摘要：山岭重丘区高速公路边坡地质状况复杂，由于多种条件和因素限制，应根据各路段边坡的特点因地制宜。本文根据实际工程经验，对山岭重丘区高速公路的边坡设计及防护施工进行了总结，为类似工程的建设提供参考。
关键词：山区高速，山岭重丘，边坡设计，边坡防护
1 引言
路基边坡滑坍是常见的病害之一，在岩质或土质山坡上开挖路堑，有可能会使山自然平衡遭到破坏，或由于边坡过陡，使破体沿着某一滑动面产生滑动。《公路路基设计规范》使用常规的边坡高度值，作为划分高矮深浅的依据。对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡，其边坡高度因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响，其边坡稳定性分析和防护加固工程设计应进行特别设计计算。
近年来，随着交通事业的快速发展，高速公路越来越多的深入到了山岭重丘区，山岭重丘区的边坡防护如果在建设时期方法得当，措施到位，会为以后的运营养护节约大量经费，起到事半功倍的效果；在日常养护中，养护措施到位，同样会节约大量不必要的修复资金。本文结合某高速公路的建设及运营养护管理的经验，就如何做好山岭重丘区边坡防护治理进行了相关总结。
2 工程概况
某高速公路全长170.5km，高速公路途径深山老林，地势南高北低，所经地域山岭重叠地势复杂，深挖高填在所难免，高路堑边坡所占比例较大。该高速公路所在区域在地质构造复杂，总体为一大向斜构造，该区域断裂、褶皱均不发展，大部分区域可作为垂直节理对待，局部位置有斜节理发育。
该高速公路边坡地质主要是石质和土质两种。石质边坡主要为石灰岩和砂岩；土质边坡主要分为两种：一是直立性较好的黄土边坡；二是松散、破碎含有部分风化残积物的土质边坡。
3 边坡设计
（1）设计依据
目前边坡设计方法较多，基本思路是采用力学验算、自然斜坡类比法、工程地质比拟法三种方法综合确定，经过充分考虑影响边坡稳定的各种因素，结合计算理论进行稳定性评价，然后采用两种类比方法对理论计算结果进行验证。两种类比方法分别是自然斜坡类比法和工程地质比拟法；自然斜坡类比法，是将本区自然坡稳定性的整体规律应用于所需研究自然斜坡体上，判断其稳定程度；工程地质比拟法是将附近已建工程的变偶进行测量和稳定性评价，选择可供设计参考的边坡形式和边坡坡度。前者主要作为确定路段内边坡综合破率依据；后者主要作为确定坡型和坡度的依据。最后对高边坡进行稳定性计算，稳定计算的依据是：根据工程地质条件，首先保证边坡的整体稳定性和局部稳定性，并且具有一定的富余量，此外满足行车舒适度、生态环保、便于养护、有利排水的基本要求。
（2）坡型设计
根据野外调查，室内模拟实验，进行稳定性及可靠性分析计算，可得到如下优化设计方案：
①30~40m的高边坡，单坡坡比设计值为1:0.5，中间预留2~3级平台，平台台宽3~5m，总坡比在1:0.75~1:1即可稳定。
②40~50m的高边坡，由于破体长期暴露于地表及其他外力的作用，这种类型的边坡可设计为，其单坡坡比设计为1:0.5，坡高为10~12m，总坡比为1:1，采用四级坡型，中间2级平台宽度8~10m，1、3级平台宽5m，可稳定。
③50~60m的高边坡，该类型边坡，较合理的边坡设计应为五级坡型，其单坡坡比设计为1:0.5，坡高10~15m,1、2、4、5级平台宽5~8m，中间3级平台，台宽12m，消除应力向下传递，总坡比1:1.0~1:1.1。
④大于60m的高边坡，总坡比1:1.15~1:1.25，其单坡坡比设计为1:0.5~1:0.75，单坡坡高10~15m，中间平台宽度5~8m可稳定。
根据以上设计原则进行坡型确定的过程中，发现中间平台的宽与窄对与坡体的稳定有着较大的影响，本文以某高速公路高边坡的实际应用情况为依据，并采用有限元对不同的坡高及中间平台宽度进行简单模拟，结果表明采用设平台的坡型对高边坡的稳定性是有利的，安全系数均较大（见下表1），同时对于设计和施工也较为理想，且对边坡的排水、坡面防护均有利。
表1 不同坡型下的安全系数
4 边坡防护
（1）土质边坡防护
该路线上土质边坡较为普遍，且该类型边坡大多为松散、破碎，含有风化残积物的边坡，经过现场勘查及专家论证，所露土层多属于第四系坡残积粘性土，下伏二叠系砂泥岩互层，砂岩层理发育，层厚0.3~5m，表层风化严重，成碎石状和亚粘土状。根据地质差别，分别因地制宜进行植草防护，浆砌护面防护等措施。
①植草防护
K81+205~ K89+100段开挖边坡为类似黄土，土质中密，中上部干燥、下部土体潮湿，此类土边坡虽无滑塌破坏迹象，但坡高20~30m，且坡度1:0.5,为保证永久稳定性和安全性，采用植草防护。根据该地区气候特点，植草应选用易活耐旱类别的植被。期施工时，因类黄土养料差，若将草籽与养料混合喷射种植，效果更佳；前期施工维护时适当给予水分和养分；后期养护时，加强巡查，若有残缺面，在春季及时补种。此类防护绿色环保，在有条件的情况下，可积极推广实施，既可保护边坡稳定性，又美化环境。
②护面墙防护
K135+155~ K135+720段属第四纪塌积黄土，边坡土层密实度较差且松散，局部潮湿。首先将边坡放缓为1:0.6，二级边坡放缓为1:0.75，使综合坡率由陡变缓，两级边坡均设置护面墙，增强边坡稳定性。此类边坡防护简单，但应注意边坡背后留泄水孔，若处理不当护面砌体易发生水毁。
（2）浆砌挡墙防护
K115+210~ K115+810段边坡上部为风积黄土，下部为略带红色的亚粘土，底部含碎石。且上部土质疏松，半干燥状，下部（2~3）m，较密实，含水量高近饱和状，并有泉水渗出，坡体已产生滑塌，采用砌体重力式挡土墙进行防护。边坡按1:1刷坡，挡墙顶宽200cm，墙高0~10cm用7.5#浆砌片石砌筑，墙后回填68cm宽砂砾石，并用小型振动夯分层夯填密实。挡土墙在墙身适当高度设置泄水孔，孔眼间距2~3m，且上下交错设置，最下一排泄水孔的出水孔要高出水位半米，泄水孔进口处，填筑适当碎石，以利排水。
（3）拱窗式骨架防护
K136+100~ K138+020段边坡位于河谷阶地，沿线为冲洪积砾碎石土。由于地形起伏较大出现较多的挖方路基，局部路段挖方边坡较高，且坡积土边坡土层较松散、潮湿，施工时局部滑塌，边坡不稳定。为使边坡安全可靠，减缓边坡至1:1.5，采用窗口式骨架护坡结合植草加固边坡。拱窗直径一般为2~3m，拱窗之间采用浆砌片石砌筑联接，采用该防护形式时，应先将边坡刷成1:1~1:1.5，因为拱窗有一定自重，坡度太大容易发生整体垮塌。
（4）混凝土锚杆框架梁防护
K36+50~ K37+90段边坡位于挖方高度50m左右，开挖出露地层上部为第四纪坡残积粘性土，坚硬-硬塑状，含砂泥岩碎块，下伏二叠系砂泥岩互层，砂层节理发育，层厚0.5~5m，表层风化，泥岩风化强烈，呈碎石状或粘性土块。为保证边坡稳定性，在10m高一级边坡采用混凝土锚杆框架进行防护。锚杆框架梁坡面必须严格按照设计坡口线进行刷坡，确保成形后框架坡面的平顺美观；浇筑过程中，对锚杆孔周围钢筋密集地方加强振捣，严格控制。
5 结论
山岭重丘区高速公路边坡地质状况复杂，由于多种条件和因素限制，应根据各路段边坡的特点因地制宜，采取动态设计，本文依据高边坡设计的基本原则对山岭重丘区某高速边坡的坡型进行设计，同时为提高高边坡稳定性，对不同路段高边坡的防护技术进行了详细总结，为类似工程的建设提供一定的参考。
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论文作者:刘励
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
标签：防护论文; 山岭论文; 稳定性论文; 土质论文; 高速公路论文; 泥岩论文; 稳定论文; 《防护工程》2019年第1期论文;