高速公路路基邊坡的滑塌防護施工技術(shù)應(yīng)用研究

摘要：高速公路路基邊坡的安全穩(wěn)固，可有效確保路面正常通行安全和運輸功能。針對高速公路路基邊坡滑塌防護技術(shù)展開研究，結(jié)合高速公路實際案例，分析高速公路路基邊坡滑塌種類及形成原因，構(gòu)建路基邊坡的滑塌防護應(yīng)用實施原則和防護策略，闡述高速公路路基邊坡滑塌防護施工技術(shù)實際應(yīng)用措施，以有效降低高速公路實際施工的風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：高速公路; 路基邊坡; 滑塌防護技術(shù)；應(yīng)用措施

0" "前言

隨著國內(nèi)道路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，以高邊坡為代表的應(yīng)對高速公路建設(shè)過程中較復(fù)雜地形及地質(zhì)環(huán)境施工技術(shù)得到了顯著提升，但也隨之產(chǎn)生了路基邊坡滑塌等穩(wěn)定性問題。目前，每年因公路路基邊坡滑塌造成破壞的現(xiàn)象屢見不鮮，嚴(yán)重危害路面功能使用和交通運營。

影響邊坡穩(wěn)定的普遍典型病害主要包括流體泥石、路面滑塌掩埋、部分落石坍塌等，其中路基邊坡滑塌問題最為常見，其特點是危害程度大，后期修復(fù)困難，基于此，應(yīng)針對高速公路路基邊坡的設(shè)計和施工環(huán)節(jié)應(yīng)用有效的滑塌防護技術(shù)，建立科學(xué)的防控方案策略，以降低邊坡滑塌的風(fēng)險[1]。

1" "工程概況

國道302線琿春至阿爾山公路三岔至阿爾山段二期工程路線總體呈南北走向，起點位于科爾沁右翼前旗三岔，同國道302線阿力得爾至三岔段二期工程順接，經(jīng)零點、邊防二連，終點止于阿爾山南出口，接市政道路，路線總長為85.67km。項目施工挖方量大，可形成長120m、坡高43m、平均坡高12m的高路塹邊坡，挖掘坡體施工過程中因地應(yīng)力調(diào)整，容易形成大范圍的松弛地域。由于邊坡基巖地質(zhì)風(fēng)化度高，并存有縫隙水，地下水易集中于路基邊坡表層，從而形成邊坡巖層滑塌病害。同時降雨沿著邊坡表層或節(jié)理斜面滲入，易出現(xiàn)靜水壓力或滲透壓力，使公路邊坡存在失穩(wěn)風(fēng)險。

工程項目作業(yè)區(qū)域地處高原，沿線地區(qū)為特有的火山噴發(fā)形成的玄武巖松散堆積體結(jié)構(gòu)。受降雨因素影響，細顆粒流失形成風(fēng)化空洞，周邊山體巖層經(jīng)過風(fēng)積切割形成破碎縫隙。地下水及雨水經(jīng)縫隙流入并經(jīng)基巖表面溢出，影響溝谷切縫位置，導(dǎo)致切坡溝谷中間及梁邊位置穩(wěn)定性受到影響。此種滑坡長時間受沖刷侵蝕形成殘留態(tài)，進而構(gòu)成降雨、地震、人工等滑坡形式。此類情況一旦發(fā)生在切割程度大的的溝谷傾斜度大的區(qū)域，則易導(dǎo)致邊坡滑塌。

2" "高速公路路基邊坡滑塌種類及形成原因

2.1" " 高速公路路基邊坡滑塌種類

公路路基邊坡滑塌形成原理不同，導(dǎo)致滑塌種類也有所不同，主要可分成流動類、落石類和滑動類等[2]。流動類滑塌主要是由于土石、松散沉積土、風(fēng)化巖體等之間為構(gòu)成固化整體，在雨水沖刷影響下形成移動，進而引起整體性滑塌病害。落石類滑塌是因陡峭邊坡位置產(chǎn)生的落石引起，大規(guī)模落石易導(dǎo)致滑塌現(xiàn)象。其主要誘發(fā)成因通常是長時間受到外界環(huán)境侵蝕，導(dǎo)致邊坡巖體形成裂縫，巖體裂縫表面在分割作用下構(gòu)成脆弱斷塊，經(jīng)過雨水沖刷形成碎石掉落滑塌。此類滑塌種類多發(fā)生于硬質(zhì)巖體下側(cè)軟弱巖層區(qū)域。滑動類滑塌主要為爆破作用引起的巖體層順巖縫、節(jié)理面產(chǎn)生的一體式滑移、巖體層經(jīng)外力作用順軟弱層產(chǎn)生的巖層滑移。

2.2" " 分析路基邊坡滑塌病害成因

基于路基滑塌特征研究，土質(zhì)特征、巖體結(jié)構(gòu)及地下水等因素是滑塌的主要內(nèi)在原因，邊坡土石沉積、雨水沖擊、爆破等外力作用是病害的主要外在原因[3]。

強度低的巖土類邊坡易形成間斷、破裂的軟弱層，最薄弱連接層位置為源頭擴展連接面。在剪切力的作用下，碎散狀裂巖則會出現(xiàn)滑動破壞。邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)方面，受地震等強烈振動作用及土巖風(fēng)化作用等影響，易使邊坡穩(wěn)定性受到破壞。地下水因素會對巖土基礎(chǔ)的力學(xué)物理特征構(gòu)成不良影響，不同高度的地下水位變化，會使土巖層的法向力及剪切力產(chǎn)生差異，最薄弱層面也隨之產(chǎn)生變化。一旦邊坡中存在裂縫，受地下水影響巖體結(jié)構(gòu)抗力將遭到破壞，在靜水壓力作用下則會形成開裂病害。

邊坡長時間土石沉積易造成邊坡失穩(wěn)病害，如果載載荷作用在滑動面內(nèi)，則會產(chǎn)生助力滑動的作用，進而導(dǎo)致邊坡滑動失穩(wěn)。道路使用過程中常受到雨水沖蝕作用，一旦排水效果不佳，會增加雨水滲入增加邊坡穩(wěn)定性風(fēng)險。爆破因素多發(fā)生在邊坡施工過程中，由于爆破操作會產(chǎn)生瞬時大體量沖擊，一旦巖層邊坡勘察不到位，爆破點位選擇不佳，極易誘發(fā)大范圍坍塌，進而危害施工安全，為后期的治理造成阻礙[4]。

3" "高速公路路基邊坡的滑塌防護技術(shù)

3.1" " 防護技術(shù)實施原則

應(yīng)用高速公路路基邊坡防滑技術(shù)時，其具體實施應(yīng)以防護為核心，通過整體計劃設(shè)計布控，采用因地制宜、就地選材為主要實施手段，確保防護技術(shù)的合理利用。應(yīng)用防護技術(shù)時，應(yīng)將高速公路工程項目作為整體考慮，避免局部設(shè)計規(guī)劃。實施防護技術(shù)前，應(yīng)做好充分地質(zhì)及周邊環(huán)境等因素的勘察工作，根據(jù)施工地區(qū)綜合情況，科學(xué)設(shè)計技術(shù)實施方案，綜合考慮各方因素實施路基邊坡滑塌防護措施，嚴(yán)格落實技術(shù)實施各道工序，從而保障高速公路使用安全和邊坡的整體穩(wěn)定性，減少后期邊坡維護的工作量，降低項目實施的整體投資額。

3.2" "支擋防護技術(shù)

為有效保證高速公路路基的原有結(jié)構(gòu)和整體穩(wěn)定性，保證路基的合理使用，要科學(xué)應(yīng)用路基支擋防護技術(shù)。裝設(shè)支擋設(shè)施過程中，應(yīng)準(zhǔn)確規(guī)劃設(shè)計路基對重物及動載荷的承載力參數(shù)，合理選擇支擋設(shè)施。設(shè)施選材時，應(yīng)重點考慮石垛、擋土墻等，工程施工時多選擇擋土墻作為支擋設(shè)施[5]。應(yīng)用支護防護雖能達到預(yù)期防護效果，但在美觀性方面存在弊端，所以應(yīng)依據(jù)項目施工環(huán)境的整體狀況，適當(dāng)降低應(yīng)用范圍和規(guī)模。在實現(xiàn)工程所需防護功能性的同時，還應(yīng)滿足工程整體的協(xié)調(diào)和美觀。

3.2.1" "砌體工藝技術(shù)

砌體工藝技術(shù)的基礎(chǔ)是合理選取石塊的規(guī)格。應(yīng)盡量選取較大的石塊作為砌體材料，充分考慮排水溝方位，基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)選取在排水溝下方。砌體實施砌筑時，應(yīng)控制石塊間的安裝銜接性，保證砌筑緊密效果。接縫施工時，應(yīng)實施錯縫布局，并合理應(yīng)用鋪砌層和墊層結(jié)構(gòu)，采取隨鋪隨砌的手段完成。

3.2.2" "砌筑技術(shù)

實施拱形護坡防護施工過程中，應(yīng)先清理整平邊坡位置松散的土巖，保證巖體表面整體的平整性和堅固性。邊坡臺階應(yīng)在邊坡凹陷位置做深挖處理。實施補砌過程中，應(yīng)建設(shè)相同規(guī)格的墻體，避免補砌時施作土石回填等[6]。保證邊坡表面同墻背位置的貼合緊密，砌體位置應(yīng)作設(shè)計緊密效果的咬口處理，避免引起浮塞等質(zhì)量問題。

拱形護坡主要通過填方砌筑的方式實施防護，砌筑時應(yīng)按自下而上、逐層砌筑的工序方式實施，直至墻頂位置砌筑完成。在實施砌筑砂漿水灰比配置過程中，應(yīng)控制材料磅秤值準(zhǔn)確，拌和時應(yīng)依據(jù)隨拌隨用的原則完成。當(dāng)前高速公路路基邊坡的砌筑主要采用擠漿法，其優(yōu)勢是混凝土填筑密實度和填充飽滿性較好。在實施路基邊坡首層砌筑過程中，針對基巖表面應(yīng)做清潔處理，并利用坐漿砌筑技術(shù)進行表面砌筑。針對土質(zhì)基底表面，應(yīng)做松土和清潔處理后實施坐漿砌筑技術(shù)應(yīng)用。路基邊坡砌筑施工如圖1所示。

4" nbsp;高速公路路基邊坡滑塌防護施工技術(shù)應(yīng)用

4.1" " 路基邊坡防護整體設(shè)計

設(shè)計前，應(yīng)科學(xué)細致勘察施工地區(qū)土巖情況和地質(zhì)條件。項目涉及部分邊坡陡峭，邊坡土巖主要為中強風(fēng)化的玄武巖及粉狀黏土組成，存在松散堆積及表面暴露情況，因降雨因素影響易形成風(fēng)化空洞，導(dǎo)致切坡溝谷中間及梁邊位置穩(wěn)定性受影響，形成滑塌。

針對項目實際，加固方式選擇錨索、錨桿加固模式處置，并搭配采用表面層正方形框架梁的加固方式。預(yù)應(yīng)力錨固的目的是使松散軟質(zhì)邊坡與巖層形成整體固結(jié)，保證邊坡穩(wěn)定性。鑒于項目施工位置地下水豐富，設(shè)計中應(yīng)綜合考量排水設(shè)計，通過有效清排邊坡地下水防止路基邊坡形變失穩(wěn)。

利用有限條分法確定錨固設(shè)計參數(shù)，以合理控制防范路基邊坡滑塌。根據(jù)項目實際勘察結(jié)果及設(shè)計測算，使用三排錨索結(jié)構(gòu)。錨索使用常規(guī)拉力型預(yù)應(yīng)力錨索材質(zhì)，單根錨索長25m，直徑20cm，錨索內(nèi)部做水泥砂漿填注處理。錨索主筋依據(jù)工程實際選擇低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線材質(zhì)，其設(shè)計強度600kN，滿足工程需要。將錨索框架截面設(shè)計為0.25m2正方形結(jié)構(gòu)，植入埋深0.5m，內(nèi)部做C30混凝土砂漿填注處理，同時搭配高邊坡整體防護處理，實現(xiàn)高速公路路基邊坡整體穩(wěn)定。

4.2" " 路基邊坡表面防護

高速公路路基邊坡表面易受到外部重力載荷及雨水沖刷影響，嚴(yán)重時會發(fā)生滑塌現(xiàn)象，因此表面防護技術(shù)多通過植被防護技術(shù)及工程防護技術(shù)實現(xiàn)。

4.2.1" "植被防護技術(shù)

植被防護技術(shù)是通過種植樹木、鋪置草皮的方式實施路基邊坡覆蓋，通過有效利用植被根系的特點，實現(xiàn)路基邊坡的防護。其應(yīng)用方便快捷，使用范圍較廣。在應(yīng)用植被防護技術(shù)前，應(yīng)充分勘察項目實施地區(qū)的氣候天氣、地質(zhì)地貌及水文環(huán)境等因素，根據(jù)勘察結(jié)構(gòu)合理選擇相適應(yīng)的植被，保證植被的使用功能、美化效果和存活率。植被防護防護技術(shù)在充分加固路基邊坡穩(wěn)定性的同時，還可有效凈化公路周邊尾氣，達到綠色環(huán)保的功效。植被路基邊坡防護如圖2所示。

4.2.2" "工程防護技術(shù)

工程防護技術(shù)是通過在路基邊坡建立坡面框架結(jié)構(gòu)，增加坡面粗糙程度，以緩解水的流速，達到路基邊坡穩(wěn)定效果。工程防護技術(shù)主要作為植被防護的方式補充，可應(yīng)用在難以實施植被防護的路基邊坡。工程防護技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)密切關(guān)注施工要點，合理安排質(zhì)量控制措施。

較常用的技術(shù)包括有護槽技術(shù)、框架梁技術(shù)、混凝土加固技術(shù)、噴漿技術(shù)及漿砌石加固技術(shù)等。主流的路基邊坡框架梁加固種類包括預(yù)制石拱形、六邊形及塊狀結(jié)構(gòu)，本項目主要采用石拱形結(jié)構(gòu)。石拱形結(jié)構(gòu)工程邊坡防護如圖3所示。在實施路基邊坡表面防護過程中，應(yīng)同時設(shè)置邊坡表層排水系統(tǒng)，通過有效排出雨水以避免雨水載荷及沖刷對邊坡的破壞，避免滑塌病害發(fā)生。

4.3" " 路基邊坡深層加固防護

相比于路基邊坡表面防護技術(shù)，路基邊坡深層加固防護技術(shù)主要應(yīng)用于高速路基邊坡問題嚴(yán)重的區(qū)域或重要的高速路段。這些區(qū)域要同時實現(xiàn)路基邊坡表面防護和路基邊坡深層加固防護，通過兩類防護技術(shù)的有效融合，達到高性能的穩(wěn)定需求，有效控制路基邊坡的滑塌病害發(fā)生。當(dāng)前主流的路基邊坡加固主要有錨索技術(shù)、錨桿技術(shù)、管樁技術(shù)、土釘技術(shù)及灌漿技術(shù)等。應(yīng)根據(jù)工程實際勘察數(shù)據(jù)，合理選擇最優(yōu)加深層固方式，以達到預(yù)期穩(wěn)定性效果。土釘深層加固施工現(xiàn)場如圖4所示。

錨索技術(shù)、錨桿技術(shù)、土釘技術(shù)均借助施加預(yù)應(yīng)力實現(xiàn)加固，使邊坡連同基巖形成統(tǒng)一整體。灌漿技術(shù)、管樁技術(shù)主要利用科學(xué)方法改善路基特征要素，通過在原有路基中注入新型填充材料，改善原有路基松散情況，以提高整體固化效果，達到邊坡整體穩(wěn)定的效果。

5" "結(jié)語

提升高速公路路基邊坡的穩(wěn)定性，有利于保證路面正常通行安全和交通運輸。本文通過結(jié)合高速公路工程實際項目，針對路基邊坡滑塌防護技術(shù)進行探討。先分析高速公路路基邊坡滑塌種類及形成原因，形成路基邊坡的滑塌防護應(yīng)用實施原則，進而針對高速公路路基邊坡的滑塌防護技術(shù)進行深入分析，闡述高速公路路基邊坡滑塌防護施工技術(shù)實際應(yīng)用措施。本文內(nèi)容對于降低高速公路實際施工的風(fēng)險，提升邊坡整體固化施工效果和路面的運行使用安全，具有一定的參考價值。

參考文獻

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