噴播植草防護(hù)由于經(jīng)濟(jì)、快速及良好的邊坡綠化防護(hù)效果目前在山區(qū)公路邊坡防護(hù)中大量采用。

(2)噴混掛網(wǎng)植草護(hù)坡。是用鍍鋅鐵絲將縱橫向鋼筋框條、鍍鋅鐵絲網(wǎng)綁扎在一起，利用長(zhǎng)1～2 m左右的鋼筋錨桿進(jìn)行錨固，在表面噴射厚2 cm的含草籽的綠化基材混合物，鋼筋框條一般為2 m×2 m。一般適用于邊坡穩(wěn)定、沖刷輕微，坡率緩于1∶0.5的巖質(zhì)邊坡。在公路邊坡表面形成一層固結(jié)力很強(qiáng)的封閉層，防止邊坡進(jìn)一步風(fēng)化破碎而產(chǎn)生碎落破壞。噴混掛網(wǎng)植草護(hù)坡由于施工方便、經(jīng)濟(jì)、后期養(yǎng)護(hù)方便且有一定的綠化作用在公路邊坡防護(hù)中得到較廣的應(yīng)用。

(3)漿砌片石防護(hù)。這是圬工防護(hù)中采用最多的一種形式。山區(qū)公路中采用的包括漿砌片石護(hù)坡、護(hù)面墻、路塹墻。護(hù)坡適用于坡率緩于1∶1的穩(wěn)定邊坡，可防止雨水沖刷破壞坡面，漿砌片石一般厚約0.25～0.4 m。護(hù)面墻和路塹墻均為在挖方邊坡的表面砌筑一定厚度的漿砌片石對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)。護(hù)面墻適用于邊坡巖土體較破碎或巖質(zhì)較軟弱的挖方邊坡，護(hù)面墻只是封閉坡面，在坡腳引導(dǎo)行車視線，而不受墻后土壓力作用。路塹墻除了有護(hù)面墻的防護(hù)作用外，最主要的作用是穩(wěn)定邊坡，承受墻后土壓力，故路塹墻適用于邊坡穩(wěn)定性不好的挖方路段，截面尺寸較護(hù)面墻大。漿砌片石防護(hù)需每隔2～3 m梅花狀布置泄水孔，每隔10～15 m設(shè)置沉降縫。由于漿砌片石防護(hù)施工工藝簡(jiǎn)單，山區(qū)可以就地取材，因此，在山區(qū)公路邊坡防護(hù)中應(yīng)用廣。但由于其為全圬工防護(hù)，視覺(jué)及景觀效果較差，在應(yīng)用中有衰減趨勢(shì)。

(4)漿砌片石骨架植草護(hù)坡。是采用漿砌片石在坡面上形成框架，在骨架中采用鋪草皮、土工格室、三維植被網(wǎng)、植生帶、噴播植草等方式形成的一種護(hù)坡技術(shù)。根據(jù)骨架形狀可分為拱形、人字形、矩形、菱形、窗口形等。適用于邊坡坡率緩于1∶1的穩(wěn)定軟巖及土質(zhì)挖方邊坡。由于其在滿足坡面防護(hù)的情況下與綠色防護(hù)相結(jié)合，有效的降低了工程造價(jià)，減少了坡面荷載，美化了環(huán)境，在山區(qū)公路邊坡防護(hù)中得到了越來(lái)越廣的應(yīng)用。

(5)錨桿框架梁或錨索框架梁防護(hù)。在邊坡上現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架或預(yù)制件鋪設(shè)于坡面形成框架，在框架內(nèi)回填客土并采取措施使客土固定于框架內(nèi)，然后在框架內(nèi)植草以達(dá)護(hù)坡綠化的目的。根據(jù)邊坡穩(wěn)定性情況，在框架交點(diǎn)處設(shè)置錨桿或者錨索穩(wěn)固邊坡，錨桿和錨索的長(zhǎng)度根據(jù)邊坡穩(wěn)定確定。框架梁一般為2～4.5 m的矩形，框架截面尺寸為30～50 cm。但由于造價(jià)相對(duì)較高，一般適用于穩(wěn)定性較差且難以綠化的高陡巖質(zhì)邊坡或貧瘠的土坡。

(6)柔性防護(hù)系統(tǒng)。是以鋼絲繩網(wǎng)為主要特征構(gòu)件，以覆蓋(主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng))和攔截(被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng))兩種基本形式來(lái)防止各類坡面地質(zhì)災(zāi)害和落石、墜物等危害的柔性安全防護(hù)系統(tǒng)。該防護(hù)系統(tǒng)具有防護(hù)強(qiáng)度高、柔性大、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，可伏貼或設(shè)置于任何地形，解決了傳統(tǒng)邊坡防護(hù)對(duì)地形嚴(yán)格要求的難題。由于其防護(hù)系統(tǒng)目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化，施工快速且利于環(huán)保，目前在山區(qū)邊坡防護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要用于覆蓋有潛在危巖落石的坡面，且可與單點(diǎn)錨索或錨桿結(jié)合用于加固不穩(wěn)的的破碎巖質(zhì)邊坡。被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要設(shè)置于邊坡上方以攔截其上方的滾落石，以保證下方公路行車安全。

3 山區(qū)公路邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

某高速公路位于貴州省某山區(qū)，路線長(zhǎng)約31 km，扣除橋隧后路基長(zhǎng)度約15 km。沿線地質(zhì)條件非常復(fù)雜，地形較為陡峭，地形起伏變化較大，山坡植被較為發(fā)育，沿線場(chǎng)區(qū)內(nèi)有低中山溶蝕沖溝地貌，局部有跨越溶蝕山坡。地形總體上有“V”字形和“U”字形兩種。

沿線場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地層從地表到地底主要分第四系殘坡積層、耕植土層、強(qiáng)風(fēng)化巖層和中風(fēng)化巖層。第四系覆蓋土層主要為耕植土、粘性土，一般厚度較小，大部呈硬塑狀，整層土質(zhì)松軟;耕植土結(jié)構(gòu)較為松散，一般厚度較小;強(qiáng)風(fēng)化巖組成主要有砂巖、頁(yè)巖、板巖、灰?guī)r、白云巖等，一般厚度較大，風(fēng)化程度較強(qiáng)烈，巖體較為破碎，且?guī)r石風(fēng)化不均勻。強(qiáng)風(fēng)化巖主要呈半巖半土狀、碎石夾土狀，強(qiáng)度及穩(wěn)定性一般;中風(fēng)化巖一般節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬，穩(wěn)定性較好。

3.2 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

(1)一般土質(zhì)邊坡或強(qiáng)風(fēng)化巖石邊坡高度H≤5 m路段采用三維網(wǎng)噴播植草灌防護(hù)。

(2)邊坡高度＞5 m、坡率緩于1∶1的土質(zhì)挖方或強(qiáng)風(fēng)化巖石挖方，采用漿砌片石菱形網(wǎng)格，漿砌片石拱形骨架防護(hù)。

(3)巖石破碎的白云巖、灰?guī)r及頁(yè)巖邊坡，采用錨桿框架植草，框架立面尺寸為3.0×2.5 m，橫縱梁交叉處采用φ32的9 m錨桿，框架內(nèi)采用三維網(wǎng)植草。當(dāng)坡率陡于1∶0.75時(shí)，框架內(nèi)可采用植生袋培土綠化。

(4)部分風(fēng)化嚴(yán)重泥巖、粉砂巖邊坡坡面受雨水沖刷后易發(fā)生坍塌，對(duì)該類巖土體組成的邊坡采用方圓形窗式護(hù)面墻防護(hù)。

(5)穩(wěn)定的硬質(zhì)巖石邊坡采用攀爬植物綠化，部分段落若巖石完整，可直接裸露，或掛主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)或者噴混掛網(wǎng)防護(hù)。

(6)路基開(kāi)挖深度較小且地面自然坡度較陡，緩坡開(kāi)挖可能造成較大的山體開(kāi)挖擾動(dòng)且路基邊坡整體穩(wěn)定性較好時(shí)，采用設(shè)置一級(jí)路塹擋土墻收坡。

3.3 邊坡施工過(guò)程中及通車后的穩(wěn)定情況

該高速公路施工過(guò)程約2年多，由于貴州雨季長(zhǎng)，開(kāi)挖過(guò)程中邊坡裸露未及時(shí)進(jìn)行防護(hù)加固等，共4段高邊坡在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生不同程度的滑坡。在施工過(guò)程中針對(duì)邊坡滑坡情況，采用卸載、增設(shè)排水管、注漿、增設(shè)抗滑擋土墻、增設(shè)抗滑樁等措施進(jìn)行處理，邊坡采用邊開(kāi)挖邊加固防護(hù)的措施，高邊坡在后期的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中變形較小，均表現(xiàn)穩(wěn)定，未出現(xiàn)滑塌跡象。

邊坡高度在8～20 m的一般邊坡，在開(kāi)挖及防護(hù)施工過(guò)程中均表現(xiàn)穩(wěn)定，在通車半年后由于連續(xù)降雨和暴雨持續(xù)作用下，共15段一般邊坡出現(xiàn)不同程度的塌方。塌方邊坡一般為土質(zhì)或很破碎的巖質(zhì)邊坡，原設(shè)計(jì)邊坡為1∶0.75～1∶1，邊坡防護(hù)形式為拱形骨架植草防護(hù)、噴播植草防護(hù)、噴混掛網(wǎng)植草防護(hù)。治理時(shí)將原邊坡放緩，坡率采用1∶1～1∶1.5，邊坡防護(hù)采用漿砌片石滿砌護(hù)坡，坡腳增設(shè)小擋墻做基礎(chǔ)或窗式護(hù)面墻并在坡腳砌小擋墻的形式。治理后的邊坡經(jīng)歷一個(gè)雨季后穩(wěn)定性較好。

4 結(jié)語(yǔ)

山區(qū)公路邊坡防護(hù)形式應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、氣候、水文等綜合選擇，采用工程防護(hù)和植物防護(hù)的形式，但不能一味追求綠化環(huán)保而忽視邊坡穩(wěn)定情況，尤其是在雨水較多的山區(qū)。邊坡設(shè)計(jì)時(shí)高邊坡應(yīng)逐段設(shè)計(jì)，對(duì)于一般邊坡也應(yīng)給予一定的重視，不能均按一般原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，邊坡應(yīng)結(jié)合開(kāi)挖暴露的地質(zhì)情況采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

［1］周德培，張俊云.植被護(hù)坡工程技術(shù)［M］.人民交通出版社，2003.

［2］尹文鋒，陳長(zhǎng)勝.山區(qū)公路邊坡防護(hù)技術(shù)研究［M］.人民長(zhǎng)江，2011.

［3］鄧學(xué)鈞.路基路面工程［M］.北京:中國(guó)交通出版社，2009.

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