公路路堑边坡破坏的几种处置方法分析

黄进进（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川成都610000）

公路路堑边坡破坏的几种处置方法分析

黄进进（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川成都610000）

在公路工程施工过程中，由于工程地质条件、施工环节较为复杂，因此公路路堑边坡结构很容易会出现失稳的现象，这不仅会对工程施工进度造成不利影响，同时还会增加工程施工成本，因此有必要对路堑边坡破坏的相关问题进行分析，以提升整体边坡结构的稳定性。基于此，本文从不同方面对公路路堑边坡破坏的几种处置方法进行了分析。

公路；路堑边坡；破坏；处置方法

路堑边坡是一种比较常见线路地貌区，其稳定性与公路施工进度直接相关，同时也会影响到其建成后的正常运营，因此为避免路堑边坡变形、采用合理的措施保证边坡稳定性非常重要。随着近年来我国公路事业的快速发展，对边坡的要求逐渐升高，仅保证边坡稳定性已经不能使公路发展要求得到满足。在近年来的公路修筑过程中，人们开始逐渐将关注的焦点放到边坡美观性及环保性等方面，因此生态型护坡开始被广泛应用于新建公路路堑边坡中。

1 公路路堑边坡特点

公路路堑边坡属于人工开挖边坡的一种，其特殊性可以从以下几方面分析：①公路是一种带状、线形工程，在选址上具有可变性特点，通常情况下对于滑坡等工程地质灾害来说主要采用躲避的方式，治理仅起到辅助性作用；②公路路堑边坡具有永久性特点，从公路设计年限上来说应一次设计、治理，不能留有后患，尤其是对于一些大型复杂边坡来说，短时间内可能不能将其性质搞清楚，因此必须进行合理规划，然后分期治理；③路堑边坡稳定是一种常见的地质工程问题，这种问题具有动态性特点，可能会涉及到车辆行驶动荷载作用的影响，对稳定性的要求非常高，不仅要保证边坡整体稳定性，同时还要针对崩塌落石等灾害选择合理的工程措施，同时还要注意环境美化与协调性；④随着线路延伸变化，路堑边坡工程地质条件的差别很大，区域性比较强烈，所以边坡地质力学模型不同其稳定性分析方法也不同 （土体稳定性相关数据如表1）；⑤通常路堑边坡开挖于地表，坡高一般在几米到几十米之间，边坡岩层的性质不同，其工程地质性质也极为复杂，其中最为明显的就是不均一性和各向异性。此外，在稳定性分析过程中，应结合边坡岩层组合情况建立破坏模型，对其稳定性进行评价。

表1 土体参数选取表

2 公路路堑边坡形成与支护类型

随着当前我国社会经济的快速发展，公路建设工程越来越多，这对于国民经济发展是非常有利的，同时还会为人们的出行创造方便。然而，当前一些公路工程在施工过程中却遇到了一些难题，特别是在山区公路设计及施工的过程中，基于对工程设计要求的考虑，需要进行很多开挖、填方等工作，这无疑会影响公路路堑边坡结构的平衡性，同时加上土压力的影响，公路路堑边坡很容易会出现变形、破坏等问题，不利于公路工程施工的顺利进行，为此，技术人员为了保证路堑边坡的稳定性，应加强对公路路堑边坡的支护设计，这不仅可以提升路堑边坡的稳定性，同时还能为公路工程施工安全提供保证。根据一般情况下土压力的计算公式：

式中：Ka——主动土压力计算系数；

φ——土体内摩擦角；

α——墙背与竖直线夹角；

δ——墙背土与墙体摩擦角；

β——填土面与水平面夹角。

注：墙背与竖直线产生的夹角，若在竖直线的左侧即为负值，此种情况称为仰斜。故此处的α=-14°。

据相关数据显示，公路路堑边坡稳定性可能会受到很多因素的影响，主要可以概括为人为因素和自然因素两方面，其中人为因素主要是指在公路工程施工过程中，施工人员的开挖深度、开挖方式都存在一些问题，这种情况下公路路堑边坡稳定性明显下降；自然因素是指边坡整体结构会受到岩性、地形及风化作用等因素的影响。除此之外，在不同等级公路工程中，边坡结构开挖程度也存在一定差异，所以，在实际工程施工中，应结合相关要求和规范进行公路路堑边坡支护设计，充分保证公路路堑边坡结构稳定性。现阶段我国公路路堑边坡支护设计主要利用锚固处理、排水施工、抗滑支挡3种施工方式进行处理。

3 公路路堑边坡破坏机理与治理设计

为了探索处理边坡的方式，利用合理措施进行防护与加固，下面以集丹公路为背景，对其路堑边坡处治方式进行分析。

3.1 平面滑动形滑坡

3.1.1 推动式滑坡的破坏机制

从内部因素来看，由于受到鸭绿江岩石大断裂的影响，加上经历了多次构造作用，因此形成了当前的断裂构造带，由于受到该断裂构造带的影响，形成了多组次生构造面。而倾向临空滑面是由于构造作用形成的，由于构造面与构造裂隙、卸荷裂隙、风化裂隙等相互切割，坡体形成了裂隙网络，这无疑为地表水侵入创造了条件。地表水沿着边坡松散体的方向逐渐下渗，反复侵蚀滑动面，滑动面强度大大降低，主滑待后端应力大于强度，后来后部滑体断裂，最后生成了后缘滑带。由于前缘体临空，滑体整体滑向临空面，这时边坡上部张烈隙明显，由于后缘滑带的挤压，下部出现了多组剪切裂隙，上下部滑体形成了滑动面，但是滑动面并未形成贯通，中间没有出现滑面。从外部因素来看，由于施工过程中边坡开挖不合理、爆破时用药量过大，使得滑体内岩体碎裂松动加剧，滑体形成随之形成了危石次级危害，这无疑增加了边坡危险性。

3.1.2 推动式滑坡的治理措施

在整个滑坡面利用锚索进行加固，使土体稳定性得到增强，如图1。

图1

滑坡面局部利用喷锚支护，利用局部喷锚的方式对局部破坏路段进行防护，如图2。

图2

3.1.3 牵引式滑坡的破坏机制

坡面的断层带其宽度为5m，断层带内有土黄色和灰褐色的断层泥，还有大粒径安山角砾，气孔中有火山灰。断层带上部为黄白色石英岩，岩石呈现棱角块体，岩层下部是紫色的粉砂岩，滑坡后缘有拉张烈隙，列席的宽度在1.2～2.4m之间，裂隙之后为一陡坡，陡坡的高度在1.2～1.4m之间。在断层带与下部粉砂岩阻水作用的影响下，大气降水过程中，地下水会沿着裂隙渗入到石英岩底部，在水浸泡与润滑作用的影响之下，上部岩体沿着和紫色粉砂岩接触面的平面不断滑动。下部有非常明显的暴露滑动面，之前滑落的石英岩碎石堆积在了坡角挡墙之后，上部没有突出坡面的滑体。

3.2 平面型滑动

3.2.1 稳定性评价

渗入到现场进行勘察，岩体裂隙发育，其强度比较低，新鲜面和风化面分别呈现出紫灰色、黄褐色，微裂隙发育。砾岩内有1～5cm的砾石夹层，砾岩呈现出灰紫色，有严重的风化现象，其强度非常低。楔形体两滑面抗剪强度、岩石容重与强度等相关指标得到了确定，然后通过稳定性分析之后确定设计方案。抗拉抗压强度通过点荷载试验得到确定，通过容重试验对容重进行确定。

3.2.2 治理措施

采用锚索加固方式对楔形体进行加固，同时采用喷锚加固方式对局部失稳岩土进行加固。

3.3 硬质砂岩等崩塌

岩石本身是坚硬的，它具有非常大的抗风化能力及抗剪强度，因此形成了高峻的斜坡，但是因为开挖路堑，破坏了稳定性，与此同时，由于软硬互层和风化差异，斜坡的外形整体凹凸不平，容易产生崩塌，因此需要按照实际情况采用修整坡形、素喷混凝土及喷锚加固等措施进行治理。

3.4 溯流型渗流和挤压

这种破坏是因为路堑边坡是由风化岩及种植土构成的，从整体上来看其结构较为松散，在土体自重应力的影响之下，很容易会出现移动、挤压、堆积及变形等问题，进而出现较为明显的状况，按照出现状况的大小、土含量及规模，可以利用增设新挡墙、对原有挡墙进行加固以及生物固坡等方式进行治理。

3.5 软硬岩碎石土塌落

因为岩石的风化非常严重，并在坡面上形成了碎石土，与此同时，形成了软弱层面滑动面，特别是软弱层面在开挖路堑过程中充分暴露，岩石不断风化，在雨水侵蚀等情况下发生了很多变化，这种情况下土体沿着软弱结构层逐渐下滑，最终形成了塌落的结果，这种情况下通常应利用削皮、增设挡墙等措施进行治理。

4 结语

综上所述，在公路工程施工过程中，保证路堑边坡结构稳定性非常重要，不仅有利于提升工程施工进度，同时还能充分保证施工人员的生命财产安全。然而，在不同公路工程施工过程中，其施工条件、地质结构差异也比较岷县，因此在路堑边坡结构支护设计中，施工人员应结合工程实际情况，按照设计要求采取措施进行治理。总之，随着公路事业的快速发展，人们越来越重视环境保护及生活质量的提高，生态防护成为边坡防护的重要发展方向，同时也必然会成为以后发展的主流。

[1]邬爱清，汪 斌.基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法[J].岩石力学与工程学报，2014，04：699～706.

[2]陈显春，董正威，盛国俊.山区公路岩质边坡冻融破坏机理及处置对策[J].公路，2011，03：71～74.

[3]余小马，徐国锋，吴 昊，谢 媛.高速公路高液限土路堑边坡稳定性分析[J].公路，2011，08：138～140.

[4]陶连金，沈小辉，王开源，魏云杰，王文沛.某大型高速公路滑坡稳定性分析及锚桩加固的模拟研究[J].工程地质学报，2012，02：259～265.

[5]高德彬，陈增建，倪万魁，赵之胜.陕西省公路黄土路堑高边坡植被防护研究[J].水土保持通报，2008，05：155～160.

U418.5

A

2095-2066（2016）34-0205-02

2016-11-23

黄进进（1984-），男，工程师，本科，主要从事公路路基方面工作。