公路路基支挡及边坡加固防护工程设计与施工

冯军龙

路基的支挡与边坡加固防护是公路工程建设中经常遇到的工程问题，近几年山区高速公路大量建设，遇到许多高大边坡，其稳定性和防护问题日益突出。本文分析了常见公路边坡的破坏形式，在此基础上结合具体工程实例详细介绍了两种边坡路基支挡和边坡防护的施工技术和施工注意事项。

1 常见公路边坡的破坏形式

边坡的破坏类型从形态上可分为崩塌和滑坡。边坡实际的破坏形式非常复杂，除了上述两种主要形式外还有介于崩塌与滑坡之间的滑塌以及倾倒、剥落、流动等破坏方式，有时也可能出现以某种破坏形式为主，兼有其他若干破坏形式的综合破坏。

2 路基支挡与边坡工程防护工程的考虑因素

对公路路基支挡及边坡防护，必须考虑以下问题:1)边坡稳定:保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差与温度变化的影响，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程，从而保护路基的整体稳定性。2)环境保护:使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。3)综合效应:综合防光，防眩，防烟，诱导司机视线，改善景观等目的进行边坡防护，充分发挥防护工程的综合效益。4)综合治理:在岩土结构稳定，满足安全要求的前提下，以选择刚性结构与柔性结构相结合，多层防护与生态植被防护相结合的方法进行边坡治理为优的原则。

3 两种常见的边坡加固防护工程措施的工程实例

3.1 喷锚网支护法

3.1.1 工程概况

某公路K18+100段右侧高路堑石质边坡，坡面陡立，右边坡最高达83.5 m，坡比为1∶0.1～1∶0.5，坡面岩石以灰白、肉红色中风化厚层夹薄层灰质白云岩，岩石倾向与路基斜交，不利于边坡岩体稳定。一条大型逆冲断层切过全坡面，轴向近东西向，断层破碎带0.5 m～1.0 m，为浅红、肉红色强风化断层角砾岩，角砾呈棱角状，成分为灰质白云岩，粒径1 cm～3 cm，胶结物为泥岩、方解石脉及糜棱白云砂，水解溶蚀作用强烈，上盘褶皱显著呈“S”形小褶曲。受断层及次级小褶曲影响，岩体节理裂隙发育，主要为两组共扼“X”形切层高角度顺坡节理最为发育，裂隙宽1 mm～30 mm，岩体上部节理被粘土、白云砂充填，下部节理被方解石脉、铁锰质氧化物充填。节理、断层、岩层面等构造使岩体溶蚀作用强烈，岩体破碎。此外，因坡面陡立，破碎岩石易沿顺坡节理发生滑塌及掉块，稳定性极差。

3.1.2 设计方案

为了进行彻底根治，确保行车安全，经综合比较，决定采用锚喷混凝土对逆断层上盘褶曲发育岩石进行整治防护。设计采用C20喷射混凝土，喷层厚10 cm，长1.5 m φ22螺纹钢筋锚杆，立面按照1.5 m间距梅花形布设，孔深比锚固深度加深20 cm，锚杆外露8 cm～10 cm，灌浆材料采用M20号水泥砂浆;挂网采用φ6.5钢筋网，网眼尺寸为25 cm×25 cm;泄水管采用直径40 mm的聚乙烯管，长度40 cm，立面按照4.0 m间距梅花形布设。

3.1.3 主要施工技术

1)工艺流程。挂网喷射混凝土支护的施工程序是:搭设脚手架→整修边坡→制作安装泄水孔→第一次喷射混凝土→锚杆钻孔、注浆、安放锚杆→钢筋网(铁丝网)制作→挂网→第二次喷射混凝土→养生→拆除脚手架。

2)施工注意事项。及时封闭及时加固，及时性指喷射混凝土支护可在边坡开挖后几小时内施作。初喷即开挖后立即喷一层3 cm～5 cm厚的混凝土，用以保护坡面。在实际施工中这一工序往往不被重视，特别是全程开挖时，由于喷浆工艺难以紧跟开挖作业，往往延误初喷，使开挖面因雨水侵蚀或风化而坍塌。初喷混凝土还可使坡面光滑平整，根据坡面混凝土的裂纹还可判断坡体是否发生失稳。在钻孔、下锚、注浆的工序中，目前一般都是整个坡面钻孔完成后再下锚，然后再注浆。这对于一般软质边坡是可以的。但是对于高陡边坡，钻孔、下锚、注浆的工序应分段进行。即将整个坡面按长度分段，一段内的上述三道工序完成后，再进行下一段的三道工序。这样，能做到及时封闭开挖坡面，及时加固坡体，确保开挖坡体的稳定性。

由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整，故必须将松散的浮石和岩渣清除干净，用石块补砌空洞，用高压水冲洗受喷面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔。喷射混凝土之前，用清水将坡面冲刷干净，湿润岩层表面;钻孔要垂直边坡面。注浆时注浆管应插至离孔底5 cm～10 cm处，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，注浆要保证砂浆饱满，不得有里空外满的现象。铁丝网长边要相互搭接，并挂在同一列锚杆上，铁丝网还要挂在锚杆弯头内，距坡面距离一般为1 cm～2 cm。喷射作业应自上而下分层喷射，灰体达到初凝后立即洒水养生，持续7 d～10 d。在养生过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象，应分析原因，采取措施进行修补，以防后患。

3.2 预应力锚索加固

3.2.1 工程概况

2008年大准铁路施工的K251+050～K251+210等两段路基边坡滑坡整治工程，采用的是锚索框架和路基注浆相结合的方法，整治后，滑坡位移量和路基下沉量几乎为零。

3.2.2 变形破坏情况及分析

某公路K251+050～K251+210段路基为高填方路堤，两段路面均有裂缝出现。K251+050高路堤为二级深填方路段，裂缝出现范围内一级路堤最高约为8.0 m，二级路堤最高约为17.0 m;K251+210高路堤位于一级深填方路段，裂缝出现范围最高约为12.0 m。通过实地观测，K251+050段裂缝出现区内的一级边坡已经初步形成了滑坡体，由于土体的错动，导致排水通道堵塞，致使雨水对边坡冲刷严重，加速滑坡体的形成。二级边坡未出现明显的破坏征兆，但边坡是否稳定尚需进一步判断。K251+210段裂缝出现区内的破坏情况与滑坡出现规律基本一致，但尚不能证实一定是滑坡。

3.2.3 治理工程措施

为保证公路路基的安全和稳定，根据工程地质条件和现场病害情况对K251+050～K251+210段高路堤边坡采取锚索框架工程治理措施。在一级边坡设Ⅰ型C25钢筋混凝土预应力锚索框架三排，共44组，预应力锚索396根，每组框架由三片竖肋、三根横梁组成，竖肋和横梁的截面尺寸为0.5 m×0.5 m，竖肋埋深1.6 m，竖肋间距3 m，每片竖肋设3孔A型(5Φs15.2)预应力锚索，每孔锚索设计拉力为550 kN，锚孔下倾与水平夹角为30°，锚固段长10 m。在二级边坡设Ⅰ型C25钢筋混凝土预应力锚索框架一排，共7组，预应力锚索63根;Ⅱ型C25预应力锚索框架一排，共9组，预应力锚索54根。Ⅰ型C25钢筋混凝土预应力锚索框架的布设与一级边坡相同;Ⅱ型C25预应力锚索框架由三片竖肋、两根横梁组成，竖肋和横梁的截面尺寸为0.5 m×0.5 m，竖肋埋深1.6 m，竖肋间距3 m，每片竖肋设2孔 A 型(5Φs15.2)预应力锚索，每孔锚索设计拉力为550 kN，孔径130 mm，锚孔下倾与水平夹角为25°，锚固段长10 m。

3.2.4 工艺流程

在施工过程中，项目组决定采取如下施工工艺流程:

边坡坡面整理→测量孔位→钻孔和清孔→制作安装锚索→注浆压浆→制作框架梁→养护→锚索张拉与锁定→封锚。

锚索框架梁的施工工艺见图1。

4 结语

本文结合工程实例介绍了两种常见的边坡防护技术，可以看出，采用合理的公路边坡防护技术，可以达到节省工程费用、美化环境和保护生态环境的效果。

［1］郑颖人，陈祖煜，王恭先，等.边坡与滑坡工程治理［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］陶 可.预应力锚索框架梁在高速公路高陡边坡防护加固工程的应用［J］.四川建材，2009(3):143-144.

［3］张丽娟.锚喷网支护技术在桥梁基础开挖中的应用［J］.石家庄铁路职业技术学院学报，2009(2):25-26.

［4］胡建勇.公路边坡的病害治理［J］.山西建筑，2009，35(7):285-286.