高速公路邊坡加固與防護對策

宋本宇

摘 要：對于高速公路來說，其邊坡位置是非常重要的一個部分。對高速公路邊坡的加固能夠提高道路的質量，促進交通的正常運行。因此，對高速公路的邊坡加固和防護技術的應用就變得尤為重要。主要通過對高速公路邊坡加固與防護技術的深入探討，旨在給相關工作人員提供一定的借鑒，為我國公路建設作出一定的貢獻。

關鍵詞：高速公路；邊坡；防護加固

經濟的快速發展促進了高速公路建設逐漸延伸至山區丘陵等地形復雜區域，使高速公路建設面臨的技術難題日益增多，其中較為重要的技術問題就是邊坡開挖與防護，邊坡開挖有易引起地質災害并不可預見地增大投資，延誤建設工期，嚴重的還會導致人員重大傷亡。高速公路邊坡可分為自然邊坡與人工邊坡兩種，自然邊坡經開挖或填筑等人為處理過程就轉變為人工邊坡。高速公路因絕大部分都具有較長的線路，途徑地質水文條件各異的環境，邊坡由風化程度不同的巖層構成，具有種類繁多且復雜的特點，易于發生滑坡、崩塌與泥石流等地質災害。

1 影響邊坡穩定的因素

由于高速公路特殊的地理位置，其穩定性受到很多因素的影 響，但是主要有兩大類：一是自然環境；二是人為因素。

1.1 人為因素。在高速公路的建設中，由于施工人員的專業技能或者是綜合素質低下等原因，使得高速公路的建設存在著一定的不完善現象。對于建設材料的選擇沒有按照相關的規定進行；對于道路建設工作的性質認識程度不高；受到經濟利益的趨勢，在建設的過程中偷工減料，盲目地追求速度，忽視了質量。在前期的設計中，缺乏專業的設計人才，有些技術上的工作沒有按照要求完成。同時，對于后期的養護工作做得不到位，使得高速公路在使用中出現一系列的質量問題。

1.2 自然因素。高速公路和普通的道路相比，其車輛的形式數量較多，其承載能力有限。而且，高速公路要經過風吹日曬，一些建設原材料在受到高溫或是低溫的情況下就會產生一定物理或是化學反應，使得高速公路的質量受到一定的影響。同時，公路的地形也很復雜，地質也有很大的差異。

2 分析邊坡穩定性的方法

2.1 定性分析法。定性分析法主要利用勘察的工程地質條件，綜合分析對邊坡穩定的地質地貌、氣候水文、運動構造等因素產生的影響，進而實現對引起邊坡破壞方式及可能性的分析。通常較為常用的有圖解法、歷史分析法及類比法等幾種方法。

圖解法能夠對邊坡結構類型進行快速直觀確定，明確分辨主要與次要結構面，并對不穩定塊體的形狀規模進行判斷，對滑動方向等趨勢進行較準確地預測，常用的圖解法有摩擦圓法、實體比例投影法及赤平極射投影法等。自然歷史分析法是以邊坡巖體結構與構造形式作為重要依據，基于地質條件的歷史演變對斜坡穩定性與發展趨勢進行評價，分析天然斜坡的穩定性是該方法的主要應用。

目前，工程地質類比法是一種分析邊坡穩定性的常用方法，可靠性由于不同評判人的不同層次水平與經驗，在主觀上具有較大的隨意性。

傳統類比方法可包括地質現象觀測判斷法與自然斜坡類比法等。灰關聯分析法作為一種新興分析方法，能夠對因主觀隨意性而產生的不足在一定程度進行有效解決，類比法被引入到定量分析中，使結果與實際相符的情況得到有力保證。

2.2 定量分析法。在定量分析法中的有限元法與極限平衡分析法比較常用。經典極限分析法在均質材料中比較適用，基于對危險滑動面的假設而將該假設計算相應穩定安全系數，這正是極限平衡分析法中存在的不足之處。由于不存在絕對均質的巖體，假設的各種滑動面也不能將巖體破壞狀態被真實反應出來。彈塑性極限平衡法能夠將經典極限分析法的不足之處進行解決，邊坡應力與應變可以確定極限平衡狀態，不需要對最小安全系數進行反復計算，使工作量明顯減輕，進而使準確率得到有效提高。

有限元法可以實現對經典極限分析法的不足指出的彌補，對非均質巖體問題進行處理，易于掌握，應用范圍較廣，實用性較強，可與計算機有效結合，使運算速度明顯提高。

2.3 不確定性分析法。模糊綜合評價法結合了模糊評判與層次分析，對邊坡穩定的多種影響影響因素進行分析，分層劃分多種因素后獲得影響邊坡穩定性的各種指標。人工智能方法在解決大型復雜問題中比較適用，利用群體概率對全局收斂法進行迭代，具有較強的全局搜索能力。

3 邊坡加固技術

3.1 常見邊坡地質災害。滑坡、崩塌與泥石流是在高速公路邊坡加固過程中常見的三大地質，在重力作用下巖體沿軟弱面向下呈現整體滑動的現象被稱為滑坡，一般由于坡腳具有較軟的地基，多發于雨水作用下高速公路邊坡施工中，因為人為作用的施工易導致山坡下部臨空，巖土在外界條件作用下被逐漸軟化，進而引發災害。滑坡在通車時不確定性很大，只要發生就會產生嚴重的損失。

崩塌，一般是指巖土巖軟弱面或裂隙產生脆性破壞的現象，具有突發性與瞬時性的特點，發生在高速公路施工與運營時會導致公路堵塞，對物流運輸與人們出行產生嚴重影響。

泥石流，通常指泥沙等大量液相顆粒沿斜坡產生快速沖瀉的現象，多發于地質條件不佳的山區，高速公路施工過程中主要通過避繞措施將災害影響降至最低程度。

3.2 邊坡加固處理技術措施。邊坡處理加固時要堅持簡單、有效的原則，根據實際情況采取有針對性地綜合有效措施，

減載、加載反壓、改良土質、支擋及綜合加固等幾種方式是比較常見的邊坡加固方法。處理過程中要利用好自然條件，對圍巖狀態進行順應協調，不僅能使邊坡下滑阻力減少，還能避免產生下滑的因素。

減載，對邊坡進行削頭與削坡，移除邊坡上部附近某些范圍內巖體，使其總高度降低，減緩邊坡坡度，使兩方面的下滑力減少。減載分為主動與被動兩種減載方式，在開挖邊坡前已實施的被稱為主動減載，在開挖過程中完成的被稱為被動減載，結合邊坡附近環境進行實施，一般地理環境與周邊建筑物會影響削坡。加載反壓，在牽引式滑坡災害中，能夠通過石跺的修建使抗滑土重增加，進而使坡體實現穩定的效果。

排水，滑坡體內的水采取地表與地下排水方式向坡體外一定范圍引出，使由于水作用引起的失穩減輕。截水溝可修建在坡頂與坡面用于表面排水，使裂隙水壓力影響邊坡的不利之處盡可能減少，該方式能使巖質邊坡的穩定性快速提高。地下排水影響坡體滲透性能及輸水能力等條件，可將地下水位有效降低，

4 邊坡防護決策

4.1 邊坡分類。邊坡根據組成物質可分為巖質、土質及復合邊坡三種，不同邊坡類型要采取不同邊坡防護措施，根據結構效應與完整性可將巖質邊坡分為破碎巖質邊坡、完整巖石邊坡及受優勢結構面控制邊坡三種。土質邊坡包括純土質與類土質兩種，類土質邊坡破壞具有土質與巖質兩種邊坡的特征。復合式邊坡其上部一般為土質，下部一般為巖質，是一種在工程中比較多見的邊坡。

4.2 邊坡防護決策探討。公路邊坡根據其破壞類型與防護標準可大致劃分為五大類，將不同邊坡類型及高度的防護方式應用工程經驗類比法等進行初步分類。再結合邊坡類型采用有針對性的防護方式，巖質邊坡分類一般采取模糊綜合評判方法，土質邊坡采取極限平衡及工程經驗類比法，類土質邊坡根據巖質邊坡進行模糊綜合分類，基于此基礎進行定量分析，對防護類型進行確定。復合式邊坡能根據不同區域的坡體，對各自區域的防護類型進行確定。

5 結語

在高速公路建設施工中，要將邊坡加固作為一項重要工作，并采取積極有效的防護對策，才能不斷提高高速公路的建設施工質量。

參考文獻

[1]賴志生，吳建英，馬建勛，等.散體結構巖質高邊坡的開挖參數研究[J].巖石力學與工程學報，2010（24）.