山區高速公路高邊坡防護技術工程應用研究

摘? 要：本文依托某工程案例，結合其工程地質條件，對高填邊坡穩定性進行了分析。基于該項目，提出了高填邊坡防護與恢復治理施工方案，以期防護后的邊坡更加穩定、安全、環保。

關鍵詞：山區高速公路;高邊坡防護;穩定性

中圖分類號：U416.4? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

隨著社會經濟的迅速發展，我國高速公路網基本完善，但大量高速公路修建于復雜地形地貌的山區地帶。按照公路路基設計標準，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，高填邊坡更易引發邊坡失穩、坍塌等問題。若防護不當，將會導致邊坡失穩，帶來巨大損失。為此，必須重視山區高速公路高邊坡防護技術的合理應用，做好穩定性分析，采取切實可行的防護方案，最大限度減少路基災害發生，穩定路基邊坡，保證行車安全。

1 工程概況

某山區高速公路位于兩省之間，路線向南延伸，全線長236km，為雙向6車道設計標準，設計時速120km/h。該工程沿線地形地貌復雜，存在大量高填邊坡。為此，選取其中A段高填邊坡段為試驗段進行分析探討。該試驗段地貌為剝蝕丘陵地貌，地勢復雜、起伏大，山間有大量溝谷發育，植被繁茂且所處路段河流廣布，雨量較多。

2 高填邊坡工程地質條件

根據地質勘察發現，該高填邊坡覆蓋層區域以殘坡積粉質粘土，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。

在原地表粉質黏土、強風化板巖上段清除的前提下，對本高填邊坡作填筑壓實施工，第一，強風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。第二，強風化板巖上段、板巖殘積土處理后的細粒土填料用于填筑至邊坡頂面12m以上的坡體，并壓實[1]。

碎石土是邊坡下部粗粒土填料的主要成分，填筑壓實之后，碎石土的抗剪強度增大，有助于穩定邊坡下部。相比之下，邊坡上部采用的填料主要為細粒料，填筑壓實之后，在雨水的長期沖刷作用下，上部填土由于粒徑小，很容易產生坡面沖刷破壞情況，嚴重時很可能產生滑坡危害。基于此，必須對邊坡穩定性進行分析，本文以Geo-studio軟件為主，對該高填邊坡的穩定安全系數進行計算與評價[2]。

3 高填邊坡工程穩定性分析

根據地質勘察結果可知，強風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粒土填料，在雨水沖刷作用下邊坡極易引發滑坡危害。因此，為了驗證高填邊坡的穩定性，在本數值模擬當中，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）。

設定：連續大降雨期間，地下水位上漲，甚至臨近或達到坡面。此時，可通過室內三軸試驗獲取細粒土填料的物理力學參數，同時，參考板巖填料大型三軸試驗數據獲取粗粒土填料的物理力學參數。強風化板巖物理力學參數可參考本路段地質報告獲取。具體如表2所示。

參數確定后，利用Geo-studio軟件Slope/w模塊建立高填邊坡數值模型，對兩種不同工況條件下的邊坡穩定性進行計算，結果如下：

工況一：瑞典條分法下穩定系數為2.92;

工況二：瑞典條分法下穩定系數為2.45。

通過所得數據可知，說明邊坡在兩種工況下均處于穩定狀態。

4 高填邊坡防護與恢復治理措施

通過高填邊坡穩定性計算分析，可知在兩種工況條件下邊坡仍處于穩定狀態。因此，在本工程高填邊坡防護與恢復治理當中，可采用生態防護和傳統防護相結合的治理方案。即排水防護+人字形骨架護坡、客土噴播防護。具體方案如下：

4.1 排水方案

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

針對邊坡填方下部，可挖槽原地面進行碎石排水盲溝設置，為保證施工質量，可將2根打孔波紋管設于盲溝內，并進行土工布包裹，從而迅速將坡體內滲入的水排除。在相鄰盲溝設置中，應嚴格按照地下水富集情況確定其間距，保證間距合理[5]。

此外，還要將平臺溝設于各級邊坡的交界平臺部位，在兩兩平臺溝當中，安設急流槽，順著坡面向下將急流槽連接排水溝，共同組成一個完整的坡面排水體系。

4.2 坡面防護

（1）第一級邊坡。針對此級邊坡填料為細粒土，采用1﹕1.5設計坡率。邊坡坡頂主要承受的外部荷載為車輛荷載，因此不利于邊坡穩定性。基于此，在邊坡防護施工中應以邊坡加固和綠色高速公路建設為主，第一級邊坡防護方案為人字形骨架護坡+客土噴播組合形式。邊坡土體加固采用人字形骨架護坡，可以將坡表的水及時排除，這對穩固邊坡極為有利。通過客土噴播，能夠綠化邊坡，避免邊坡土體被雨水沖刷。

（2）第二、三級邊坡。同樣采用細粒土作為第二、三級邊坡的填筑材料，設計坡率分別為1﹕1.75、1﹕2。在雨水沖刷作用下，填方邊坡坡面很容易產生徑流，進而破壞邊坡表面。為此，在采用人字形骨架+客土噴播防護的同時，還可以種植一些杉樹。在這個防護方案當中，邊坡截水、排水可通過人字形骨架護坡;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達，且具有極強的適用性，種植杉樹可以達到長久護坡的目的，同時也十分契合生態護坡的理念[6]。

本防護施工方案，充分融合了生態防護理念，并通過傳統人字形骨架護坡能夠達到有效截水、排水的作用，避免坡面被水沖刷。此外，通過不掛網的客土噴播防護作用，加以種植杉樹，能夠有效阻止坡面徑流，保持水土，同時，還能起到美化環境、保護環境的功能，因此具有良好的視覺效果，如圖1所示。

5 結語

綜上所述，在社會經濟高速發展的今天，我國高速公路建設規模持續擴大，越來越多公路修建于復雜的地質環境下，特別是山區高速公路邊坡如何防護成為了當前研究的重點問題。邊坡防護是確保邊坡穩定、安全的重要手段，若防護不合理，將會造成嚴重后果。為此，必須重視高速公路山區邊坡防護工作，本文結合具體工程案例，對山區高速公路高邊坡防護技術要點進行了分析，希望能夠根據地質勘察結果和穩定性計算結果制定出科學合理的防護施工方案[7]。基于此，提出了生態防護結合傳統防護的施工方案，即排水防護+人字形骨架護坡、客土噴播防護，點種杉樹的防護措施，通過后期防護效果可知，該防護方案具有良好的應用效果，因此具有可行性。

參考文獻

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[2]秦瑜.公路路基高邊坡錨桿防護施工技術[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.路基高邊坡防護工程施工技術探討[J].中外企業家，2020（6）：139.

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

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

收稿日期：2020-09-05

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