山区高速公路高边坡防护技术工程应用研究

摘  要：本文依托某工程案例，结合其工程地质条件，对高填边坡稳定性进行了分析。基于该项目，提出了高填边坡防护与恢复治理施工方案，以期防护后的边坡更加稳定、安全、环保。

关键词：山区高速公路;高边坡防护;稳定性

中图分类号：U416.4    文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

随着社会经济的迅速发展，我国高速公路网基本完善，但大量高速公路修建于复杂地形地貌的山区地带。按照公路路基设计标准，路堤填土高度在20m以上的边坡被称为“高填边坡”。相比一般边坡，高填边坡更易引发边坡失稳、坍塌等问题。若防护不当，将会导致边坡失稳，带来巨大损失。为此，必须重视山区高速公路高边坡防护技术的合理应用，做好稳定性分析，采取切实可行的防护方案，最大限度减少路基灾害发生，稳定路基边坡，保证行车安全。

1 工程概况

某山区高速公路位于两省之间，路线向南延伸，全线长236km，为双向6车道设计标准，设计时速120km/h。该工程沿线地形地貌复杂，存在大量高填边坡。为此，选取其中A段高填边坡段为试验段进行分析探讨。该试验段地貌为剥蚀丘陵地貌，地势复杂、起伏大，山间有大量沟谷发育，植被繁茂且所处路段河流广布，雨量较多。

2 高填边坡工程地质条件

根据地质勘察发现，该高填边坡覆盖层区域以残坡积粉质粘土，下伏震旦系坝里组、沙坝黄组板岩为主。主要地层情况如表1所示。

在原地表粉质黏土、强风化板岩上段清除的前提下，对本高填边坡作填筑压实施工，第一，强风化下段板岩处理后的粗粒土填料用于填筑高填边坡距离边坡顶面12m以下的坡体，并压实。第二，强风化板岩上段、板岩残积土处理后的细粒土填料用于填筑至边坡顶面12m以上的坡体，并压实[1]。

碎石土是边坡下部粗粒土填料的主要成分，填筑压实之后，碎石土的抗剪强度增大，有助于稳定边坡下部。相比之下，边坡上部采用的填料主要为细粒料，填筑压实之后，在雨水的长期冲刷作用下，上部填土由于粒径小，很容易产生坡面冲刷破坏情况，严重时很可能产生滑坡危害。基于此，必须对边坡稳定性进行分析，本文以Geo-studio软件为主，对该高填边坡的稳定安全系数进行计算与评价[2]。

3 高填边坡工程稳定性分析

根据地质勘察结果可知，强风化板岩为本工程下伏地层，在该部分主要填筑的材料为粗粒土填料，而在其上部填筑的细粒土填料，在雨水冲刷作用下边坡极易引发滑坡危害。因此，为了验证高填边坡的稳定性，在本数值模拟当中，拟考虑两方面因素，即两种不同工况条件[3-4]。

工况一：天然工况（地下水埋深较深情况）;

工况二：暴雨工况（地下水埋深较浅情况）。

设定：连续大降雨期间，地下水位上涨，甚至临近或达到坡面。此时，可通过室内三轴试验获取细粒土填料的物理力学参数，同时，参考板岩填料大型三轴试验数据获取粗粒土填料的物理力学参数。强风化板岩物理力学参数可参考本路段地质报告获取。具体如表2所示。

参数确定后，利用Geo-studio软件Slope/w模块建立高填边坡数值模型，对两种不同工况条件下的边坡稳定性进行计算，结果如下：

工况一：瑞典条分法下稳定系数为2.92;

工况二：瑞典条分法下稳定系数为2.45。

通过所得数据可知，说明边坡在两种工况下均处于稳定状态。

4 高填边坡防护与恢复治理措施

通過高填边坡稳定性计算分析，可知在两种工况条件下边坡仍处于稳定状态。因此，在本工程高填边坡防护与恢复治理当中，可采用生态防护和传统防护相结合的治理方案。即排水防护+人字形骨架护坡、客土喷播防护。具体方案如下：

4.1 排水方案

施工前，先整平、压实坡面，特别是填挖相交部位，利用压实减少雨水下渗。同时，将排水边沟设于路基两侧坡脚外，用于汇集向坡体流入的水，通过排水边沟将水及时向河塘等处排放。

针对边坡填方下部，可挖槽原地面进行碎石排水盲沟设置，为保证施工质量，可将2根打孔波纹管设于盲沟内，并进行土工布包裹，从而迅速将坡体内渗入的水排除。在相邻盲沟设置中，应严格按照地下水富集情况确定其间距，保证间距合理[5]。

此外，还要将平台沟设于各级边坡的交界平台部位，在两两平台沟当中，安设急流槽，顺着坡面向下将急流槽连接排水沟，共同组成一个完整的坡面排水体系。

4.2 坡面防护

（1）第一级边坡。针对此级边坡填料为细粒土，采用1﹕1.5设计坡率。边坡坡顶主要承受的外部荷载为车辆荷载，因此不利于边坡稳定性。基于此，在边坡防护施工中应以边坡加固和绿色高速公路建设为主，第一级边坡防护方案为人字形骨架护坡+客土喷播组合形式。边坡土体加固采用人字形骨架护坡，可以将坡表的水及时排除，这对稳固边坡极为有利。通过客土喷播，能够绿化边坡，避免边坡土体被雨水冲刷。

（2）第二、三级边坡。同样采用细粒土作为第二、三级边坡的填筑材料，设计坡率分别为1﹕1.75、1﹕2。在雨水冲刷作用下，填方边坡坡面很容易产生径流，进而破坏边坡表面。为此，在采用人字形骨架+客土喷播防护的同时，还可以种植一些杉树。在这个防护方案当中，边坡截水、排水可通过人字形骨架护坡;而客土喷播可以在坡面生成植被，避免雨水冲刷坡面。杉树由于自身根系发达，且具有极强的适用性，种植杉树可以达到长久护坡的目的，同时也十分契合生态护坡的理念[6]。

本防护施工方案，充分融合了生态防护理念，并通过传统人字形骨架护坡能够达到有效截水、排水的作用，避免坡面被水冲刷。此外，通过不挂网的客土喷播防护作用，加以种植杉树，能够有效阻止坡面径流，保持水土，同时，还能起到美化环境、保护环境的功能，因此具有良好的视觉效果，如图1所示。

5 结语

综上所述，在社会经济高速发展的今天，我国高速公路建设规模持续扩大，越来越多公路修建于复杂的地质环境下，特别是山区高速公路边坡如何防护成为了当前研究的重点问题。边坡防护是确保边坡稳定、安全的重要手段，若防护不合理，将会造成严重后果。为此，必须重视高速公路山区边坡防护工作，本文结合具体工程案例，对山区高速公路高边坡防护技术要点进行了分析，希望能够根据地质勘察结果和稳定性计算结果制定出科学合理的防护施工方案[7]。基于此，提出了生态防护结合传统防护的施工方案，即排水防护+人字形骨架护坡、客土喷播防护，点种杉树的防护措施，通过后期防护效果可知，该防护方案具有良好的应用效果，因此具有可行性。

参考文献

[1]胡新惠.浅议公路路基高边坡病害与防护[J].城市建设理论研究（电子版），2018（32）：112-113.

[2]秦瑜.公路路基高边坡锚杆防护施工技术[J].黑龙江交通科技，2018，41（10）：86，88.

[3]庞乾华.公路路基高边坡影响因素及防护措施[J].西部交通科技，2018（10）：65-67.

[4]曹永刚，席可杨.路基高边坡防护工程施工技术探讨[J].中外企业家，2020（6）：139.

[5]石得龙.路基高边坡防护工程施工技术探讨[J].河南建材，2019（5）：44-45.

[6] 刘韬.路基高边坡防护工程施工技术探讨[J].四川水泥，2018（12）：158-159.

[7]滕娇杰.公路路基高边坡安全稳定的影响因素与防范措施[J].工程技术研究，2020，5（4）：174-175.

收稿日期：2020-09-05

作者简介：宋铁刚（1984—），男，吉林榆树人，本科，工程师，研究方向：交通工程。