高速公路高邊坡工程病害分析與防治技術

張　兵

（甘肅省公路航空旅游投資集團有限公司，甘肅蘭州　730030）

高速公路高邊坡工程病害分析與防治技術

張兵

（甘肅省公路航空旅游投資集團有限公司，甘肅蘭州730030）

高速公路高邊坡穩定性作為一項公路施工質量控制的研究課題，對于高速公路邊坡穩定性的保持意義非凡。由于高速公路建設過程中地質、地形地貌的復雜因素，常出現高邊坡的滑坡問題，文章主要從高速公路高邊坡穩定性的四個重要影響因素入手分析，從設計和施工階段提出了相應的預防和治理辦法。

高速公路高邊坡工程病害及防治

1　概述

近年來我國經濟快速發展，成為全球矚目的高速發展國家，國內從城市到鄉鎮和農村，在國家完善城鎮化的建設過程中，人們對交通的需求，也伴隨著經濟的快速增長而日益增大，這一需求不僅僅體現在通車里程中，更體現在公路的建設質量要求里，無論是在任何地形地貌中，為保證人民的生命安全和國家投資回報，務必要確保公路的使用安全性和長久性。但是在山區高速公路建設過程中，高邊坡作為一種特殊而又復雜的地質地形條件，為高速公路的設計單位和建設單位都提出了前所未有的重大難題，由于公路路線延伸較長，要穿越不同的地質地貌區域，而且公路邊坡作為永久性邊坡，高邊坡在自身重力和交通、自然等多方面因素影響下，很容易造成各種變形、滑坡的災害，不但增加了工程投資，而且延誤建設工期，影響公路的正常使用。

2　影響高速公路高邊坡穩定性的因素

影響高速公路高邊坡穩定性的因素有很多，最主要的有以下四點：工程地質條件、水文地質條件、地貌等自然因素和地下開挖等人為因素。（1）工程地質影響：在巖土工程中高邊坡的穩定性是作為一項非常重要的研究課題，但是在實際工程中，從該角度進行分析和探究卻不夠深入。首先要明確一點，巖體的結構類型、巖性的組合、地質地貌和水文條件都不是孤立存在的，而是這些工程地質要素相互影響相互聯系，共同影響著高邊坡的穩定性，所以必須系統的分析和綜合考量。對于巖質邊坡來說，它不是單獨的一塊，而是由各種各樣的結構體和結構面組成，就結構來劃分有：層狀、碎裂狀、塊狀、散體狀等。不同的結構類型其變形特征和力學特征各不相同，塊狀結構是整體強度最高的一種，即使在震動下仍可保持穩定；而碎裂結構則對震動的反應較為強烈，容易造成崩塌、落石和滑動情況。除了巖體結構特點之外，我們還需注意巖性組合的影響。不同的巖性組合對于公路邊坡產生滑坡的影響程度各不相同。（2）水文地質條件：它對高邊坡穩定性的影響，不僅變現在地下水位的埋深情況，而且邊坡地下水的補充、徑流、排除也對邊坡影響較大。如果地下水埋深較小時，外界震動影響導致孔隙水壓力增大，不斷累積后造成邊坡永久位移，當位移積累到一定程度后，就會造成邊坡失穩滑坡。根據上述影響不難看出，邊坡地下水的補、徑、排在外界震動影響下對排除孔隙水的壓力的重要性，所以如果地下水能夠及時、順暢的排除，就不易造成孔隙水壓力增大，降低邊坡失穩的出現幾率。某些軟弱巖體如泥巖、頁巖、片巖、板巖、易風化的巖漿巖及粘土組成的巖體，具有較高的膨脹性和親水性，抗剪能力差，遇水后表面即會軟化或泥化，在干濕交替下產生高收縮性，導致巖體中裂縫不斷增大，地表水從裂縫中深入坡體，影響其穩定性。（3）邊坡坡形的影響。坡形對于邊坡穩定性影響也很大，從角度來說：20度以下和50度以上很少發生滑坡，而30度～50度斜坡則很容易發生滑坡病害，70度～80度的斜坡易發生崩塌，大于80時則很少崩塌。從坡形來說，直線型邊坡較為穩定，而凹坡和凸坡則容易發生崩塌和滑坡。（4）人為因素：山坡地使用中自然植被的改變、破壞，失去水土保持功能，容易造成邊坡崩塌病害；邊坡坡頂的不當加載，導致下滑力增大，且超過自身載荷能力時，也會形成邊坡破壞；另外邊溝回填中填方未能充分壓實，土體內部松散、變形、沉陷，采空區和隧道開挖等影響，也會造成邊坡先沉陷后滑坡的情況。

3　高速公路高邊坡病害的預防與治理

高速公路建設里程長，常會穿越不同的構造和狀態的地質帶，高邊坡工程是一種特殊的巖土工程，它的穩定性隱患是多方面原因造成的，總結近年來高速公路高邊坡失穩破壞的大量事例，我們務必要做好設計選線、地質勘查、施工控制和養護管理的工作。總結如下：（1）在工程可行性研究階段的高速公路選線時，由于地質條件復雜，應貫徹“地質選線”的原則，盡量避開不良地質地段。如大型老滑坡、崩塌、坍塌連續分布地段，以及巖層順傾地段，避免開挖后老滑坡復活和產生大量新滑坡。重視高邊坡的工程地質勘察，盡量減少高邊坡數量，降低高邊坡高度，改變路線勘察中重橋隧輕路基的狀況。據統計，施工后發生問題的高邊坡失穩破壞，其主要原因是前期地質勘察資料不足，設計的坡形、坡高和坡率不符合坡體巖土的實際情況。若能在勘察期間查清高邊坡的地質情況及可能的變形類型，就可以與隧道和橋梁方案或移線方案作比較，減少高邊坡的數量，降低高邊坡的高度，設計符合實際的坡形，減少高邊坡發生變形的可能。（2）高邊坡設計是一類特殊設計，設計初期應盡可能詳細了解邊坡地段的地形地貌、地層巖性、風化破碎程度、構造、坡體結構和地下水分布，掌握自然斜坡的穩定狀況，預測邊坡失穩的破壞類型和規模，在此基礎上篩選出對路線、工程造價具有重大影響的工點邊坡，對其進行專項的工點勘察、工點設計，重點對高邊坡的設計思路、設計標準、設計原則及設計方法進行討論，合理控制建設用地、工程造價，設計出穩定合理的坡形、坡率和坡高及相應的加固、排水和防護措施，并對施工方法提出嚴格而詳細的要求。（3）高邊坡的開挖施工階段：覆蓋層開挖前，要注意清理邊坡的風化巖塊、堆積物、殘積物和滑坡體，按設計要求完成截水、排水溝的施工，驗證排水效果，防止地表水和地下水對施工的影響。在覆蓋層開挖過程中，如出現裂縫或滑移跡象，應立即暫停施工并將施工人員及設備撤至安全區域，在查清原因、采取可靠的安全措施后方可恢復施工。邊坡石方開挖采取自上而下的開挖方式，同時應作好邊坡開口線上下一定范圍內的鎖口和錨固工作。對于邊坡易風化破碎或不穩定的巖體，應先做好施工安全防護，邊開挖邊支護。在有斷層和裂隙發育等地質缺陷的部位，應在支護作業完成后才能進行下一層的開挖。（4）加強養護。對于高速公路養護工作中的高邊坡養護，應建立相應的養護管理制度，明確養護內容及操作、監測規范，委托有資質的單位和技術人員進行地質調查，進行邊坡穩定性試算，根據穩定性將其劃分為穩定邊坡、基本穩定邊坡、欠穩定邊坡和不穩定邊坡四個等級，建立重點邊坡、特殊邊坡的專項檔案，記錄邊坡的基礎數據、日常檢查情況、歷史維修記錄、病害情況及相應的工程照片資料等，進行動態的養護管理。

4　結語

交通安全是建設的第一要務，邊坡的穩定是保證安全避免坍塌事故的前提，我們要特別重視高速公路中高邊坡的設計和修筑，它是一項高度匯集各學科知識的科學領域。在實際工作中，要以理論結合實際，從巖土高邊坡的地質機理入手分析，通過實際工程經驗，不斷分析和總結，提高公路高邊坡的穩定性，保證公路交通安全暢通。

［1］高志偉.地震災害對山區鐵路路基工程的影響與對策研究［J］.鐵道工程學報，2008年12期.

［2］黃志剛.加強公路邊坡穩定性的措施分析［J］.中小企業管理與科技（下旬刊），2009年06期.