公路路基高邊坡防護的設計核心探究

王二贊

摘 要：隨著我國社會經濟的迅速發展，對公路道路建設的規模要求、質量要求日益提高，人們對交通出行的舒適性要求也越來越高。在公路工程中，公路路基高邊坡的防護是公路路基工程中的重要部分，受土質結構、氣候條件、地形地勢等環境影響，施工難度較大。深入研究公路路基高邊坡不穩定性的影響因素，對提高公路路基高邊坡防護設計水平，提高我國公路建設質量具有重要意義。本文圍繞公路路基高邊坡防護不穩定性的影響因素展開分析，提出相應防護設計措施。

關鍵詞：路基高邊坡;影響因素;防護設計

中圖分類號：U416.14文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）28-0118-03

Research on the Design Core of Highway Subgrade High Slope Pro Tection

WANG Erzan

（Pingdingshan Road Traffic Survey and Design Institute，Pingdingshan Henan 467000）

Abstract： With the rapid development of China's social economy， the scale and quality requirements of highway construction are increasing， and people's requirements for the comfort of transportation are also higher and higher. In highway engineering， the protection of highway subgrade high slope is an important part of highway subgrade engineering. Under the influence of soil structure， climate conditions， terrain and terrain， the construction is difficult. It is of great significance to study the influencing factors of high slope instability of highway subgrade to improve the design level of Highway Subgrade high slope protection and improve the quality of highway construction in China. This paper analyzed the influencing factors of highway subgrade high slope protection instability， and put forward corresponding protection design measures.

Keywords： subgrade high slope;influencing factors;protection design

在我國經濟快速發展進程中，公路交通運輸業發揮著重要作用。公路建設彌補了我國鐵路、水路、航空不能抵達全國所有地區的不足，對推進城鄉一體化發展、鄉村振興、脫貧攻堅具有重要作用。我國地域遼闊，地形地勢復雜，影響公路建設質量的因素較多。公路路基作為承載公路上層作用力的基礎結構，其穩定性影響公路的整體使用性能。在公路建設中，路基高邊坡防護工程是施工的重點，本文從影響高邊坡穩定性的因素入手，提出提高公路路基高邊坡防護的設計措施。

1 造成公路路基高邊坡不穩定的因素

1.1 自然因素影響

1.1.1 地質條件因素。首先，公路路基所處地區如果本身地質活動比較活躍，該路段公路路基的高邊坡與其他路段相比，穩定性相對較差。受地質構造的影響，路基高邊坡容易出現滑坡，甚至在受到內外部作用力共同影響時發生崩塌現象。其次，受地質條件影響，公路路基的邊坡空間分布情況、公路路基的巖體結構面發育情況及公路路基的巖體組成情況都會引起公路路基高邊坡不穩定性。其中邊坡空間分布對公路路基高邊坡影響最大，高邊坡寬度、坡高、坡面形狀、高邊坡的坡面巖層產狀都直接影響高邊坡的穩定性系數。如果坡度較大，坡體土層又比較軟，則容易發生滑坡。另外，地質巖層狀況也會影響公路路基高邊坡穩定性，地層巖性因物理作用、化學反應、力的作用及水質影響，都會造成路基高邊坡不穩定，破壞高邊坡特性，并且不同性質的地層巖性對路基高邊坡的破壞表現形式不一樣，破壞程度也不同[1]。

1.1.2 氣候條件因素。氣候條件因素主要是降雨降水破壞公路路基高邊坡坡體結構。雨水滲透到地下，形成地下水，侵蝕高邊坡下體土層。受地下水的作用，高邊坡下坡土層空隙間會產生水壓（動水水壓、靜水水壓），在長時間降水與地下水的相互作用下，降低土體硬度，引起土體軟化，土體間的摩擦力也逐漸降低，引起土體滑坡，進而破壞高邊坡穩定性[2]。

1.2 人為因素

人為因素也是造成公路路基高邊坡不穩定的重要因素之一。人為因素包括設計人員對路基高邊坡設計不合理以及施工人員在公路路基施工過程中未能按照原有設計標準進行規范施工兩方面。相比自然因素的不可控性，人為因素是完全能夠有效避免的。設計人員對高邊坡防護的不重視、設計結構不合理、技術不達標等都對公路路基高邊坡病害發生埋下了隱患。

2 公路路基高邊坡防護設計的重點

考慮到公路路基高邊坡不穩定的影響因素，為有效提高公路路基高邊坡穩定性，提高公路通行安全性，可以從改進公路路基高邊坡防護設計、提高公路路基施工質量兩方面著手實施。

2.1 優化改進公路路基高邊坡防護設計

2.1.1 加強地質資料的收集。前期地層資料收集直接影響防護設計工作的有效實施，因此對設計人員而言，資料收集工作必不可少。收集施工所在區域的地質資料，主要方法是進行布孔勘測，包括文物勘測和地質勘測，準確把握所在地區的地質資料[3]。尤其是地質條件較為復雜、地層結構變化較大的地區，要加大布孔密度，以實現準確勘測每個地層結構，保證獲取的地質資料全面、科學。通過前期收集地質資料，為公路地基及高邊坡防護設計提供準確的地質構造、巖層、土體性質及分類等數據依據。

2.1.2 提高公路路基高邊坡防護設計體系的整體性與系統性。設計人員在進行公路路基防護設計時，要重視對路基高邊坡防護的設計，從整體設計要求上把握邊坡設計。工作人員要充分結合國內外相關設計研究的成功案例，根據具體情況，融入實踐經驗與現代化理論知識，提高防護設計的系統性、理論性與實踐性，為路基高邊坡施工工作提供有力的技術引導。比如，在高邊坡防護設計中，經常會引入噴射混凝土技術，該技術是對容易形成滑坡的地方噴射混凝土，使其表面固化成如鋼筋混凝土一樣。噴射混凝土技術可以固定比較松散的巖體，使巖層結構形成整體，從而有效避免滑坡，達到穩定公路路基高邊坡的目的。

2.1.3 優化公路路基高邊坡防護設計方案。公路路基高邊坡防護設計方案不是一次性工作，而是一個不斷發現問題、解決問題，進而對設計方案進行優化的過程。高邊坡防護設計方案首先要明確公路路基防護要求;其次，防護設計方案應對防護施工材料質量、施工材料標準等進行明確，并提出檢測方案及檢測標準，嚴格保證防護施工效果;再次，在正式進行防護前，應對設計方案的具體操作環節、具體流程、涉及的各個方面進行模擬試驗，以便能及時發現問題，對方案中的不合理之處進行改進。同時，要保證模擬測試的真實性，在設計方案中盡可能多地羅列出實際施工中可能面臨的問題，并提出解決措施，以確保設計方案能應對各種施工環境變化，提高高邊坡防護設計的有效性[4]。

2.1.4 重視公路路基高邊坡防護中的排水設計。影響公路路基高邊坡防護的不穩定因素還包括地下水和降水，因此，在改進公路路基高邊坡防護設計措施時，還要優化排水設計，有效預防邊坡土體滑坡。首先，更換已經老化的排水系統，彌補舊的排水系統的不足;其次，在公路路基高邊坡防護設計時，要綜合考慮當地年均降水量、氣候條件及地下水量，使高邊坡排水系統與周邊區域排水系統有效銜接，保證排水系統順暢，提高排水能力，減少地下水及雨水對地基高邊坡的浸泡沖刷，提高公路路基高邊坡的穩固性。

2.2 提高公路路基高邊坡防護施工質量

2.2.1 嚴格按照設計要求進行施工。在施工過程中在參照施工設計方案進行施工的同時應因地制宜地進行施工材料選擇，貫徹落實動態施工。堅持以實際情況為導向，施工過程中如發現與施工方案不相符的環節，設計人員應及時溝通并上報優化改進方案。

2.2.2 嚴格控制施工技術，利用新技術、新材料有效提高施工質量。常用的路基高邊坡防護形式有錨桿框架梁防護、噴錨網支護、SNS柔性網防護等，應依據實際施工條件選擇經濟有效的防護形式，并明確施工技術要點。

錨桿框架梁是利用錨桿對底層結構進行加固，使錨桿與地層形成整體，提升地層的抗滑和抗壓力性能，增加巖土自身的強度。在不穩定的挖方高邊坡中，使用的錨桿長度必須依據邊坡穩定性進行計算，一般錨固段的長度應大于2.0 m。框架梁的單元形狀較多選用矩形，單元尺寸一般為3.0 m×3.0 m，框架梁的剪力與彎矩由具體的測量計算決定，并確定使用符合要求的鋼筋型號。在施工中應注意以下事項：第一，邊坡宜從上至下開挖;第二，錨桿孔位誤差不得超過5 cm，在泥巖、頁巖等地層中鉆孔，不得使孔內積水。錨桿框架梁具有節約材料、造價低廉、綠化效果理想等優點[5]。

噴錨網支護是利用錨桿、鋼筋、混凝土與土體形成整體來增強高邊坡巖土結構強度。這種防護措施適用于巖性差、風化嚴重的巖石邊坡中。施工過程中應注意以下事項：第一，施工前清理干凈邊坡上松散的巖石，用石塊填補空洞的地方，對裂縫進行灌漿處理;第二，第一次噴射混凝土時必須自上而下，按照風向進行施工，第一層混凝土施工完成后進行錨桿定位鉆孔，錨桿鋼筋直徑、間排距按照實際條件進行確定，可布置成梅花型。注漿時要使砂漿飽滿，并及時插入錨桿。掛網的鋼筋網必須按照邊坡的形狀尺寸取料加工，均勻分布并綁扎牢固后與錨桿進行焊接。鋼筋網必須與混凝土表面密實貼合。掛網完成后方可進行第二次混凝土噴射[6-7]。

SNS柔性網防護是一種以鋼絲繩為材料，編制成網狀覆蓋并攔截邊坡地質災害，防止邊坡出現沖刷、墜物等危害。其對邊坡干擾小，便于進行綠化施工，適合使用在開挖成臺階的高外邊坡防護工程中。

在高邊坡防護施工中，設計及施工人員要加強利用植被防護。因為植被具有保護水土、降低水土流失的功能，因此在路基護坡上方和原始地表結合處種植植被，進行水土保持，是一種顯著有效的措施和手段。如果地表缺少植被覆蓋，在遭遇強降雨天氣后，雨水匯集成的徑流會帶走地表的松散土壤，造成水土流失增量，給護坡及公路路基帶來一定的安全隱患，所以植被種植的作用不容忽視。在選擇植被的過程中需要注意以下幾點：其一，根據當地氣候條件因地制宜地選擇適宜生存的植物，確保植物存活率;其二，植被根系應十分發達，能深入土壤內部固結土壤;其三，所選擇的植被應具有一定的美觀度。對于那些尚未被雨水及風沙嚴重侵蝕的路基，可以在護坡坡面的框格內自然散播，讓其自然生長[8]。對于那些受雨水侵蝕較為嚴重的路基，不但需要播撒草，而且需要對坡面進行泥漿灌注。

2.2.3 施工過程中注意天氣因素的影響。在進行護坡施工時應格外注意天氣情況，需要選擇天氣條件良好且原始土地較干燥、凝結度較好的情況下施工。如果施工過程中遇到降雨等天氣，應采取切實有效的防雨措施，比如，在護坡上方平坦地帶修筑防水坡，在護坡表面覆蓋防雨布，避免水土流失，破壞坡體表面。同時，在施工中還要加強臨時防排水，采取一定的措施將降水及積水排出施工現場，并及時對可能出現垮塌的坡面進行加固。

3 結語

公路路基高邊坡是公路路基的重要組成部分，在遇到較為復雜的土質結構、氣候條件、地形地勢時，施工難度較大，且不穩定性增加。所以，深入研究公路路基高邊坡不穩定性的影響因素，對優化設計質量具有重要作用。經分析，造成邊坡不穩定的因素有自然因素也有人為因素，在勘查掌握自然因素的前提下，要提高對人為因素的控制，合理規避可能造成不穩定的各種不當行為，避免路基高邊坡發生滑塌、滑坡等災害。設計人員在不斷擴充知識的前提下，充分發揮個人能力，優化提高公路路基高邊坡防護設計水平，保證施工質量，為人民安全出行提供保障，進而促進我國交通運輸行業發展。

參考文獻：

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[2]王利軍，熊立新.某公路強風化高邊坡防護對策及數值驗證[J].公路，2016（9）：112-116.

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[4]藺港.公路路基高邊坡防護設計分析[J].交通世界，2019（8）：15-17.

[5]鮑敏.公路路基高邊坡防護的設計研究[J].智能城市，2018（8）：18-19.

[6]王文波.公路路基高邊坡防護的設計研究[J].中國高新區，2018（4）：88-91.

[7]楊向蓮.關于高速公路路基高邊坡的防護設計的幾點思考[J].科技風，2011（6）：137.

[8]辛俊媛.公路路基高邊坡防護的設計探討[J].工程建設與設計，2017（21）：149-150.