保滄高速公路路塹邊坡病害防治措施研究

郄兵偉

文章以保滄高速公路路塹邊坡為研究對象，從山區地質氣候條件、路塹邊坡坡體結構、病害類型、邊坡變形破壞等方面，分析了路塹邊坡病害發生、發展機理，并根據當地病害實際情況提出了相應的防治措施。實踐表明，防治效果良好，取得一定成效，可為邊坡養護工作提供經驗借鑒。

山區公路;路塹邊坡;坡體結構;變形破壞;病害防治

U416.1+4A170543

0?引言

隨著近幾年國家交通基礎設施的不斷建設，各等級公路在山區的通車里程日漸增多。公路路塹邊坡病害多樣化發展，這對公路養護工作提出更高要求。研究山區公路路塹邊坡病害類型以及變遷形式，探究其發生機理，并針對性地提出相應防治措施，可為公路養護工作提供理論基礎與實踐經驗。

對于路塹邊坡病害方面的研究，國內學者展開了廣泛探索。唐靖、胡田飛等人[1][5]分別以西格線、青藏鐵路為例重點分析在泥巖狀態下鐵路路塹邊坡病害發生機理及防治措施。張家慧、李萌、林明安、彭學軍、涂圣武等人[2][4][6][7][8]借助數值分析軟件分析邊坡病害程度，并提出刷方減載與錨固結合的方式進行加固邊坡，為預防邊坡病害的發生提出具有針對性的預防措施。王浩等人[3]建立指標體系，借助模糊分析法評價邊坡病害治理效果。

本文以保滄高速公路路塹邊坡為研究對象，重點從山區地質及氣候特點、路塹邊坡坡體結構、病害類型、邊坡變形破壞等方面全面分析病害發生、發展機理，根據當地病害實際情況提出相應的防治措施，豐富了山區公路養護工作經驗，可為公路邊坡養護提供良好范例。

1?山區地質分析

保滄高速公路地層結構復雜，地質多變。經過中新生代的新結構斷塊運動，構成多級斷裂系，形成現在山脈迭起和斷陷溝谷交錯的布局。因為特有的地質格局限制，加之多條河流蜿蜒于山谷之中，河谷窄而深，兩岸邊坡陡峭，這樣的地質地貌對于公路建設與布線均存在一定的限制。

該山區地處我國華北地區，位于中緯度沿海與內陸交接地帶，地勢西北高、東南低，從西北向東南呈半環狀逐級下降。高原、山地、丘陵、盆地、平原類型齊全，從西北向東南依次為壩上高原、燕山和太行山地、河北平原三大地貌單元。

分析該地區地層，基本涵蓋了志留系（S）、侏羅系（S）、白堊第三系（E）、第四系（Q）等多個地層。在第三系砂巖水平層中的疏松砂礫巖、粉砂質頁巖與第四系重點散布河谷與山坡殘體，高速公路所處區段屬于邊坡巖土種類。

通過查閱我國地震局相關標準資料可知，該高速公路所處地區地震動峰值加速度值是0.25 g，依照相關劃分標準屬于八級地震基本烈度。

2?路塹邊坡坡體結構分析

依照路塹邊坡物質成分、風化情況、巖土體組成成分與其強度等進行綜合分析，對邊坡工程種類進行歸類，主要包括土質及類土質邊坡、巖質邊坡、二元結構邊坡、復合結構邊坡等。各邊坡特性具體分析如下：

（1）土質及類土質邊坡

土質邊坡主要是指由土類物質構成的邊坡主體。由于土類物質分布情況不同，土質邊坡可以分為均質土邊坡與類土質邊坡。兩者各自的典型代表分別是第四系坡殘積黏土層邊坡與河流高階地沙卵石土邊坡。

（2）巖質邊坡

巖質邊坡主要是指由巖體構成的邊坡主體。依照巖體風化破碎程度與結構面不同進行綜合分析，巖質邊坡可以劃分成三類，分別是巖石邊坡、破碎巖石邊坡、順層巖石邊坡。其典型代表是志留系炭質板巖邊坡與白堊系粉質砂頁巖邊坡。

（3）二元結構邊坡

二元結構邊坡主要是指邊坡主體由上下兩層構成，一般表現為下層是巖體上層為覆蓋土體，巖石與土二元接觸形成邊坡主體。其代表邊坡為第三系砂礫巖邊坡，該類邊坡由于組成材料的特殊性，巖土極易輕微膨脹，誘發邊坡病害發生。

（4）復合結構邊坡

復合結構邊坡具體是指上述3種邊坡復合而成的坡體，其表現為上述3種邊坡各自的特性并相互影響干擾。依據各邊坡復合位置可以分為垂直方向復合邊坡與水平方向復合邊坡。

經過實地調查，并翻閱當地工程資料，該山區高速公路路塹邊坡共有80處左右，其中土質邊坡及類土質邊坡、巖質邊坡、二元結構邊坡、復合結構邊坡4種邊坡各自所占比例分別為20%、35%、35%、10%。統計分析邊坡高度，分別以40 m與50 m作為分界點，<40 m的邊坡所占比例為50%，40～50 m的邊坡所占比例為30%，>50 m的邊坡所占比例為20%。

3?病害類型分析及表現形式

保滄高速公路邊坡體開挖與防護工程進行時，統計病害種類并進行劃分，大致分為3種，依次是坡面變形、邊坡變形、坡體變形。

3.1?坡面變形

這種病害多發于土質邊坡及類土質邊坡、二元結構邊坡，主要是因為坡體組成成分受到大氣氣候的影響，坡面風化嚴重，造成落石、溜塌等現象，常常形成深度為1～2 m的溝壑。加上當地雨量充足，暴雨情況較多，坡面沖刷是坡面變形的主要因素。

3.2?邊坡變形

邊坡出現變形主要是巖土體強度差、巖體結構不強、邊坡水分占比大、構造面不合理等原因導致在邊坡開挖時形成的結構面變形。一般變形破壞深度范圍在5～8 m，未超過10 m，常見邊坡變形有坍塌、崩塌、滑坡等現象。

3.3?坡體變形

坡體變形主要是邊坡工程中地質環境影響與巖體結構不適宜等因素形成的貫通且有很大延伸的側向高速公路的結構面，嚴重時會出現坍塌、滑坡、錯落、崩塌等坡體失穩現象。

3.4?邊坡病害在工程建設中的具體表現

（1）陳舊滑坡體復活變形與破壞

一般路塹邊坡需要貫穿陳舊滑坡體前，這樣極易造成陳舊滑坡平衡性差，經常也由于塹坡坍塌，對滑坡中后部形成牽引作用，使得滑坡推力急劇增長，時間久了會引起陳舊滑坡體復活變形與破壞。

（2）坡殘積層滑動變形與破壞

若坡殘積層較厚時，加上基巖頂直接與空氣接觸，受到氣候降雨與地下水兩者綜合作用，會誘發上覆坡殘積層順著基巖頂方向出現滑動與破壞。

（3）順層巖石邊坡滑動變形與破壞

在巖石邊坡巖層產狀側向高速公路方向時，受到應力不足的夾層與地下水的影響，路塹開挖架空巖層，使得巖層支撐不足，誘發巖體順著巖層層面滑動變形與破壞。

（4）破碎巖石邊坡滑動與破壞

在設計路塹邊坡時通常設計通過構造破碎帶，受到區域場地構造作用，巖體結構破碎，巖性應力不足。路塹開挖使巖體各應力平衡態被打破，若此時出現傾角裂面或夾層應力過小，后期再受到氣候降雨與地下水的影響，會加速破碎巖石滑動變形與破壞的進程與規模。

（5）不利結構面組合的楔體變形與破壞

巖石路塹邊坡若巖體原來就有裂縫，隨著時間推移，其裂縫逐漸發展，并且存在傾向臨空的不利結構面，各不利結構面互相作用形成楔體，楔體所受應力不均衡，極易造成楔體變形與破壞。

（6）微膨脹性巖體變形與破壞

因第三系砂礫巖沙泥巖邊坡特性，巖體具有輕微膨脹性，路塹邊坡開挖后直接與空氣接觸，因水分變化幅度較大，巖體易膨脹收縮，造成崩塌現象。

（7）易滑地層邊坡變形與破壞

因邊坡地質條件不好，所能承受強度小，該類邊坡極易出現滑坡現象。在路塹開挖后，巖體臨空并與空氣直接接觸，加上巖性相對較軟、破碎嚴重、風化剝蝕程度高，對各類動靜水壓效果產生正向促進作用。

若防護工程做不到位，會使路塹邊坡變形與破壞，其規模大小不一。

（8）高陡邊坡坡腳應力集中變形與破壞

對于高陡邊坡，由于坡腳應力集中程度高，若坡腳巖體應力不足或結構面設計不合理，受到地下水的影響，高邊坡變形與破壞現象會時有發生。

4?邊坡變形破壞分析

路塹邊坡病害規模大小不一，邊坡變形破壞遷移變化有多種變遷方式，主要包括脫落、落石、坡面溜滑、坍塌、邊坡溜滑、少部分崩塌、崩塌、滑坡、錯落、傾倒等多種表現特征。具體分類如表1所示。路塹邊坡病害常常是由一種或者多種變形變遷方式組合而形成較為復雜的病害現象。其具體變遷方式見圖1。

影響路塹邊坡病害變遷方式的因素復雜多樣，常見的可以歸納為如下幾種：巖土特性、地下水性質、邊坡體積形狀、地質條件、巖體應力、結構面分布、坡度

大小、邊坡高度、邊坡走向等。在實際工程項目中要結合項目情況，深入調查研究后綜合分析邊坡病害變遷方式。

5?病害防治措施

通過上文對路塹邊坡病害種類與坡體病害變遷形式的分析，在保滄高速公路邊坡設計時，要充分考慮病害產生機理，結合實踐經驗，對邊坡病害做出相應預測及概率計算。具體要做到剖析邊坡病害種類、變遷方式、病害機理和預測病害規模及危害程度，重點提出相應的預防措施。具體見表2。

6?結語

本文主要以保滄高速公路路塹邊坡病害為例，探究山區高速公路路塹邊坡病害防治措施。重點分析各病害類型及其形成原因、變形破壞變遷方式，根據各自的成因提出相應的防治措施，取得如下成果：

（1）通過實地調查高速公路路塹邊坡病害，結合多年實際工作經驗，分析山區氣候及地質條件，將邊坡病害劃分成坡面病害、邊坡病害、坡體病害等。

（2）針對邊坡病害類型分析其變遷形式，并總結具體表現形式，概括總結為風化剝落、掉塊落石、流石流泥、滑塌、坍塌、崩塌、錯落、滑坡等多種形式。

（3）綜合考慮路塹邊坡病害種類、各自成因、變形變遷形式等多個方面，提出針對性預防與治理措施。

[1]唐?靖. 西格線DK81～DK82路塹邊坡病害治理方案研究及施工方法[J]. 信息化建設，2016（2）：69.

[2]張家慧，郭林泉，聶?彪. 營運中的高速公路高路塹邊坡病害分析與加固處治實例[J]. 公路交通科技（應用技術版），2013，9（1）：29-33.

[3]王?浩，林一夫，吳棟梁，等. 復雜路塹高邊坡病害治理效果模糊層次評價[J]. 工程地質學報，2014，22（5）：936-943.

[4]李?萌. 漢寧高速公路路塹邊坡病害成因分析及處治技術研究[D].西安：長安大學，2015.

[5]胡田飛，杜升濤. 青藏鐵路多年凍土區路塹邊坡病害特征及防治措施分析[J/OL]. 鐵道標準設計，2015，59（11）：26-31.

[6]林明安. 高速公路路塹滑坡成因分析及應對措施[J]. 鐵路工程技術與經濟，2017，32（1）：32-36.

[7]彭學軍，問建學，韓孝峰. 高速公路高邊坡病害防治思路及實例分析[J]. 公路，2017，62（6）：39-43.

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