公路路堑边坡防护及病害处治设计

第５期　北　方　交　通　－４９・　公路路堑边坡防护及病害处治设计　李宝铭　（辽宁省公路勘测设计公司，沈阳１１０００６）　摘要：分析了影响路堑边坡稳定的因素，提出了路堑边坡防护及病害处治的几种常用方法，最后结合工程实　践介绍了路堑边坡防护及病害处治技术的应用。　关键词：公路；路堑边坡；边坡防护；边坡病害处治　中图分类号：Ｕ４１８．５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０５—００４９—０４　路堑边坡是公路路基工程的重要组成部分，是　（７）地震作用的影响；　山区公路工程建设中最常见的形式。合理的防护设　（８）其它可能影响边坡稳定的因素。　计，适当的病害处治，防、治结合，把边坡失稳灾害降　影响路堑边坡稳定的因素可能是其上一种或几　低到最低限度是工程设计人员必须考虑的问题。　种因素共同作用的结果，因此在分析路堑边坡病害　１　影响路堑边坡稳定的因素　时，应多方面分析，综合处治。　（１）岩土性质的影响，包括岩土的坚硬程度、抗　２　路堑边坡防护及病害处治的常用技术　风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等；　２．１　防护　（２）岩层的构造与结构的影响，表现为节理裂　边坡防护包括植物防护和工程防护。　隙的发育及分布情况、其下岩土界面的形态及坡面　植物防护常见的有种草和铺草皮，一般适用于　倾角等；　土质边坡及严重风化的软质岩石边坡，边坡坡率一　（３）水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏　般不陡于１：１；如不满足上述要求，则须采取客土喷　条件、流动及动态变化等；　播、三维植被网等方案。客土喷播适用于风化岩石、　（４）地貌因素，如边坡高度、坡度坡率和形态　土壤较少的软岩边坡，当坡率陡于１：１时，宜设置　等；　挂网或混凝土框架；三维植被网适用于砂性土、土夹　（５）风化作用的影响；　石、风化岩石，一般边坡坡率缓于１：０．７５。　（６）气候作用的影响；　工程防护一般适用于岩质边坡，可减缓其风化　采用小振幅碾压。压实施工作业顺序按先压路基边　７结束语　缘、后压路基中间，先慢后快，先静压、后振动的操作　煤矸石组成比较复杂，不同的矿山不同矿脉煤　规程进行碾压。振动压路机错轮４０～５０ｃｍ，相邻两　矸石成分有较大的不同，填筑路基的效果也有较大　区段纵向重叠２ｍ，做到无偏压，无死角，碾压均匀，　差异，煤矸石填筑路基目前尚未形成完善科学的设　平整密实。路床０～８０ｅｒａ范围内压实度达到９５％　计施工规范和检验标准，有待我们进一步深入研究　以上，８０ｃｍ以下达到９４％以上。　探寻。　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ｇａｎｇｕｅ　Ｓｕｂｇｒａｄｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｓｏｕｔｈ　ｏｕｔｅｒ　ｒｉｎｇ　ｒｏａｄ　ｉｎ　Ｆｕｘｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｄ　ｃｏａｌ　ｇａｎｇｕｅ　ｔｏ　ｆｉＵ　ｔｈｅ　ｓｕｂｇｒａｄｅ．ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｃｏａｌ　ｇａｎｇｕｅ　ｔｏ　ｆｉ１１　ｓｕｂｇｒａｄｅ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｃｏａｌ　ｇａｎｇｕｅ；Ｓｕｂｇｒａｄｅ；Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；Ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　・５０・　北　方　交　通　２０１２　速度，起到稳固边坡的作用。其中工程防护主要有　砌体封闭防护、喷射素混凝土防护、挂网锚喷防护、　主动防落网及被动防落网防护等。　２．２　排水　在路堑边坡外缘设置截水沟，以防止边坡坡体　以外的水冲刷边坡，影响边坡稳定性。　２．３　削坡　削坡是边坡处治的常用措施之一，通常为首选　措施。它的优点是施工简便、安全可靠、经济。边坡　失稳破坏通常是边坡太高、坡率过陡造成。通过削　坡，削掉边坡一部分不稳定岩土体，使边坡坡度放　缓，提高稳定性。放缓边坡对于大多数的路堑边坡　病害均适用。　图１　放缓边坡、分级削坡　２．４　支挡　挡墙、抗滑桩等支挡是边坡处治的基本措施。　对于不稳定的岩土体，使用支挡结构（挡墙、抗滑桩　等）对其进行支挡，是一种较为可靠的处治手段。　它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题，达　到处治的目的。　图２抗滑挡土墙　图３　抗滑桩　加固包括注浆加固、锚杆（索）加固、格构加固　等几种形式。　２．５．１　注浆加固　注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液　注入岩石或土体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的　物理力学性质，从而增强岩土的稳定性。应用一般有　两个方面：一种是对于由崩滑堆积体、角砾堆积体以　及松动岩体构成的极易滑动的边坡或由于开挖形成　的多卸荷裂隙边坡，对坡体注入水泥砂浆，固结坡体　并提高坡体强度，避免不均匀沉降，防止出现滑裂面；　另一种是对于正处于滑动的边坡、存在潜在的滑面的　边坡、或者出于不稳定的滑坡，运用注浆技术对滑带　压力注浆，从而提高滑面抗剪强度，提高滑体稳定性。　（ａ）土体注浆　（ｂ）岩体注浆　图４　注浆加固　２．５．２锚杆（索）加固　锚杆（索）加固是利用锚杆（索）周围地层岩土　的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面　的自身稳定，由于锚杆、锚索的作用，它可以提供作　用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层　产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增　强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构物　与地层连锁在一起，形成一种共同工作的复合体，使　其能有效地承受拉力和剪力，详见图５。　２．５．３　格构加固　格构加固技术是利用浆砌块石、现浇混凝土或　预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚　第５期　李宝铭：公路路堑边坡防护及病害处治设计　・５１・　（ａ）锚杆平衡滑动力　（ｂ）锚杆抵抗转动破坏　（ｃ）锚杆抵抗倾倒　图５　锚杆增强岩土边坡稳定性　索加以固定的一种边坡加固技术。格构的主要作用　是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分　配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚杆（索）　传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆（索）提　供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此格构仅是　一种传力结构，而抗滑力主要由格构结点处的锚杆　（索）提供。见图６。　格构技术一般与公路环境美化相结合，利用框　格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到美观效　果。这种技术在山区高速公路高陡边坡加固中被广　泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。　３工程实践　凤城市张关线Ｋ４０＋５００～Ｋ４２＋０００段地貌为　中低山地貌，路线一侧临山，一侧临河，表现为盘山　道的显著特征。路线临山边坡多为石质路堑边坡，　岩体较为风化，容易碎落。区域内主要岩性为中生　代的喷出岩安山岩，同时分布有不同时期的砂岩、火　焰角砾岩、花岗岩、斜长岩、斑岩等，岩性变化较为复　杂。由于该段石质边坡修建时边坡坡率较大、边坡　６方彤格构　过陡，接近直立；且开挖后经过多年风化，裂隙逐渐　发育，在外界空气、温度、水等不利条件持续作用下，　近年出现了边坡较大的碎落及小范围的崩塌，影响　了周围居民的出行安全，需对其进行适当的防护及　处治。　根据安全、经济、适当考虑美观的原则，对路堑　边坡进行分段处理。处理方案如下：　（１）边坡陡峭，表面风化不严重、但裂隙发育、　可能有大块孤石滑落的石质挖方段，采用削坡处理。　路堑挖方高度不大于１０ｍ采用１级边坡，边坡坡率　１：０．５；挖方高度大于１０ｍ，采用多级边坡，自下而　上每隔８ｍ设２ｍ平台，边坡坡率依次为１：０．５、　１：０．７５、１：０．７５。削坡时，碎落台宽度不应小于　１ｍ，同时对原有挖方边沟进行疏通。　（２）边坡缓于１：０．５，硬质岩石、表面碎裂的石　质挖方段，清理表面浮石后采用ＳＮＳ主动防护系　统。主动防护网采用带锚垫板的预应力钢筋锚杆将　专用的ＴＥＣＣＯ格栅固定覆盖于边坡上，起到对边坡　加固的作用。清除浮土浮石后布设安装锚杆并注　浆；铺设缝合格栅，使用边界绳张紧；安装锚垫板施　加预应力，使格栅张紧并紧贴坡面。施工中应注意　锚垫板的弯钩必须卡在格栅网孔内，上边界及侧边　界绳必须卡在锚杆外侧，下边界绳必须卡在锚杆上　侧。安装格栅后应仔细检查格栅与平坡面紧贴情　况，根据需要布置安装短锚杆或打人式锚杆。预应　力使山坡成为一个牢固的整体；防落网能够拦截、稳　固脱落的碎石。见图７。　（３）边坡陡峭，表面岩石风化严重的石质挖方　段，适当削坡、清理浮石后采用锚杆及挂网喷射混凝　土进行边坡防护。见图８。锚杆采用　２５螺纹钢筋　制作。要求锚杆体平直，并应除油、除锈，涂防腐漆。　挂网采用　光圆钢筋制作，节点采用铁丝绑扎。　挂网与锚杆钢筋及加强钢筋应牢固绑扎，保证喷射　混凝土时钢筋网不能晃动。边坡支护采用从上往下　・５２・　北　方　交　通　２０ｌ２　进行，锚杆支护与土方开挖同步进行，分层开挖，分　层支护，随挖随支。　（４）土质、土夹石及严重风化碎落的挖方段在　路堑边坡坡脚处设置拦土墙进行防护。拦土墙采用　浆砌片石结构，其后可适当种植矮灌木，进行绿化、　美化。　ＴＥＣＣＯ锚垫板ＴＥＣＣＯ格栅　下　—］　９　拦土墙防护　４　结语　由于山区公路边坡地质条件比较复杂，往往具　图７　防落网立面图和平面图　边坡线　有多种潜在的边坡病害类型，在防护及加固方案设　计时应全面分析，建立基于边坡病害类型的防护加　固对策。边坡工程地质信息和病害类型是在勘察、　设计、施工和养护各个阶段逐步揭露和完善的，因此　应强调“动态设计”思路，建立勘察阶段、设计阶段和　施工阶段的“三阶段”动态设计模式和方法。运营阶　段养护也应加强巡视，对于潜在的路堑边坡病害，尽　早发现、尽快处治，保障用路者的生命财产安全。　参考文献　［１］ＪＴＧ　Ｄ３０—２００４，公路路基设计规范［ｓ］．　［２］公路设计手册一路基（第２版）［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　１９９６．　图８　锚杆及挂网喷射混凝土防护　［３］孔宪立．工程地质学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版礼出版，　１９９７　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｉｓｅａｓｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｃｕｔ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｃｕｔ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ——ｕｓｅｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｃｕｔ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｗｏｒｋ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｃｕｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｈｉｇｈｗａｙ；Ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｃｕｔ；Ｓｌｏｐｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；Ｓｌｏｐｅ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ