第3X卷第X期                                   工程与建设                                     Vol.3X No.4

                                        第3X卷第X期                                   工程与建设                                     Vol.3X No.4

201X年X月                                 Engineering and Construction                                    Apr. 201X

锚杆挡墙在山区公路边坡工程设计中的应用

谢晓林 

中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，重庆市，400023

[摘  要]在山区复杂地貌中，陡峭峡谷地形较为典型，在该地形条件下修建道路，路基一般以半填半挖方式通过，靠山开挖路基受陡峭地形影响完全按坡率法设计通常会形成高大边坡，占地面积广，对生态环境破坏严重。因此，在路堑边坡坡脚进行收坡是有必要的，支挡措施主要有重力式挡土墙、桩板墙及锚杆挡墙等，其中锚杆挡墙通过钢筋混凝土板肋、锚杆与岩土层共同作用形成的结构，有着对山体扰动小、工程投资较省的优势，本文以西南地区某三级公路深路堑工点为例对锚杆挡墙在山区公路边坡工程中的应用进行阐述，以供类似工程参考借鉴。

[关键词]  陡峭地形；深路堑；锚杆挡墙

                                        第3X卷第X期                                   工程与建设                                     Vol.3X No.4

201X年X月                                 Engineering and Construction                                    Apr. 201X

引言 S407龙耀路全长约24km，位于重庆市云阳县境内龙角镇、耀灵镇区域，区内主要为丘陵区和低山区，分布广泛，丘顶高程430~800m，局部达1000m，切割深度50~150m，地形较陡，沟谷相对开阔平坦。该项目为升级改造工程，公路设计等级为三级，设计车速30km/h，标准路幅宽度7.5m。结合本段既有道路的特点，本文通过对高边坡支护方案进行比选，阐述了锚杆挡墙在山区公路边坡工程设计中的应用优势。

1工程背景

S407龙耀路K4+340~K4+540段既有道路平面线型差，路基宽度较窄，既有道路右侧与泥溪河相邻，边坡陡峭，左侧山体为老路修建形成的高边坡，最大高度达30m，切坡后基本呈直立状，根据勘察资料显示，道路左侧陡崖主要由三叠系中统巴东组二段（T2b2）中～薄层状泥灰岩组成（局部夹页岩薄层），岩层受构造挤压明显，产状变化大且较凌乱，左侧现状岩质边坡为切向坡，坡度近直立，现状整体稳定（局部掉块）。

图1 地形地貌

2工程方案拟定

根据本段既有道路的地形地貌及地质特点，本路堑边坡为切向坡，无外倾结构面控制，边坡岩体稳定性受岩体强度控制，设计按常规拟定了“坡率法”进行设计，同时，考虑到坡率法形成的边坡高度较高，锚杆挡墙收起效果较好，且造价低等优点，拟定了“锚杆挡墙+坡率法”方案进行比选。

方案一：坡率法

道路左侧边坡按1：0.5~1：0.75分级放坡处理，每级边坡高度10.0m，级间设置2.0m宽平台，边坡最大高度约79m，面坡采用锚杆进行加固处理。

方案二：锚杆挡墙+坡率法

道路左侧边坡第一、二级采用锚杆挡墙进行收坡处理，第三、四级边坡按1：0.5分级放坡处理，每级边坡高度10.0m，级间设置2.0m宽平台，边坡最大高度约52m，面坡采用锚杆进行加固处理。

经综合比较，采用方案二“锚杆挡墙+坡率法”边坡高度较“坡率法”降低27m，开挖土石方减少约6.6万方，节约用地约6.2亩，工程投资减少约200万元，锚杆挡墙收坡效果显著，在山区陡峭地形可以有效减少山体的开挖。

关于锚杆挡墙结构的可靠性目前研究较多，朱川曲[1]、王卫军[2]、何满潮[3]等对巷道锚杆支护结构可靠性进行了深入研究，杨松林等[4]运用随机-模糊理论分析了锚杆抗拔力的可靠性，高凌霞等[5]对锚杆-抗滑桩系统的可靠性进行了数值模拟。唐仁华等[6]对多根锚杆的不同失效模式进行系统可靠性进行了研究。因此这种结构在边坡支护的应用研究较深入，可靠度较高。

3锚杆挡墙设计

锚杆拉力按独立支点及连续梁方式进行计算，本设计为肋板式锚杆挡墙，挡土板内力按以肋为支点连续梁计算，竖肋的支点反力、弯矩、剪力按支承于刚性锚杆上的连续梁计算。对于山区公路陡坡锚杆挡土墙的设计，除按理论计算外，还要确保工程的安全性给工程一些必要的安全储备[7]。

K4+340~K4+540段第一、二级边坡，设置板肋式锚杆挡土墙，最大墙高

20m。锚杆挡墙墙面坡率1：0.15，锚杆与水平方向夹角15°，锚杆为全粘接锚杆。锚杆挡土墙锚杆采用2φ32HRB400钢筋，锚杆长度为6.0～12.0m，钻孔为φ130。锚杆水平间距为2.0m，竖向间距为2.5m。锚杆锚固灌浆采用M30水泥砂浆灌注，锚杆采用弯起与钢筋混凝土板连接，钢筋网采用双层φ14HRB400钢筋网制作，网格间距20cm×20cm，钢筋混凝土板厚度为20cm，肋柱截面尺寸为40cm×50cm，肋柱间距2.0m，肋柱及板均采用C30混凝土浇筑。

4主要施工要点

（1）施工顺序

锚杆挡墙必须采取逆做法施工，即自上而下分段分级开挖且分级挡护，其施工顺序：施工准备→准确确定边坡开挖线→边坡分段、分级开挖→施工锚杆→肋柱、面板→养护混凝土→混凝土强度达到80％后下级边坡开挖。

（2）锚杆施工前应选择相同的地层进行现场拉拔试验及开挖检验，试验孔数均不少于3孔，以验证锚杆砂浆的握裹性和锚固段的设计指标，确定施工工艺及参数。

（3）本边坡工程采用信息法施工。施工时通过对施工现场地质状况，施工情况和变形监测的反馈信息，加强施工中的动态设计。

（4）工程监测包括施工期间的安全监测和工程效果监测。施工期间的安全监测以简易地表变形监测为主，监测点的布设应与工程效果监测结合，以保持整个工程监测的完整性。施工期间监测时限以施工开始作为起始，施工结束为终点。工程结束后，进入工程效果监测阶段，效果监测年限为工程竣工后不少于两个水文年，且应根据两年后的监测结果评定是否延长监测期限。

5结 论

（1）锚杆挡墙结构充分利用锚杆与岩土层共同，相对重力式挡墙、桩板墙等支挡结构有着对山体扰动小、工程投资较省的优势，在山区陡峭地形的深路堑地段收坡效果显著。

（2）锚杆挡墙设计方法较简单、施工技术较成熟，在地形受限且对景观要求不高的山区可广泛应用，本工程完工后运营近2年，监测结果显示，结构及山体未出变形、位移等病害，结构安全可靠。

（3）在山区陡峭地段，锚杆挡墙的应用可以节约占地面积，减少对林地的占用，同时节约大量弃碴，对环境影响较小，符合环保要求。

参考文献

[1]朱川曲, 张道兵, 朱海燕. 基于蒙特-卡罗法的煤巷锚杆支护结构可靠性分析[J]. 中国安全科学学报, 2008,18(4): 146－150.

[2]王卫军, 侯朝炯. 回采巷道煤帮锚杆支护可靠性分析[J].岩石力学与工程学报, 2001, 20(6): 813－816.

[3]何满潮, 苏永华, 孙晓明, 等. 锚杆支护煤巷稳定性可靠度分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(12): 1810－1814.

[4]杨松林, 徐卫亚, 刘祖德. 岩石锚杆抗拔试验数据处理及可靠度分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2003, 22(1):61－64.

[5]高凌霞, 杨向军, 门玉明. 锚杆-抗滑桩系统的可靠性分析[J]. 水文地质工程地质, 2006, 33(6): 36－39.

[6]唐仁华,陈昌富.锚杆挡土墙可靠度分析与计算方法[J]. 岩土力学, 2012, 33(5): 1389－1401.

[7]余万. 锚杆挡土墙在陡坡路基中的工程应用[J]. 公路交通技术,2002,3:12-14.

基金项目：******（注明编号）

作者简介：谢晓林（1981—），男，四川省蓬溪县，本科，高级工程师

通信作者：