高速公路邊坡水毀處治技術研究

蘇巍

一、工程概況

某高速公路N01標段，起訖里程K0+000～K30+000，長30km。經現場勘察可知，多數邊坡開挖作業已經落實到位，局部路段正處于邊坡開挖階段，錨桿格梁、錨索格梁及人字形骨架防護在部分邊坡中得到應用，但絕大部分僅采用草灌噴播的方式。沿線地形較為復雜，邊坡坡率相對較陡，開挖期間易發生邊坡失穩現象。其中線路連接線中某橋梁施工狀況良好，多數預制作業工作已完成，但尚未組織預制結構的架設作業。結合該橋梁現場建設情況可知，小樁號橋頭右側區域存在多次洪水浸泡的情況，經研究探討后最終對橋頭處的設計方案作出調整，即增設14×20m橋梁，以便與成型的橋梁有效順接，減少水患對橋梁建設所帶來的不良影響。

二、工程地質條件概述

通過對沿線施工區域的勘察可知，東部山體陡峭，坡度普遍達到30°左右，局部路段可達到45°及其以上。施工區域地質構造清晰，但在構造形態和方向方面均具有較為明顯的復雜性，沿線施工遇茶城斷裂等多處特殊地帶。地層類型方面，較普遍的有寒武系、泥盆系、石炭系、第四系等，土壤類型包含水稻土、旱地土等。從沿線施工區域的地質情況較為良好，但仍需注意的是，局部路段存在滑坡、巖溶、采空區等特殊情況，同時現場降雨量豐富，需加強安全防護。

三、研究必要性

高速公路建設及運營環境欠佳，遇復雜地形區域時施工難度增加，不利于路塹高邊坡開挖作業的順利開展，加之雨水沖刷等方面的影響，邊坡失穩概率大幅增加，以何種方式做好邊坡防護工作至關重要。鑒于高速公路工程中常出現高邊坡水毀滑坡的情況，有必要圍繞其成因及處治技術展開探討，以便順利完成邊坡建設工作。

四、滑坡的成因及相關分析

1.滑坡的成因

經六次強降雨后，受雨水持續性的沖刷與滲透作用，加之結構面控制不到位，最終出現滑坡地質災害，為典型的順層淺層土質滑坡。

2.滑坡破壞的基本特征

滑坡發生后，將對現場地質造成較明顯的破壞性影響，導致地質條件較前期發生顯著變化。滑面的正應力和摩阻力均減小，滑坡體所具有的抗滑力逐步被削弱；孔隙水壓力的影響愈發明顯，在形成“水楔作用”后，導致原本存在于坡體處的裂隙進一步擴大，巖體大幅度失穩。地表水持續性流動，使地下水難以維持穩定狀態，可見地下水位提高，坡體的孔隙水壓力呈大幅度增加的變化趨勢，促進邊坡的變形進程，加大其變形覆蓋范圍和深度。受連續強降雨的影響，坡面聚集的雨水難以快速排出，且在時間延長之下其雨水聚集量持續增加，水體沿結構面下滲，導致裂隙寬度和深度均有所加大，地下水產生明顯的強滲流作用，逐步構成軟弱滑動帶，飽和土體的總量增加，在其自重作用下將使得滑動面向下滑移。

3.滑坡現狀及穩定性分析

邊坡左側滑坡現象明顯，形成深度2m～4m不等的凹槽，雖然后續幾乎不會產生新的滑塌，但該處的頂部依然有較大的滑塌概率。邊坡右側臨空面失穩，極容易出現更大范圍的滑坡現象。從現場調繪結果來看，右側坡面已經存在裂縫，土體以疏松狀為主，原本植入的三維網草皮缺乏完整性，局部防護不到位，推測若后續依然存在強降雨天氣，則極容易再次發生邊坡失穩現象。鑒于此，需采取行之有效的加固防護措施。

五、基于高速公路邊坡水毀的治理方案

1.方案比選

經初步分析提出兩種方案，方案一：削坡減載+第二階錨桿加固+坡體排水；方案二：錨桿地梁+二三四五階錨索框架+已滑區噴錨+坡體排水。經對比，方案一在實際應用中涉及到的加固工作量相對較少，但刷坡工程量較大，需得到多臺大型機械的支持，設備占用大量空間，不利于現場既有交通的運營。對于已建成的高速公路而言，需要兼顧質量、成本、既有交通運行狀況等方面的需求，最大限度減少對既有情況的影響，因此以原位加固的方式較為適宜，在做好原位加固作業后，可充分發揮出原始邊坡的地形優勢，減小對現場交通的影響。總體來看，方案二更具可行性，其能夠減少對現場交通流的干擾，機械設備的使用量也得到有效的控制，在做好原位加固作業后，可以取得較顯著的應用成果。

2.設計思路

（1）以現狀邊坡的危險情況為立足點，采取分段設計方法，劃分為已滑區（I區）；臨界滑動區（II區）：右側緊鄰滑坡區；相對穩定區（III區）：邊坡右側較低區，以各區實際情況為立足點，對其采取針對性的處理措施。

（2）坡面排水設計方面，應提高降雨期間地表水的疏通效率，對此可修筑排水溝和急流槽，共同排水。

（3）支護方面，重點考慮的是邊坡危險區，對其采取可行的加固措施，以免其在后續運營階段因雨水沖刷等因素的影響而出現坍塌破壞事故，具體采取錨桿地梁+錨索框架+錨噴的方式，通過各結構的作用，形成綜合支護體系。

3.設計方案

（1）邊坡第一階原為護面墻，但經使用后局部存在受損現象，需確定該處受損的部分并將其復原，再取邊坡較高的區域，于該處的護面墻上設置錨桿地梁。I區頂部通過設置預應力錨桿的方式加固，單孔拉力700kN，用素混凝土封閉，其它區域采用錨桿掛網噴錨的方式。II區邊坡陡度較大，存在范圍較大的易滑帶，對II區二、三、四、五階采取加固處理措施，即設置預應力錨索框架，單孔拉力700kN，該區域的第五階頂部設預應力錨桿框架錨桿，單孔拉力350kN。斷面的具體情況如圖1所示。

圖1 工程斷面示意圖

（2）I區坡面選擇的是錨噴防護的方式，以維持坡面的穩定性，避免表層出現崩塌剝落的現象；III區兩側未加固區的坡面依然維持原狀，即三維網植草的方式。

（3）加強坡體排水，避免在強降雨天氣發生坡面雨水聚集現象。充分發揮出原截水天溝的作用，根據降雨量及邊坡排水特性對其進行適當的修整，在第三階滑坡區中下方修筑截水溝；根據III區M型邊坡凹槽的結構特點，在該處設置1.4m寬的急流槽；而對于滑坡區凹槽處，依然采取修筑急流槽的方式，寬度設為1.2m，從而在強降雨天氣下給大量雨水的外排提供渠道，減少現場積水量。

六、結語

綜上所述，山區高速公路建設及運營存在其復雜之處，易受到現場地形條件、降雨等方面的影響，易發生不同程度的邊坡水毀問題。對此，需全面掌握現場情況，遵循因地制宜的原則，根據邊坡各段的實際情況匹配合適的處治技術，提高排水效率，以便維持邊坡的穩定性。