高边坡路堑的加固与防护
2015-04-01
高速公路是国家经济建设和国防建设不可缺少的重要基础设施随着公路等级的不断提高。边坡防护也越来越受到大家的重视。由于高速公路路基较宽、挖填较大，特别是山区高速公路，高填深挖较多，加之我国公路边坡防护研究起步较晚，很多问题有待进一步研究和探索。
1.工程概况
该工程是高速公路网布局“三纵四横”中的“三纵”的一部分，该公路的全长600公里，设计的行车速度为40km/h，该工程的路基为20米宽，最大的纵坡为4%，双向四车道。
2.边坡防护与加固类型
边坡防护类型分生物防护和圬工防护。
生物防护：有植被混凝土、种草、铺草皮、植树等。圬工防护：分片(块)石护坡和护面墙、菱形网格护坡、六角空心砖护坡、窗孔肋式护坡、喷射砼护坡。
加固类型：护脚墙、抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱(固结)、排水固结。
3.高边坡路堑存在的问题
该工程的边坡的材料是破碎岩质，上部是5～8米厚的残坡积粘性土层，下层是2～4米厚的砂土状强风化晶屑凝灰熔岩。该工程的边坡不仅高而且比较陡，受到风化的影响很容易发生溜踏事故，为了增强边坡的稳定性，采取合适的方法进行加固处理是非常必要的。
4.高边坡的加固与防护的动态设计
所谓边坡的动态设计就是首先进行测绘，为绘制施工图搜集必要的一些资料，其次根据实际的工程资料对高边坡进行预设计，再根据施工现场揭露坡体地层实际情况、其他的一些条件和施工过程中各个阶段的坡体的变形的情况等信息，对高边坡做一些必要的调整、及时的完善与补充，来确保高边坡的稳固安全、合理经济。
4.1高边坡版的防护加固工程设计原则
对干路堑边坡防护加固工程设计的一般性原则，主要是基于抑制路堑边坡各种变形和破坏的可能性设计防护加固工程措施，包括坡面变形防护、浅表层变形防护、块体变形防护、深部变形防护、坡脚应力集中防护和地表地下水的引排处理等设计原则。
4.1.1坡面变形防护
中微风化岩体：挂网喷浆防护，坡率0.25～0.5，或变截面护墙防护。强中风化岩体：护面墙防护，坡率0.5～0.75，或岩面植草防护。全～强风化层：加厚拱型骨架防护，坡率0.75～1.0，或三维网植草防护。坡残积层：拱型骨架防护、桨砌片石防护，坡率1.0～1.25，或喷播植草防护。松散土层：网格骨架、浆砌片石、植草防护，坡率1.25～0.75。
4.1.2浅表层变形防护
下伏中微风化岩：系统锚杆防护上覆土层及强风化岩：锚杆框架防护。
4.1.3块体变形防护
以预应力锚杆框架及十字面板等墩垫防护为主。
4.1.4深部变形防护
以预应力锚杆框架及十字面板等墩垫防护为主。
4.1.5坡脚应力集中防护
以坡脚设桩、墙等支档结构防护为主，或加厚护面墙工程措施。
4.1.6地表地下水引排处理
对于坡体地下水引排，以仰斜平孔排水引排为主，结合墙背盲沟及结构泄水孔处理，有时还用边坡渗沟、支撑盲沟及重点部位引排等坡体地下水引排工程措施。对地表水引排，一般在路堑边坡堑顶均设有截排水天沟，坡面结合检查梯设急流槽，以及平台侧沟、路堑边沟等组成综合地表排水系统。
4.2防护加固工程设计方法
高边坡防护加固工程是依据路堑边坡稳定程度与等级标准设计，共经优化比选确定，本路段路堑高边坡是按照“一级边坡工程”进行动态设计，总体防护加固工程设计方法如下：对于稳定的边坡，即边坡稳定系数大干1.2，一般无需增设额外支挡加固工程，即可维持坡体的总体稳定，必要时局部调整坡率设计或防护工程措施。对于不稳定的边坡，即边坡稳定系数小于1.0，必须增加支挡加固工程，或放缓边坡坡率，以及采用刷坡放缓与支挡加固相结合处理，从而维持坡体稳定，确保边坡稳定系数达到1.2以上。对于欠稳定的边坡，即边坡稳定系数介干1.0至1.2之间，若不增设支挡加固工程，可以保持暂时稳定，但在考虑各种不利因素的作用下，将有边坡失稳的可能，建议增补一定的支挡加固工程，或经刷坡放级处理，使边坡稳定系数提高到1.2以上。
5.高边坡版的防护与加固的措施
5.1坡率设计
设计最高为7级95米，各级边坡设计坡率及防护加固工程措施为：第一级1：0.5，护面墙；第二级1：0.5，护面墙。第三级1：0.75，孔窗式护面墙；第四级，锚杆十字面板，板间镀锌网砂袋植草防护。第五级，锚杆十字面板，板间镀锌网砂袋植草防护；第六，1：1.0，三维植草。第七级，1：1.0，三维植草；两侧坡率据其坡高及地形地质条件当调整。
5.2加固工程
在边坡第一级超挖部分设置顶宽lm的加厚护面墙，在边坡第四级与第五级设置预应力锚杆十字面板加固，十字面板2.3m×2.5m，水平间距4m，垂直间距4m，呈梅花形布置，设1孔锚杆。其中，第四级十字面板，锚杆长16m，锚固段长度均为3m，设计拉力为250KN。第五级十字面板L排锚杆长18m，下排锚杆长16m，锚固段长度均为5m，设计拉力为520KN。十字面板间锚杆镀锌网砂袋植草防护。
5.3防护工程
其余坡面视坡率及地质条件分别采用护面墙、锚杆镀锌网(砂袋)植草、三维网植草等措施进行防护。
5.4动态设计调整
原设计坡率不变，各阶防护加固措施调整为：第一阶由原护面墙调整为顶宽lm的加厚护面墙，第二阶调整为锚杆地梁加固，梁间护面墙防护。第三阶调整为锚杆地梁加固，梁间孔窗式护面墙防护；第四阶锚杆框架加固，框架内镀锌网砂袋植草防护；第五阶调整为锚杆框架加固(中部急流槽设2根锚杆地梁)，框架内三维网植草防护，第六、七阶同原设计，均为三维网植草防护。
6.施工注意事项
水的侵蚀是造成边坡变形和滑坡的重要因素，为了使边坡的结构安全稳固，对边坡施工的时期最好避开雨季。高路堑边坡的防护进行锚固时，施工顺序是从上到下一级一级开挖。重点复杂路堑边坡防护加固工程，由于其地质条件复杂，应结合现场实际开挖揭示地层信息及坡体结构条件进行必要的调整与完善，即进行动态设计和信息化施工，从而达到经济合理和安全可靠的目的。
7.结语
在对高边坡加固与防护进行设计与施工的过程中，设计人员一定要按照要求合理的进行设计，管理人员一定要提升管理意识，做好协调与统筹，对于施工中遇到问题需要及时给以妥善处理。技术人员一定要熟悉施工工艺流程，对关键环节和重要工序加强施工的过程控制，保证工程质量。
