豫西南山区高速公路路基边坡防护动态设计浅析

刘静

（河南省收费还贷高速公路管理中心，河南郑州 451450）

1 工程概况

豫西南地区地处秦岭山脉东端，属于山岭重丘区。在建栾川至双龙段高速公路起点位于栾川县庙子乡，顺接郑州至西峡高速公路尧山至栾川段终点，向南经西峡县太平镇、二郎坪乡，到达项目终点西峡县双龙镇。本项目地处秦岭支脉伏牛山南麓山区，老界岭、青铜山、牛心垛三道主要山脉与鹳、淇、丹三条河流由西北交错向东南延伸，形成西北部群山盘结、东南部丘陵纵横之地势，依次为深山区、中山区、低山区、山口盆地和丘陵区，总体地势中部高、两端低，伏牛山贯穿东西，为项目区的最高点。项目区山势陡峻内，可分为中、低山岩浆岩，中、低山变质岩两个工程地质区，其间穿插多较个小的河流冲积平原区。岩性以风化岩及残积土为，局部为碎石土。

2 路基边坡防护动态设计

路基边坡防护以安全、经济、环保为原则，因地制宜，采取工程防护与植物防护相结合的综合措施，防治路基病害，确保路基稳定，树立边坡绿色环保的防护设计理念，顺应自然、融入自然。

根据项目所在地的气候、水文、地形、地质及筑路材料分布情况，本项目边坡防护形式分为填方与挖方。其中，填土高度≤5m的路段，边坡防护型式采用植草+灌木，既美观又兼顾护坡效果；路堤高度H＞5m 时，边坡采用M7.5 浆砌片石拱形骨架内植草+灌木防护，骨架起到固坡、防冲刷作用，植草灌木固土又美观；高填方填石路基路段，边坡采用片石码砌，不进行任何防护；土路肩、护坡道均采用植草+灌木的防护形式。对于一般土质或全~强风化岩质路堑边坡，当路堑边坡高度H≤5m，边坡采用植草+灌木防护；路堑边坡高度5

由于地质情况的复杂性及勘察手段的局限性，现场开挖后边坡的实际地质情况与设计图纸存在一定的差异；同时，很多边坡开挖后长时间裸露，未及时施做防护，导致边坡风化、受雨雪侵蚀，地质情况发生变化，因此，高边坡的施工方法、边坡防护措施等应根据施工揭露的地质情况、路堑动态施工过程中边坡观测情况，按照信息化设计原则进行调整和修改。本项目路基边坡防护优化变更类型总结如下。

2.1 填方路基边坡

①植草+灌木变更为骨架防护。部分填方较长的整段落，设计有骨架防护和植草+灌木两种防护形式，影响美观，为突出整体效果，统一调整为骨架防护；②半路半桥相接处，填方边坡放坡时会侵占桥梁墩柱，为避免对桥梁的影响，在路桥相接处设置衡重式路肩墙；③部分填方路基路肩挡墙设置在斜坡坚硬岩石上，基础开挖困难，将挡墙外移至平缓地面，路肩挡墙调整为路堤挡墙；④部分陡坡路段原设计为路堤挡墙，施工过程中由于修筑便道等原因使原地面抬高，可取消挡墙，变更为填方路基。

2.2 挖方路基边坡

（1）由强变弱类。①骨架防护变更为植草+灌木。由于地面高程发生变化或施工扰动，顶部一级边坡开挖后实际高度较低，坡率为1:1，土质或强风化，将骨架防护变更为植草+灌木；②骨架防护变更为SNS 防护网。边坡开挖后为中风化岩石，坡面稳定，将骨架防护变更为SNS 防护网；③锚杆框架梁变更为SNS 防护网。边坡开挖后，边坡自身稳定，为不易风化的中风化坚硬岩石，但边坡易出现由节理切割岩体形成的“楔形体”掉落现象，将边坡防护变更为SNS 主动防护网；④锚杆框架梁变更为骨架防护。边坡开挖后，边坡自身稳定，为土质或强风化岩石，将边坡防护变更为拱形骨架植草+灌木；⑤锚杆框架梁变更为窗孔式护面墙。边坡开挖后，边坡自身稳定，为风化软质岩石或较破碎岩石，将边坡防护变更为窗孔式护面墙，典型段落如图1 所示。

图1 中风化岩石，将骨架防护变更为SNS 防护网

（2）由弱变强类。①植草+灌木变更为骨架防护或挂网喷播植草。边坡开挖后为石质边坡，种草难以成活，或由于地面高程变化导致开挖后边坡高度较高，将植草+灌木变更为骨架防护或挂网喷播植草；②SNS 防护网变更为锚杆框架梁、骨架防护、窗孔式护面墙。边坡开挖后，为软岩或潜在浅层坡面破坏，或坡面破碎风化较严重，将SNS 防护网变更为锚杆框架梁、骨架防护、窗孔式护面墙，典型段落如图2 所示。

图2 坡面为软岩，较破碎，将SNS 防护网变更为窗孔式护面墙

（3）同类防护形式优化调整。骨架防护、窗孔式护面墙、挂网喷播植草都适用于土质边坡或强-全风化石质边坡，坡率不陡于1:0.75，三种防护形式各有优劣。骨架防护圬工小，自重小，坡面稳定性好，但石质边坡刻槽困难，砌筑拱圈需要模具，施工难度较大；窗孔式护面墙便于施工、防水效果好，但圬工大，自重大，不适合二级以上的边坡；挂网喷播植草美观、坡面效果好、便于施工，但对于石质边坡耐久性差，护坡效果一般，适合坡率较缓（1:1）的边坡。在实际使用中，要根据边坡实际地质情况选用合适的防护形式，典型段落如图3 所示。

图3 强风化岩石边坡，将骨架防护变更为窗孔式护面墙

（4）新增或取消等其他类。①原设计无防护。部分原设计无防护路段，在边坡开挖后依据现场地质情况需增设边坡防护时，可根据施工图设计原则及防护变更原则，增加相应的防护措施；②放缓边坡，取消原有防护。部分浅挖方边坡在开挖后由于边坡坍塌、或坡顶外反坡等原因，可挖除部分边坡，仅保留1.0m 高坡体，并取消原有边坡防护，典型段落如图4 所示。

图4 存在滑坡现象，挖除中间坡体

3 结语

综上所述，豫西南山区地形复杂，群山盘结、丘陵纵横，河流沟谷较多，这就要求优化高速公路路基设计，在路基防护设计过程中，本着客观求实、准确安全的原则及“动态设计”的理念要求，根据沿线自然条件，结合项目特点、难点，以及总体设计的要求，在满足使用功能的前提下，按照“通畅、安全、环保、耐久、节约”的设计指导原则，以批复的施工图设计图纸为基础，结合现场边坡开挖后的地质及和施工情况，对部分边坡防护方案进行调整，充分体现“以人为本”和“建设生态公路”的指导思想，以实现路基防护设计的安全性、自然性、人性化的设计要求和特点。