罗海松

（广东冠粤路桥有限公司，广州 511400）

1 引言

公路路堑开挖完成后，需要对路堑边坡进行防护排水设计，尤其是高陡路堑边坡，由于坡脚处需要较大的抗滑力才能保证边坡稳定。当路堑边坡处于临界失稳破坏状态时，必须采取相应的工程手段对其进行加固处理，以保证路基和施工人员安全。

在对路堑边坡进行加固时，可根据边坡所处的状态进行削坡、压脚，在坡面和坡脚采取防水排水设计、设置挡土墙、加固建筑物等措施。对于土质边坡或者强风化岩质边坡，为了减小施工开挖对边坡扰动的影响，经常采用抗滑桩支挡+地表排水+清方减载的综合处理技术进行加固。对于高陡路堑边坡，常采用预应力锚索加固+压力注浆加固+锚杆框架梁综合治理手段，这种深层加固技术能够有效提高高陡边坡的稳定性，解决加固效果不理想等问题。

2 公路路堑边坡破坏形式和模式分析

公路路堑边坡按照边坡破坏下滑面的形式可分为沿结构面产生的破坏、圆弧滑动破坏和非圆弧滑动破坏3种形式。按照力学特性可将路堑边坡破坏划分为平移滑动、岩石崩塌、旋转滑动、严层曲折和岩块流动5种破坏方式（见图1），不同的滑动破坏方式所采取的加固方式各有不同。

3 路堑边坡稳定性影响因素分析

影响路堑边坡稳定性因素主要包括边坡所处的地形地貌、边坡的地层岩性和地质构造、地下水和降雨和人类工程活动的影响。

1）边坡自身的高度、坡面形状、周边临空条件和边坡坡度等都会影响边坡的稳定性。一般情况下，边坡的坡度越大、高度越高，边坡越不容易稳定。边坡坡面外形呈现出不同的凹凸状也直接影响边坡的稳定性。对于坡面凸起的边坡，由于坡面两侧岩体受到较大拉力的影响不容易稳定；对于坡面凹陷的边坡，两侧受到的是压应力，因此，边坡较为稳定；对于较高的路堑边坡，由于受重力荷载影响最大，且坡脚处容易出现地下水汇集，造成其稳定性较差。

2）地层岩性和地质构造对路堑边坡的影响也各不相同。边坡的地质岩性组成直接影响了岩石的抗风化能力、雨水是否软化膨胀等性质，这些性质直接影响了边坡的稳定性。当路堑边坡处于地质断层、褶皱、断层节理发育、区域新构造运动活跃的地质构造地带时，都会对路堑边坡的破坏形式和稳定性产生影响。

3）水对路堑边坡的破坏作用体现在物理化学作用和力学效应两方面，二者之间相互影响。当边坡中岩土体的矿物吸水或失水时，会造成矿物松散瓦解或膨胀，当水中还有CO2等酸性气体时，还会对土体产生侵蚀作用，这体现了水的物理化学作用对边坡土体的影响。地下水在渗流过程中产生的动水压力以及水产生的浮力都会降低边坡的稳定性，这体现了水的力学效应对路堑边坡的影响。

4 公路路堑边坡防护原则

1）在对公路路堑边坡进行设计防护时，首先要根据边坡的状态和边坡所处的工程地质环境判断边坡可能出现的破坏形式，可通过理论计算推导、工程类比法与现场边坡变形监测数据相结合进行综合判断，对边坡的坡面和坡脚可能出现的破坏位置进行加固处理。在对路堑边坡进行加固或坡面削坡过程中，要注意对周边生态环境和景观进行保护，保证边坡防护的施工质量。

2）边坡防护方案要遵循“因地制宜，就地取材”的原则。根据边坡的实际地形地貌和水文地质条件等确定边坡加固设计方案和加固方法。过高的设计标准会增加工程造价，过低的设计标准又不能满足安全和防护加固的目的，因此，应在保证边坡稳定性的前提下因地制宜地设计加固方案。选择边坡防护原材选料时，要做到就地取材，土质边坡以植物防护为主，岩质边坡一般选择砌石堆护。这样不仅节约了工程造价，也减少了加固材料的运输时间。

3）路堑边坡加固设计时，不能只考虑对路基的保护，设计方案中还要提现对边坡周围环境的适配与协调，修建公路虽然对周围辐射区域的经济发展有促进作用，但是要选择符合环保要求与周边环境相协调的科学防护措施，以弥补工程建设对周边环境造成的破坏。

5 公路路堑边坡防护技术及潜在风险分析

公路路堑边坡防护按照防护类型可划分为植物防护、工程防护和综合防护3种类型。

5.1 公路路堑边坡植物防护要点分析

路堑边坡植物防护主要分为挂网客土法、CF生态网植草法和人字形骨架植草法。本文以汕湛高速某标段边坡植物防护为例对上述3种植物防护进行分析归纳。

1）挂网客土喷播技术是先将镀锌网自上而下固定在边坡上，然后将客土（植物生存的基本材料）、绿化料、长效缓释性肥料和种子等按一定比例配合，加入专用设备中充分混合搅拌后，通过空气压缩机压缩空气喷射到坡面上形成所需要的生长基础。其施工工艺流程是：施工准备→边坡清理→挂网施工→配置客土基材混合物→客土播种→养护管理，挂网锚杆示意图如图2所示。

客土喷种的基材混合物[1]由岩石绿化料、肥料、植壤土等按一定比例混合而成；岩石绿化料由有机质、土壤结构改良剂等材料制成，根据实际特点进行标准试验，选定配合比。挂网客土喷种平面示意图如图3所示。

选择的种子要考虑边坡土壤或岩面性质、当地气候条件、施工季节等条件，并结合各种植物生长特性选择根系发达的草本植物及乔、灌木种子，并增加当地类似地貌作业面上的同类树种。选用专业客土喷播机，设备就位后，调节输送泵压力、出风量，使混合料均匀喷射至坡面，自上而下分两次实施喷播，第一次喷播5 cm厚，待客土稳定后（10~20 min）再喷播至设计厚度，在岩性破碎、硬坡段喷层厚度可适当增加。

2）CF生态植草边坡防护的主要施工顺序为：坡表处理→准备工作→挂CF网、打锚钉固定→覆土→播种→盖膜养护。在挂设CF网之前，要在边坡顶部和底部开挖矩形沟用来固定保护网。此外，在路堑边坡的坡顶、二三级平台、坡脚处均设计导流槽和排水沟，减少地表水对边坡内部的浸湿造成边坡破坏。挂设CF网时除了保证坡面平整，挂网没有褶皱外，还需要主要挂设方向要从坡顶向坡脚铺设，在挂网搭接处保持最小搭接距离为10 cm，挂网紧贴坡面不要出现悬空，相邻的挂网采用U形顶进行固定，搭接宽度最小为20 cm，路堑边坡坡面和坡脚的锚钉固定间距分别为200 cm和100 cm。

覆土要分层多次填土，且洒水浸润，至网包层不外露为止，以保证覆土充满网包，且不压包。草种选择应适合当地生长的根系发达的草种，并掺入种子量的30%～40%灌木种子，喷播采用液压喷播，草籽与肥料应充分拌和均匀，喷播后及时加盖无纺布。CF喷播植草布置如图4所示。

节水增粮行动项目规模化建设高效节水灌溉工程，覆盖范围广、资金投入大，涉及农民切身利益，能否长期运行发挥效益关系经济发展和社会稳定，因此项目建设过程必须要严格管控、建管并重，尤其是项目后期运行维护要严抓不怠。项目实施过程要加强督查指导，完善管理措施，确保工程质量；建成运行后要进一步完善工程运行管护机制，落实运行维护经费来源，配备专职人员对地下水水井、输水管线、微灌设施和电气化设备进行定期保养、维护和更新，保障节水增粮行动工程建设规范、使用便捷、管护得当、长期受益。

3）人字形骨架植草护坡的施工顺序[2]为：平整坡面→骨架施工→回填客土→绿化防护施工→盖无纺布→养护。骨架施工除了需要测量放样和施工前对坡面进行清理外，还需要提前预制混凝土铺块。骨架采用C20混凝土预制块铺砌，混凝土预制块在预制场先预制，运至现场铺砌，在护脚处采用C20混凝土现浇，骨架防护位于第二级及以上边坡时，护脚由平台截水沟代替。

5.2 路堑边坡工程防护要点分析

当路堑边坡的坡面环境不适宜进行植物防护或植物防护不能使边坡处于安全状态时，只能采取工程防护手段保证边坡处于安全稳定。工程防护[3]是指通过人工设置构造物或对边坡形态进行物理处理以确保路堑边坡在后期公路运营时处于安全状态。工程防护的类型主要包括设置挡土墙、坡脚或坡面设置抗滑桩、坡面喷施混凝土护坡防护、干砌片石防护等。先简单介绍集中常用的路堑边坡工程加固方法。

1）砌石防护主要包括干砌片石防护、砌浆片石防护和护面墙3种方式。坡面防护主要包括抹面防护、坡面喷射混凝土防护、勾缝灌浆防护和锤面防护4种方式。抹面防护主要适用于坡面主体为强风化岩石的路堑边坡；坡面喷施混凝土防护适用于坡面节理裂隙较为发育，坡面较为碎裂的岩质边坡，其主要作用是防止地下水和地表水进入边坡内部造成边坡失稳；勾缝灌浆防护主要被用在围岩较为坚硬的不容易风化，边坡裂隙较小的路堑岩质边坡；锤面防护是通过混合土对坡面进行硬化加固，抗雨水冲刷能力强，适用于受风化作用严重的岩质边坡或受雨水冲刷作用明显的土质边坡。

2）喷锚防护在对路堑边坡加固时需要提前对坡面进行喷射混凝土处理，在混凝土强度达到设计值时，再进行喷锚加固，一方面增大了喷锚加固的影响面积，另一方面也提高了岩质边坡抗冲刷能力。喷锚防护适用于坡面风化严重、围岩结构较为破碎的岩质边坡，喷锚支护能对边坡内部的破碎岩层的整体性加强，较少因围岩破碎体产生较大侧压力的影响。

3）抗滑挡土墙支护是依靠自身重力作用来抵抗边坡顺层的下滑力，当边坡的坡度较大或高度较高时，边坡顺层的下滑力大于挡土墙的重力作用时，边坡就会产生滑移破坏，此时要通过增设抗滑桩与重力挡土墙共同作用进行边坡防护。抗滑挡土墙一般设置在坡脚位置，适用于边坡坡度较小，高度较低且边坡天然状态下的坡高小于极限高度。

4）预应力锚索梁（见图5）加固边坡适用于断层较为发育、坡面工作量大的高陡边坡加固，锚索梁能使深部的岩体充分发挥自承能力[4]，提高边坡的自稳能力，锚索梁包括锚索和锚梁两部分组成。锚索加固按照锚索的应力状态又可分为预应力锚索加固和非预应力锚索加固，预应力锚索加固边坡的原理是通过对锚索施加的预应力在坡面层理上产生法向阻力同时增加了锚索的抗剪能力；非预应力锚索通过自身抗剪能力来防止锚固岩层发生剪切滑移破坏。

5.3 公路路堑边坡综合防护要点分析

路堑边坡综合防护工程是指充分利用植物防护和工程防护的优点对边坡进行加固处理，不仅提升了边坡及其附近的生态环境，符合近年来倡导的绿色环保防护要求，而且也能保证边坡防护的质量，通过增设植物防护也能从整体上降低边坡防护的工程造价。现阶段，公路路堑边坡综合防护主要分为空心砖结合植草防护、框架梁（主要是锚杆框架梁和拱形骨架结构）结合植草护坡防护以及挂网结合植被护坡防护。

2）框架梁网格结合植被防护可选择用混凝土、浆砌片石或路堑开挖的片石作为网格梁的骨架，网格内种植适宜当地气候的植物进行边坡防护，该综合防护适用于受雨水冲刷严重的土质或岩质边坡防护。框架网格和内部的植被能有效减小雨季边坡地表水对路基的冲刷，还可以提高边坡的景观效果。

3）挂网结合植被护坡防护[5]是指采用柔性钢丝网结合植草加固方式对路堑边坡进行防护，其作用原理是将柔性钢丝网固定在隔栏上，再通过锚杆固定方式将整个网面固定在坡面上，对整个坡面形成支撑。该加固方式还可以防止边坡岩体崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

5.4 路堑边坡防护的风险分析

公路路堑边坡的风险主要来自施工风险和环境风险两大类。边坡施工风险主要包括初始开挖、边坡开挖、爆破施工、锚杆挂网或挡土墙等主动防护施工时带来的风险。造成路堑边坡施工风险的主要原因包括现场技术人员操作失误、忽视警告标志违规作业、使用不安全设备等，其中，边坡爆破处理不当是造成边坡失稳的主要原因。在爆破影响区设置覆盖层可以防止飞石的飞散，覆盖材料要求强度高、重量大，韧性好，能相互连接成厚大的整体，并能被牢固固定。同时设立以爆区为中心设立警戒区，在建筑物安全距离达不到要求时，可修建坚固可靠、能抵御飞石冲击的避炮棚。

边坡环境风险主要是在进行边坡作业时，工程区内受到台风、暴雨、高温和大雾等天气影响，危害现场施工人员的安全和边坡自身稳定。

6 结语

保证公路路堑边坡的稳定对公路路基和运营时过往人员车辆有重要意义。本文通过对路堑边坡的植物防护、工程防护和综合防护的主要类型和各自防护措施的适用条件进行详细的总结说明，对路堑边坡设计方案原则和边坡失稳因素进行了阐述。在进行边坡防护时，要注意因地制宜，综合考虑边坡自身状态、周边气候条件和人为因素对边坡的影响。