高速公路路基邊坡防護(hù)及支護(hù)施工技術(shù)

魏海寶

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司南平管理分公司，福建 南平 354300）

1 引言

近年來，我國(guó)道路交通事業(yè)飛速發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了有力的保障。高速公路作為交通網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，在路基邊坡施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安全以及質(zhì)量方面的問題。因此，要加強(qiáng)路基邊坡防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究，嚴(yán)格規(guī)范施工流程，提高路基邊坡的施工質(zhì)量，從而有效提升高速公路工程項(xiàng)目的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 高速公路路基邊坡防護(hù)技術(shù)

2.1 種草防護(hù)技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)通常運(yùn)用在路基邊坡相對(duì)比較穩(wěn)定的狀況，能夠很好地防范路基表部水土流失問題的發(fā)展，使得路基表面土層得以固結(jié)，進(jìn)而讓路基的穩(wěn)定程度獲得有效強(qiáng)化[1]。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果路基邊坡長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，便會(huì)讓草本植物無法正常生長(zhǎng)發(fā)育，則不可采用該種防護(hù)技術(shù)。在選擇草種時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)分析草本植物自身的特征、栽植路基現(xiàn)場(chǎng)的氣候環(huán)境和土壤類別等。在進(jìn)行草籽的播種之時(shí)，可以適當(dāng)添加部分砂石或者是土粒予以充分?jǐn)嚢?，如此可以讓草籽的播種更加均勻。在播種過程中，應(yīng)當(dāng)注意下述幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）對(duì)于播種時(shí)間的選取，可以選定在溫度比較高，比較暖和的季節(jié)；（2）在進(jìn)行草皮的種植時(shí)，應(yīng)當(dāng)實(shí)行迅速綠化，對(duì)于坡度不超過1∶1的土質(zhì)邊坡與風(fēng)化程度比較嚴(yán)重的軟質(zhì)巖石邊坡，應(yīng)當(dāng)要選取能夠耐受干旱、枝葉繁茂、根莖低矮、根系發(fā)達(dá)的草種。

2.2 工程防護(hù)技術(shù)

工程防護(hù)技術(shù)和草種防護(hù)技術(shù)所適合使用的條件恰好相反，其一般是運(yùn)用在不會(huì)生長(zhǎng)草木的路基巖石之上。應(yīng)用較多的防護(hù)措施包括：（1）護(hù)坡；（2）坡面護(hù)墻；（3）捶面與噴漿；（4）抹面；（5）框格。詳細(xì)來看，此項(xiàng)技術(shù)主要是利用漿砌片石、混凝土等建材，通過在路基邊坡部位修建造骨架，以此來提高邊坡遍布自身的粗糙程度，進(jìn)而減慢水體流動(dòng)的速度。

運(yùn)用防護(hù)技術(shù)之時(shí)，在坡腳部位修建防護(hù)墻最為關(guān)鍵。一般而言，大多是在穩(wěn)定邊坡中實(shí)行混凝土預(yù)制塊、塊石與片石的干砌或是漿砌，從而防范和削弱坡面水流和地面徑流給邊坡帶來的沖刷作用[2]。

3 高速公路路基邊坡支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 重力式擋土墻

工程作業(yè)人員在采取重力式擋土墻實(shí)行邊坡支護(hù)施工作業(yè)時(shí)，要求憑借墻體自身的重量來做到對(duì)土壓力的平衡控制。在技術(shù)措施上，一般是選用毛石砌筑的形式。從整體層面進(jìn)行分析，重力式擋土墻支護(hù)模式不僅在取材上非常便利，并且具體操作方式非常簡(jiǎn)單，比較適合運(yùn)用在規(guī)模較小的挖填方路基邊坡施工作業(yè)之中。

3.2 錨桿式擋土墻

這是一種輕型擋土墻結(jié)構(gòu)，主要是由鋼筋混凝土管和錨桿構(gòu)成。在實(shí)際運(yùn)用期間，憑借錨固在巖土層中的錨桿水平拉力可以分析判斷出擋土墻的具體結(jié)構(gòu)與功能。通常而言，此種支護(hù)方式比較適合運(yùn)用在墻體高度較高，并且地基開挖存在較高難度的施工場(chǎng)景。也可以把具有錨固條件的路基擋土墻結(jié)構(gòu)，運(yùn)用在路塹擋土墻內(nèi)，以取得理想的支護(hù)效果[3]。

3.3 加筋土擋土墻

此種擋土墻類型即為在土體內(nèi)添加拉筋，憑借拉筋和土體相互間的摩擦作用力，全面提升土體工程的特性與改進(jìn)土體變形的基礎(chǔ)條件，進(jìn)而起到穩(wěn)固土層的作用。一般而言，主要是使用在地形頗為平坦的填方路段。由于加筋土結(jié)構(gòu)自身便是柔性結(jié)構(gòu)物的一種，因此，它能夠適應(yīng)地基一定程度的變形，在穩(wěn)固性與安全性上具有突出性優(yōu)勢(shì)。

3.4 格構(gòu)梁預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)

此種支護(hù)技術(shù)的主要構(gòu)成為格構(gòu)梁、擋土板、錨桿以及墻厚土層，是一種輕型擋土結(jié)構(gòu)。從實(shí)際出發(fā)分析可知，對(duì)于格構(gòu)梁預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)而言，錨桿會(huì)在其對(duì)應(yīng)的錨固區(qū)域中構(gòu)成壓應(yīng)力帶，經(jīng)過格構(gòu)梁與擋土板構(gòu)成壓力面，徹底地改進(jìn)了土體的力學(xué)性能，使得傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)擋護(hù)轉(zhuǎn)變成為全方位利用土體自身自穩(wěn)固性的主動(dòng)擋護(hù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土體位移的有效防控。

3.5 拱形骨架支護(hù)技術(shù)

此類支護(hù)技術(shù)比較適合運(yùn)用在砂巖填料路段的邊坡防護(hù)之中，普通路段的坡腳使用M10漿砌片石，而加固帶坡面斜長(zhǎng)則為90 cm。

1）坡面整修。根據(jù)邊坡的坡度、基礎(chǔ)高程等參數(shù)來進(jìn)行固定樣板掛線的設(shè)置，將表部附著的塵土雜物清洗干凈，并對(duì)凹槽予以填充密實(shí)，使得坡面足夠平整，待到坡面處理后的狀態(tài)符合規(guī)定要求之后，才能夠開展下一環(huán)節(jié)的工序作業(yè)。

2）測(cè)量放樣。在進(jìn)行骨架砌筑之前，需要依照工程設(shè)計(jì)圖紙來對(duì)共性骨架輪廓實(shí)行放樣，而且要用鋼尺對(duì)于基槽開挖部位實(shí)行精準(zhǔn)定位。

3）基礎(chǔ)、護(hù)腳施工。待到基槽開挖技術(shù)之后，作業(yè)人員便可對(duì)基礎(chǔ)、護(hù)坡位置實(shí)行清晰準(zhǔn)確放樣放線。在進(jìn)行基礎(chǔ)砌筑施工作業(yè)之前，需要把基底夯實(shí)，讓其壓實(shí)度高于90%。對(duì)于基礎(chǔ)與護(hù)腳需要使用M10的漿砌片石進(jìn)行砌筑施工。

4）拱形骨架預(yù)制塊槽開挖。對(duì)于預(yù)制塊槽使用人工開挖的方式，而且在進(jìn)行開挖施工時(shí)必須要控制好幾何尺寸位置的精準(zhǔn)性，不得存在太大誤差。

5）鋪筑拱圈。對(duì)于骨架的施工采取挖槽法完成。應(yīng)當(dāng)預(yù)先留出混凝土預(yù)制塊的安裝位置，要將人字形混凝土砌塊和邊坡表部對(duì)齊。

6）勾縫及伸縮縫設(shè)置。拱圈之上的空隙部位使用現(xiàn)澆混凝土予以填充密實(shí)，并進(jìn)行抹平處理，還要在平面上勾勒出混凝土砌塊所對(duì)應(yīng)的假砌縫隙，從而提高美觀性。在漿砌片石的基礎(chǔ)上安設(shè)伸縮縫，縫隙中使用瀝青麻絮或者是瀝青木板進(jìn)行填充。

7）換填種植土及噴播植草。在鋪砌施工結(jié)束之后，需要在骨架空心中填入種植土，再播種適宜生長(zhǎng)的草種。

4 實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目概況

松建高速護(hù)田隧道口（長(zhǎng)深線K2796+900）上邊坡發(fā)生了嚴(yán)重的滑坡事故，高度與洞頂之間的距離約為40 m，寬度與厚度分別是40 m、3 m。邊坡水毀部位在山體鞍部，處于偏低的地勢(shì)，而且地下水水位相對(duì)比較高。此山體坡面土體屬于坡積粉質(zhì)黏土與殘積砂質(zhì)黏性土，在山坡上還有栽植幾十棵茶樹與板栗樹。在滑坡事故發(fā)生之后，現(xiàn)場(chǎng)有立刻采取應(yīng)急措施，主要包括對(duì)裂縫進(jìn)行回填處理，同時(shí)進(jìn)行了人工夯實(shí)，對(duì)于破體使用彩條布加以覆蓋，對(duì)于洞頂全寬（大概為30 m）和路邊分別設(shè)置了高度為1.5 m的沙袋墻和擋泥墻。

按照現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，此處山體的坡面存在較多深裂縫，其中，和坡頂間隔30 m的位置有一條沿著等高線延伸、垂直方位的長(zhǎng)度為40 m、寬度為20 cm的橫向裂縫；在右側(cè)洞口的正上端為滑坡事故發(fā)生之后經(jīng)雨水沖刷而形成的溝槽，長(zhǎng)寬分別為20 m和5 m，而且縫隙中一直有水體滲出，滲水量比較大；在左側(cè)洞口上端和右側(cè)洞口右上端分布著一條寬度大概為2 cm的斜向裂縫，橫向裂縫與兩側(cè)斜向裂縫共同構(gòu)成了該部位山體邊坡滑動(dòng)面。在隧道口的洞頂出存在一個(gè)寬度大約為8 m的平臺(tái)，且存在部分積水，在坡腳處有設(shè)置一道60 cm寬的排水溝。

4.2 原因分析

因?yàn)榱轮醒疄橛晁^為充沛的季節(jié)，經(jīng)過了數(shù)日的暴雨沖刷和滲透之后，雨水對(duì)邊坡進(jìn)行了高強(qiáng)度的沖刷，使坡體形成了溝槽。滲透的雨水讓邊坡同時(shí)承受著較強(qiáng)的孔隙水壓力與動(dòng)水壓力，同時(shí)還會(huì)起到一定的潤(rùn)滑作用，讓坡體抗剪切強(qiáng)度下降，最后引發(fā)滑坡現(xiàn)象。為了保障交通安全，必須要對(duì)邊坡采取加固措施。經(jīng)過大致分析，確定對(duì)此路段邊坡穩(wěn)固性存在影響的因素主要有：

1）連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間的暴雨滲透和沖刷。持續(xù)強(qiáng)降雨是此次邊坡水毀最為主要的一項(xiàng)原因，由于邊坡受到了長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的沖刷，從而在坡體處形成了溝槽，同時(shí)還伴隨著雨水的滲透，從而引發(fā)了滑坡事故。

2）坡底部支擋不夠。此部分山坡是一道高度為2 m的、接近垂直的邊坡，而邊坡處于裸露狀態(tài)，在坡腳處并沒有采取任何防護(hù)措施，這樣就使得坡腳應(yīng)力太過集中，從而易于出現(xiàn)破壞、坡體滑動(dòng)的問題。

3）人為因素。此山坡上有栽植板栗樹和茶樹等植物，對(duì)坡面進(jìn)行嚴(yán)重開墾，導(dǎo)致坡面土體處于松軟、積水的狀態(tài)，雨水容易滲入深部，而原有的截水溝受到破壞，坡體水流不能及時(shí)排出，使得邊坡存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 處治措施

1）在洞頂平臺(tái)修建臨時(shí)鋼棚，從而保障卸土施工的安全性；在間隔洞頂大約2 m的位置修建一堵1 m高、64 m長(zhǎng)的矮墻，確保修整完畢后此路段還能夠正常通行。

2）清理坡面植株、雜草，對(duì)于裂縫部位實(shí)行注漿修補(bǔ)，漿液使用水灰比為1∶1的425普通硅酸鹽水泥純水泥漿；將積水坑槽予以修補(bǔ)平整。

3）對(duì)邊坡實(shí)行分級(jí)修整，在坡腳底部到裂縫頂部依照1∶1.25～1∶1.75的坡率整理坡面，其中，每一級(jí)的邊坡高度設(shè)置為8 m，平臺(tái)寬度控制在2～3 m的范圍內(nèi)，修整厚度大概在2～3 m，而且要讓兩側(cè)坡面略微低于中部坡面。而且第一級(jí)至第四級(jí)邊坡的坡率、坡高分別為1∶1.25和7 m、1∶1.5和8 m、1∶1.75和8 m、1∶1.75和6 m，且每級(jí)均采取拱形骨架防護(hù)方式，并均安設(shè)一排排水平孔（位于拱形骨架主骨架部位），空中水體沿著主骨架流動(dòng)至平臺(tái)截水溝，出水口和平臺(tái)間隔距離為3 m，孔洞橫向間隔距離為6.8 m。

4）坡面使用拱形骨架結(jié)合平孔的方式進(jìn)行排水，骨架基礎(chǔ)安設(shè)在基巖上，并對(duì)尺寸進(jìn)行加厚處理；在拱形骨架上栽植香根草；在邊坡平臺(tái)設(shè)置截水溝，在坡面左右兩端設(shè)置急流槽，由于右側(cè)原有村民上山道路位于施工范圍之內(nèi)，同時(shí)又在右側(cè)修建了踏步兼流水槽；截水溝從中間網(wǎng)兩側(cè)引流，把水體引導(dǎo)至兩側(cè)排水溝中；在間隔坡頂大約5 m的位置設(shè)置寬度為60 cm的正方形截水溝；排水孔從骨架肋部排出；在骨架中播種草種。

4.4 施工方法及注意事項(xiàng)

（1）施工時(shí)先是需要將排水問題予以處理，修建完整的臨時(shí)排水體系，不得發(fā)生積水問題。（2）對(duì)邊坡危險(xiǎn)石塊予以清除，在擋墻部位設(shè)置竹片鋼管柵欄，以免在卸土施工時(shí)邊坡土墜落至公路路面。（3）邊坡左端修建簡(jiǎn)易滑槽，便于邊坡土的卸除，縮短棄土距離，便于人工運(yùn)送。（4）施工過程中按照設(shè)計(jì)邊坡坡率施工開挖工作，在開挖之后再按照邊坡巖石破碎狀況加以分析，確定支護(hù)方式。（5）防護(hù)施工時(shí)先對(duì)邊坡加以清理，清理出的土方可以應(yīng)用在邊坡綠化回填方面或者是堆放在棄土堆。（6）土方工程開挖與填筑施工時(shí)，需對(duì)邊坡實(shí)行沉降與位移監(jiān)測(cè)。（7）設(shè)置臨時(shí)防護(hù)，使用分級(jí)簡(jiǎn)易被動(dòng)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。（8）不得在坡腳下站人，劃分出危險(xiǎn)區(qū)域，而且安排專職人員進(jìn)行監(jiān)控。

5 結(jié)語

高速公路邊坡失穩(wěn)會(huì)對(duì)交通安全帶來嚴(yán)重影響，甚至有可能發(fā)生掩埋道路而使得交通中斷的情況，因此，強(qiáng)化對(duì)路基邊坡的防護(hù)與支護(hù)處理十分關(guān)鍵。在進(jìn)行路基邊坡項(xiàng)目施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工狀況與環(huán)境特征，采用防護(hù)和支護(hù)彼此結(jié)合的方式，以此來確保路基邊坡的安全性。