浅析高速公路高边坡病害原因及治理措施

浅析高速公路高边坡病害原因及治理措施

邓万栋

云南交投集团云岭建设有限公司云南昆明650224

摘要：近年来我国高速公路建设呈现快速发展的态势，对我国经济发展也起到了很大的促进作用。高边坡病害是高速公路的常见病害之一，随着高速公路建设的发展，高边坡病害的危害性也受到重视。引起高边坡病害的原因有很多，在高速公路施工过程中应制定具有针对性的措施做好病害治理工作，提高我国高速公路建设质量。

关键词：高速公路；高边坡病害；原因；加固；变形

1引言

在高速公路建设中，由于山区地质条件复杂、边坡施工难度很大，导致高边坡病害问题时有发生，不仅拖慢施工进度、增加施工成本，而且影响高速公路运行安全稳定性。因此，公路施工企业必须重视高边坡施工质量控制，对边坡病害进行认真详细研究，综合考虑地质地貌、水文以及气候等因素，在此基础上制定合理可行的技术措施，尽可能减少和消除高边坡病害，确保高速公路施工和运行质量，充分发挥工程建设带来的经济效益和社会效益[1]。

2高速公路高边坡病害产生的原因

2.1边坡坡面及坡脚受到冲刷

降雨会对高边坡产生直接冲刷和坡面径流冲刷，在这种冲刷和侵蚀作用下，路基边坡会有冲沟形成，随着时间的推移，冲沟不断加深、扩大，最终破坏高速公路边坡结构，引发路面塌陷问题，对高速公路行车安全造成直接影响。如果高速公路路堤沿河流或者在河滩上修建，洪水也会对公路运行安全造成威胁，主要表现为路堤坡脚被冲坏，进而破坏边坡结构。

2.2路基填料、路基高程以及路基压实度的影响

通常情况下，地势缓和的土质边坡容易被冲刷侵蚀，包括砂型土边坡，亚黏性土边坡以及黄土边坡等。在流水侵蚀和风化侵蚀作用下，边坡会沿着水流方向形成冲沟。如果没有做好边坡坡脚养护工作，边坡受到长期侵蚀，坡脚湿软，从而降低路基强度[2]。

3高速公路高边坡病害治理对策

3.1高边坡加固技术

在边坡开挖过程中，坡体原本的应力场会受到影响，在这种情况下，坡体应力会出现重新分布情况，进而影响边坡坡体变形。高边坡病害并不会在边坡开挖后出现，对边坡加固也只是为了限制土体变形。然而在岩体开挖之后必须做好加固工作，从而对后期塑性变形、流变变形等进行有效抑制，以免岩体受到过度损害。相较于土体加固，岩体加固施工量大。一些施工单位为减少岩体加固施工量，加固施工没有在岩体开挖后立即进行，而是等待一段时间的变形之后再进行，尽管减少了加固施工量，但是也可能会过度损伤岩体，不利于维持岩体稳定性。开挖过程中容易产生病害的边坡，尽管在一定程度上符合高边坡变形损伤机理，但是，边坡坡体内部存在软弱结构面，结构面对坡体变形起到控制作用，随着时间的推移，软弱结构面强度会越来越低，相较于岩体强度，土体强度损伤速度更加快。因此，在土体开挖过程中，更容易出现变形破坏现象，破坏程度也更高。在岩体开挖完成后，如果对边坡进行立即加固，能够对岩体塑性变形、流变变形等进行有效约束，以免出现岩体过度损伤情况。因此，高边坡加固必须及早进行，能够有效控制变形问题[3]。

3.2高边坡变形的控制措施

在对高边坡变形进行控制时，通常从两方面开展施工工作，即选择设计方案、设计施工工序。

3.2.1设计方案的选择

1）以主动防护为主。主动控制边坡变形能够起到最好的控制效果。在边坡开始出现变形阶段，利用合理有效的技术手段在边坡上施加平衡外力，从而对坡体变形进行主动约束。在这一过程中，预应力锚固施工技术是比较常用的施工措施，施工效果也比较理想。

2）维持边坡局部和整体稳定性。高边坡工程有较高边坡，在选择设计方案时，除了要对边坡失稳的结构面、软弱夹层等因素进行充分考虑外，还要重视坡面应力集中问题。在整体工程布设完成后，随着外界环境改变，边坡薄弱点可能会随之变化，设计师需要关注这一问题，以免在施工过程中产生冒顶、中部剪出等局部变形问题，导致边坡失稳更为剧烈。

3）消除不利的附加变形。在控制高边坡变形施工过程中，预应力锚固技术起到重要作用，然而，该技术需要人为施加外力，可能会在施工过程中出现附加变形。在工程设计阶段，设计师必须考虑到2个因素：一方面，预应力锚固施工技术带来的附加应力会不会破坏到局部岩体；另一方面，岩体局部破坏会不会发展到整体。在通常情况下，预应力锚固带来的变形有利于解决坡体失稳问题，但是这是建立在符合实际情况基础上的。如果没有合理应用该技术，也可能会造成不良影响，甚至导致新的变形失稳出现。

4）合理使用预应力锚墩。在预应力锚索框架工程施工过程中，预应力锚墩能够起到有效补充作用，目前已经得到普遍应用。然而，预应力锚墩属于单点受力，对框架工程起到良好协调作用，在控制边坡变形时，适用范围有一定限制。一般来说，预应力锚墩大多用于坡面岩体破碎、整体性较差的边坡变形控制施工中。

3.2.2施工工序的设计

1）分级稳定。在边坡施工过程中，分级稳定设计方法适用于高度在30m以下、存在放坡条件的边坡，以此确保施工过程中边坡稳定性。分级稳定就是在放坡过程中，考虑到每一级边坡在地层中的稳定坡率，并进行坡面防护措施设置，将3~5m宽度的平台设置在每一级之间，当施工高度接近第一级平台高度时，暂停开挖工作，采取锚固方式加固坡脚，确保达到规定强度标准时再继续施工。

2）分级开挖、分级锚固。分级预应力锚索加固设计方法适用于边坡高度超出30m、不存在放坡条件的边坡。在放坡过程中，利用预应力锚索对每级边坡进行加固，将2~4m宽度的平台设置在每一级边坡之间，以此对边坡临时施工稳定性进行保障。采取挡土墙方式加固坡脚，确保边坡整体稳定[4]。

3.3常用的边坡防护措施

1）植物防护措施。植物防护措施主要包括在边坡铺设草坪或者种植灌木。植物对边坡既可以起到覆盖防护作用，由于根系具备加固功能，又能够有效减少大气降水、地表径流对路基边坡的冲刷和破坏程度。在选择植物品种时，需要考虑到施工区域的气候条件、土壤状况等，尽可能选择成活率高、养护难度低、经济合理的植物品种。。在植物覆盖作用下，边坡坡面受地表径流的冲刷强度会大大降低，而植物根系错综纠结，能够在土层中构成稳定层，减少水土流失现象发生。植物种植还能对边坡周边环境进行美化和绿化，视觉效果也比较好。草皮铺设可用于大部分土质边坡防护。

2）工程防护措施。植物很难在岩石面上生长，此时最好采用工程防护措施。护面墙在岩石面防护施工中最为普遍，该措施能够对边坡冲刷起到有效防护作用，避免出现三类坍塌。护面墙形式总的来说分为：实体、孔窗式以及拱式3种。对岩体比较破损、稳定性较差的岩石边坡，通常使用实体护面墙；对坡度比较缓和的边坡，通常使用孔窗式护面墙；对下部分岩体比较完整边坡，通常使用拱式护面墙。在选择护面墙防护形式时，需要具体情况具体对待。

4结语

综上所述，高边坡病害会对公路质量产生很大影响，必须保证高边坡施工质量。因此，施工企业应当认真研究高边坡病害机理以及变形控制，对高边坡病害问题进行有效处理。加强施工质量控制，在最大程度上减少和消除高边坡病害，确保高速公路建设和运行的安全性、可靠性，推动交通工程建设事业可持续发展。

参考文献：

[1]彭学军，问建学，韩孝峰.高速公路高边坡病害防治思路及实例分析[J].公路，2017（6）：39-40.

[2]杨再均.高速公路滑坡与高边坡病害的治理措施[J].黑龙江交通科技，2016（8）：35-36.

[3]邢伟夫.山区高速公路高边坡病害防治措施研究[J].科技与企业，2015（17）：144-145.

[4]李良江.山区高速公路高边坡养护管理对策研究[J].建设科技，2018（6）：100-101.