公路工程路基高边坡施工关键技术

张林波

摘要 随着我国公路建设的快速发展，公路工程施工面临复杂地形条件的情形越来越多，其中路基高边坡是公路工程中最常遇到的复杂地形，也是影响公路安全、稳定和使用寿命的重要因素。基于此，文章立足工作实践，对路基高边坡的重要性和常见病害作了论述，探讨了影响路基高边坡稳定性的主要因素，提出路基高边坡的施工关键技术及注意事项，旨在提高我国公路路基高边坡建设质量水平。

关键词 公路工程；路基高边坡；施工；稳定性；防护技术；注意事项

中图分类号 U416.14文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0064-03

0 引言

路基高边坡作为道路的基础，承载着车辆和行人的荷载，对公路的运行安全和经济性有着重要的影响[1]。然而，公路路基高边坡工程易发生滑坡、坍塌、侵蚀等问题，给公路工程的建设和运行带来较大的困扰和隐患。因此，如何提高公路路基高边坡的稳定性和施工效率，成为公路工程建设中需要解决的重要问题。该文从公路路基高边坡的重要性、常见病害、影响因素、施工关键技术和注意事项等方面进行分析探讨，以增强公路路基高边坡的稳定性，提高施工效率。

1 公路路基高边坡的重要意义

1.1 保障公路安全稳定性

高边坡的稳定性直接关系到行车安全[2]。若高边坡不稳定，可能发生滑坡、崩塌等现象，造成车辆出现失控、碰撞等事故，危及人员生命财产安全。以2010年甘肃省舟曲特大山体滑坡灾害为例，当地连续强降雨导致山体饱和，引发大规模山体滑坡，不仅造成较大人员伤亡和财产损失，还导致国道213线的大面积损毁，阻断道路交通。

1.2 充分利用土地资源

通过高边坡的合理设计和施工，可有效降低对土地的占用，特别是在山区、丘陵地段，可减少对耕地、森林等资源的破坏。此外，高边坡施工还可利用开挖过程中产生的土方，用于填筑路基、挡土墙等部位，降低土方运输成本，减少对周边土地的影响。

1.3 维护公路生态环境

公路路基高边坡对维护公路生态环境具有重要意义，主要体现在以下几方面：

（1）通过合理的高边坡设计和施工，可有效减少对周边生态系统的干扰和破坏，保护水土资源，降低水土流失，维持地区生态平衡。

（2）在施工过程中，通过采用绿色施工技术和材料，可有效减少污染物排放，保护环境质量。

（3）高边坡工程中，通过采用生态恢复措施，如植被覆盖、绿化等，可有效改善生态环境，提高景观效果。例如，在某沿山地带公路建设项目中，工程師在高边坡设计和施工过程中充分考虑生态保护，采用切割边坡的方式减少对山体生态的破坏。

2 公路路基高边坡的常见病害

2.1 滑坡

路基高边坡因自身结构松散，当其受到土体自重力或施工扰动的影响时，若未能及时建立有效的边坡防护结构，则可能导致边坡甚至山体发生滑移问题。局部岩体或者边坡软弱面将出现下移现象，依次出现高边坡的蠕动变形、滑动性破坏和逐渐稳定的阶段。问题一旦严重，将导致路基破坏、道路堵塞、交通阻碍，尤其是在雨雪天气，滑坡发生率会显著提升。

2.2 裂缝

若施工方案缺乏合理性、路基出现超挖和欠挖等问题，或者遇到软土地基和地质地形复杂的地段时，高边坡一旦受施工扰动或承受的荷载过大，则可能形成纵横向不规则裂缝，而此类裂缝普遍具有一定扩展性，受风力侵蚀作用，裂缝的宽度和深度将持续增长[3]。

2.3 剥落

路基高边坡表面的岩石或土体在自然环境和人为因素作用下，如风化作用、降雨侵蚀、冻融作用以及施工振动等，造成高边坡岩体失去原有稳定性，逐渐脱离边坡，向下滑动或滚动。为增强边坡稳定性，在设计、施工及运营阶段通常需要采取相应的路基高边坡支挡措施。

3 影响公路路基高边坡稳定性的主要因素

3.1 地质因素

路基边坡的地质直接决定边坡的基本结构和承载能力，从而影响边坡稳定性。例如，不同岩性的岩石具有不同的力学性能，软弱岩石易在荷载作用下破碎和变形；或岩体内部的结构特征（如裂隙、节理、断层等）和地下水均对边坡的力学性能和渗透性存在影响，可能导致边坡失稳。

3.2 气候因素

气候因素对公路路基高边坡稳定性的影响不容忽视，如雨水渗透、温度变化、风化作用等，均会造成边坡稳定性降低。例如，在暴雨期间，高边坡可能会因雨水的冲刷和土体饱和而发生滑坡。在冬季，土体水分可能会被冰冻，随着春季来临，冰层融化使土体产生变形，从而导致边坡失稳。或是在干燥地区，强风侵蚀可能导致边坡表层土体结构疏松，降低抗剪强度。

3.3 施工因素

路基高边坡的建设和施工涉及较多复杂的技术和工艺问题，若处理不当将对路基的稳定性产生极大影响。例如，使用重型机械在路基上作业时，振动和冲击力会使土体产生变形和位移，从而加剧路基高边坡的裂缝和变形，增加路基失稳的风险。或者使用不合适的建设材料或者采用错误的施工技术，可能导致路基高边坡出现质量问题，从而引发路基塌方和失稳等严重后果。

3.4 路基荷载

车辆行驶在路面上，其荷载会通过路面逐渐传递到路基上，若路面的设计和施工不合理，如路面厚度不足、路基土质过软等，均会使路面受到车辆荷载的挤压和变形，从而对路基高边坡产生影响，一旦超出路基承载能力，则可能会导致路基高边坡发生塌方和变形等严重后果。

3.5 人为活动

人类活动无处不在，如大规模的土地利用和城市化建设、森林采伐、交通运输等，均会对自然环境造成破坏和改变。例如，大面积地开采、填埋、建设等人为活动会破坏原有的土地表面形态，使地表失去原有的承载能力，从而影响公路路基高边坡的稳定性。

4 路基高边坡施工关键技术

4.1 边坡开挖技术

4.1.1 勘察与设计

在边坡开挖前，应运用地表调查、钻孔勘探、地球物理勘探、实验室试验等手段，对其进行详细的地质勘察，以了解地质条件、岩土层分布、地下水情况、土质类别、附近地质构造、潜在滑坡或塌方区域等。根据勘察结果，结合工程需求、地形地貌、气候条件、环境因素等，进行合理的边坡设计，包括边坡角度、开挖高度、分段开挖等。

4.1.2 开挖方法的选择

根据地质条件、边坡规模和工程需求，選择适合的开挖方法，包括机械开挖、人工开挖、爆破开挖等。机械开挖速度快、效率高，适用于较大规模的边坡开挖；人工开挖适用于地形复杂、开挖规模较小的边坡；爆破开挖则适用于岩石边坡。

4.1.3 开挖顺序与分段

边坡开挖应分段进行，分段高度和宽度应根据地质条件、工程需求和设备能力确定。一般情况下，先开挖上部，再开挖下部，以减少下部土方的压力。此外，应注意边坡开挖的顺序，避免对已开挖的边坡造成不利影响。

4.1.4 开挖监测与安全

在边坡开挖过程中，应实施严格的监测，关注边坡稳定性、变形、裂缝等情况。若发现潜在安全隐患，应立即采取措施进行处理。同时，做好施工安全管理，确保人员、设备的安全。

4.2 边坡支护技术

4.2.1 锚杆支护

锚杆支护技术主要通过在边坡中设置预应力锚杆，将边坡内部的不稳定力传递到锚固体中，进而实现边坡的稳定。该方法特别适用于较高边坡、较为软弱岩土的边坡以及滑坡危险区域等复杂地形。在锚杆支护中，锚杆布置、长度、材质等因素对支护效果具有较大影响，因此应综合考虑以上因素，针对不同的边坡工程，制定出最佳的锚杆支护方案，以确保边坡稳定性和施工安全。

4.2.2 护坡网支护

护坡网支护技术在边坡工程中应用广泛，主要采用高强度的钢丝网，并结合锚杆、支撑柱、拉索等组件，形成一个坚固的网状结构，限制土体颗粒的运动，从而达到保证边坡稳定的目的。该技术主要应用于碎石、砂砾等颗粒状土体边坡的稳定，具有灵活性好、适应性强、施工方便等优点，能应对边坡地形的变化，适用于各种复杂地质条件下的边坡工程。

4.2.3 混凝土支护

混凝土支护主要包括喷射混凝土支护和预制混凝土板支护，适用于不规则边坡、岩石边坡等。喷射混凝土支护主要通过喷射混凝土在边坡表面形成硬化层，通常与钢筋网和锚杆联合使用，共同作用以达到边坡防护的效果，从而提高边坡的抗侵蚀性和稳定性，如图1所示。而预制混凝土板支护则通过设置预制混凝土板来防止土体颗粒的运动，常用于较大规模的边坡工程。

4.2.4 生态支护

生态支护方法包括植被覆盖、生物工程等，具有较强的环保性和美观性，适用于生态环境要求较高的边坡工程。该方法主要利用植物的生长特性，将植物根系与土壤紧密结合，形成一个复合体系，以提高土壤的抗剪强度，从而提高边坡的稳定性。此外，生态支护方法具有较低的维护成本和良好的自我修复能力，具有很高的实用价值和可持续性。

4.2.5 综合支护

针对边坡工程具体情况，通常会将多种支护技术相结合，该方法即为综合支护。综合支护方法特别适用于复杂地质条件、高风险区域和高要求的边坡工程，其关键在于合理选择和搭配各种支护技术。通过对边坡地质条件、土体性质、开挖深度等进行分析，确定最适合的支护技术组合，实现边坡稳定的最佳效果。常见的综合支护技术包括锚杆支护、护坡网支护、土钉墙支护、混凝土梁柱支护等。例如，对于颗粒状土体边坡，可以采用护坡网与锚杆支护相结合，增强土体颗粒的约束能力；在地下水丰富的边坡区域，可以采用排水措施与支护技术相结合，降低边坡的饱和度，减小土体的浸润破坏风险。

4.3 边坡排水技术

4.3.1 表面排水

边坡表面排水主要是通过设置排水沟、收水沟、坡面防护等设施，引导边坡表面的雨水迅速排出，减少雨水对边坡的侵蚀作用。有效的表面排水系统有助于保持边坡土体的强度和稳定性，降低土体饱和度，减轻水的浸润破坏作用。在设计和设置表面排水设施时，应遵循自然水流路径，利用地形特点进行合理布置，以确保雨水顺利流出，避免积水和反水现象。此外，排水沟的尺寸和坡度应根据边坡尺寸、降雨量等因素合理设计，保证排水能力满足实际需求。

4.3.2 深层排水

深层排水主要针对边坡内部的地下水，通过设置降水井、排水管道等设施，将地下水排出，降低地下水位，减轻土体的饱和度，从而降低边坡滑动和崩塌的风险。在设计和实施深层排水系统时，应注意以下几方面：一是根据实际情况选择合适的排水设施，如降水井、排水管道、砂砾井等，以满足不同地质条件下的排水需求。二是合理布置排水设施，充分考虑地下水流动规律和边坡结构特点，以实现最佳排水效果。三是选用高质量的排水材料，如聚乙烯（PE）管、钢筋混凝土（RCC）管等，以确保排水设施的耐久性和使用寿命。

4.3.3 防渗措施

防渗措施是边坡工程中关键的保护措施，主要通过设置防渗墙、防渗膜等设施，有效地减少雨水和地下水对边坡土体的浸泡作用，降低土体饱和度，从而提高边坡的稳定性和抗滑动能力。在实施防渗措施时，应注意以下几点：一是根据边坡土体性质和地下水位情况，选择合适的防渗墙类型，如混凝土防渗墙、钢板防渗墙、土工布防渗墙等。防渗墙的深度和厚度应根据实际需求合理设计，以保证防渗效果。二是采用高密度聚乙烯（HDPE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜等防渗材料，覆盖在边坡土体表面，阻止雨水渗透到土体内部。防渗膜的厚度和接缝处理需满足工程要求，以保证防渗性能。

5 结语

综上所述，公路路基高边坡施工是公路工程建设中的重要问题之一，严重影响公路工程的安全、稳定和使用寿命。基于此，该文从公路路基高边坡的重要意义、常见病害、稳定性的主要影响因素、施工关键技术以及施工注意事项等方面进行了探讨，希望能对我国公路工程在复杂地形条件下的建设提供一定的借鉴。

参考文献

[1]张永利， 李翔宇. 公路边坡工程技术研究[J]. 公路工程， 2015（3）： 150-153.

[2]王文海， 张宇. 公路高边坡稳定性分析与防护技术研究[J]. 工程技术研究， 2017（1）： 23-26.

[3]马晓明， 郝晓龙. 高速公路高边坡防护技术研究[J]. 公路交通科技， 2016（3）： 108-111.