張林波

摘要 隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，公路工程施工面臨復(fù)雜地形條件的情形越來越多，其中路基高邊坡是公路工程中最常遇到的復(fù)雜地形，也是影響公路安全、穩(wěn)定和使用壽命的重要因素?；诖?，文章立足工作實(shí)踐，對(duì)路基高邊坡的重要性和常見病害作了論述，探討了影響路基高邊坡穩(wěn)定性的主要因素，提出路基高邊坡的施工關(guān)鍵技術(shù)及注意事項(xiàng)，旨在提高我國公路路基高邊坡建設(shè)質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞 公路工程；路基高邊坡；施工；穩(wěn)定性；防護(hù)技術(shù)；注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào) U416.14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）11-0064-03

0 引言

路基高邊坡作為道路的基礎(chǔ)，承載著車輛和行人的荷載，對(duì)公路的運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響[1]。然而，公路路基高邊坡工程易發(fā)生滑坡、坍塌、侵蝕等問題，給公路工程的建設(shè)和運(yùn)行帶來較大的困擾和隱患。因此，如何提高公路路基高邊坡的穩(wěn)定性和施工效率，成為公路工程建設(shè)中需要解決的重要問題。該文從公路路基高邊坡的重要性、常見病害、影響因素、施工關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行分析探討，以增強(qiáng)公路路基高邊坡的穩(wěn)定性，提高施工效率。

1 公路路基高邊坡的重要意義

1.1 保障公路安全穩(wěn)定性

高邊坡的穩(wěn)定性直接關(guān)系到行車安全[2]。若高邊坡不穩(wěn)定，可能發(fā)生滑坡、崩塌等現(xiàn)象，造成車輛出現(xiàn)失控、碰撞等事故，危及人員生命財(cái)產(chǎn)安全。以2010年甘肅省舟曲特大山體滑坡災(zāi)害為例，當(dāng)?shù)剡B續(xù)強(qiáng)降雨導(dǎo)致山體飽和，引發(fā)大規(guī)模山體滑坡，不僅造成較大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，還導(dǎo)致國道213線的大面積損毀，阻斷道路交通。

1.2 充分利用土地資源

通過高邊坡的合理設(shè)計(jì)和施工，可有效降低對(duì)土地的占用，特別是在山區(qū)、丘陵地段，可減少對(duì)耕地、森林等資源的破壞。此外，高邊坡施工還可利用開挖過程中產(chǎn)生的土方，用于填筑路基、擋土墻等部位，降低土方運(yùn)輸成本，減少對(duì)周邊土地的影響。

1.3 維護(hù)公路生態(tài)環(huán)境

公路路基高邊坡對(duì)維護(hù)公路生態(tài)環(huán)境具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）通過合理的高邊坡設(shè)計(jì)和施工，可有效減少對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)的干擾和破壞，保護(hù)水土資源，降低水土流失，維持地區(qū)生態(tài)平衡。

（2）在施工過程中，通過采用綠色施工技術(shù)和材料，可有效減少污染物排放，保護(hù)環(huán)境質(zhì)量。

（3）高邊坡工程中，通過采用生態(tài)恢復(fù)措施，如植被覆蓋、綠化等，可有效改善生態(tài)環(huán)境，提高景觀效果。例如，在某沿山地帶公路建設(shè)項(xiàng)目中，工程師在高邊坡設(shè)計(jì)和施工過程中充分考慮生態(tài)保護(hù)，采用切割邊坡的方式減少對(duì)山體生態(tài)的破壞。

2 公路路基高邊坡的常見病害

2.1 滑坡

路基高邊坡因自身結(jié)構(gòu)松散，當(dāng)其受到土體自重力或施工擾動(dòng)的影響時(shí)，若未能及時(shí)建立有效的邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)，則可能導(dǎo)致邊坡甚至山體發(fā)生滑移問題。局部巖體或者邊坡軟弱面將出現(xiàn)下移現(xiàn)象，依次出現(xiàn)高邊坡的蠕動(dòng)變形、滑動(dòng)性破壞和逐漸穩(wěn)定的階段。問題一旦嚴(yán)重，將導(dǎo)致路基破壞、道路堵塞、交通阻礙，尤其是在雨雪天氣，滑坡發(fā)生率會(huì)顯著提升。

2.2 裂縫

若施工方案缺乏合理性、路基出現(xiàn)超挖和欠挖等問題，或者遇到軟土地基和地質(zhì)地形復(fù)雜的地段時(shí)，高邊坡一旦受施工擾動(dòng)或承受的荷載過大，則可能形成縱橫向不規(guī)則裂縫，而此類裂縫普遍具有一定擴(kuò)展性，受風(fēng)力侵蝕作用，裂縫的寬度和深度將持續(xù)增長[3]。

2.3 剝落

路基高邊坡表面的巖石或土體在自然環(huán)境和人為因素作用下，如風(fēng)化作用、降雨侵蝕、凍融作用以及施工振動(dòng)等，造成高邊坡巖體失去原有穩(wěn)定性，逐漸脫離邊坡，向下滑動(dòng)或滾動(dòng)。為增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營階段通常需要采取相應(yīng)的路基高邊坡支擋措施。

3 影響公路路基高邊坡穩(wěn)定性的主要因素

3.1 地質(zhì)因素

路基邊坡的地質(zhì)直接決定邊坡的基本結(jié)構(gòu)和承載能力，從而影響邊坡穩(wěn)定性。例如，不同巖性的巖石具有不同的力學(xué)性能，軟弱巖石易在荷載作用下破碎和變形；或巖體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征（如裂隙、節(jié)理、斷層等）和地下水均對(duì)邊坡的力學(xué)性能和滲透性存在影響，可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

3.2 氣候因素

氣候因素對(duì)公路路基高邊坡穩(wěn)定性的影響不容忽視，如雨水滲透、溫度變化、風(fēng)化作用等，均會(huì)造成邊坡穩(wěn)定性降低。例如，在暴雨期間，高邊坡可能會(huì)因雨水的沖刷和土體飽和而發(fā)生滑坡。在冬季，土體水分可能會(huì)被冰凍，隨著春季來臨，冰層融化使土體產(chǎn)生變形，從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)?；蚴窃诟稍锏貐^(qū)，強(qiáng)風(fēng)侵蝕可能導(dǎo)致邊坡表層土體結(jié)構(gòu)疏松，降低抗剪強(qiáng)度。

3.3 施工因素

路基高邊坡的建設(shè)和施工涉及較多復(fù)雜的技術(shù)和工藝問題，若處理不當(dāng)將對(duì)路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生極大影響。例如，使用重型機(jī)械在路基上作業(yè)時(shí)，振動(dòng)和沖擊力會(huì)使土體產(chǎn)生變形和位移，從而加劇路基高邊坡的裂縫和變形，增加路基失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)?；蛘呤褂貌缓线m的建設(shè)材料或者采用錯(cuò)誤的施工技術(shù)，可能導(dǎo)致路基高邊坡出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而引發(fā)路基塌方和失穩(wěn)等嚴(yán)重后果。

3.4 路基荷載

車輛行駛在路面上，其荷載會(huì)通過路面逐漸傳遞到路基上，若路面的設(shè)計(jì)和施工不合理，如路面厚度不足、路基土質(zhì)過軟等，均會(huì)使路面受到車輛荷載的擠壓和變形，從而對(duì)路基高邊坡產(chǎn)生影響，一旦超出路基承載能力，則可能會(huì)導(dǎo)致路基高邊坡發(fā)生塌方和變形等嚴(yán)重后果。

3.5 人為活動(dòng)

人類活動(dòng)無處不在，如大規(guī)模的土地利用和城市化建設(shè)、森林采伐、交通運(yùn)輸?shù)?，均?huì)對(duì)自然環(huán)境造成破壞和改變。例如，大面積地開采、填埋、建設(shè)等人為活動(dòng)會(huì)破壞原有的土地表面形態(tài)，使地表失去原有的承載能力，從而影響公路路基高邊坡的穩(wěn)定性。

4 路基高邊坡施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 邊坡開挖技術(shù)

4.1.1 勘察與設(shè)計(jì)

在邊坡開挖前，應(yīng)運(yùn)用地表調(diào)查、鉆孔勘探、地球物理勘探、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)等手段，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，以了解地質(zhì)條件、巖土層分布、地下水情況、土質(zhì)類別、附近地質(zhì)構(gòu)造、潛在滑坡或塌方區(qū)域等。根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)合工程需求、地形地貌、氣候條件、環(huán)境因素等，進(jìn)行合理的邊坡設(shè)計(jì)，包括邊坡角度、開挖高度、分段開挖等。

4.1.2 開挖方法的選擇

根據(jù)地質(zhì)條件、邊坡規(guī)模和工程需求，選擇適合的開挖方法，包括機(jī)械開挖、人工開挖、爆破開挖等。機(jī)械開挖速度快、效率高，適用于較大規(guī)模的邊坡開挖；人工開挖適用于地形復(fù)雜、開挖規(guī)模較小的邊坡；爆破開挖則適用于巖石邊坡。

4.1.3 開挖順序與分段

邊坡開挖應(yīng)分段進(jìn)行，分段高度和寬度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程需求和設(shè)備能力確定。一般情況下，先開挖上部，再開挖下部，以減少下部土方的壓力。此外，應(yīng)注意邊坡開挖的順序，避免對(duì)已開挖的邊坡造成不利影響。

4.1.4 開挖監(jiān)測(cè)與安全

在邊坡開挖過程中，應(yīng)實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，關(guān)注邊坡穩(wěn)定性、變形、裂縫等情況。若發(fā)現(xiàn)潛在安全隱患，應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理。同時(shí)，做好施工安全管理，確保人員、設(shè)備的安全。

4.2 邊坡支護(hù)技術(shù)

4.2.1 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)技術(shù)主要通過在邊坡中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，將邊坡內(nèi)部的不穩(wěn)定力傳遞到錨固體中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定。該方法特別適用于較高邊坡、較為軟弱巖土的邊坡以及滑坡危險(xiǎn)區(qū)域等復(fù)雜地形。在錨桿支護(hù)中，錨桿布置、長度、材質(zhì)等因素對(duì)支護(hù)效果具有較大影響，因此應(yīng)綜合考慮以上因素，針對(duì)不同的邊坡工程，制定出最佳的錨桿支護(hù)方案，以確保邊坡穩(wěn)定性和施工安全。

4.2.2 護(hù)坡網(wǎng)支護(hù)

護(hù)坡網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在邊坡工程中應(yīng)用廣泛，主要采用高強(qiáng)度的鋼絲網(wǎng)，并結(jié)合錨桿、支撐柱、拉索等組件，形成一個(gè)堅(jiān)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，限制土體顆粒的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到保證邊坡穩(wěn)定的目的。該技術(shù)主要應(yīng)用于碎石、砂礫等顆粒狀土體邊坡的穩(wěn)定，具有靈活性好、適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，能應(yīng)對(duì)邊坡地形的變化，適用于各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡工程。

4.2.3 混凝土支護(hù)

混凝土支護(hù)主要包括噴射混凝土支護(hù)和預(yù)制混凝土板支護(hù)，適用于不規(guī)則邊坡、巖石邊坡等。噴射混凝土支護(hù)主要通過噴射混凝土在邊坡表面形成硬化層，通常與鋼筋網(wǎng)和錨桿聯(lián)合使用，共同作用以達(dá)到邊坡防護(hù)的效果，從而提高邊坡的抗侵蝕性和穩(wěn)定性，如圖1所示。而預(yù)制混凝土板支護(hù)則通過設(shè)置預(yù)制混凝土板來防止土體顆粒的運(yùn)動(dòng)，常用于較大規(guī)模的邊坡工程。

4.2.4 生態(tài)支護(hù)

生態(tài)支護(hù)方法包括植被覆蓋、生物工程等，具有較強(qiáng)的環(huán)保性和美觀性，適用于生態(tài)環(huán)境要求較高的邊坡工程。該方法主要利用植物的生長特性，將植物根系與土壤緊密結(jié)合，形成一個(gè)復(fù)合體系，以提高土壤的抗剪強(qiáng)度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。此外，生態(tài)支護(hù)方法具有較低的維護(hù)成本和良好的自我修復(fù)能力，具有很高的實(shí)用價(jià)值和可持續(xù)性。

4.2.5 綜合支護(hù)

針對(duì)邊坡工程具體情況，通常會(huì)將多種支護(hù)技術(shù)相結(jié)合，該方法即為綜合支護(hù)。綜合支護(hù)方法特別適用于復(fù)雜地質(zhì)條件、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和高要求的邊坡工程，其關(guān)鍵在于合理選擇和搭配各種支護(hù)技術(shù)。通過對(duì)邊坡地質(zhì)條件、土體性質(zhì)、開挖深度等進(jìn)行分析，確定最適合的支護(hù)技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定的最佳效果。常見的綜合支護(hù)技術(shù)包括錨桿支護(hù)、護(hù)坡網(wǎng)支護(hù)、土釘墻支護(hù)、混凝土梁柱支護(hù)等。例如，對(duì)于顆粒狀土體邊坡，可以采用護(hù)坡網(wǎng)與錨桿支護(hù)相結(jié)合，增強(qiáng)土體顆粒的約束能力；在地下水豐富的邊坡區(qū)域，可以采用排水措施與支護(hù)技術(shù)相結(jié)合，降低邊坡的飽和度，減小土體的浸潤破壞風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 邊坡排水技術(shù)

4.3.1 表面排水

邊坡表面排水主要是通過設(shè)置排水溝、收水溝、坡面防護(hù)等設(shè)施，引導(dǎo)邊坡表面的雨水迅速排出，減少雨水對(duì)邊坡的侵蝕作用。有效的表面排水系統(tǒng)有助于保持邊坡土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低土體飽和度，減輕水的浸潤破壞作用。在設(shè)計(jì)和設(shè)置表面排水設(shè)施時(shí)，應(yīng)遵循自然水流路徑，利用地形特點(diǎn)進(jìn)行合理布置，以確保雨水順利流出，避免積水和反水現(xiàn)象。此外，排水溝的尺寸和坡度應(yīng)根據(jù)邊坡尺寸、降雨量等因素合理設(shè)計(jì)，保證排水能力滿足實(shí)際需求。

4.3.2 深層排水

深層排水主要針對(duì)邊坡內(nèi)部的地下水，通過設(shè)置降水井、排水管道等設(shè)施，將地下水排出，降低地下水位，減輕土體的飽和度，從而降低邊坡滑動(dòng)和崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)計(jì)和實(shí)施深層排水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面：一是根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的排水設(shè)施，如降水井、排水管道、砂礫井等，以滿足不同地質(zhì)條件下的排水需求。二是合理布置排水設(shè)施，充分考慮地下水流動(dòng)規(guī)律和邊坡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)最佳排水效果。三是選用高質(zhì)量的排水材料，如聚乙烯（PE）管、鋼筋混凝土（RCC）管等，以確保排水設(shè)施的耐久性和使用壽命。

4.3.3 防滲措施

防滲措施是邊坡工程中關(guān)鍵的保護(hù)措施，主要通過設(shè)置防滲墻、防滲膜等設(shè)施，有效地減少雨水和地下水對(duì)邊坡土體的浸泡作用，降低土體飽和度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和抗滑動(dòng)能力。在實(shí)施防滲措施時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是根據(jù)邊坡土體性質(zhì)和地下水位情況，選擇合適的防滲墻類型，如混凝土防滲墻、鋼板防滲墻、土工布防滲墻等。防滲墻的深度和厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)，以保證防滲效果。二是采用高密度聚乙烯（HDPE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜等防滲材料，覆蓋在邊坡土體表面，阻止雨水滲透到土體內(nèi)部。防滲膜的厚度和接縫處理需滿足工程要求，以保證防滲性能。

5 結(jié)語

綜上所述，公路路基高邊坡施工是公路工程建設(shè)中的重要問題之一，嚴(yán)重影響公路工程的安全、穩(wěn)定和使用壽命。基于此，該文從公路路基高邊坡的重要意義、常見病害、穩(wěn)定性的主要影響因素、施工關(guān)鍵技術(shù)以及施工注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了探討，希望能對(duì)我國公路工程在復(fù)雜地形條件下的建設(shè)提供一定的借鑒。

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