高速公路路基邊坡防護設計探析范文

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摘要：首先介紹了我國高速公路尤其是山嶺區的高速公路邊坡特點，隨后依據邊坡防護設計的主要原則，以某山嶺區高速公路的邊坡防護設計為工程背景進行了簡要分析。結論證實，在進行山嶺區高填深挖路段的邊坡防護方式選擇上，首先要以實際地質條件和施工可行性為依據，在滿足經濟效益與工程質量雙重前提下，考慮采用植被防護+工程防護雙重防治方式進行邊坡防護，確保邊坡防護的科學性與綜合性，提高山嶺區高速公路的質量與服務水平。

關鍵詞：高速公路；山嶺區；邊坡防護；原則；設計

1山嶺區高速公路邊坡的主要特點

高速公路跨越山嶺區路段時所形成的邊坡，尤其是深挖方邊坡，由于其破壞了原有的地表形態，使原有土層、巖層與植被間的平衡狀態被打破，邊坡表層的抗滑抗侵蝕能力顯著下降，在雨水沖刷和風力侵蝕的作用下，很容易造成邊坡失穩。同時在開挖后的坡面大多是裸露的巖層或生土，各種砂石料、水泥、石灰等往往會造成微生物和有機質活動條件下降，普通的植被很難在這種條件下生存。再加上部分山嶺地區的地形地貌條件比較特殊，地勢條件險峻，無論是施工還是材料的運輸都存在諸多限制，因此山嶺區挖方高速公路邊坡在設計時需要考慮的要點和因素有許多，在實際工程開展時要進行嚴格仔細的勘察和設計工作，從而確保施工安全與工程質量能夠滿足需求。

2山嶺區高速公路邊坡防護方式選擇的基本原則

山嶺區高速公路在選擇邊坡防護形式時，應當以路段的實際地形地質、氣候、水文及施工開展的難易程度為基礎，遵從“就地取材、因地制宜、以防為主、防治結合”的理念和“耐久、經濟、美觀、協調”的原則，在技術及經濟條件滿足基本要求的前提下，盡可能從多角度結合設計高速公路高填深挖的邊坡角度和排水、路基橫斷幾何特征及景觀等方面來綜合選擇合理的邊坡防護形式。同時應當考慮結合選擇植物與綠色型防護，根據高速公路山嶺區段沿線的植物特征，在邊坡開挖后逐步恢復其生態效果，既能使邊坡防護效果得到提升，又能美化環境，緩解駕駛員高速駕駛疲勞。

3山嶺區高速公路邊坡防護設計

3.1工程概況

本次高速公路工程位于我國中西部某山嶺區內，全長87.55km，路基設計寬度24m，開挖段地質以中風化砂質頁巖為主，穩定性較好，所跨區域屬于溫帶季風型氣候，冬季寒冷干燥，夏季溫熱多雨，通過這一高速公路的建設，將有效拓展沿線經濟類型，縮短短線間區域的距離，大大加快了山嶺區域及其沿線的經濟發展。受到地形地貌等因素的限制和影響，本次工程中高填深挖路段占到總里程的60%以上，結合橋隧等工程，施工難度極大，其中路基和挖方邊坡的防護設計是高速公路設計工作中的重點和難點，各路段結合不同的地形特點，選擇合適的防護方式。

3.2路塹邊坡擋土墻防護設計

考慮到本次高速公路工程不同區段的路況不同，選取K49+262-K51+126段路基左側巖質路塹邊坡的預加固防護設計為例。支擋防護方式選用板肋式錨桿擋土墻，由鋼混肋柱、鋼筋拉桿和墻面板、擋土墻共同構成的一種輕質擋土支擋結構。依靠拉桿與擋土墻自重來形成有效擋土效果，適合本路段巖質陡坡高挖方路段。在前期調研并經計算模擬后，確立錨桿及擋墻的布置方式，邊坡開挖后預先在立面布置錨桿，按放坡段高寬比1∶0.3進行放坡，邊坡坡壁布置7~9排錨桿，自上而下第1至第3排6m、第3排至第5排9m、第5至第7排12m……，錨桿入風化巖層內的穩定層深度不得低于5m；板肋式錨桿擋土墻肋柱間距設置為4m，單向布置，橫截面積為0.6m²（1000mm×600mm），肋柱頂梁截面寬高比為1.2∶1，肋柱材料選用C30鋼筋混凝土，頂梁選用C25鋼筋混凝土，面板嵌入地下穩定巖層距離不得小于0.5m，柱腳嵌入深度不得小于1.5m，肋柱澆筑時注意對混凝土材料的養護，避免產生結構裂縫；擋土墻板選用材料與肋柱一致，單塊板3.8m×1.0m×0.4m，預留板間距0.1m或設置錨桿處缺口防脹縮，基底位置設立C20混凝土底座找平，埋深1-1.5m。擋墻面板與肋柱搭接長度為0.5m。為確保擋墻排水性能，防止地表徑流及雨水沖刷，在路塹頂部設計截水溝，坡面及擋墻面板設置泄水孔，在水流聚集匯合位置設計急流槽。施工時，應當按照如下工序進行：坡面整平、清理→施工放線→基槽開挖、清除風化巖層表層→現澆混凝土肋柱、擋墻→制作錨桿→鉆孔清孔→錨桿入位注漿→養生→拉錨預鎖→肋柱及擋墻面板施工→重復以上施工工藝→完成全部工序→錨桿統一鎖緊。需要注意的是，在施工時，首先要控制好擋墻面板、底座、和肋柱在地下預埋最小深度達到設計要求，如果深度不足，其穩定性會受到影響，降低錨桿及擋墻的使用安全性；擋土面板理論上應當盡可能與肋柱緊密聯接，即在搭接時用額外的水泥混凝土予以濕接，確保擋土墻面板整體均勻受力，減少因壓力過大而導致的局部失穩情況。

3.3SNS柔性防護網設計

受到地形地貌限制，本次山嶺區路塹防護設計部分路段選擇SNS主動柔性防護網進行邊坡防護，起訖樁號為K131+450—950。路塹深度50余米，坡度為：四級1∶0.75、五級1∶1。工程區巖石風化情況較為嚴重，巖層外部破損較為明顯，危石、局部滑塌等不良地質均有存在，因此考慮采用柔性防護網對邊坡進行工程防護消除危險。本次防護網設計選擇采用GPS2型SNS柔性主動防護網，主要結構配置有：鋼絲網繩、支撐繩、鋼絲格柵、錨桿、縫合繩等。施工開展前，先對整個防護區域內（包括坡面、坡頂）進行危石、松石和垮塌區域的清理修復，從防護區自下而上，放線確定錨桿鉆空位置，孔深應當大于錨桿設計長度的10cm左右，鉆孔后應當立即清孔。如果巖體位置或鑿巖設備不能夠滿足施工要求時，可以采用人字形錨桿，即構成錨桿的兩根鋼繩分別錨入兩個孔徑不小于Φ35的錨孔中，夾角滿足150°～320°。鉆孔并完成清孔后應當進行注漿工作，然后插入鋼繩錨桿，觀察注漿后孔內飽滿狀態，如果出現空隙應當進行二次注漿，完成注漿工作后，按照標準養生要求進行養生，齡期不得低于3d，期間錨桿應當固定不得受到其他工序干擾產生位移；完成養生后按照設計圖紙上的要求按照橫向、縱向支撐繩，全部張開、拉緊后將繩卡（支撐繩兩端各用2個）和外露錨桿環套綁扎連接。完成上述施工內容后，可以開展鋼繩網的鋪設，考慮本次路段邊坡巖層地質較差，因此防護網設計為雙層鋼繩網，在鋪設前檢測好鋼繩的抗錯動拉力和抗脫落拉力是否滿足設計要求，一旦發現鋼繩強度不足時應當進行更換，不得投入使用。鋪設時，自坡頂至坡角進行鋪設和縫合，每張鋪設好的鋼繩網應當用縫合繩和鋪設好的支撐繩予以張拉固定，同樣用繩卡（一端2個）將鋼繩網—縫合繩、鋼繩網—支撐繩進行綁扎固定，完成一層鋪設后，按照同樣工序進行第二層鋪設，進而完成全部柔性防護網的施工。

3.4植物邊坡防護設計

在各種邊坡防護與治理設計中，植物防護是生態效果和經濟效益最為良好的選擇，但在山嶺區高速公路的邊坡防護中，更多的應當是工程護坡與植被護坡相結合的綜合防護方式，因此在本次山嶺區高速公路路段的護坡設計中，在坡度較緩、地質情況較為穩定的坡面采取植物防護的方式，也是一項重要內容。本次山嶺區高速路段中，K100+191-K105+600段邊坡土壤干燥而疏松、抗侵蝕能力差，且陽坡一側巖層風化嚴重，本就不茂密的植被在開挖后更是難于生長，因此選擇在對這一區段的邊坡進行防護時，采取第一級設計邊坡漿砌片石作為護面墻，勾縫位置掛網植生與墻邊位置直接噴草方式相結合的方式進行護坡；第二級邊坡由于相對而言更加松散破碎，因此宜采用預應力錨索加固，立柱斷面尺寸為800mm×600mm，混凝土保護層厚35mm，于骨架內腔中植草的方式進行邊坡防護，即恢復了生態環境，使沿線可視范圍內駕駛員的視覺和疲勞感得到調節，又能穩定巖土，起到防砂固水、保護環境的作用。

4結語

通過結合我國國內某山嶺區內高速公路區段邊坡防護的設計選擇工作進行的一系列分析，可以明確的是，在進行山嶺區高填深挖路段的邊坡防護方式選擇上，首先要以實際地質條件和施工可行性為依據，在滿足經濟效益與工程質量雙重前提下，考慮采用植被防護+工程防護雙重防治方式進行邊坡防護，確保邊坡防護的科學性與綜合性，提高山嶺區高速公路的質量與服務水平。

參考文獻：

[1]應森.山嶺區高速公路路基邊坡防護設計[J].黑龍江交通科技，2017，40（9）：26-27.

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[3]張南海.山嶺重丘區高速公路路塹高邊坡滑坡災害及防治[J].江西建材，2012（3）：250-253.

作者:陳淑景 單位:河北道橋工程檢測有限公司