高速公路路基边坡的滑塌防护分析

高速公路路基边坡的滑塌防护分析

杨子威

杨子威

中交第二公路勘察设计研究院有限公司湖北省武汉市430056

摘要：高速公路路基边坡的稳定性直接影响到行车安全与通畅性，因此有必要做好相关研究工作。有鉴于此，本文中通过分析高速公路路基边坡滑塌类型与原因，从设计角度出发给出解决措施，最后联系具体公路案例，分析做好滑塌防护的措施。

关键词：高速公路；路基边坡；滑塌防护

对于一些有着比较复杂地质和恶劣地形环境公路的建设，需要找到相应的解决策略，而挖方路基成为了高边坡的主要的解决方法，但同时对于路基高边坡的稳定性也产生了非常大的影响，在道路的运营安全上埋下了非常大的安全隐患。我国每年都有很多地方的公路，出现滑塌破坏的情况。

1、路基边坡滑塌类型及防治

1.1滑塌类型

1.1.1顺层滑坡

在公路施工中，顺层边坡极易由于勘察不到位、设计不当、降雨以及人为扰动等，引发顺层滑坡事故。顺层滑坡较易勘察，滑动面特征明确，易定量计算分析。

1.1.2切层滑坡

此种滑坡与顺层滑坡相反，其地层倾向对于边坡稳定而言是有力的，形成切层滑坡必须满足以下2个条件：（1）滑体为破碎软质岩体；（2）边坡临空面高。在公路工程中此类滑坡相对较少，其滑动面存在多层次性、变化性的特点。

1.1.3坐落型滑坡

同一坡体，上部岩体密度大、坚硬、节理裂隙发育，下部岩体软质破碎，则随着公路施工中路堑挖深至软质岩层，极易导致隐伏的倾斜软弱面下端呈临空状态，由此引发坐落型滑坡[1]。

1.1.4承压水引起的滑坡

若是在自然或是人为扰动因素的影响下，如地震、开挖路基等，造成承压水出露，形成自流井或半自流井，则会导致岩土体弱化，同时增加岩土体自重，由此引发滑坡事故。

1.2滑塌治理

1.2.1顺层滑坡治理设计

顺层硬质岩滑坡采用锚索或锚索桩治理，顺层软质岩滑坡采用单桩或锚索桩治理，当临空面较低、嵌固段地基较好时，采用单桩，宜小于18m；反之采用锚索桩，锚索桩嵌固段相对较短，锚索位置越靠近桩顶，则其可承受的张拉力越大，材料用量也更加经济。

1.2.2切层滑坡治理设计

切层滑坡治理的关键是下部支挡、上部加固（消除剩余下滑力）。因为坡体上部较为破碎，宜采用条形锚座、井字形格架，有效增强锚固体系协同作用。

1.2.3坐落型滑坡治理设计

此种滑坡的出现归根结底是坡体失去平衡所致，对此可采取清除表面松散体的方法，辅以抗滑桩、重力式挡墙进行支挡，在坐落面附近设置相应的截排水设施，由此防止坐落面因为风化、流体切割引发滑塌等问题[2]。

1.2.4承压水引起的滑坡治理设计

安设竖向筛管释放承压水，在路基内施工纵向涵洞展开疏排，同时辅以框架式抗滑桩进行支挡。

2、路基边坡滑塌防护案例分析

某路段地处四川盆地西部边缘与青藏高原的深切割大斜坡过渡带，起点设置于川甘两省交界处，与甘肃省规划的武都至九寨沟高速公路衔接，终点设于绵阳市，与绵阳至遂宁高速公路对接。本工程地质条件复杂、地形切割强烈、不良地质灾害发育。本次结合本项目的K30+200避险车道右侧高边坡滑坡治理来进行分析和论述。

2.1成因分析

本路段为上方基岩发生崩塌后在沟内汇集形成的崩塌松散堆积体，主要由碎石及块石组成。崩塌堆积体表层结构极为松散，稳定性差，常发生局部块体垮塌现象。根据设计方案，K30+200避险车道K0+270～K0+308段路基在此处对靠山侧的松散堆积体进行开挖，并形成最高约43.4m的边坡，又路线方案难以调整，极易发生高边坡滑坡灾害。由于所开挖的堆积体稳定性差，开挖坡面物质又主要为崩坡积碎石及角砾（局部含砂）。开挖后坡体易失去受力平衡、发生垮塌，0.20g是该工程的地震动峰值加速度值，0.40s是其地震动加速度反应谱特征周期值，Ⅷ度是该工程区内的地震基本烈度，所以区域稳定性差[3]。

2.2处理方法

段高边坡位于崩塌碎石体上，山体坡度30～40°。本段全长38m，设置桩板墙后边坡路堑边坡高度最高为34.5m。

除了积极做好拦截水等排水措施外，边坡防护设计方案为边坡采用8m高度分级，边坡坡率1:1，每级边坡设2m宽平台。边坡开挖后形成5级边坡，第一级边坡采用桩板墙防护（抗滑桩高24m，桩间距5m，桩身截面2m×3m，桩板墙基础置于中密碎石中），第二～四边坡采用锚索框架梁，其余采用菱形骨架植草。且边坡开挖应遵循由上至下，分级开挖，边开挖边支护的原则进行施工。如图2-1所示。

图2-1工程示意图

3.2.1积极做好截排水措施

水在滑坡发展中起到非常大的推动作用，因此需要做好截排水的工作，在滑坡的后援地点设置截水沟，拦截坡顶汇水，然后再通过引流槽把水引入自然沟渠，避免由于地表渗水而发生的滑坡。同时在防护设施上设置合适的排水孔（排水孔应保持仰倾斜），控制好排水孔的间距。

3.2.2桩板墙的处理措施

桩板墙结构的稳定性通常依赖于墙体一侧的土体的土压力，其实就是依赖于板桩墙-土体之间的相互作用。板桩墙一般分为无支撑，单支撑和多支撑三种形式，从而防止土体下滑的发生，因此板桩墙通常用于边坡防护中以及临时围堰和地下结构的修建。传统的板桩墙设计必须考虑土壤内部的剪切破坏以及保证墙体上的弯曲应力不应太大。

板桩墙的失稳模式通常有两种，一种是板桩墙绕着靠近墙脚处的一点发生转动，即我们所说的转动破坏；另一种是墙体上的土压力或是施加的外荷载超过了墙体本身的承重范围，此时板桩墙发生塑性破坏，破坏点多发生在墙体上的最大水平弯矩处。由于板桩墙相对简单的结构和合理的经济性以及适用性，在目前的工程实践中，板桩墙已得到了广泛的应用，所以目前对板桩墙的理论研究越来越多，在岩土工程界，主要的研究方法有现场及室内试验法、数值分析法和解析法。

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3.2.3预应力锚索

根据高边坡滑坡的实际情况和地质的变化特点，为了把滑体对抗滑桩的影响降到最低，采取2-4级设置预应力锚索框格防护来抵抗滑坡产生的滑体力度，框格中采取植草灌防护，根据实际情况选择预应力锚索长度和锚固地层位置，从而使预应力锚索达到更好的效果。

钢绞线是锚索最主要的构成，在实际工作的过程中钢绞线还必须具有高强度和低松弛特点，并且要注意计算每股钢绞线的数量。

3.3动态设计及监控方案

3.3.1动态优化设计

（1）实施动态优化设计原则。由于高边坡工程具有复杂性和不确定性，地质的实际情况与原勘察地质资料有一定的差异性，只有在路堑开挖后才能掌握和了解本工点的工程性质、岩质边坡不利结构面和高边坡岩土结构等实际情况。因此在开始施工前，应加强对现场地质的核实和验证，并且根据实际情况对已制定的方案和设计进行核查、优化和改进，确保施工过程的安全性，使施工效果达到最优的状态。

对于动态优化设计，路堑边坡挖方的坡率、平台高度和宽度等可通过开挖后揭露的实际地质情况进行调整，锚固长度、锚索锚杆长度、孔径可根据拉拔试验确定；桩板墙嵌岩深度根据开挖揭露的岩土结构及工程性质适当调整。

（2）紧密结合高边坡、桩板墙等相关监测措施，加强施工技术管理，保证边坡稳定性关键在于施工工序的顺序。

3.3.2监控方案

应在坡脚、边坡平台、边桩、堑顶、桩板墙等适当位置设置地表变形观测点、墙顶位移监测点、地下位移监测点或地下水位及挖方边坡的延流水监测点并定期观测。在施工过程中施工人员的安全是第一要考虑的问题，另外要分析监测反馈的信息，并且对其进行优化，如果在监测过程中边坡发生了变形，就要向有关的单位和部门进行反应，以及时采取措施以策施工安全。

4、结语

总之，在高速公路工程建设中，必须重视路基边坡治理，需根据地质勘察结果、施工条件、成本等诸多因素，合理确定设计方案，通过加固与排水等措施的配合使用，最大限度地保证边坡安全，避免出现边坡滑塌灾害，保证工程施工与运营安全，为区域发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]肖缙,袁伦.高速公路路基边坡的滑塌防护设计[J].交通世界,2017(11):6-7+9.

[2]李文兵,郭蓉亮,李跃中.湖北某公路路基边坡滑塌处治工程设计探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(28):168.

[3]王阔然,房国龙.浅谈路基边坡滑塌防护设计[J].公路交通科技(应用技术版),2015,11(09):94-95.