高危巖質邊坡綜合支護設計要點分析

劉 波

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530028)

0 引言

對公路工程項目在施工建設中遇到的高危巖質邊坡問題，施工人員借助綜合支護的理念和技術措施，不僅可以保證邊坡支護的經濟性、安全性、環保性，還可以確保邊坡的穩定性與整體質量。綜合支護指的是通過設置路塹阻擋水土流失，借助預應力錨索和錨桿框架等其他手段，對邊坡進行加固處理，從而使整個邊坡支護工作效果更好、更具實用性，極大地提升邊坡的穩定性，保證工程的施工質量。為了提升本研究的可操作性，本文特以山東省某公路工程為研究對象，針對不同路段高邊坡，借助設置擋土墻和防護網、放緩邊坡、架設錨桿和預應力錨索框架、植被防護等措施，改善邊坡安全問題，做好邊坡主動防護工作。

1 工程案例

本文選取的公路工程項目在山東省境內，隸屬舊路改造工程范圍。通過實地調查研究后了解，舊路全線邊坡都未施行有效的支護和支擋措施，整個排水系統損壞較為嚴重，邊坡頂部也未設定截水溝，致使公路沿線上下邊坡存在嚴重的滑塌問題；在經常性滑塌的路段，經過了多次滑塌清理后，已經逐漸形成無規則邊坡。該公路沿線大部分邊坡都屬于高危巖質邊坡，最高處甚至達到89 m以上，呈現一坡到頂的形式，邊坡底部基巖有多處出現為開裂狀態，隨時都會有崩塌的可能。

2 高危巖質邊坡的防護理念和思路

2.1 高危巖質邊坡防護原則

就高危巖質邊坡來看，其呈現的特點為巖體風化嚴重、邊坡高、安全性低等，所以在對邊坡進行綜合防護處理時，必須要遵循高危巖質邊坡主要特點[1]，堅持“先加固，后防護”的防護原則，從邊坡表面問題入手，逐漸深入，徹底解決高危巖質邊坡在施工和未來工程使用中遇到的各類問題。

2.2 高危巖質邊坡防護思路

在對高危巖質邊坡問題進行加固處理與支護設計時，應當先進行實地勘察，借助多樣化的實驗測試手段來了解巖石力學的性能指標，對邊坡巖體構成和穩定性高低進行分析與研究。對高危邊坡進行加固防護，首先應判斷巖體的穩定性。相關人員在計算邊坡穩定性能指標時，需要密切關注下滑力與抗滑力間存在的矛盾。如果計算結果在1.2以下，則需要通知現場施工人員立即做好邊坡加固處理。在實際施工期間，某些路段邊坡穩定性如果無法滿足施工要求，現場施工人員應當在遵循公路工程邊坡防護要求的基礎上，先利用植物防護的方式對邊坡進行加固處理，為后續施工工作的進行奠定良好基礎。

3 高危巖質邊坡綜合防護要點

在確定高危巖質邊坡問題具體處理方案時，施工人員需要結合現場的地質條件和施工現狀，制定多個治理方案，之后對比不同方案在施工期限、經濟成本、現場環境、技術難度等方面的可行性，選擇出最佳的設計方案。

3.1 楔形體崩塌邊坡的綜合支護設計

該舊公路改造工程中，某些路段存在巖石裸露區域，且裸露巖石屬于變質砂巖，山體局部存在裂縫，邊坡處也存在滑坡問題。由于裸露時間較長，滑坡的邊緣已經達到了山頂的位置。整個滑坡上方的自然坡度大約在175°左右，中下方的自然坡度已經達到440°左右、較為陡峭[2]。左側邊坡的最大高度在40 m以上，邊坡朝向同巖層是大角度相交的狀態，屬于斜向邊坡，結構相對較為穩定，巖產狀同結構面組合相交線的切割體所形成的楔形體，同邊坡坡向高度一致。施工人員在通過實地勘察后發現，該處邊坡在開挖之后，全風化層面節理面巖體風化嚴重，極容易出現崩塌情況，屬于欠穩定型邊坡，且邊坡破壞類型屬于楔形體崩塌范圍[1]。因為在實際施工中需要考慮邊坡高度和巖質特點，以及整個支護工程的施工成本，在設計支護方案時，相關人員可以借助局部錨桿框架和綠化防護相結合的綜合性支護手段。先將邊坡按照危險層度劃分為三大層級，第一級使用全長粘接型錨桿框架，錨桿長度為8～12 m左右。在進行此項設計時，必須要保證錨桿長度超過巖質邊坡破裂面，以此來提升破裂面抗剪力強度[3]。此外，全長粘結型的錨桿，還可以利用在出現過淺層滑塌和楔形體崩塌問題的欠穩定邊坡上。此類邊坡滑塌厚度相對較小，滑塌問題的發生具有明顯的不確定性與隨機性。

3.2 滑動破壞型巖質邊坡的綜合支護

在對此條舊公路進行改造時，其某一路段邊坡坡向同巖體結構面傾向于最大角相交，屬于斜向坡的一種，且傾斜角角度超過邊坡坡向角，為風化層滑動破壞型邊坡。在對此類型邊坡進行綜合支護設計時，需要在每隔8 m高的位置設置1級臺階，該臺階寬度在2 m左右。因為該路段屬于滑動破壞邊坡，要想進一步提升滑動面的摩擦力，增加其正壓力，并給予邊坡一定出現滑動變形的空間，保證邊坡自身的穩定性，還需要在二、三級邊坡位置使用預應力錨索對這兩級邊坡進行二次加固處理，錨固長度在8 m左右[4]。與此同時，由于該段邊坡主要由全風化的白云巖、碎石、粉質黏土等組成，是典型的巖質邊坡，在經過削坡擾動處理后，可能會發生一系列坍塌和其他不良的地質問題。在采用預應力錨索框架對邊坡進行支護設計時，施工人員可以預先借助錨索對邊坡主動施加一定的拉力，將破碎、松散的巖體以錨索來固定在地層深處相對較為穩定的巖體上，使錨固范圍內軟弱的巖石能夠通過擠壓變得更加緊密，從而提升巖層之間的摩擦阻力和正壓力，預防開裂松散的巖體出現位移，進而達到對邊坡進行加固的目的[5]。此外，因為錨索存在自由段，在對邊坡進行加固處理后，需要允許滑動區內部分巖土體具有位移能力，將巖土體自我穩定能力最大限度發揮出來，同時借助預先在邊坡上施加的預應力，使滑動面摩擦力有所增加，最終達到推動滑動面摩擦力增長的目的。

3.3 其他類型巖質邊坡綜合支護設計

因為高危巖質邊坡穩定性需要借助節理面來控制，在確保局部邊坡不會出現崩塌破壞問題的情況下，極大地提升高滑裂面本身的抗剪力強度。如果邊坡本身的穩定性較差，且在開挖之后未及時得到有效的加固和支護處理，邊坡滑動面就會有出現潛在塑性應力調整的可能性，導致滑動面被降低到殘余強度的層面。施工人員要想對塑性應力調整后的邊坡強度進行有效利用，必須要在邊坡開挖后及時做好相應的支護工作，利用預應力錨索和其他主動加固方式對邊坡問題進行有效治理，在邊坡中部開展加固處理工作。如果在邊坡開挖期間，邊坡坡體出現大規模位移時，預應力錨索就會因為受力過大的因素被破壞。因此，在實際施工中，施工人員必須準確校核已經錨固好錨索的拉力，給予預應力錨索足夠的自由段，合理設定錨索剛度[6]，這樣一來，當拉力過大時，施工人員可以通過適當釋放一定量的拉力，保證錨索固定效果。

3.4 注意事項

在實際施工過程中，由于不同施工環節出現的問題具有一定的差異性，所以，現場施工人員必須要結合施工問題出現的原因，制定針對性的解決方案。

(1)錨噴破面裂縫問題。施工單位在正式施工前，需要強化施工人員安全管理意識，保證施工人員能夠嚴格按照設計要求完成相應的施工工作，以此來保證施工質量。在實際施工中，現場工作人員要強化對邊坡位移和山體滑坡情況的觀測力度，在發現錨噴破面裂縫時，可以采用加長錨索的方式對邊坡進行二次加固，并對已經開挖的邊坡進行錨噴支護加固處理，以此來預防邊坡受雨水沖刷后出現滑移垮塌現象。

(2)局部邊坡沉降、變形問題超過規范要求。當施工人員發現基坑周圍出現大規模裂縫時，必須首先做好施工現場地面的防水排水工作，在注漿施工的過程中，采用P032.5普通型的硅酸鹽水泥與清水攪拌，水灰比例為0.5∶1，并在攪拌的過程中加入2%速凝劑，直至注漿量泛出孔口[7]。

(3)測定錨桿預應力與預應力損失。正常情況下，非預應力錨桿本身的應力檢測數量應當在錨桿總數5%以上；預應力錨索應力檢測數量需要保持在錨索總數10%以上，且最少不應低于3。此外，在觀測邊坡位移時，其頻率應當同開挖順序保持一致，即每開挖一次便需進行以此位移觀測，以此來保證及時有效地發現和處理施工問題。

4 結語

總而言之，本文以高速公路改造工程中的高危巖質邊坡防護設計工作為立足點，借助綜合性的防

護手段來對高危巖質邊坡進行加固處理。通過分析可以發現，施工人員在對公路工程項目中的高危邊坡進行綜合支護和加固治理的過程中，必須要堅持以保證邊坡的安全性、經濟性和環保性為主，在充分保證公路結構安全的基礎上，制定有效的邊坡加固處理措施，以此來保證高危巖質邊坡的安全穩定，從而維護公路工程的使用性能。

[1]王水生.高危巖質邊坡綜合支護設計研究[J].山西建筑，2015，41(4)：80-82.

[2]張 亮.山區巖質高邊坡的工程地質分析與加固支護設計[C].建筑科技與管理學術交流會，2015.

[3]李 波，徐開洪.高危邊坡上高大模板施工技術之——邊坡支護結構設計[J].建材發展導向(下)，2015(11)：208-209.

[4]謝歡歡.上硬下軟巖質邊坡變形機制及支護設計要點[J].世界有色金屬，2017(11)：206-207.

[5]賀傳仁.巖質高邊坡穩定性分析及綜合治理的研究[D].長沙：中南大學，2013.

[6]趙葉江.順向巖質邊坡的穩定性分析及支護措施[J].土工基礎，2015(4)：44-47.

[7]李勤軍，鄢雙紅.大奔流溝料場高邊坡支護設計研究與實踐[J].人民長江，2013，44(14)：22-25.