公路高邊坡治理設計及穩定問題探討

任濤

重慶市交通工程質量檢測有限責任 重慶 400067

1 影響公路工程高邊坡變形的主要因素

1.1 地質條件

公路工程邊坡是否穩定受到的影響因素相對較多，其中工程所在地的地質情況的不同對其穩定性造成的影響也大不相同，具體表現在其構造面的發育程度、規模大小以及充填標準等，都可在一定程度上影響邊坡的穩定。

1.2 水文地質條件

地下水儲存量的多少、補給情況如何以及實際徑流、排泄狀態等都屬于水文地質條件的內容，其受到當地氣候條件變化的影響較大。而地下水的存在以及活動情況直接關系到巖土體力學性能是否能夠達到工程所需標準，所以水文地質條件也是影響公路工程高邊坡穩定性的又一重要因素。尤其是地下水存儲量較多且活動頻繁時不僅會導致滑坡現象的發生，也會降低結構面和軟弱夾層的抗剪強度。

1.3 人為因素

除以上兩種因素以外，人為因素對高邊坡穩定性的影響也不可忽視，主要有以下兩種情況：首先，采用不科學的方式削坡，從而破壞了結構面覆蓋層，致使其抗滑能力不能維持邊坡穩定。其次，由坡頂加載導致的坡體不穩，甚至會出現下滑的現象。

2 高邊坡病害治理原則

2.1 以預防為主原則

為有效治理高邊坡病害，首先要做好施工前的地質考察工作，在路線規劃時盡量避免在地質情況復雜、易于發生地質災害的路段進行施工，以預防為主，減少高邊坡對于施工的影響。如果根據公路建設要求難以繞過上述路段，就要采取其他處理措施，如隧道施工，切不可進行高填深挖操作。

2.2 有針對性的根治原則

在公路建設前期，對施工所在地高邊坡的具體情況進行深入的研究、分析，找出造成其病害的原因，并以此為依據，制定相應的處理措施，對高邊坡病害進行針對性治理。在治理時，施工人員要嚴格遵守治理方案的技術要求以及施工流程，保證施工質量。

2.3 經濟與技術共同提高原則

若想提升公路高邊坡治理的效果，不僅要提高施工技術水平，也要考慮到工程建設成本的合理控制。在治理方案的設計過程中應充分結合高邊坡建設的各項指標，優化施工步驟。同時，也可設計多種方案，并綜合分析這些方案在技術、工期、成本等方面的優缺點，從而選出最佳技術方案。

2.4 綜合性治理原則

公路高邊坡病害的形成不僅僅是由一種原因造成的，在實際施工中其成因種類較多，由此引發的危害也各有不同。因此，在治理時，工作人員應積極分析病害的成因及危害，并找出其中的關鍵環節，分清主次影響，先處理主要因素，再依次處理其他因素。只有這樣，才能以綜合治理的方式全面解決高邊坡病害。

3 高邊坡穩定性分析

對高邊坡進行穩定性分析是對其開展治理工作的前提，這項工作開展的主要目標是對該部位開挖后可能產生的危害進行詳細的分析，其中包括危害的性質特點、規模大小以及會造成怎樣的后果等。此外，還要根據高邊坡部位的地質情況進行全面、細致的總結，做好地質資料的收集、整理工作，計算出科學的邊坡強度標準，使邊坡治理高效率、高質量的完成。

在這項工作的開展過程中，首先要根據其坡度的走勢將其分成數量不一，且上下之間互有聯系的的坡段，并按其位置的不同，進行相應的加固操作，特別是加大對不穩定邊坡的處理力度，保證其穩定性符合施工技術要求。然后做好各坡段的綠化防護處理，避免雨水沖刷等自然因素對其造成的損壞。

4 高邊坡治理設計

4.1 設計方法

在設計中應將工程地質比擬法、力學計算法和經驗對比法進行科學的融合，充分發揮這三種方法的優勢，再與工程現場實際特點相結合完成設計工作。第一種方法用于擬定坡形、坡率和坡高，前提是應與自然穩定坡的走勢相結合。然后再利用第二種方法，根據坡形結構以及破壞方式的不同選擇合理的方法進行穩定性的計算。最后，應用第三種方法參考同類已建成人工邊坡的各種數據，開展該工程的參數設置工作。

4.2 設計要點

（1）由于在公路建設過程中，可能會遇到各種復雜的地質條件，為消除不良地質條件對其造成的影響，設計人員應提高對預防工作的重視，盡量避開不良地質條件的地段，以此來減少地質災害對公路建設以及日后順利運行的影響。即使難以避開，也要提前進行防護準備工作，保證邊坡的穩定。

（2）設計人員應詳細研究致使高邊坡病害發生的各種原因，并在此基礎上提出相應的解決辦法，避免各種安全隱患的發生。

（3）對于高邊坡的治理設計不僅要滿足相關技術要求，在技術方面具備可行性，也要注意對施工中各項成本進行嚴格的控制，應以技術水平高、成本投入少為設計目標。因此，設計人員應全面掌握施工現場的具體情況，設計出幾個不同的、且行之有效的技術方案，經過多方對比、分析，選出既符合技術要求又經濟可行的方案，實現高邊坡處理效益的提升。

（4）綜合治理措施的應用在高邊坡治理設計中也應引起設計人員的關注，這是因為引發高邊坡病害的成因不同，其危害表現也不相同，而其成因又具有各自不同的特點，所以在治理時，應采用綜合治理措施，對各種致使高邊坡病害的因素進行綜合治理，避免因病害蔓延影響工程質量。此外，在設計中也不可忽視邊坡治理的美觀性，盡量設計出外表美觀，且實用的方案，同時最大限度的減少治理過程對于生態環境的破壞。

4.3 公路邊坡治理技術分析

4.3.1 優化公路的邊坡排水

近些年，國內重大滑坡事故時有發生，通過對其發生的原因進行全面的分析得知，由邊坡排水不暢問題導致的滑坡事故比例最大。這是因為排水不暢會導致邊坡被水流長時間浸泡，且在這個過程中水流不斷與周圍土質相融合，從而破壞了邊坡的穩定結構，出現滑坡事故。由此可見，優化公路邊坡排水結構對于邊坡穩定的重要性。對于這個問題的解決，必須要做到地表排水與地下排水均能順利進行，只有這樣才能避免排水不暢對邊坡穩定性造成的影響。為有效改善邊坡排水功能，可以根據工程實際情況以及排水需要，修建排水管道、滲水通道、暗溝、暗渠等設施。

4.3.2改變邊坡的坡長、坡高、坡度

通過分析研究得知，公路邊坡失穩中的一個重要影響因素就是邊坡的長度、高度和坡度問題。過于超過標準的邊坡長度、高度和坡度會增加邊坡失穩的可能性。為此，需要結合本地區不同環境下的邊坡特點，進行相應的調整，從而有效提升公路路面的通行安全。當前，減重反壓是應用較為普遍的一種方法，其采取設置反壓式護道的方式，也就是對邊坡底部進行反壓式防護來減小土石邊坡的重力從而化解影響力度，從另一個方面來看，這一方式還可以有效提高邊坡的中整體安全性。

這一改變方式雖然可以實現有效的邊坡防護效果，然而其在實際應用中較為繁瑣，工程量大，也會給周邊環境帶來一些負面影響，所以，在確定使用前需要結合工程情況、環境條件、經濟條件等各方面基礎進行考慮，經過科學計算與研究，最終使得該方法的采用具備可行性、合理性。

4.3.3 支擋與錨固工藝保護邊坡

①建設擋土墻

根據滑坡危害的不同，滑坡程度的級別不同，所以在邊坡治理過程中需要根據滑坡危害制定合理的維護方案。在針對中小型滑坡災害中，抗滑擋土或石跺的設置是一項有效措施。而針對大型的滑坡治理相對復雜，通過采用加筋擋土墻、錨索擋土桿、預應力錨桿可以強化保護力度，從而實現良好的防護治理效果。

②建設抗滑樁

在邊坡治理中，有時采用擋土墻也難以是獲取有效的防護效果，為此，可以考慮科學運用抗滑樁，尤其在某些中、深層滑坡治理中，能夠取得顯著的防護治理效益。在抗滑樁體系中，樁與周圍巖土層經過緊密結合和作用，可以對滑坡推力進行轉移。抗滑樁是一種可以穩定底層的抗滑結構設施，與擋土墻對比，更具抗滑能力，且施工方便、應用靈活。隨著抗滑坡工程的發展，預應力錨索、錨桿抗滑樁等設施都得到了廣泛應用。

③生態護坡

生態護坡不僅經濟美觀，還能夠創造良好的生態效益，在現階段的公路邊坡防護中發揮了重要作用。在生態護坡工程中，鋼筋加固設施、自然植物及其附著的鐵絲網是重要構成元素。其中自然植物可以有效的加固水土，在雨天環境下可以降低水的地下滲透，從而避免給巖土層穩定性帶來影響。加固植物的防護網可以提升邊坡防護力度，形成較強的防護體系。生態護坡工程是目前公路邊坡治理實現綠色環保、走向可持續建設的重要途徑。

5 公路工程中高邊坡設計實例

5.1 公路工程概況

某公路工程，其設計的線路延伸角度為175°，線路右側呈現出復雜的地理環境和地質基礎，為此，需要制定完善的邊坡防護方案，保障公路工程通行的安全性。

5.2 公路工程中高邊坡變形勘察

5.2.1 調查高邊坡的地面

①勘察公路工程高邊坡所處的具體位置、走向和分段邊坡高度；對工程范圍內的植物種類和植被生長情況進行了解；有效勘測工程周邊的河流分布、走向及其邊岸穩定性。

②全面勘測高邊坡的地下水狀況，包括出水部位、水流量、高程等信息。

③有效勘察施工區域的地質條件，具體有地質分布狀況、含水情況、充填物等，獲取相關信息并研究其與高邊坡開挖面之間的聯系。

④詳細調查公路高邊坡區域的巖土特性，對不同地層分布特點進行掌握和了解。

⑤準確掌握此工程高邊坡的變形原因、類型、實踐、具體過程以及裂縫修補具體情況。

5.2.2 勘探高邊坡的實際情況

針對公路工程高邊坡的勘察，在現場過程中如果利用地面勘察方式，很難對地質條件和實際狀況記性準確掌握，無法獲得例如地下水分布、水量情況、軟弱夾層及地層等方面的數據信息，為此，還需要加強運用合理的勘察方法。本工程中的公路高邊坡勘察設計過程中，采用選取代表性斷面的方式，對其進行深入勘察研究，遭遇滑坡等不良地質條件，也針對不良地質進行調查，并采用這一方式研究邊坡斷面，在勘察時，通過設置超過4個的勘測點，從而提高邊坡斷面勘察的全面性和有效性。實際勘察中，有效利用了鉆探點方法，結合運用坑槽探技術和物探技術，實現了多種科學的勘探方法的結合使用，從而達到了綜合分析高邊坡的地質環境的目的。在邊坡危險程度較大的路線區域，本工程的技術條件較為有利，因此在有效選取了水樣、土樣以及巖土的基礎上，通過結合運用深層位移監測與地面布置位移監測系統實現勘察分析，獲取了更全面、有效的參數作為設計依據。

5.3 具體設計方案

通過對此公路工程高邊坡的勘察數據進行分析，得知邊坡第1～4 級（滑坡下段）為滑坡剪出變形段。針對這一情況的防護治理，采取錨固+樁墻支擋方案，同時開挖到坡腳，進而檢測研究滑坡地質的穩定性，經過檢測分析，邊坡整體破壞可能性較大的滑動面通過采取加固治理措施后，穩定值Fs = 1.200。

①邊坡第4～8 級（滑坡中段）主要為滑坡主滑段

此次公路工程高邊坡的實際設計中，基于地形條件的勘察，將寬面平臺設置在邊坡的第8級的頂端部位，這一設置主要用于卸載。在第4～8級之間，針對高邊坡局部位置，需要選擇延緩修正措施，對坡面部位的浮動土層進行全面清理，促進建立具備良好穩定性的工作平面。第7～8級，有效清掃和整理坡面，在高邊坡防護設計中，采用系統錨桿相結合的TBS 鍍鋅網植草灌，另外在后期施工中需要有效規避下雨天給坡面帶來的影響，避免其受到沖刷而出現變形。針對第4級到第6級邊坡，在清掃和整理坡面的前提下，設計預應力錨索框架加固體系，增強邊坡的穩定性。

②邊坡第1～3 級（滑坡下段）為滑坡剪出變形段

本工程中的邊坡第1～3 級防護治理中，針對坡頂土應當進行卸載，接著卸載反向壓到坡底，與滑坡中段實現結合，從而提高坡底的壓力效應，提升公路邊坡的安全穩定程度。在完成第4級到第6級邊坡的錨索框架加固體系工程后，再針對滑坡下段的第3 級部位進行錨索抗滑樁的設置，并且要在錨索框架加固體系成功建立以及抗滑樁設置完畢后，才可以針對第1～ 3 級進行反壓土體施工。最終，再對防護治理工程進行由上到下的刷方。

在此次的公路工程邊坡治理中，存在高邊坡松散土體情況，為此，要采取有效的加固處理，本工程中選用支擋加固設計，而且在高邊坡的第3 級平臺增設一排預應力錨索抗滑樁，同時在樁頭部位配置預應力錨索。

本工程邊坡的第3級，在坡面防護中利用了錨桿+TBS 鍍鋅網植草灌，對于邊坡的第2級，建立預應力錨索框架結構設計方案，從而實現良好控制滑坡變形的目的。并且第1級邊坡防護治理中，也進行了預應力錨索框架結構的設計，以增強變形控制效果。

結語

綜上所述，隨著公路工程建設范圍的擴展和規模的擴大，遇到不利的地質地形條件將會越來越普遍，要想提高公路工程建設質量，保障公路通行安全，要求工程設計人員在實際工作中要高度重視高邊坡的防護與治理，通過制定全面、有效的設計方案，并加以詳細的穩定性分析，來提高高邊坡的穩定性，提升公路工程邊坡治理技術水平，進而促進公路工程事業的長久發展。