关于高速公路边坡塌方原因分析及修复方案分析

邓福香

近些年来，随着我国边坡修复技术的迅速发展，如何结合边坡情况优选护坡技术，提升工程的整体效益具有重要的意义。本文结合汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段边坡的特点，对边坡变形病害原因进行了分析，并优选了不同修复技术，以最大程度地发挥边坡修复的优势，有效地解决边坡工程塌方问题，加强与生态环境的协调，推动我国城镇生态环境的可持续发展。

一、工程概况

汕湛高速揭博段路线全长164.278km。设计时速120km/h，采用双向六车道高速公路技术标准，路基宽34.5m。本项目设置了揭西连接线、敬梓连接线、紫金连接线以及蓝塘连接线等。除了紫金连接线和揭西连接线和为改建公路，其他路段为新建连接线，其设计速度均为60km/h。

二、地质条件

汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段K194+964～K195+123右侧边坡（照片1）属于丘陵地貌，山体高大，形态复杂。且山坡较为陡硝，线路穿过山坡上部，坡顶较为平缓，两侧山体为自然坡，坡度约15°～35°。根据项目地质勘察分析，边坡岩土层主要由二层组成：下侏罗世蓝塘群(J1lnc)泥质粉砂岩地层和第四系全新统残积层（Q4el）。其中，砂岩风化强烈，裂隙发育。地表径流主要在雨季；地下水主要来源于深部基岩裂隙水和上部土层孔隙潜水，且地下水主要靠大气降水的入渗补给。

三、边坡变形现状

按照调整后的方案在一级边坡开挖施工过程中边坡K195+015～+100区段出现滑塌变形，现场调查时其主要病害为：

滑塌体后缘位于边坡K195+023～+050段四级边坡下部一线，下错0.5～1.0m,裂缝宽10～50cm，后缘壁陡峭，经现场勘察，裂缝保持原状。K195+015～+036区段为滑塌体头端，沿边坡中部贯穿至下部，其中一级至二级边坡之间的裂缝向208°方向延伸，二级边至四级边坡之间的裂缝向321°延伸，裂缝长55m。K195+052～+100区段为端侧缘裂缝，一级至四级边坡的排水沟长度为67.5m，沿212°方向延伸。在K195+036～+100之间存在滑塌体剪出口，其从一级边坡剪出。一级、二级、三级平台均采用浆砌片铺砌，其受损严重，贯通裂缝明显，缝宽15～35cm不等。

图1 边坡二级平台破损严重，边坡外鼓

四、边坡变形病害原因及发展趋势分析

公路边坡主体为强风化粉砂岩，为一级边坡，岩层产状为135～140°∠44～52°。其岩体已破碎，存在有泥质物，且裂隙发育。边坡包括175～184°∠50～55°、210°∠74°、270°∠30°、197°∠90°等节理产状。由上图分析可知，边坡存在顺倾结构面，边坡岩土节理面L1与体层面L2之间，或者L1与L4之间均为楔形体组合面，这将难以确保边坡稳定性,这是边坡失稳变形的主要原因之一。

在边坡开挖时，就会降低坡面开挖旁应力水平，需要合理调整边坡应力，释放临空面应力，边坡产生新的节理，从而形成开挖时的松弛区，这直接影响到坡体的稳定性，加上裂隙发育以及连续降雨的影响，从而导致边坡开挖时出现严重的地表水下渗现象。这是边坡失稳变形的外因之一。

五、动态设计调整与优化建议

1.修复方案

本工程边坡设计为四级，一级坡高10m，坡率为1:1，采用喷混植生防护方；二级：坡高10m，坡率为1:1～1:1.25，采用锚杆格梁+喷混植生防护；三级：坡高10m，坡率为1:1～1:1.25，采用人字形骨架植草防护；四级：坡高6m，坡率为1:1～1:1.25，采用人字形骨架植草防护。

图2 边坡防护代表性剖面图

边坡在施工过程中出现滑坡变形破坏，经调整后的加固措施为：扩大征地范围，适当加宽平台宽度后按1:1～1:1.25坡率清除边坡松散体并在二级边坡增设锚索格梁，三级边坡增设锚杆格梁，一级边坡采用喷混植生防护，四级边坡采用喷播植草防护。当原边坡开挖至坡脚时，边坡平台应采用浆砌片石进行封闭，但未能充分发挥二、三级锚索的张拉作用。

边坡原设计为四级边坡，边坡在施工过程中出现滑坡变形破坏，经调整后的加固措施为：扩大征地范围，适当加宽平台宽度后按1:1～1:1.25坡率清除边坡松散体并在二级边坡增设锚索格梁，三级边坡增设锚杆格梁，一级边坡采用喷混植生防护，四级边坡采用喷播植草防护。

因边坡岩层顺倾且存在倾向于线路的不利结构面，边坡再次出现滑塌破坏，建议边坡坡脚线位置维持原设计，边坡按1:2.5（一级，平台宽8m）、1:1.5（二级，平台宽6m）、1:2三、四级边坡平台宽度为2m，在二级边坡加固时，应设置锚索格梁，其横向间距为3m。

2.植物配置措施

（1）植物品种选择。由于本工程边坡施工条件差，石质边坡坡度较大；边坡为泥质砂岩，有机质含量不高，故在植物品种选择时，应选择根系发达、耐干旱、繁殖能力强等植物，如银合欢、穿破石、香根草、百喜草等。

（2）植物密度设置。对于灌木，应采取3排平行种植方式，靠石种植2排藤本，并按1m的距离种植5株，同时沿着外侧每米种植1排灌木；在乔木种植时，穴状应呈品字形进行种植，株距为2m×2m；在园林植种时，植物绿篱选择植花叶女贞，株距0.2m×0.2m；在坡面垂直绿化种植时，应选择凌首冠藤，株距为0.2m×0.2m。同时种植九里香，株距0.2m×0.2m，以及小叶紫薇，株距0.3m×0.3m。在香根草种植时，应株距0.2m×0.5m，采用条带种植方式。

3.生态恢复现状

考虑到植物具有良好的适应性，可大大提升整个坡面的郁闭度。由于香根草、百喜草长势良好，且根系强壮，有利于边坡的稳定性的提升；同时，种植藤本植物，如爬山虎，长度1.7m；整个坡面使用小叶紫薇、花叶女贞等植物，以增加坡面植物的多样性，满足景观变化的需求。由于工程景观空间结构圆滑，故具有良好生态效益，可形成灌木层植物群落；本工程通过乔、灌、草的综合应用，促进了景观协调，体现了自然生态的和谐，不仅确保了岩体的稳定性，而且大大提升公路边坡景观的特色。

六、结语

综上所述，在高速公路边坡设计过程中，通过构建生态护坡技术的研究，为今后边坡修复工程建设提供参考。在实际边坡植被修复过程中，应充分考虑到边坡特点，并优选相应的护坡技术和种植物，以形成一个完善的植被群落，通过边坡植被修复设计探讨，有利于提升边坡修复设计水平，促进我国社会、经济、环境的共同发展。