山區高速公路高邊坡防護類型與養護研究

王鄭

（安徽交控集團黃山高速公路管理中心，安徽黃山 245000）

0 引言

山區高速公路高邊坡是道路工程建設中的關鍵環節。由于山區地形復雜、土質松散、地質條件不穩定，這些區域的高速公路高邊坡往往存在滑坡、崩塌、土壤侵蝕等安全隱患。為了保障道路交通的安全和正常運行，必須采取適當的防護措施來增強高邊坡的穩定性。

1 影響高邊坡穩定性的主要因素

1.1 地質條件

地質條件對高邊坡的穩定性有重要影響。

首先，軟弱的土層或黏性土質容易受到水分影響而發生液化、流動或塌陷，導致邊坡失穩；同時，軟弱的地層還可能發生邊坡坍塌和沉降，進一步加劇邊坡的不穩定性。

其次，在巖石邊坡中，巖體的裂隙和節理是主要的滑動面，當受到外力或水分作用時，巖石可能會發生巖爆、巖滾和落石等現象，會對邊坡安全造成威脅。

最后，地層的傾角、巖性變化、斷層和褶皺等地質特征也會對邊坡的穩定性產生影響。例如，當地層的傾斜度較大時，邊坡易發生滑坡和崩塌；不同巖性的轉換帶可能會導致邊坡的剪切破壞；斷層和褶皺的存在可能導致邊坡的變形和斷裂[1]。

1.2 邊坡形狀和坡度

邊坡的形狀和坡度也是決定邊坡穩定性的重要因素。

第一，常見的邊坡形狀包括直坡形、緩坡形和凹形等。直坡形邊坡具有陡峭的坡面，容易受到水分沖刷和重力作用的影響，從而增加滑坡和崩塌的風險。而緩坡形邊坡坡度較小，有利于降低坡面侵蝕和滑動的可能性，增加邊坡的穩定性。凹形邊坡則能夠減輕坡面的水流沖刷，降低滑坡風險。因此，在設計邊坡時應根據地質條件和水文特征選擇適當的邊坡形狀。

第二，較大的坡度會增加邊坡的滑動和崩塌的風險，尤其在軟弱的地質條件下風險更高。適度的坡度能夠減少邊坡的水平推力和重力分量，降低邊坡的滑動風險，因此應根據地質條件和土壤特性，選擇合適的坡度范圍，確保邊坡的穩定性。

1.3 水分影響

邊坡土體的飽水狀態會導致土體的抗剪強度下降，從而增加滑坡和坍塌的風險。因此，控制邊坡土體的水分含量，采取有效的排水和防水措施是確保邊坡穩定性的關鍵。

第一，在降雨過程中，雨水可能會滲透到邊坡土體中，增加土體的含水量，當土體飽水時，土體的抗剪強度會顯著降低，增加邊坡滑動的風險。因此，應采取措施控制雨水的入滲，如設置排水系統、構筑防滲墻等，以降低土體含水量，保持邊坡的穩定性。

第二，邊坡上積聚的地下水或雨水需要及時排泄，以避免邊坡土體飽和和液化現象。因此，為了保持邊坡的穩定性，應設計良好的排水系統包括排水溝、排水管道等，并進行及時維護，以確保水分能夠有效地排出。

1.4 地震和氣候

第一，地震會產生強烈的地震波和地表位移，這些地震力量會對邊坡產生震動和破壞作用。因此，在地震區域，需要進行地震工程勘察和評估，了解地震活動情況和邊坡土體的抗震性能，以確定合理的加固措施，如設置抗震支撐、加固土體等，以此提高邊坡的抗震能力。

第二，降雨是最常見的氣候因素之一，降雨會導致邊坡土體的飽和和含水量增加，降低土體的抗剪強度，從而增加滑坡和坍塌的風險。因此在多雨氣候區，應考慮合理的排水系統設計和排水能力規劃，以確保雨水能夠及時排出。

第三，凍融循環也是重要的氣候因素之一。當土壤中的水分在凍融過程中發生體積變化時，會引起土體的膨脹和收縮，導致邊坡土體破壞、松散。因此在寒冷地區，應采取防凍措施，如加熱排水系統、加固土體等，以降低凍融對邊坡的影響[2]。

1.5 人為因素

人為因素是可能對高邊坡穩定性產生影響的重要因素之一，不當的開采、爆破、挖掘或施工活動都可能破壞邊坡的結構，引起邊坡滑動和塌方。

首先，不恰當的爆破作業可能導致邊坡土體的破壞和松動，進而引發滑坡或坍塌。因此進行高邊坡開挖時，應采取合理的爆破設計和挖掘方式，控制爆破振動的傳播范圍，以降低對邊坡的沖擊影響。

其次，大型挖掘、填土、邊坡整治等施工活動可能會改變邊坡的原有結構，破壞土體的穩定性。因此，進行施工活動時，應嚴格按照規劃設計和施工方案進行操作，合理控制挖掘深度和施工方法，采取必要的支護和加固措施，確保邊坡的穩定性不受影響。

最后，排水系統的設計和管理缺乏合理性也可能對邊坡穩定性產生負面影響。因此，在規劃和設計排水系統時，應充分考慮邊坡的特點和水文條件，確保排水系統暢通有效。

2 山區高速公路高邊坡防護類型及養護要點

2.1 掛網客土噴播防護

掛網客土噴播防護方式的實施過程一般包括以下幾個步驟。首先，工作人員要對邊坡進行勘察和設計，確定防護網的尺寸和植被種植方案。其次，在邊坡表面安裝抗拉強度較高的防護網，確保其緊固可靠。再次，噴灑客土（混合土壤和植物種子的混合物），使之覆蓋整個邊坡表面，以提高坡面的穩定性，為植被生長提供條件。最后，進行養護和維護工作，包括定期檢查、修復損壞部分、補植植被等，如圖1 所示。

圖1 掛網客土噴播防護

在養護和維護過程中，需要注意以下幾點。首先，工作人員要定期巡視邊坡，及時發現并修復防護網損壞的部分，以保證其穩定性。其次，工作人員要關注植被生長情況，及時補植植被，以維持坡面的覆蓋率和穩定性。再次，合理規劃水源和排水系統，確保邊坡排水暢通，防止因水分積聚引發滑坡。最后，工作人員要定期進行邊坡土壤測試和監測，了解邊坡的變化情況，及時采取相應的處理措施。

2.2 無機物防護

無機物防護方式主要包括擋土墻、拱護結構等形式。擋土墻是利用鋼筋混凝土或砌石等材料建造的垂直或傾斜結構，用于抵御邊坡土體的下滑力。擋土墻通常由混凝土墻體和錨桿或錨索組成，通過鋼筋混凝土的剛性和錨固系統的牽引力，增加邊坡的穩定性。拱護結構是利用鋼筋混凝土或巖石等材料建造的拱形結構，能夠分散邊坡的壓力并增加邊坡的抗滑能力。

在無機物防護方式的養護和維護方面，要注意以下幾個要點。首先，要定期檢查和維護擋土墻、拱護結構的完整性和穩定性，及時修復或更換受損的部分，確保其具有持續的防護效果。其次，要注意排水系統的暢通和維護，避免水分在邊坡內積聚引發滑坡。最后，要定期清理和清除邊坡上的雜草和垃圾，保持邊坡的整潔，確保植被的健康生長。

2.3 擋土墻+拱護+噴播植草防護

拱護結構是采用鋼筋混凝土或巖石等材料建造的拱形結構，通過分散邊坡的壓力來增加邊坡的抗滑能力。將擋土墻和拱護結構相結合，能夠形成較為穩定的邊坡防護體系。同時，為了增加邊坡的生態效益和美化環境，可以采用噴播植被種子的方式。在擋土墻和拱護結構上噴灑植被種子，促進植被生長，通過植被的根系綁定土壤，減少坡面的水土流失，提高邊坡的穩定性。此外，植被還能夠吸收雨水，減少徑流沖擊，降低坡面的侵蝕風險，對環境也能起到良好的保護作用。

在養護和維護方面，需要注意以下幾個要點。首先，定期檢查和維護擋土墻、拱護結構的完整性和穩定性，及時修復或更換受損的部分，確保其具有持久的防護效果。其次，關注植被的生長情況，及時補植植被，維持坡面的覆蓋率和穩定性。再次，合理管理水源和排水系統，確保邊坡的排水暢通，防止水分積聚引發滑坡。最后，還應定期進行邊坡的土壤測試和監測，了解邊坡的變化情況，及時采取相應的處理措施。

2.4 掛網噴射混凝土防護

掛網噴射混凝土防護方式主要包括以下步驟：

第一，在高邊坡表面固定防護網，以防止土壤滑動和雨水沖刷。

第二，通過噴射混凝土將防護網與高邊坡緊密結合，形成堅固的防護層。混凝土噴射能夠增加邊坡的抗滑性能，有效減少土壤侵蝕和流失。此外，混凝土層還能夠抵御沖擊力，增加邊坡的穩定性。

掛網噴射混凝土防護方式適用于地質條件較差、水土流失嚴重的高邊坡，其具有以下優點：首先，施工相對簡便，可以快速完成，適用于邊坡面積較大的情況。其次，防護效果持久，能夠有效減少邊坡的滑動和沖刷風險。最后，混凝土層還能夠抵御紫外線的侵蝕，具有較好的耐久性。

在養護和維護方面，需要注意以下要點。首先，應定期檢查和維護混凝土層的完整性和穩定性，發現損壞或松動部分應及時進行修復。其次，關注防護網的破損情況，如有斷裂或脫落應及時進行修復或更換，確保防護網與混凝土層的緊密結合。最后，定期清理邊坡上的雜草和積水，保持邊坡清潔和排水暢通[3]。

2.5 錨桿、錨索框架梁防護

錨桿、錨索框架梁防護方式主要包括以下步驟：

首先，在高邊坡中設置錨桿和錨索，其通常由鋼筋混凝土構成，通過固定在地下深層巖石或堅固地基中以提供額外的支撐。其次，在錨桿和錨索之間應設置框架梁，形成穩定的支撐結構，使邊坡能夠抵御外力和地下水的壓力。

錨桿、錨索框架梁防護方式具有以下優點：第一，通過錨桿和錨索的設置，可以有效地增加邊坡的抗滑性能和抗崩塌能力。第二，框架梁的加入可以提供額外的支撐，進一步增強邊坡的整體穩定性。此外，該方式適用于多種地質條件和邊坡形狀，具有較好的適應性和靈活性。

在養護和維護方面，工作人員需要注意以下要點。首先，定期檢查錨桿、錨索和框架梁的完整性和穩定性，發現銹蝕、斷裂或松動等情況應及時修復或更換。其次，關注支撐結構與邊坡土體的連接情況，確保其牢固可靠。再次，定期檢查邊坡的變形和裂縫情況，如有異常應及時采取修復措施。最后，定期清理邊坡上的雜草和積水，保持邊坡清潔和排水暢通。

2.6 抗滑樁防護

抗滑樁是一種立柱狀的支撐結構，通常由鋼筋混凝土或鋼材構成，將其嵌入到邊坡土體深層或堅固地基中，可以提供垂直支撐力來抵抗坡體滑動。抗滑樁的數量和布置位置應根據邊坡的具體情況和工程要求進行合理設計，以使其達到最佳的穩定效果。

抗滑樁防護方式具有以下特點：首先，抗滑樁能夠提供垂直支撐力，有效防止邊坡土體滑動。其次，抗滑樁的設置較為靈活，適用于不同形狀和高度的邊坡。最后，抗滑樁施工相對簡單，成本較低，適用于各種地質條件的山區公路。

在抗滑樁防護方式養護和維護方面，需要注意以下要點。首先，應定期檢查抗滑樁的完整性和穩定性，發現銹蝕、斷裂或松動等情況應及時修復或更換。其次，應重點關注抗滑樁與邊坡土體的連接情況，確保其牢固可靠。再次，定期檢查邊坡的變形和裂縫情況，如有異常應及時采取修復措施。最后，定期清理邊坡上的雜草和積水，保持邊坡清潔和排水暢通[4]。

2.7 重力式路肩高擋墻防護

重力式路肩高擋墻防護方式具有較高的穩定性和抗滑性能，適用于邊坡較高、土質較松散的情況，擋墻結構通常采用鋼筋混凝土材料，具有一定的自重，通過自身的重力提供額外的支撐力，以有效抵抗邊坡土體的滑動。擋墻的高度和厚度應根據邊坡的高度和土質特性進行設計，以確保防護效果。

在擋墻的養護和維護方面，需要注意以下要點。

首先，定期巡視和監測邊坡的變形和裂縫情況，通過儀器測量和觀察，及時發現邊坡的異常變化，并采取相應的修復措施。其次，定期對植被進行養護，包括修剪、補植和施肥等，以增加植被的覆蓋率和抗沖刷能力，減少土壤侵蝕和水土流失的風險。再次，定期清理和防護結構及邊坡上的排水系統，確保排水通暢，避免積水影響邊坡穩定性。此外，還要定期檢查和維護擋墻的完整性和穩定性，包括檢查墻體表面的破損、裂縫和銹蝕等情況，并及時修復。最后，應加強邊坡的安全警示標識設置，提醒駕駛員注意邊坡防護區域，并設置必要的防護措施，確保交通安全[5]。

3 結語

綜上所述，科學的防護設計和有效的養護措施，能夠確保山區高速公路的穩定性與安全性。因此，相關人員應加強對高邊坡防護技術的研究和應用，重視養護管理工作，并密切結合地質、氣候等因素，打造出更安全、更可靠的山區高速公路網絡，促進山區高速公路的可持續發展，為民眾提供更加便捷、安全的出行環境。