公路路基支擋及邊坡加固防護工程設計與施工

馮軍龍

路基的支擋與邊坡加固防護是公路工程建設中經常遇到的工程問題，近幾年山區高速公路大量建設，遇到許多高大邊坡，其穩定性和防護問題日益突出。本文分析了常見公路邊坡的破壞形式，在此基礎上結合具體工程實例詳細介紹了兩種邊坡路基支擋和邊坡防護的施工技術和施工注意事項。

1 常見公路邊坡的破壞形式

邊坡的破壞類型從形態上可分為崩塌和滑坡。邊坡實際的破壞形式非常復雜，除了上述兩種主要形式外還有介于崩塌與滑坡之間的滑塌以及傾倒、剝落、流動等破壞方式，有時也可能出現以某種破壞形式為主，兼有其他若干破壞形式的綜合破壞。

2 路基支擋與邊坡工程防護工程的考慮因素

對公路路基支擋及邊坡防護，必須考慮以下問題:1)邊坡穩定:保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差與溫度變化的影響，防止和延緩軟巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變過程，從而保護路基的整體穩定性。2)環境保護:使工程對環境的擾亂程度減少到最小，并謀求人工構造物與自然環境相協調。3)綜合效應:綜合防光，防眩，防煙，誘導司機視線，改善景觀等目的進行邊坡防護，充分發揮防護工程的綜合效益。4)綜合治理:在巖土結構穩定，滿足安全要求的前提下，以選擇剛性結構與柔性結構相結合，多層防護與生態植被防護相結合的方法進行邊坡治理為優的原則。

3 兩種常見的邊坡加固防護工程措施的工程實例

3.1 噴錨網支護法

3.1.1 工程概況

某公路K18+100段右側高路塹石質邊坡，坡面陡立，右邊坡最高達83.5 m，坡比為1∶0.1～1∶0.5，坡面巖石以灰白、肉紅色中風化厚層夾薄層灰質白云巖，巖石傾向與路基斜交，不利于邊坡巖體穩定。一條大型逆沖斷層切過全坡面，軸向近東西向，斷層破碎帶0.5 m～1.0 m，為淺紅、肉紅色強風化斷層角礫巖，角礫呈棱角狀，成分為灰質白云巖，粒徑1 cm～3 cm，膠結物為泥巖、方解石脈及糜棱白云砂，水解溶蝕作用強烈，上盤褶皺顯著呈“S”形小褶曲。受斷層及次級小褶曲影響，巖體節理裂隙發育，主要為兩組共扼“X”形切層高角度順坡節理最為發育，裂隙寬1 mm～30 mm，巖體上部節理被粘土、白云砂充填，下部節理被方解石脈、鐵錳質氧化物充填。節理、斷層、巖層面等構造使巖體溶蝕作用強烈，巖體破碎。此外，因坡面陡立，破碎巖石易沿順坡節理發生滑塌及掉塊，穩定性極差。

3.1.2 設計方案

為了進行徹底根治，確保行車安全，經綜合比較，決定采用錨噴混凝土對逆斷層上盤褶曲發育巖石進行整治防護。設計采用C20噴射混凝土，噴層厚10 cm，長1.5 m φ22螺紋鋼筋錨桿，立面按照1.5 m間距梅花形布設，孔深比錨固深度加深20 cm，錨桿外露8 cm～10 cm，灌漿材料采用M20號水泥砂漿;掛網采用φ6.5鋼筋網，網眼尺寸為25 cm×25 cm;泄水管采用直徑40 mm的聚乙烯管，長度40 cm，立面按照4.0 m間距梅花形布設。

3.1.3 主要施工技術

1)工藝流程。掛網噴射混凝土支護的施工程序是:搭設腳手架→整修邊坡→制作安裝泄水孔→第一次噴射混凝土→錨桿鉆孔、注漿、安放錨桿→鋼筋網(鐵絲網)制作→掛網→第二次噴射混凝土→養生→拆除腳手架。

2)施工注意事項。及時封閉及時加固，及時性指噴射混凝土支護可在邊坡開挖后幾小時內施作。初噴即開挖后立即噴一層3 cm～5 cm厚的混凝土，用以保護坡面。在實際施工中這一工序往往不被重視，特別是全程開挖時，由于噴漿工藝難以緊跟開挖作業，往往延誤初噴，使開挖面因雨水侵蝕或風化而坍塌。初噴混凝土還可使坡面光滑平整，根據坡面混凝土的裂紋還可判斷坡體是否發生失穩。在鉆孔、下錨、注漿的工序中，目前一般都是整個坡面鉆孔完成后再下錨，然后再注漿。這對于一般軟質邊坡是可以的。但是對于高陡邊坡，鉆孔、下錨、注漿的工序應分段進行。即將整個坡面按長度分段，一段內的上述三道工序完成后，再進行下一段的三道工序。這樣，能做到及時封閉開挖坡面，及時加固坡體，確保開挖坡體的穩定性。

由于現有的巖石邊坡破碎松散且不平整，故必須將松散的浮石和巖渣清除干凈，用石塊補砌空洞，用高壓水沖洗受噴面;對邊坡局部不穩定處進行清刷或支補加固;對較大的裂縫進行灌漿或勾縫處理;在邊坡松散空洞處和坡腳處設置一定數量的泄水孔。噴射混凝土之前，用清水將坡面沖刷干凈，濕潤巖層表面;鉆孔要垂直邊坡面。注漿時注漿管應插至離孔底5 cm～10 cm處，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出，注漿要保證砂漿飽滿，不得有里空外滿的現象。鐵絲網長邊要相互搭接，并掛在同一列錨桿上，鐵絲網還要掛在錨桿彎頭內，距坡面距離一般為1 cm～2 cm。噴射作業應自上而下分層噴射，灰體達到初凝后立即灑水養生，持續7 d～10 d。在養生過程中如果發現剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現象，應分析原因，采取措施進行修補，以防后患。

3.2 預應力錨索加固

3.2.1 工程概況

2008年大準鐵路施工的K251+050～K251+210等兩段路基邊坡滑坡整治工程，采用的是錨索框架和路基注漿相結合的方法，整治后，滑坡位移量和路基下沉量幾乎為零。

3.2.2 變形破壞情況及分析

某公路K251+050～K251+210段路基為高填方路堤，兩段路面均有裂縫出現。K251+050高路堤為二級深填方路段，裂縫出現范圍內一級路堤最高約為8.0 m，二級路堤最高約為17.0 m;K251+210高路堤位于一級深填方路段，裂縫出現范圍最高約為12.0 m。通過實地觀測，K251+050段裂縫出現區內的一級邊坡已經初步形成了滑坡體，由于土體的錯動，導致排水通道堵塞，致使雨水對邊坡沖刷嚴重，加速滑坡體的形成。二級邊坡未出現明顯的破壞征兆，但邊坡是否穩定尚需進一步判斷。K251+210段裂縫出現區內的破壞情況與滑坡出現規律基本一致，但尚不能證實一定是滑坡。

3.2.3 治理工程措施

為保證公路路基的安全和穩定，根據工程地質條件和現場病害情況對K251+050～K251+210段高路堤邊坡采取錨索框架工程治理措施。在一級邊坡設Ⅰ型C25鋼筋混凝土預應力錨索框架三排，共44組，預應力錨索396根，每組框架由三片豎肋、三根橫梁組成，豎肋和橫梁的截面尺寸為0.5 m×0.5 m，豎肋埋深1.6 m，豎肋間距3 m，每片豎肋設3孔A型(5Φs15.2)預應力錨索，每孔錨索設計拉力為550 kN，錨孔下傾與水平夾角為30°，錨固段長10 m。在二級邊坡設Ⅰ型C25鋼筋混凝土預應力錨索框架一排，共7組，預應力錨索63根;Ⅱ型C25預應力錨索框架一排，共9組，預應力錨索54根。Ⅰ型C25鋼筋混凝土預應力錨索框架的布設與一級邊坡相同;Ⅱ型C25預應力錨索框架由三片豎肋、兩根橫梁組成，豎肋和橫梁的截面尺寸為0.5 m×0.5 m，豎肋埋深1.6 m，豎肋間距3 m，每片豎肋設2孔 A 型(5Φs15.2)預應力錨索，每孔錨索設計拉力為550 kN，孔徑130 mm，錨孔下傾與水平夾角為25°，錨固段長10 m。

3.2.4 工藝流程

在施工過程中，項目組決定采取如下施工工藝流程:

邊坡坡面整理→測量孔位→鉆孔和清孔→制作安裝錨索→注漿壓漿→制作框架梁→養護→錨索張拉與鎖定→封錨。

錨索框架梁的施工工藝見圖1。

4 結語

本文結合工程實例介紹了兩種常見的邊坡防護技術，可以看出，采用合理的公路邊坡防護技術，可以達到節省工程費用、美化環境和保護生態環境的效果。

［1］鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］陶 可.預應力錨索框架梁在高速公路高陡邊坡防護加固工程的應用［J］.四川建材，2009(3):143-144.

［3］張麗娟.錨噴網支護技術在橋梁基礎開挖中的應用［J］.石家莊鐵路職業技術學院學報，2009(2):25-26.

［4］胡建勇.公路邊坡的病害治理［J］.山西建筑，2009，35(7):285-286.