山区公路超高填方边坡工程防护设计研究与探索

0 引 言

国家统计局数据显示，截止2017年，我国已竣工验收或交付使用公路里程达477.35万km，并且自2010年以来，以平均每年10.93万km的速度增长。其中山区公路建设占据重要地位，工程规模和难度也不断突破新高度，超长隧道、超高边坡和特大桥梁等在公路工程建设中不断涌现，这些在国外都鲜有案例可循。山区隧道洞口附近填土路基作为解决隧道弃渣与筑路材料短缺等问题的有效手段，不仅节省工程造价、缩短工期，还可减少或避免筑路石料的额外开采，保护当地生态环境。但山区填土路基一般高差大，在降雨和流水影响下，易发生水土流失，甚至引起滑坡、泥石流等灾害。因此，做好山区公路超高填方边坡工程防护的研究和设计具有很高的经济价值和环保价值。

国内外学者对高填边坡防治开展了大量的研究和实践工作，取得了丰硕的成果[1-10]，但边坡高度多集中于30 m以内。一般来讲，对于土质边坡高度大于20 m、小于100 m或岩质边坡高度大于30 m、小于100 m的边坡称为高边坡，而边坡高度超过100 m的属于超高边坡。近年来，随着山区公路的发展，超高填方边坡不断涌现。由于缺乏对山区超高填方边坡治理的系统思路和经验，加之对水土保持防护设计不够重视，发生过公路超高填方边坡在强降雨后失稳破坏的案例[11-13]，损失严重，影响恶劣。本文将对山区公路超高填方边坡工程防护设计的系统思路进行探索。

1 山区公路超高填方边坡工程防护设计措施分析

边坡防护和水土保持是一个有机的整体，部分防护措施同时起到水土保持作用，且水土保持防护设计对边坡长期稳定性起到重要作用，所以在山区超高填方边坡防治防护设计中，两者均应充分重视[14]。

1.1 山区公路超高填方边坡防护措施分析

山区超高填方边坡防护措施的类型主要分为两种：一种是通过设置外部支挡结构提供反力，阻挡坡体下滑趋势；另一种是通过改善土体自身性质，以提高坡体自稳能力[7]。由于山区超高填方边坡的特殊性，单一类型的防护措施往往难以达到理想的防治效果，通常需要将两种类型的防护措施搭配使用，才能取得良好效果。下面对两种类型常用的主要防护措施的优缺点、适用范围等进行归纳总结，详见表1。

表1 山区公路超高填方边坡防护措施分析防护类型 主要措施 优点 缺点 适用范围抗滑桩治理深度大，阻滑效果好，抗变形能力强，可起到根治作用[15]。种类丰富，可结合工程实际灵活选用抗滑桩类型在山区超高填方边坡中，特别是隧道弃渣堆弃后，桩孔开挖困难，易发生塌孔，对边坡造成扰动，导致失稳适用于各种存在滑面或潜在滑面的滑坡或不稳定斜坡支挡结构 挡土墙 形式相对简单，可就地取材，施工方便，对低边坡的治理效果好，性价比高随着墙身高度增加，重力式挡墙圬工体积上升明显，经济性下降，若变换挡墙形式，施工难度增大，并且在山区超高填方边坡中，难以为高挡墙施工创造足够的工作面适用于填方厚度或滑面深度不超过8 m的填方边坡或滑坡。也可用于填方边坡坡脚加固预应力锚索（杆）框格施工开挖少，扰动小；能够增强边坡整体性，协调位移和应力分布，降低坡体变形和坡顶沉降，适用范围广在山区超高填方边坡中，特别是隧道弃渣堆弃后，锚孔钻进困难，滑面深或填方高度大时，锚索较长，施工难度增大适用于各种类型的滑坡和不稳定斜坡加筋 治理效果受施工工艺和材料性能影响大适用于人工填土的路堤和挡墙结构。土体补强措施可充分利用筋材性能，减轻支挡结构重量，对地基承载力要求低；柔性材料适应性强，结构稳定整体性好，具有良好的抗震性能；施工效率高，易于控制适用于对倾倒、滑塌、流动破坏形式的边坡进行加固，还可用于挡土墙地基土的加固碾压、强夯 适用范围广，加固效果显著，施工机具相对简单；节省材料、经济性好注浆 施工影响小，加固范围大，注浆后岩土性质显著提高，抗渗性好 注浆范围难以控制，随机性大对地形和场地条件有一定要求，施工扰动大适用于多数土类地基加固，也是一般路堤填筑的必要手段

1.2 山区公路超高填方边坡水土保持措施分析

水土保持有三大主要防治措施：工程措施、植物措施和农业措施。在超高填方边坡水土保持中，以前两种措施为主。植物措施是防治水土流失常用的措施，也是水土保持中最有效和最根本的方法。通过构建覆盖坡面的植被，能够改善表土的土壤结构、理化性质、力学性质和水文性质，减小水土流失[16]。上节所述支挡结构也属于水土保持工程措施，除此之外，浆砌护坡、截排水沟等也常见于斜坡水土保持治理工程。下面对常用水土保持措施的优缺点、适用范围等进行归纳总结，详见表2，由于部分措施兼具防护和水土保持作用，且发挥作用原理相近，前文已进行比较的措施不再赘述。

文章来源：《水土保持通报》 网址: http://www.stbctbzz.cn/qikandaodu/2020/1227/439.html