余良

高速公路路塹高邊坡是一種人工開挖的永久性邊坡，其穩(wěn)定性具有重要的意義。本文主要分析了高速公路路塹高邊坡設計的思路和綜合治理進行了探討，以供參考。

高速公路為了達到線形的平順和行車舒適性時常有大挖大填，以達到平順路基施工標高的要求，因此該類高邊坡容易在各種因素的影響下出現滑坡等病害，影響高速公路的使用效率及安全性，基于高速公路路塹高邊坡的各種地質因素分析，在如何優(yōu)化設計選擇合理的綜合治理方案顯得十分重要，本文通過對高速公路路塹高邊坡的設計內容及思路的分析，提出合理的綜合治理方案，確保邊坡的穩(wěn)定進行探討。

一、高速公路路塹高邊坡的特點

1.在公路工程中，一般把土質挖方邊坡高度超過20m、巖質挖方邊坡高度超過30m的邊坡稱為路塹高邊坡。

2.邊坡必須要有很高的穩(wěn)定性，否則路塹邊坡容易失穩(wěn)，危及到人民的生命財產安全。

3.防護設計具有動態(tài)設計的特點。由于地質條件的隱蔽性、復雜性以及勘探測試條件的局限性，致使地質勘探和測試資料不可能全面揭示邊坡的本來面貌，加上施工過程中的不確定因素過多，使得這類問題的力學分析難度比較大，也很難與實際情況相符。而隨著邊坡施工的進行，地質狀況逐漸明晰，甚至會出現新的未預料的地質情況。因此按照一般的設計模式：地質勘察—力學分析—設計—施工這樣的思路來進行高邊坡的設計是不完善的。它實際上是一種靜態(tài)的設計過程，并不能很好地適應工程中出現的各種情況，有時會大大增加投資，甚至會發(fā)生安全事故，造成人員傷亡和極壞的社會影響。

4.注重生態(tài)平衡。在路塹邊坡種植植被，可以防止水土流失，美化環(huán)境，保持路塹邊坡的長久穩(wěn)定。

5.注重環(huán)境美化。隨著現代人們環(huán)境保護意識的提高以及對美觀和舒適度的要求提升，公路沿線的風景要做到秀麗豐富，使人心情輕松愉悅。

6.路線要有誘導功能。路塹邊坡的坡型和植被種植方向對車輛的行進方向要有引導作用，禁止在前進岔路口栽植障礙性植被。

二、邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡是人工邊坡和自然岸（斜）坡的統稱。按照成因分為天然邊坡和人工邊坡，按照邊坡成分性質可分為巖質邊坡和土質邊坡。按照穩(wěn)定程度，分為穩(wěn)定邊坡、失穩(wěn)邊坡以及可能失穩(wěn)邊坡。穩(wěn)定邊坡指的是在邊坡發(fā)揮作用期間，在自然狀態(tài)和承受載荷狀態(tài)下，坡體不發(fā)生變形；或者即使發(fā)生變形，變形量依然在允許范圍內。穩(wěn)定邊坡不需要采取穩(wěn)定措施，只需要采取防護措施，保持其穩(wěn)定性即可。失穩(wěn)邊坡指在自然狀態(tài)、不施加人工載荷的情況下，邊坡已經或者正在發(fā)生變形破壞。這種情況下必須采取穩(wěn)定措施，防止邊坡進一步發(fā)生變形，造成破壞?？赡苁Х€(wěn)邊坡指在自然狀態(tài)工況處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是在自然狀態(tài)改變后或者遭受工程載荷狀態(tài)下會發(fā)生變形；或者邊坡的安全系數小于安全標準的邊坡。對這一類邊坡要采取穩(wěn)定和防護措施，如果對工程和人民生命財產安全沒有影響的可以避開。

路基邊坡穩(wěn)定力學計算的基本方法是分析失穩(wěn)滑動體沿滑動面上的下滑力T與抗滑力R，按照靜力平衡原理，取兩者之比值為穩(wěn)定系數K，也即：

K=R/T

K=1時，表示下滑力與抗滑力相等，邊坡處于極限平衡狀態(tài)；K＜1時，邊坡不穩(wěn)定；K＞1時，邊坡穩(wěn)定?？紤]到一些不可預見因素的影響，為安全可靠起見，工程上一般規(guī)定采用K≥1.15～1.45作為路基邊坡穩(wěn)定性分析的界限值。

邊坡穩(wěn)定性評價應遵循“以定性分析為基礎、定量計算為手段”的原則。進行邊坡穩(wěn)定性計算時，應根據邊坡工程地質條件或已經出現的變形破壞跡象，定性判斷邊坡可能的破壞形式和邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)。

三、路塹高邊坡防護的設計原則及防護形式

1.設計體現“以人為本”的設計理念，貫徹“安全、環(huán)保、經濟”的指導方針，并遵循“減載、固腳、強腰、排水、綠化”相結合和方便施工的原則。

（1）綜合治理，防治結合，一次根治、不留后患；

（2）深入分析工程地質條件，增強工程預判，提高技術措施的針對性；

（3）合理放坡、適度加固，盡量做到土石方填挖平衡，減小征地和棄方；

（4）技術措施合理、實用可靠，施工方便、安全；

（5）積極采用成熟可靠、行之有效的邊坡整治技術；

（6）增強邊坡綠化，加固防護工程實用與美觀相結合，力求工程與環(huán)境協調，提高工程社會效益；

（7）體現“以人為本”的設計理念，多在細部構造上下功夫，以方便施工，同時有利于工程建成后的維護；

（8）動態(tài)設計，信息化施工。

2.土質邊坡防護形式

（1）種草。適合土質疏松的邊坡，可以防止邊坡被侵蝕，還可以美化環(huán)境。土質較堅硬時，可以種植大本類植物。

（2）草皮。作用與種草防護作用相差無幾。一般使用平鋪和疊鋪的形式。

（3）種樹。在坡腳或者臺階上栽植低矮的灌木。

（4）混凝土砌塊格防護。一般適合于坡角小于45°的邊坡，但在寒冷地區(qū)、土質容易發(fā)生凍脹變形的地區(qū)不宜使用。

（5）漿砌片、塊石骨架護坡。一般適用于坡度較緩的穩(wěn)定邊坡，防止邊坡受到雨水的侵蝕，并保護格內的植物不受雨水的打擊侵蝕。骨架類型包括人字形、拱形、魚鱗形和方格形。

（6）護面墻。適用于土質較差的邊坡。

（7）捶面。適用于容易遭受雨水沖擊的土質邊坡。

（8）擋土墻。常見形式分為：重力式、懸臂式、豎向預應力式等。

3.石質邊坡防護形式

（1）抹面。一般用于表面容易風化的巖石，但是尚比較完整且沒有剝落，比如頁巖、千枚巖等坡面。

（2）護面墻。一般用于挖方邊坡。分為實體式、窗孔式和拱式等形式。實體式又可以分為等截面和變截面兩種形式；窗孔式用于小于4∶3的邊坡；拱式適用于有完整上部巖層但是需要對上部進行防護的邊坡。

（3）噴漿防護。一般用于容易風化并且坡面不平滑完整的挖方邊坡，但是在寒冷、凍脹嚴重的地區(qū)不能使用。

4.防護新形式

隨著科學技術的發(fā)展和新材料新工藝的出現，人們對高等級公路路塹高邊坡的防護不僅采用工程防護，而且還加入了生物防護，不但提高了邊坡的穩(wěn)定性，而且還減少成本，縮短工程期限，美化環(huán)境和路容路貌。

（1）土質邊坡防護新形式

①香根草綠籬。香根草適應性強、抗逆性強、生長迅速、根系發(fā)達，是保持水土能力和恢復地力最理想的植被。

②土工格柵。土工格柵是連續(xù)壓縮聚乙烯材料的一種聚合物格網。材質柔韌疏松、耐酸堿、耐腐蝕，有很大的彈性和強度，網孔可以容納土體。植被或草皮的覆蓋率高，抗水抗風能力強。

③綠化加筋。綠化加筋指的是將灌木枝條分層埋在邊坡土壤中，形成加筋土?？梢猿蔀榕潘ǖ?，并且防止邊坡土移動；

④防止溜坡。配合土工加筋材料，可以防止黏性土形成的邊坡滑坡的問題。

（2）石質邊坡防護新形式

①客土噴播。客土噴播集土壤學、植物學和生態(tài)學為一體，配制出適合特殊地質生長的客土和種子，然后利用掛網噴播技術噴播在邊坡表面，起到邊坡防護和綠化的作用。

②噴混植草。是指將混有草種子的有機混凝土噴在巖石邊坡表面上。適用于所有巖石邊坡表面，效果顯著。

③SNS柔性防護網。SNS是指以鋼絲繩網構成的防治系統，分為主動系統和被動系統。

四、路塹高邊坡設計治理措施

1.邊坡坡形、坡率。結合近年來高速公路建設經驗，高邊坡設計統一采用臺階式邊坡，研究發(fā)現臺階邊坡可以比直線形邊坡具有更好的整體穩(wěn)定性，尤其當坡率介1∶0.5～1∶1.0 之間時臺階作用較為有效。一般8m～12m一級，邊坡平臺一般寬2m，研究還發(fā)現處理高邊坡問題時，可以在坡體中部設計寬平臺，將一個高邊坡化解為兩個以上相對獨立的邊坡段，因此對于高度較大的邊坡，如有卸載條件，常在坡體中部設計一個或多個8～20m的寬平臺，以減少坡腳應力的集中發(fā)展，達到分解高大邊坡的設計目的，一般平臺寬5m 左右時效果較為明顯。

2.邊坡加固防護結構設計。為了減小人工雕琢痕跡盡量減少圬工工程，根據路塹邊坡的工程地質條件，加固防護主要采用預應力錨桿格子梁、錨桿格子梁、TBS植草和植草等方式，格子梁采用全部嵌入隱蔽的方式。一級邊坡：采用3排全長粘結錨桿支護，錨桿長8m，設計抗拔力為60kN；錨桿格子梁方形布置，間距3m×3.13m，格子梁尺寸為0.3m×0.3m；坡面采用TBS植草防護。二級邊坡：采用預應力錨桿加固，錨桿長17m，錨固段長6m，設計抗拔力250kN；格子梁方形布置，間距3m×4.24m，格子梁尺寸為0.4m×0.4m；坡面采用TBS植草防護。三級邊坡：采用3排全長粘結錨桿支護，錨桿長8m，設計抗拔力為60kN；錨桿格子梁方形布置，間距3m×3.54m，格子梁尺寸為0.3m×0.3m，坡面采用TBS植草防護。四級邊坡：坡面采用TBS植草防護。五級邊坡：坡面采用植草防護。

3.排水設計。水是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素之一，許多高邊坡滑塌不穩(wěn)定事故大都是由水所引發(fā)，因而排水防水成為加固邊坡的一種措施，也是采用其它各類加固措施時，都必須考慮的輔助措施。排水設計是路塹邊坡設計的重要組成部分，其主要分為坡體表面排水及坡體內部排水。

（1）每級邊坡平臺上均需設置平臺截水溝。采用C20預制塊砌筑，厚0.19m。

（2）全段路塹頂部開口線5m外設置塹頂截水溝，用于塹頂擋水及排除平臺截水溝匯水。采用C20預制塊砌筑，厚0.19m。

（3）第一級邊坡坡腳設置邊溝。

（4）應根據邊坡級數每隔幾級邊坡合理設計一排斜孔排水，孔徑130mm，間距10m，孔深15m。

（5）第一級邊坡每隔6m設置一道支撐滲溝，滲溝下部設排水孔，排水孔采用PVC管，孔徑100mm。滲溝斷面采用矩形。支撐滲溝的排水層用干砌片石充填，施工時需用碎石或卵礫石填充其中孔隙，排水層與滲水的溝壁之間（兩側）及每級臺階后側需設置反濾層（兩側），反濾層采用砂礫石和卵礫石，各層厚0.15m，滲溝頂部采用M7.5漿砌片石。

五、結語

在公路建設中遇到的路塹高邊坡防護和治理問題復雜突出，這對公路的建設質量和日后使用時人民生命安全的影響都特別大，結合多年從業(yè)經驗對高速公路路塹高邊坡設計和綜合治理有如下體會：

1.地勘工作是高速公路建設的基礎，項目所在區(qū)域地質構造的存在和演變，不僅控制著沿線山脈、水系的發(fā)育特點，而且決定著地層巖性的分布和各種物理地質現象的發(fā)育狀況，因此查明公路沿線的工程地質條件，提供準確的合乎要求的工程地質材料，對于設計和后期的施工治理，具有重要的作用。

2.地質災害防治應以預防為主、防治結合。

3.加強高邊坡路段監(jiān)測預報，對重大不良地質工點的變形、沉降、位移監(jiān)測，是保證邊坡在施工中的穩(wěn)定的關鍵。

4.地質人員參加設計、配合后期施工很有必要。在參加設計和配合施工過程中，地質人員可及時發(fā)現問題，補充地質資料，盡快解決施工中出現的各種地質問題，有利于變更設計，減少隱患，保證工程質量。

5.對于重大疑難工點工程措施應進行技術經濟的比選，以及對沿線邊坡整治與環(huán)境保護的統一性等組織專家會診。