山區(qū)高速公路高邊坡防護(hù)技術(shù)工程應(yīng)用研究

摘? 要：本文依托某工程案例，結(jié)合其工程地質(zhì)條件，對(duì)高填邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析?；谠擁?xiàng)目，提出了高填邊坡防護(hù)與恢復(fù)治理施工方案，以期防護(hù)后的邊坡更加穩(wěn)定、安全、環(huán)保。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路;高邊坡防護(hù);穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U416.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)高速公路網(wǎng)基本完善，但大量高速公路修建于復(fù)雜地形地貌的山區(qū)地帶。按照公路路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，路堤填土高度在20m以上的邊坡被稱為“高填邊坡”。相比一般邊坡，高填邊坡更易引發(fā)邊坡失穩(wěn)、坍塌等問(wèn)題。若防護(hù)不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，帶來(lái)巨大損失。為此，必須重視山區(qū)高速公路高邊坡防護(hù)技術(shù)的合理應(yīng)用，做好穩(wěn)定性分析，采取切實(shí)可行的防護(hù)方案，最大限度減少路基災(zāi)害發(fā)生，穩(wěn)定路基邊坡，保證行車安全。

1 工程概況

某山區(qū)高速公路位于兩省之間，路線向南延伸，全線長(zhǎng)236km，為雙向6車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h。該工程沿線地形地貌復(fù)雜，存在大量高填邊坡。為此，選取其中A段高填邊坡段為試驗(yàn)段進(jìn)行分析探討。該試驗(yàn)段地貌為剝蝕丘陵地貌，地勢(shì)復(fù)雜、起伏大，山間有大量溝谷發(fā)育，植被繁茂且所處路段河流廣布，雨量較多。

2 高填邊坡工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，該高填邊坡覆蓋層區(qū)域以殘坡積粉質(zhì)粘土，下伏震旦系壩里組、沙壩黃組板巖為主。主要地層情況如表1所示。

在原地表粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化板巖上段清除的前提下，對(duì)本高填邊坡作填筑壓實(shí)施工，第一，強(qiáng)風(fēng)化下段板巖處理后的粗粒土填料用于填筑高填邊坡距離邊坡頂面12m以下的坡體，并壓實(shí)。第二，強(qiáng)風(fēng)化板巖上段、板巖殘積土處理后的細(xì)粒土填料用于填筑至邊坡頂面12m以上的坡體，并壓實(shí)[1]。

碎石土是邊坡下部粗粒土填料的主要成分，填筑壓實(shí)之后，碎石土的抗剪強(qiáng)度增大，有助于穩(wěn)定邊坡下部。相比之下，邊坡上部采用的填料主要為細(xì)粒料，填筑壓實(shí)之后，在雨水的長(zhǎng)期沖刷作用下，上部填土由于粒徑小，很容易產(chǎn)生坡面沖刷破壞情況，嚴(yán)重時(shí)很可能產(chǎn)生滑坡危害?；诖?，必須對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，本文以Geo-studio軟件為主，對(duì)該高填邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)算與評(píng)價(jià)[2]。

3 高填邊坡工程穩(wěn)定性分析

根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果可知，強(qiáng)風(fēng)化板巖為本工程下伏地層，在該部分主要填筑的材料為粗粒土填料，而在其上部填筑的細(xì)粒土填料，在雨水沖刷作用下邊坡極易引發(fā)滑坡危害。因此，為了驗(yàn)證高填邊坡的穩(wěn)定性，在本數(shù)值模擬當(dāng)中，擬考慮兩方面因素，即兩種不同工況條件[3-4]。

工況一：天然工況（地下水埋深較深情況）;

工況二：暴雨工況（地下水埋深較淺情況）。

設(shè)定：連續(xù)大降雨期間，地下水位上漲，甚至臨近或達(dá)到坡面。此時(shí)，可通過(guò)室內(nèi)三軸試驗(yàn)獲取細(xì)粒土填料的物理力學(xué)參數(shù)，同時(shí)，參考板巖填料大型三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取粗粒土填料的物理力學(xué)參數(shù)。強(qiáng)風(fēng)化板巖物理力學(xué)參數(shù)可參考本路段地質(zhì)報(bào)告獲取。具體如表2所示。

參數(shù)確定后，利用Geo-studio軟件Slope/w模塊建立高填邊坡數(shù)值模型，對(duì)兩種不同工況條件下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下：

工況一：瑞典條分法下穩(wěn)定系數(shù)為2.92;

工況二：瑞典條分法下穩(wěn)定系數(shù)為2.45。

通過(guò)所得數(shù)據(jù)可知，說(shuō)明邊坡在兩種工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 高填邊坡防護(hù)與恢復(fù)治理措施

通過(guò)高填邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析，可知在兩種工況條件下邊坡仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在本工程高填邊坡防護(hù)與恢復(fù)治理當(dāng)中，可采用生態(tài)防護(hù)和傳統(tǒng)防護(hù)相結(jié)合的治理方案。即排水防護(hù)+人字形骨架護(hù)坡、客土噴播防護(hù)。具體方案如下：

4.1 排水方案

施工前，先整平、壓實(shí)坡面，特別是填挖相交部位，利用壓實(shí)減少雨水下滲。同時(shí)，將排水邊溝設(shè)于路基兩側(cè)坡腳外，用于匯集向坡體流入的水，通過(guò)排水邊溝將水及時(shí)向河塘等處排放。

針對(duì)邊坡填方下部，可挖槽原地面進(jìn)行碎石排水盲溝設(shè)置，為保證施工質(zhì)量，可將2根打孔波紋管設(shè)于盲溝內(nèi)，并進(jìn)行土工布包裹，從而迅速將坡體內(nèi)滲入的水排除。在相鄰盲溝設(shè)置中，應(yīng)嚴(yán)格按照地下水富集情況確定其間距，保證間距合理[5]。

此外，還要將平臺(tái)溝設(shè)于各級(jí)邊坡的交界平臺(tái)部位，在兩兩平臺(tái)溝當(dāng)中，安設(shè)急流槽，順著坡面向下將急流槽連接排水溝，共同組成一個(gè)完整的坡面排水體系。

4.2 坡面防護(hù)

（1）第一級(jí)邊坡。針對(duì)此級(jí)邊坡填料為細(xì)粒土，采用1﹕1.5設(shè)計(jì)坡率。邊坡坡頂主要承受的外部荷載為車輛荷載，因此不利于邊坡穩(wěn)定性?；诖?，在邊坡防護(hù)施工中應(yīng)以邊坡加固和綠色高速公路建設(shè)為主，第一級(jí)邊坡防護(hù)方案為人字形骨架護(hù)坡+客土噴播組合形式。邊坡土體加固采用人字形骨架護(hù)坡，可以將坡表的水及時(shí)排除，這對(duì)穩(wěn)固邊坡極為有利。通過(guò)客土噴播，能夠綠化邊坡，避免邊坡土體被雨水沖刷。

（2）第二、三級(jí)邊坡。同樣采用細(xì)粒土作為第二、三級(jí)邊坡的填筑材料，設(shè)計(jì)坡率分別為1﹕1.75、1﹕2。在雨水沖刷作用下，填方邊坡坡面很容易產(chǎn)生徑流，進(jìn)而破壞邊坡表面。為此，在采用人字形骨架+客土噴播防護(hù)的同時(shí)，還可以種植一些杉樹。在這個(gè)防護(hù)方案當(dāng)中，邊坡截水、排水可通過(guò)人字形骨架護(hù)坡;而客土噴播可以在坡面生成植被，避免雨水沖刷坡面。杉樹由于自身根系發(fā)達(dá)，且具有極強(qiáng)的適用性，種植杉樹可以達(dá)到長(zhǎng)久護(hù)坡的目的，同時(shí)也十分契合生態(tài)護(hù)坡的理念[6]。

本防護(hù)施工方案，充分融合了生態(tài)防護(hù)理念，并通過(guò)傳統(tǒng)人字形骨架護(hù)坡能夠達(dá)到有效截水、排水的作用，避免坡面被水沖刷。此外，通過(guò)不掛網(wǎng)的客土噴播防護(hù)作用，加以種植杉樹，能夠有效阻止坡面徑流，保持水土，同時(shí)，還能起到美化環(huán)境、保護(hù)環(huán)境的功能，因此具有良好的視覺(jué)效果，如圖1所示。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，越來(lái)越多公路修建于復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，特別是山區(qū)高速公路邊坡如何防護(hù)成為了當(dāng)前研究的重點(diǎn)問(wèn)題。邊坡防護(hù)是確保邊坡穩(wěn)定、安全的重要手段，若防護(hù)不合理，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。為此，必須重視高速公路山區(qū)邊坡防護(hù)工作，本文結(jié)合具體工程案例，對(duì)山區(qū)高速公路高邊坡防護(hù)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，希望能夠根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果和穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果制定出科學(xué)合理的防護(hù)施工方案[7]?；诖?，提出了生態(tài)防護(hù)結(jié)合傳統(tǒng)防護(hù)的施工方案，即排水防護(hù)+人字形骨架護(hù)坡、客土噴播防護(hù)，點(diǎn)種杉樹的防護(hù)措施，通過(guò)后期防護(hù)效果可知，該防護(hù)方案具有良好的應(yīng)用效果，因此具有可行性。

參考文獻(xiàn)

[1]胡新惠.淺議公路路基高邊坡病害與防護(hù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（32）：112-113.

[2]秦瑜.公路路基高邊坡錨桿防護(hù)施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2018，41（10）：86，88.

[3]龐乾華.公路路基高邊坡影響因素及防護(hù)措施[J].西部交通科技，2018（10）：65-67.

[4]曹永剛，席可楊.路基高邊坡防護(hù)工程施工技術(shù)探討[J].中外企業(yè)家，2020（6）：139.

[5]石得龍.路基高邊坡防護(hù)工程施工技術(shù)探討[J].河南建材，2019（5）：44-45.

[6] 劉韜.路基高邊坡防護(hù)工程施工技術(shù)探討[J].四川水泥，2018（12）：158-159.

[7]滕嬌杰.公路路基高邊坡安全穩(wěn)定的影響因素與防范措施[J].工程技術(shù)研究，2020，5（4）：174-175.

收稿日期：2020-09-05

作者簡(jiǎn)介：宋鐵剛（1984—），男，吉林榆樹人，本科，工程師，研究方向：交通工程。