豫西南山區高速公路路基邊坡防護動態設計淺析

劉靜

（河南省收費還貸高速公路管理中心，河南鄭州 451450）

1 工程概況

豫西南地區地處秦嶺山脈東端，屬于山嶺重丘區。在建欒川至雙龍段高速公路起點位于欒川縣廟子鄉，順接鄭州至西峽高速公路堯山至欒川段終點，向南經西峽縣太平鎮、二郎坪鄉，到達項目終點西峽縣雙龍鎮。本項目地處秦嶺支脈伏牛山南麓山區，老界嶺、青銅山、牛心垛三道主要山脈與鸛、淇、丹三條河流由西北交錯向東南延伸，形成西北部群山盤結、東南部丘陵縱橫之地勢，依次為深山區、中山區、低山區、山口盆地和丘陵區，總體地勢中部高、兩端低，伏牛山貫穿東西，為項目區的最高點。項目區山勢陡峻內，可分為中、低山巖漿巖，中、低山變質巖兩個工程地質區，其間穿插多較個小的河流沖積平原區。巖性以風化巖及殘積土為，局部為碎石土。

2 路基邊坡防護動態設計

路基邊坡防護以安全、經濟、環保為原則，因地制宜，采取工程防護與植物防護相結合的綜合措施，防治路基病害，確保路基穩定，樹立邊坡綠色環保的防護設計理念，順應自然、融入自然。

根據項目所在地的氣候、水文、地形、地質及筑路材料分布情況，本項目邊坡防護形式分為填方與挖方。其中，填土高度≤5m的路段，邊坡防護型式采用植草+灌木，既美觀又兼顧護坡效果；路堤高度H＞5m 時，邊坡采用M7.5 漿砌片石拱形骨架內植草+灌木防護，骨架起到固坡、防沖刷作用，植草灌木固土又美觀；高填方填石路基路段，邊坡采用片石碼砌，不進行任何防護；土路肩、護坡道均采用植草+灌木的防護形式。對于一般土質或全~強風化巖質路塹邊坡，當路塹邊坡高度H≤5m，邊坡采用植草+灌木防護；路塹邊坡高度5

由于地質情況的復雜性及勘察手段的局限性，現場開挖后邊坡的實際地質情況與設計圖紙存在一定的差異；同時，很多邊坡開挖后長時間裸露，未及時施做防護，導致邊坡風化、受雨雪侵蝕，地質情況發生變化，因此，高邊坡的施工方法、邊坡防護措施等應根據施工揭露的地質情況、路塹動態施工過程中邊坡觀測情況，按照信息化設計原則進行調整和修改。本項目路基邊坡防護優化變更類型總結如下。

2.1 填方路基邊坡

①植草+灌木變更為骨架防護。部分填方較長的整段落，設計有骨架防護和植草+灌木兩種防護形式，影響美觀，為突出整體效果，統一調整為骨架防護；②半路半橋相接處，填方邊坡放坡時會侵占橋梁墩柱，為避免對橋梁的影響，在路橋相接處設置衡重式路肩墻；③部分填方路基路肩擋墻設置在斜坡堅硬巖石上，基礎開挖困難，將擋墻外移至平緩地面，路肩擋墻調整為路堤擋墻；④部分陡坡路段原設計為路堤擋墻，施工過程中由于修筑便道等原因使原地面抬高，可取消擋墻，變更為填方路基。

2.2 挖方路基邊坡

（1）由強變弱類。①骨架防護變更為植草+灌木。由于地面高程發生變化或施工擾動，頂部一級邊坡開挖后實際高度較低，坡率為1:1，土質或強風化，將骨架防護變更為植草+灌木；②骨架防護變更為SNS 防護網。邊坡開挖后為中風化巖石，坡面穩定，將骨架防護變更為SNS 防護網；③錨桿框架梁變更為SNS 防護網。邊坡開挖后，邊坡自身穩定，為不易風化的中風化堅硬巖石，但邊坡易出現由節理切割巖體形成的“楔形體”掉落現象，將邊坡防護變更為SNS 主動防護網；④錨桿框架梁變更為骨架防護。邊坡開挖后，邊坡自身穩定，為土質或強風化巖石，將邊坡防護變更為拱形骨架植草+灌木；⑤錨桿框架梁變更為窗孔式護面墻。邊坡開挖后，邊坡自身穩定，為風化軟質巖石或較破碎巖石，將邊坡防護變更為窗孔式護面墻，典型段落如圖1 所示。

圖1 中風化巖石，將骨架防護變更為SNS 防護網

（2）由弱變強類。①植草+灌木變更為骨架防護或掛網噴播植草。邊坡開挖后為石質邊坡，種草難以成活，或由于地面高程變化導致開挖后邊坡高度較高，將植草+灌木變更為骨架防護或掛網噴播植草；②SNS 防護網變更為錨桿框架梁、骨架防護、窗孔式護面墻。邊坡開挖后，為軟巖或潛在淺層坡面破壞，或坡面破碎風化較嚴重，將SNS 防護網變更為錨桿框架梁、骨架防護、窗孔式護面墻，典型段落如圖2 所示。

圖2 坡面為軟巖，較破碎，將SNS 防護網變更為窗孔式護面墻

（3）同類防護形式優化調整。骨架防護、窗孔式護面墻、掛網噴播植草都適用于土質邊坡或強-全風化石質邊坡，坡率不陡于1:0.75，三種防護形式各有優劣。骨架防護圬工小，自重小，坡面穩定性好，但石質邊坡刻槽困難，砌筑拱圈需要模具，施工難度較大；窗孔式護面墻便于施工、防水效果好，但圬工大，自重大，不適合二級以上的邊坡；掛網噴播植草美觀、坡面效果好、便于施工，但對于石質邊坡耐久性差，護坡效果一般，適合坡率較緩（1:1）的邊坡。在實際使用中，要根據邊坡實際地質情況選用合適的防護形式，典型段落如圖3 所示。

圖3 強風化巖石邊坡，將骨架防護變更為窗孔式護面墻

（4）新增或取消等其他類。①原設計無防護。部分原設計無防護路段，在邊坡開挖后依據現場地質情況需增設邊坡防護時，可根據施工圖設計原則及防護變更原則，增加相應的防護措施；②放緩邊坡，取消原有防護。部分淺挖方邊坡在開挖后由于邊坡坍塌、或坡頂外反坡等原因，可挖除部分邊坡，僅保留1.0m 高坡體，并取消原有邊坡防護，典型段落如圖4 所示。

圖4 存在滑坡現象，挖除中間坡體

3 結語

綜上所述，豫西南山區地形復雜，群山盤結、丘陵縱橫，河流溝谷較多，這就要求優化高速公路路基設計，在路基防護設計過程中，本著客觀求實、準確安全的原則及“動態設計”的理念要求，根據沿線自然條件，結合項目特點、難點，以及總體設計的要求，在滿足使用功能的前提下，按照“通暢、安全、環保、耐久、節約”的設計指導原則，以批復的施工圖設計圖紙為基礎，結合現場邊坡開挖后的地質及和施工情況，對部分邊坡防護方案進行調整，充分體現“以人為本”和“建設生態公路”的指導思想，以實現路基防護設計的安全性、自然性、人性化的設計要求和特點。