高危岩质边坡综合支护设计要点分析

刘 波

(广西桂通工程咨询有限公司，广西 南宁 530028)

0 引言

对公路工程项目在施工建设中遇到的高危岩质边坡问题，施工人员借助综合支护的理念和技术措施，不仅可以保证边坡支护的经济性、安全性、环保性，还可以确保边坡的稳定性与整体质量。综合支护指的是通过设置路堑阻挡水土流失，借助预应力锚索和锚杆框架等其他手段，对边坡进行加固处理，从而使整个边坡支护工作效果更好、更具实用性，极大地提升边坡的稳定性，保证工程的施工质量。为了提升本研究的可操作性，本文特以山东省某公路工程为研究对象，针对不同路段高边坡，借助设置挡土墙和防护网、放缓边坡、架设锚杆和预应力锚索框架、植被防护等措施，改善边坡安全问题，做好边坡主动防护工作。

1 工程案例

本文选取的公路工程项目在山东省境内，隶属旧路改造工程范围。通过实地调查研究后了解，旧路全线边坡都未施行有效的支护和支挡措施，整个排水系统损坏较为严重，边坡顶部也未设定截水沟，致使公路沿线上下边坡存在严重的滑塌问题；在经常性滑塌的路段，经过了多次滑塌清理后，已经逐渐形成无规则边坡。该公路沿线大部分边坡都属于高危岩质边坡，最高处甚至达到89 m以上，呈现一坡到顶的形式，边坡底部基岩有多处出现为开裂状态，随时都会有崩塌的可能。

2 高危岩质边坡的防护理念和思路

2.1 高危岩质边坡防护原则

就高危岩质边坡来看，其呈现的特点为岩体风化严重、边坡高、安全性低等，所以在对边坡进行综合防护处理时，必须要遵循高危岩质边坡主要特点[1]，坚持“先加固，后防护”的防护原则，从边坡表面问题入手，逐渐深入，彻底解决高危岩质边坡在施工和未来工程使用中遇到的各类问题。

2.2 高危岩质边坡防护思路

在对高危岩质边坡问题进行加固处理与支护设计时，应当先进行实地勘察，借助多样化的实验测试手段来了解岩石力学的性能指标，对边坡岩体构成和稳定性高低进行分析与研究。对高危边坡进行加固防护，首先应判断岩体的稳定性。相关人员在计算边坡稳定性能指标时，需要密切关注下滑力与抗滑力间存在的矛盾。如果计算结果在1.2以下，则需要通知现场施工人员立即做好边坡加固处理。在实际施工期间，某些路段边坡稳定性如果无法满足施工要求，现场施工人员应当在遵循公路工程边坡防护要求的基础上，先利用植物防护的方式对边坡进行加固处理，为后续施工工作的进行奠定良好基础。

3 高危岩质边坡综合防护要点

在确定高危岩质边坡问题具体处理方案时，施工人员需要结合现场的地质条件和施工现状，制定多个治理方案，之后对比不同方案在施工期限、经济成本、现场环境、技术难度等方面的可行性，选择出最佳的设计方案。

3.1 楔形体崩塌边坡的综合支护设计

该旧公路改造工程中，某些路段存在岩石裸露区域，且裸露岩石属于变质砂岩，山体局部存在裂缝，边坡处也存在滑坡问题。由于裸露时间较长，滑坡的边缘已经达到了山顶的位置。整个滑坡上方的自然坡度大约在175°左右，中下方的自然坡度已经达到440°左右、较为陡峭[2]。左侧边坡的最大高度在40 m以上，边坡朝向同岩层是大角度相交的状态，属于斜向边坡，结构相对较为稳定，岩产状同结构面组合相交线的切割体所形成的楔形体，同边坡坡向高度一致。施工人员在通过实地勘察后发现，该处边坡在开挖之后，全风化层面节理面岩体风化严重，极容易出现崩塌情况，属于欠稳定型边坡，且边坡破坏类型属于楔形体崩塌范围[1]。因为在实际施工中需要考虑边坡高度和岩质特点，以及整个支护工程的施工成本，在设计支护方案时，相关人员可以借助局部锚杆框架和绿化防护相结合的综合性支护手段。先将边坡按照危险层度划分为三大层级，第一级使用全长粘接型锚杆框架，锚杆长度为8～12 m左右。在进行此项设计时，必须要保证锚杆长度超过岩质边坡破裂面，以此来提升破裂面抗剪力强度[3]。此外，全长粘结型的锚杆，还可以利用在出现过浅层滑塌和楔形体崩塌问题的欠稳定边坡上。此类边坡滑塌厚度相对较小，滑塌问题的发生具有明显的不确定性与随机性。

3.2 滑动破坏型岩质边坡的综合支护

在对此条旧公路进行改造时，其某一路段边坡坡向同岩体结构面倾向于最大角相交，属于斜向坡的一种，且倾斜角角度超过边坡坡向角，为风化层滑动破坏型边坡。在对此类型边坡进行综合支护设计时，需要在每隔8 m高的位置设置1级台阶，该台阶宽度在2 m左右。因为该路段属于滑动破坏边坡，要想进一步提升滑动面的摩擦力，增加其正压力，并给予边坡一定出现滑动变形的空间，保证边坡自身的稳定性，还需要在二、三级边坡位置使用预应力锚索对这两级边坡进行二次加固处理，锚固长度在8 m左右[4]。与此同时，由于该段边坡主要由全风化的白云岩、碎石、粉质黏土等组成，是典型的岩质边坡，在经过削坡扰动处理后，可能会发生一系列坍塌和其他不良的地质问题。在采用预应力锚索框架对边坡进行支护设计时，施工人员可以预先借助锚索对边坡主动施加一定的拉力，将破碎、松散的岩体以锚索来固定在地层深处相对较为稳定的岩体上，使锚固范围内软弱的岩石能够通过挤压变得更加紧密，从而提升岩层之间的摩擦阻力和正压力，预防开裂松散的岩体出现位移，进而达到对边坡进行加固的目的[5]。此外，因为锚索存在自由段，在对边坡进行加固处理后，需要允许滑动区内部分岩土体具有位移能力，将岩土体自我稳定能力最大限度发挥出来，同时借助预先在边坡上施加的预应力，使滑动面摩擦力有所增加，最终达到推动滑动面摩擦力增长的目的。

3.3 其他类型岩质边坡综合支护设计

因为高危岩质边坡稳定性需要借助节理面来控制，在确保局部边坡不会出现崩塌破坏问题的情况下，极大地提升高滑裂面本身的抗剪力强度。如果边坡本身的稳定性较差，且在开挖之后未及时得到有效的加固和支护处理，边坡滑动面就会有出现潜在塑性应力调整的可能性，导致滑动面被降低到残余强度的层面。施工人员要想对塑性应力调整后的边坡强度进行有效利用，必须要在边坡开挖后及时做好相应的支护工作，利用预应力锚索和其他主动加固方式对边坡问题进行有效治理，在边坡中部开展加固处理工作。如果在边坡开挖期间，边坡坡体出现大规模位移时，预应力锚索就会因为受力过大的因素被破坏。因此，在实际施工中，施工人员必须准确校核已经锚固好锚索的拉力，给予预应力锚索足够的自由段，合理设定锚索刚度[6]，这样一来，当拉力过大时，施工人员可以通过适当释放一定量的拉力，保证锚索固定效果。

3.4 注意事项

在实际施工过程中，由于不同施工环节出现的问题具有一定的差异性，所以，现场施工人员必须要结合施工问题出现的原因，制定针对性的解决方案。

(1)锚喷破面裂缝问题。施工单位在正式施工前，需要强化施工人员安全管理意识，保证施工人员能够严格按照设计要求完成相应的施工工作，以此来保证施工质量。在实际施工中，现场工作人员要强化对边坡位移和山体滑坡情况的观测力度，在发现锚喷破面裂缝时，可以采用加长锚索的方式对边坡进行二次加固，并对已经开挖的边坡进行锚喷支护加固处理，以此来预防边坡受雨水冲刷后出现滑移垮塌现象。

(2)局部边坡沉降、变形问题超过规范要求。当施工人员发现基坑周围出现大规模裂缝时，必须首先做好施工现场地面的防水排水工作，在注浆施工的过程中，采用P032.5普通型的硅酸盐水泥与清水搅拌，水灰比例为0.5∶1，并在搅拌的过程中加入2%速凝剂，直至注浆量泛出孔口[7]。

(3)测定锚杆预应力与预应力损失。正常情况下，非预应力锚杆本身的应力检测数量应当在锚杆总数5%以上；预应力锚索应力检测数量需要保持在锚索总数10%以上，且最少不应低于3。此外，在观测边坡位移时，其频率应当同开挖顺序保持一致，即每开挖一次便需进行以此位移观测，以此来保证及时有效地发现和处理施工问题。

4 结语

总而言之，本文以高速公路改造工程中的高危岩质边坡防护设计工作为立足点，借助综合性的防

护手段来对高危岩质边坡进行加固处理。通过分析可以发现，施工人员在对公路工程项目中的高危边坡进行综合支护和加固治理的过程中，必须要坚持以保证边坡的安全性、经济性和环保性为主，在充分保证公路结构安全的基础上，制定有效的边坡加固处理措施，以此来保证高危岩质边坡的安全稳定，从而维护公路工程的使用性能。

[1]王水生.高危岩质边坡综合支护设计研究[J].山西建筑，2015，41(4)：80-82.

[2]张 亮.山区岩质高边坡的工程地质分析与加固支护设计[C].建筑科技与管理学术交流会，2015.

[3]李 波，徐开洪.高危边坡上高大模板施工技术之——边坡支护结构设计[J].建材发展导向(下)，2015(11)：208-209.

[4]谢欢欢.上硬下软岩质边坡变形机制及支护设计要点[J].世界有色金属，2017(11)：206-207.

[5]贺传仁.岩质高边坡稳定性分析及综合治理的研究[D].长沙：中南大学，2013.

[6]赵叶江.顺向岩质边坡的稳定性分析及支护措施[J].土工基础，2015(4)：44-47.

[7]李勤军，鄢双红.大奔流沟料场高边坡支护设计研究与实践[J].人民长江，2013，44(14)：22-25.