立体综合防护技术在山区公路高边坡治理中的应用

单武林，欧广州，杨瑞芬

（中建二局土木工程集团有限公司，广东佛山 528010）

1 引言

山区公路高边坡稳定性较差、破坏性较强，会导致塌方、滑坡等地质灾害，对人们的生命财产造成威胁，施工过程中应采取适当的防护技术措施解决高边坡稳定性问题。本文结合实际项目重点阐述立体综合防护技术在山区公路高边坡治理中的应用，该治理方案技术可行、经济合理、安全可靠，提升了公路边坡结构的稳定性，确保了公路行车的安全性与舒适性，在山区高速公路的边坡（滑坡）治理中得到推广应用，取得了一定的社会效益和经济效益。

2 项目概况

本项目位于广西贺州市，标段起点位于苍梧县石桥镇，终点位于贺州市平桂区水口镇，全线隧道共4 997 m/7 座，主线桥梁共17 946.75 m/50 座，地质条件为细砂岩、页岩等，属于山岭区地形，山势较陡峻，施工段落内深挖路堑共18 处，最高路堑边坡53 m，高填路基8 处，最大路基边坡54.5 m，边坡根据地质情况采用挂网喷播、挂网喷浆、拱形骨架、锚杆框格梁、锚索框格梁、挡土墙等多种结构形式进行综合防护。

3 山区公路工程高边坡防护治理技术应用

3.1 挂网喷播护坡技术

首先，人工在坡面上挖楔形沟（按一定的行距），楔形沟挖好后在沟内回填种植土（参入土壤改良剂）以及养料等种植基质材料，然后进行三维植被网张挂，同时进行喷播植草（基质材料覆盖好），针对高速公路挖方路堑的岩质边坡，取得了较好的效果。

一般采用正六边形进行挂网喷播，并铺设网目小于或等于5 cm 的14 号单层镀锌铁丝网，铁丝网需要进行铆钉固定，主铆钉采用B18（长120 cm），辅助铆钉采用B12（长80 cm），主铆钉按纵横向间距2 m 控制，辅助钉按纵横向间距1 m 控制，客土喷播厚度宜控制在10～12 cm，在特殊地段可根据实际情况调整喷播厚度（如岩性破碎、硬坡段）[1]。客土喷播应分层依次进行，下层喷播厚度控制在5 cm，并保持客土稳定（10～20 min），然后进行上层客土喷播，上层客土喷播应达到设计厚度要求，待客土喷播完成后，应进行无纺布覆盖（无纺布用30 g/m2的），并做好喷水、补种、清除杂草及病虫害等养护管理，无纺布揭除前，应确保幼苗植株长度达到5～6 cm，或者片叶长到2～3 片时，这样有理由幼苗生长正常。

3.2 边坡挂网喷浆技术

根据边坡岩体构造的特征及表层形状合理确定喷射混凝土的厚度，本工程设计时对厚层微风化岩层间结合较好、裂缝较为发育好的区域，喷射混凝土厚度为12cm，喷射混凝土标号为C25 细石混凝土。保护层厚度不小于20 mm，按照锚杆在孔的中心线位置布孔，锚杆居中支架焊接间距1.5～2 m。支架焊好后在孔内放置锚杆体，插入孔内注浆塑料管（注浆管应符合孔深要求），向孔内注入纯水泥浆（距孔底约0.5～1.0 m），水泥浆应经试验室试验合格，保证注浆的压力≥0.2 MPa[2]。

在完成锚杆注浆和绑扎网片后，将锚杆的头部用圆钢（φ10 mm）焊接连接在杆体上，确保焊接点牢固可靠，泄水孔呈梅花形布置，间距2～3 m，在挂网喷射混凝土完毕后实施，喷射混凝土的抗渗等级不应低于S6。一般保证混凝土的喷射厚度为8 cm，对特殊部位应增加喷射混凝土的厚度（增加5 cm），比如，变截面处（地下工程）、阳角部位（轴线转折点），喷射细石混凝土强度为C20，配合比为水泥∶砂∶细石=1∶2∶2，喷射混凝土应多次分层进行，喷射混凝土终凝2 h 后，应喷洒养护，养护时间不得少于14 d。

3.3 拱形骨架护坡技术

首先，进行土层整理，将浮土以及松散的表面土清除，清除干净后用土填平压实，确保填土的压实度达到原路基土的压实度，避免砌体施工时由于土方下沉而产生裂缝，保证砌体的安全及稳定性满足要求，然后，进行骨架轮廓放样，确定基槽开挖部位，拱形骨架基槽采用人工开挖的方法，开槽深度为垂直坡面以下30 cm，基槽开挖完毕后，放样撒白灰线确定护脚部位，护脚一般采用片石砌筑，砂浆强度M7.5，深600 mm，宽450 mm。

镶边石一般采用水泥混凝土（C20）预制构建，需要进行预制，将预制好的水泥混凝土构件运至施工现场，施工时砌筑需要进行水泥砂浆勾缝，采用坐浆或者挤浆法施工，严禁采用灌浆施工，尺寸为49.5 cm×23 cm×5 cm（直镶边石），弧形镶边石半径（内径）为1.5 m，长宽高与直镶边石尺寸大小一样，拱形骨石料强度≥30 MPa，采用片石砌筑（M7.5 砂浆），拱圈高度依据边坡实际高度进行统一调整（一般采用3 m）、拱圈直径一般为1.5 m、宽度为40 cm，拱形骨架护坡如图1 所示。

图1 拱形骨架护坡示意图

3.4 挡土墙护坡技术

根据设计资料，确定墙身断面、挡土墙的起讫点和墙长、基础形式和埋置深度，布置排水设施，伸缩以及沉降缝部位确定，挡土墙基础布置，确保地面墙趾纵坡≤5%，布置泄水孔的位置，仰斜墙背的坡度不宜缓于1∶0.3，通常在1∶0.15～1∶0.25，俯斜墙背常用1∶0.25～1∶0.4，不超过4 m 的低墙可用垂直墙背，凸形折线墙背上下墙的墙高比一般采用2∶3，对于衡重式墙，一般上、下墙俯仰斜墙背坡度为1∶0.25～1∶0.45，1∶0.25～1∶0.3，墙高比为2∶3（上下墙）[3]。

地面横坡较陡时一般为1∶0.05～1∶0.20（墙面坡度），采用陡直墙面(矮墙)，地面平缓时一般采用1∶0.20～1∶0.35 较为经济，混凝土块和石砌体挡土墙的墙顶最小宽度≥50 cm，混凝土墙顶最小宽度≥40 cm。路肩墙墙顶一般做成顶帽（使用粗石料或C15 混凝土），厚40 cm 宽度不小于60 cm，突出10 cm 墙外的飞檐，干砌挡土墙的高度一般不宜大于6 m。

3.5 锚杆、锚索框格梁护坡技术

3.5.1 锚杆工程施工

锚杆与水平面的交角不大于45°，一般在l5°～20°，钻完第一个孔后，需做压水试验，孔壁的裂隙大于160 μm，水泥浆将会漏失，在一个附加大压作用下，将产生32 L/min 的渗流量，若试验发现漏浆，可用较稀的水泥浆漏灌注孔内，24 h 后重新钻孔，在做压水试验。

钻进过程中如遇特殊情况应及时停止钻孔并采用水泥砂浆灌浆处理，如出现塌孔、缩孔等，灌浆压力控制在0.1～0.2 MPa，然后重新钻进（水泥砂浆初凝后），锚杆孔径要求110 mm，在孔底留存渣段0.5 m，实际钻孔深度大于设计深度0.2 m 以上插入杆时应将灌浆管同时放至钻孔底部，但应留约50 cm 的保护层。

锚孔注浆自孔底向上一次性注入，注浆压力应≥0.8 MPa，中途不能停灌，锚杆下入孔后6 h 后必须开始注浆作业，如果中途停止时间超过30 min，应润滑注浆罐以及管路，润滑采用水或水灰比为0.5～0.6 的纯水泥浆，锚孔采用水泥砂浆全孔一次性灌注，砂浆拌和时间≥3 min 并及时使用，否则砂浆作为弃浆处理（拌和后1 h 未使用），封锚前应对外留锚杆仔细涂刷防锈剂及保护剂，最后用C25 混凝土将外露钢筋锚杆封死，锚混凝土任意部位的最小厚度，不得小于25 mm。

3.5.2 框格梁施工

框架梁基础施工时应先进行砂浆调平层铺设，铺垫厚度一般为20 mm，然后再进行制作和安装钢筋，保证同一截面钢筋接头根数与钢筋总根数的比例≤1/2，且截面之间有焊接接头的距离应≥1 m。框架梁的浇筑应整体一次性浇筑完成，混凝土强度一般采用C25。

锚杆框格梁的肋柱地梁嵌入深度布置要求：一般的土质及全风化层嵌入48～50 cm，强风化层嵌入35 cm，六角空心砖20 cm，骨架嵌入10 cm，六角空心砖20 cm，对于中～ 弱风化层，因地梁无法刻槽嵌入，需要对地梁与骨架进行35cm 培土后，做20 cm 的六角空心砖，框格横梁在框格中间应设2 cm宽的伸缩缝（间距为每隔3～5 排框格），伸缩缝内用浸沥青木板填缝[4]。

碎落台应采用素混凝土浇筑，素混凝土厚度为8 cm，强度等级为C15，并设平滑圆弧过渡（碎落台与下层边坡交界处），设置变形缝（碎落台应与框格梁边坡对应位置），肋柱内应按设计设置φ12 mm 定位钢筋，不容许铁丝定位，肋柱加密箍筋，锚杆、索框格梁示意如图2、图3 所示。

图2 锚杆示意图

图3 索框格梁示意图

3.5.3 锚索施工

锚索采用钢绞线制作，强度要求：抗拉强度Rb=1 860 MPa，一般钢绞线数量及直径要求：4 根S15.2 mm，锚具：OVM15-4型锚具锁定，张拉段长度：增加1.5 m，锚固段架线环与紧箍环间隔设置（每隔0.75 m），自由段架线环设置：每隔2 m 设置一道以保证钢绞线顺直，单根锚索：设计锚固力≤500 kN，锚固长度一般为7～8 m（稳定岩体）。

锚索的张拉及锁定应采用整体张拉、分级进行，按设计值分5 级荷载逐级增大（25%、50%、80%、100%），且完成每一级张拉后，应进行稳压5 min，出现实际伸长值比理论伸长值大出10%或小于5%时，应停止张拉并及时查明原因补救后方可继续张拉，当张拉荷载达到设计荷载的1.1 倍后，进行稳压10～20 min 后锁定，在设计张拉完成后要在补偿张拉一次（一般在设计张拉完成30～45 d 后）然后封锚，上述过程应严格按照操作规程执行。

4 结语

山区公路高边坡防护工作应重点分析影响因素，比如，气候环境、水域情况和人为活动等，施工前必须根据设计内容和现场具体情况条件，制订经济上合理，技术上可行的高边坡防护治理方案，选择合理的边坡防护形式，采取恰当的防护治理技术措施，确保高边坡的稳定性与安全性，强化边坡防护治理，保证边坡防护效果，确保安全施工、安全通行，挂网喷播、挂网喷浆、拱形骨架、挡土墙、锚杆索框格梁等立体综合防护技术作为公路工程施工的重要施工技术，在山区公路高边坡防护治理中发挥了显著作用和效果，为山区公路高边坡的长期稳定提供了保障。