半湿润黄土地区公路挖方边坡的设计

刘子锐

摘要： 我国的黄土的分布面积达54万平方公里，占全国土地面积的百分之六，是世界上黄土面积分布最广的国家。随着我国公路事业发展的水平越来越快，在行业发展的同时，也面临着黄土地区公路边坡设计及防护方面的问题。本文就半湿润黄土地区公路挖方边坡的设计及防护进行探讨，以期能为同行产生几点启发。

关键词： 公路边坡;防护;治理

【中图分类号】U417.12【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）12-0062-01

半湿润地区是指干燥度为1～1.50的地区，降水量一般为400～800mm，我国部分黄土地区位于半湿润地区。黄土具有多孔隙、显著的垂直节理、无层理、透水性较强、湿陷性等特征，在干燥时较坚硬，一被流水浸湿，结构稳定迅速破坏，通常容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生坍陷。所以在黄土地区进行公路工程建设时，应结合黄土的特性及项目所在环境条件，采取合理设计方案，是工程安全运营的保障。

1半湿润地区黄土边坡常见病害

常见的黄土路堑边坡病害有坡面剥落、坡面冲刷、崩塌、滑坡及泥流[1]病害，降雨量较多的半湿润区公路路堑边坡容易发生滑坡及泥流病害，

1.1滑坡。

黄土具有多孔隙及透水性较强的特征，当挖方边坡较高或挖方边坡顶部山体存在陡坡时，受降雨影响，地表水渗入黄土层中使黄土容重增大，黄土的强度下降，土体稳定性平衡容易破坏，当黄土层与其他岩层存在倾斜的接触面时，接触面附近黄土结构遇水或受其他扰动后，影响较小时出现路堑边坡滑塌病害，严重时路堑边坡顶部山体极易出现滑坡病害，影响公路的运营安全。

1.2泥流病害。

位于斜坡的黃土如果土质疏松，具有渗透性较小的下卧层时，土体在地下水或在地下水与地表水相互作

用下浸润黄土土体，使土饱和形成塑性流动，称之为泥流，泥流容易诱发崩坍或滑坡等更严重的病害。

甘肃省某运营公路，路堑边坡相对较低，路堑顶部山体坡率约为1：4，相对较缓，公路路堑边坡采用内挡墙+框格锚杆防护，运营期间，受降雨及地下水影响，路堑边坡顶部山体表层黄土含水率增加使土体呈饱和状态形成塑性流动，框格梁边坡防护工程对塑性黄土基本无支挡作用，土体通过框格梁中间及顶部掉落至路基坡脚，内挡墙泄水孔无明显排水痕迹。

2路堑边坡设计及防护

路堑边坡设计是否合理，对黄土路堑边坡的稳定至关重要。如路堑边坡过陡易发生崩塌病害，边坡较缓时坡面易发生冲刷现象，边坡较高时容易引发山体滑坡等病害。

2.1边坡设计。

半湿润黄土区路线纵断面设计时，应尽量避免出现大填大挖路基，路基应以填方为主，当公路以路堑形式开挖山体时，路堑边坡不宜高于一级边坡高度，边坡坡率宜采用1：：0.75～1：1。受地形限制，必须设置多级边坡时，多级路堑边坡每级高度及坡率应结合边坡土质特性及降雨情况确定，每级边坡高度不宜超过6m，边坡应结合实际情况设置必要的防护支挡工程。

2.2边坡防护。

半湿润黄土区路堑边坡土质含水率较高，降低边坡土含水率是保证路堑边坡稳定的措施之一，半湿润黄土区路堑边坡不宜采用封闭的圬工防护。

2.2.1植物防护。

半湿润黄土区路堑边坡土质含水率较高，各类植物容易成活，植物的根系扎根于路堑坡面可吸收边坡内水分，加速边坡水份的蒸腾效果，可降低表层黄土的水分，植物根系对坡面具有一定的加固作用，同时植物根系及茎叶可有效效避免坡面冲刷、剥蚀病害。植物护坡[2]不影响边坡内水分的排出，同时具有较好的绿化环境效果，对自然环境无负面影响。

2.2.2孔窗式护面墙。

当项目黄土边坡土质疏松，坡面易受雨水冲刷，植物护坡生长困难时，考虑孔窗式护面墙。一般采用混凝土、浆砌片块石等材料做框格骨架，框格内采用植物防护或其它辅助防护措施（干砌片石、空心砖等），这种防护形式能有效地防止路基边破在坡面水冲刷下形成冲沟，防止坡体滑塌，特别是针对残积-坡积层形成的边坡具有良好地防护作用，稳定边坡效果较好。另孔窗式护面墙对挖方坡面不具有封闭效果，便于边坡土体水分的挥发，有利于边坡的自身稳定性。

2.2.3内护墙。

当黄土挖方边坡土层不厚，且挖方边坡坡脚附近存在土层交界或边坡计算滑动面在坡脚附近时，设置内护墙可对挖方边坡具有固脚效果，内挡墙墙身不宜过高，建议墙身外露2-3m即可，不得影响边坡水的蒸发，同时内护墙应做好墙背排水设计，避免土层渗水不能及时排离。内护墙可采用混凝土、浆砌片石砌筑。

2.3边坡排水。

水是影响边坡稳定的主要因素之一，把危及路基边坡稳定的地表水、地下水予以排水，是边坡排水设计的主要任务。

2.3.1截水沟。

路堑截水沟可根据截水沟的位置分为坡顶截水沟及边坡平台截水沟，坡顶截水沟主要用以拦截坡顶山体汇水防止冲刷路堑边坡坡面，平台截水沟主要用于拦截坡面雨水，并通过吊沟或边坡急流槽排至边沟或排水沟中，排除至路基以外。坡顶截水沟应结合地形合理布置，直捷舒顺。截水沟一般采用混凝土或浆砌片石加固，特别雨水较多区域应做好防渗设计，防止水流下渗，影响边坡稳定。

2.3.2渗沟。

前文所说的半湿润区黄土路堑边坡发生的滑坡及泥流病害，其主要成因是地表水及地下水渗入土体，土体自重增加，结构失稳引发的，减小水分是保证路堑边坡稳定的因素之一。甘肃省某公路边坡坡顶山体中设置一道渗沟，公路运营期间渗沟功能正常，路堑边坡稳定未发生病害。2017年渗沟发生损坏，边坡坡顶山体饱和呈塑性状态，山体出现泥流病害，边坡土通过锚杆框格的框格中掉落至路堑边坡坡脚处。山坡渗沟应结合地形顺山坡设置，渗沟不宜出现转弯情况，为提高渗沟的适用寿命，对渗沟应进行必要的加固措施，如支撑渗沟。渗沟应结合地形成组布置，独立的渗沟一旦出现损坏边坡更易出现滑塌或泥流病害。

2.4结束语。

路堑边坡设计中各类设施具有其不同的功能，同时相互衔接组成路堑边坡，因此，半湿润黄土地区的路堑边坡设计时，应高度重视路堑边坡的高度、坡率及防护工程、排水工程，使各类设施形成一个稳定的整体。

参考文献

[1]胡雄韬，甘肃省黄土地区路堑边坡防护，甘肃科学学报，2006（2）：112-114.

[2]杨慧林，黄土地区路基边坡生态防护技术研究，长安大学博士学位论文，2006：21-28.