山區公路高邊坡病害防治和加固技術的研究

【摘 要】隨著我國公路網絡迅速發展，公路建設不斷的向山區延伸。以浙江省溫州地區為例，其山區地形陡峻、地質情況復雜，山區公路高填深挖路段多，其高邊坡病害問題給公路建設、交通運輸等造成了巨大經濟損失和災害，引起人們的極大關注。高邊坡病害具有極其復雜性和多樣性，且高邊坡的質量控制對于山區公路建設具有非常重要的影響。這就使得我們在山區公路建設過程中對高邊坡的病害治理和防護加固顯得十分重要。

【關鍵詞】山區公路；高邊坡；病害防治

1 山區公路高邊坡病害機理

1.1 高邊坡一般指土質邊坡高度大于20m、小于100m或巖質邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡，是將地質體的一部分改造成人為工程，其穩定性受控于地質條件和人為改造的程度。設計的邊坡只有在符合巖土體的地層巖性、結構、構造及強度特征時才能保持穩定，否則就會發生變形，變形過大時則會產生病害。

1.2 研究邊坡病害防治問題首先要知道它的病害機理。邊坡的變形與破壞是邊坡發展演化過程中兩個不同的階段，變形屬量變階段，而破壞則屬質變階段，它們形成了一個累進性的變形破壞過程。

2 山區公路高邊坡病害類型

高邊坡病害依據其變形破壞運動特征和規模，總結歸納路塹高邊坡常見病害類型有風化剝落、流石流泥、掉塊落石、傾倒、坍塌、崩塌、潰屈、錯落和滑坡等；按變形范圍和規模分有：坡體變形、坡面變形和邊坡變形。筆者將著重介紹這三類變形病害。

2.1 坡體變形

邊坡所在山體或斜坡體工程地質條件較差，有不良坡體或巖體結構，還有貫通且延伸度長的傾向臨空的不利結構面或軟弱夾層，地下水發育，影響范圍深。邊坡高度較高時，會產生規模較大的滑坡、崩塌、錯落和坍塌等坡體整體失穩變形，其范圍常超出邊坡范圍。其性質復雜、規模相對較大、災害后果嚴重、治理工程投資和難度也相對較大。

2.2 邊坡變形

在邊坡范圍內，工程地質條件較差或含水量高，或有傾向臨空的不利結構面，變形破壞可以是一級或數級邊坡的變形，但破壞深度一般≤6m～7m，在邊坡內會發生如坍塌、淺層滑坡、局部楔形體滑動等病害。

2.3 坡面變形

坡體邊坡自身是穩定的，但坡面在外界因素作用下，會因風化剝蝕、水流沖刷等產生坡面變形，如碎落、剝落、落石、溜坍、沖溝等，破壞深度一般為坡體表層1m～2m的范圍內。

對于坡體的變形，結合坡形、坡度設計，必須采取工程支擋措施； 對于邊坡變形，采用改變坡形、坡度或做一些加錨桿框架、培植植被、加設排水孔等加固及排水措施，即可防止病害的發生及變形規模的進一步擴大；對于坡面變形，只需采取防護措施即可防止。

3 山區公路高邊坡病害防治對策

高邊坡開挖對坡體應力狀態帶來巨大改變，必然造成坡體應力的調整和坡體的松弛。在地質研究的基礎上，基于現階段國內學者的新理論、計算方法和大型模型試驗，對高邊坡變形失穩機理的認識不斷深入，對坡體開挖與松弛變形關系的研究逐漸趨于量化，其具體的形式與具體病害特點的具體情況有關。根據溫州地區的地質條件及邊坡高度情況，筆者提出以下幾種施工方法及工藝：

3.1 動態設計、信息化施工

由于高邊坡災害的多樣性、復雜性以及地質鉆探的局限性，初始設計方案往往不能很好的切合實際，所以越來越向動態設計趨勢發展。高邊坡動態設計方法能充分考慮、把握邊坡災害類型及成因的時間效應， 根據施工過程中監測數據、邊坡實際揭露的地質情況，對高邊坡進行系統的、定性或（和）定量的穩定性分析。必要時及時調整設計方案，對高邊坡災害應進行一次根治，確保施工運營安全。

為指導高邊坡治理工程實施，保證施工安全，驗證治理效果等，高邊坡信息化施工中監測工作十分重要。邊坡監測工程主要針對地質條件復雜、加固工程量大、高度較高的邊坡重點進行，在施工圖設計階段進行統一規劃布置，主要內容包括地表變形監測和深孔位移監測等。

3.2 邊坡綠化

具備條件的邊坡可培植植被，促進坡面生態修復，可采用拱形窗孔式綠化防護；也可在框架中用植生袋方法綠化，亦可直接覆土撒草籽綠化。植物品種以原山坡上的草、灌木搭配方式為主，平臺、坡頂、坡腳點綴以當地喬木。這種綠化方式后期維護管理成本低，生態效果好。由于溫州地區降雨量豐富，邊坡綠化可以實現，并有效改善公路景觀。邊坡綠化后，其景觀效果較好。

3.3 預應力錨索加固法

預應力錨索加固是通過錨固在坡體深部穩定巖體上的錨索將力傳給混凝土框架，由框架對不穩定坡體施加一個預應力，將不穩定松散巖體擠壓，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩定坡體的發育，從而起到加固邊坡、穩定坡體的作用。在錨索孔內進行高壓注漿，使漿液填充錨孔周圍坡體內的裂隙，提高坡體的整體穩定性。預應力錨索加固高邊坡的本質是充分利用具有較大剛度和強度材料的力學特性來加強、加固軟弱破碎的巖體和土體，充分發揮巖土體的自穩能力，達到穩定邊坡的目的。該技術與傳統的抗滑樁、擋土墻等支擋結構相比，是通過加固巖土體自身，改善巖土體的力學性能， 變被動支擋為主動加固，且具有施工速度快、防護效果好等優點。

邊坡采用上述施工工藝和施工方法，能適應目前機械化施工要求，提高施工工效；減小開挖影響區范圍，能有效控制邊坡開挖大變形，確保路塹邊坡在施工過程的安全和邊坡的長期穩定。

4 結語

溫州地區山區公路邊坡災害分布廣，數量多，往往具有多種潛在的邊坡病害類型，在選擇防治方案時應全面分析邊坡失穩機理，建立基于邊坡病害類型的防治對策。邊坡工程地質信息和病害類型是在勘察、設計、施工和養護各個階段逐步揭露和完善的，因此，應強調對“動態設計、信息化施工”的運用，建立勘察階段、設計階段和施工階段的“三階段”動態設計模式和方法，結合工程特點，提出相應的防治方案，最后綜合考慮施工方法和經濟條件選擇最佳的實施方案。

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[責任編輯：陳雙芹]