路堑边坡处治措施综述及应用

文/新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院 高礼

公路路堑边坡是公路工程施工过程中人为形成的斜坡,高路堑边坡失稳破坏产生的滑坡、泥石流等,随时都有可能带来严重的破坏，甚至带来灾难。所以边坡设计应满足安全性、适用性、耐久性等条件。

目前，对于公路路堑边坡的设计主要采用坡率法和边坡加固法。坡率法是通过控制边坡的高度和坡度后，无需对边坡进行特殊工程加固就能使边坡达到自身稳定的边坡设计方法。

项目介绍

项目位于新疆维吾尔自治区南部巴音郭楞蒙古自治州和硕县境内，路线总体走向为由南向北，全长41.96km。根据现场核查，K17+220～K17+700段存在路堑边坡失稳现象，因此，拟对该段进行边坡坡率变更设计。

项目区域地层岩性复杂，主要分布自上古生界～新生界的地层，路线经过的区域，岩性以片岩、钙质砂岩、夹大理岩、结晶灰岩等为主，属于硬质岩～软岩，构造剥蚀作用较强烈。沿线主要存在崩塌和碎落的不良地质现象。

路线范围内受断层影响较为显著的地区主要为F1断层，F1断层从路线K17+200～K17+600段通过，总体走向SN，走向北偏东85°，产状143°∠79°，延伸长度大于1000km，为断面E倾的逆断层

工程地质评价

路线K17+220～K17+510段，路线位于低中山区，黑达阪顶部，该段为路堑开挖段，路线布设在老路路堑的右侧边坡上。地面表层为角砾层，灰黑色，厚度约2.0m，为断裂破碎带，风化严重；其下为风化砂岩，强风化至中风化。

K17+510～K17+585段，路线位于低中山区，左侧切割山体坡脚，山体高约70.0m，开挖面高约5.0m，岩性为砂岩，灰黄色，陡倾外侧，块状结构，岩体较完整；表层强风化层厚度0.1m，其上坡面覆盖坡积碎石土，厚度约1.5m，坡脚有少量碎落物。右侧上部为胶结碎石层，最大厚度7.0m，层面倾斜，层厚顺线路走向逐渐增大，密实，下伏基岩。

K17+585～K17+700段，路线位于低中山区，地基土为块石、碎石，填筑厚度达3.0m至8.0m不等。

该段挖方面陡立，岩层陡倾外侧，块状结构，层间夹有2cm的靡棱化石英岩脉，较破碎，坡脚可见掉块；根据《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB50021-2001）的规定，本段崩塌的岩土工程评价为II类，即：规模较大，破坏后果严重，应对可能崩塌、碎落产生的危岩采取防护处理措施。

存在的问题

该段岩层陡倾，存在三组节理，分别为J1：28～62°∠40～71°，J2：230～262°∠38～51°，J3：5°∠50～77°，该三组节理将岩体切割成楔形体，整体性较差。

因该段岩体开挖面较高，岩层陡立外倾，岩体节理发育；该段岩体位于断层带内，整体性较差；岩体开挖后，K17+340～K17+420段右侧开挖成型的2.0m宽的边坡平台，已发生局部滑塌，同时，挖方边坡中部已出现滑动裂缝，危及边坡稳定和道路安全。

根据原设计纵坡曲线指标可知，该段纵坡竖曲线各项指标均已达到极限值，不存在调坡的可能性。因此考虑通过调整挖方边坡坡率及边坡形式的方式达到设计要求。该段原设计挖方边坡形式采用情况为：路基右侧挖方边坡采用1∶0.75；并设置边坡平台，边坡平台宽度2.0m，每15.0m设置一级台阶。路基左侧∶边坡采用1∶0.5。

表1 原设计K17+220～K17+700段岩石挖方边坡稳定性计算

根据山体开挖高度、岩体特性，对该段逐桩进行边坡稳定性计算，计算结论表1所示：

由表1可知，原设计K17+340～K17+420段，右侧挖方边坡稳定安全系数小于1.05～1.15的规定值，需对该段挖方边坡坡率进行变更设计。

边坡坡率调整

以相关工程实例作为参考，并参照规范，对强风化岩石采用1∶0.75～1∶1.25的坡率，对弱风化、微风化岩石采用 1∶0.5～ 1∶1的坡率，针对 K17+340～ K17+420段路基右侧，挖方边坡放缓至1∶1.0，右侧挖方边坡高度为60.25 m，属于岩石深挖路堑边坡，对边坡进行稳定性计算。计算结论得出边坡稳定安全系数为1.095，该段挖方边坡稳定安全系数满足规范要求1.05～1.15的规定值。

因该段受断裂带的影响，现有挖方边坡岩体较破碎，K17+365～K17+400段现有挖方边坡坡面变形开裂，采用消坡卸载的方式，保证路基边坡的稳定，同时，对挖方边坡采取相应防护处理。

根据变更设计挖方边坡稳定性计算情况，结合现场实际情况，该段挖方边坡形式采用台阶坡。为保证边坡的稳定性及可靠性，对原设计相应排水设施做出更改。挖方边坡设置边坡平台，台阶宽度为2.0m，每15.0m设置一级。因该段岩体陡倾，断裂分布，节理裂隙发育，在开挖过程中，为避免对岩体的过度扰动，建议采用小型光面爆破或免爆的方法施工。

路基排水

原设计方案拟定在该段设置护面墙路段坡脚处，设置浆砌片石边沟，边沟形式采用宽浅型，边沟底宽0.6m，深度0.3m，边沟内边坡1∶2.0。防护工程采用护面墙及主动防护网分别布设于K17+260～K17+580段路基右侧、K17+250～K17+580段路基左侧及K17+360～K17+500段路基左侧和K17+320～K17+480段路基右侧存在碎落工程隐患的路段。现根据上述坡率调整，配合变更路基排水设施如下：

浆砌片石边沟：在该段设置挡墙路段坡脚处，设置浆砌片石边沟，边沟形式采用宽浅型，边沟底宽1.0m（兼碎落台），边沟深度0.3m，边沟内边坡1∶2.0；设置的边沟起终点处，与原有设计的排水设施顺接。

浆砌片石截水沟：在K17+220～K17+340和K17+410～K17+700段路基右侧，挖方边坡外侧设置浆砌片石截水沟，截水沟采用矩形断面，截水沟宽度0.4m，截水沟深度0.4m；设置的截水沟起终点处，将坡面汇水排出路基以外。

结束语

现代公路边坡防护必须根据公路的实际情况开展设计工作，对地质灾害发生段落边坡坡率的确定，需前期做好相关地勘物探，掌握详细的岩土资料。此外在公路交工运营后，应加强对危险路段边坡防护工程的后期使用情况进行跟踪观察，并协同养护部门定期进行检修和维护工作，确保行车安全，保证山区道路的良好运行。