- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:山区高速公路穿越地形起伏大、地质构造复杂、降雨集中和岩土体差异明显的区域,边坡稳定性直接关系道路通行安全、工程耐久性和后期养护成本。边坡失稳通常受岩性结构、坡体高度、节理裂隙、地下水、降雨入渗、开挖扰动和防护措施不足等因素共同影响。文章围绕山区高速公路边坡稳定性评价展开分析,探讨常用评价方法、失稳成因和加固治理技术,并结合工程案例提出综合治理与动态监测策略,以提高边坡防灾减灾水平。
关键词:山区高速公路;边坡稳定性;评价方法;加固治理;动态监测
引言
山区高速公路建设常需进行高填深挖、桥隧相接和长距离边坡开挖,工程活动会改变原有地形地貌和岩土体应力状态。部分边坡在施工期看似稳定,经过降雨、冻融、车辆振动和长期风化后,可能出现裂缝、滑塌、落石和整体滑坡等病害。边坡一旦失稳,不仅会阻断交通,还可能造成人员伤亡和重大经济损失。因此,对山区高速公路边坡开展稳定性评价,并采取针对性加固治理措施,是公路工程建设和养护管理中的重要课题。
一、山区高速公路边坡失稳影响因素分析
山区高速公路边坡稳定性受自然条件与工程扰动共同影响。山区坡陡谷深,原始坡体应力较高,公路开挖后形成高陡临空面,易削弱坡体抗滑能力。岩土性质是稳定基础,完整坚硬岩体相对稳定,而强风化岩、泥岩、页岩、软弱夹层、残坡积土和碎石土边坡,遇水后易软化变形。构造条件也十分关键,断层、节理、层理和裂隙若与坡面形成不利组合,可能构成潜在滑动面。降雨和地下水是诱发失稳的重要因素,雨水入渗会提高孔隙水压力,降低土体抗剪强度,并加剧软弱层泥化。某山区高速在连续强降雨后,路堑边坡出现弧形裂缝和局部滑塌,经勘查发现坡体内存在顺坡向软弱夹层,施工开挖削弱坡脚支撑,雨水沿裂隙进入坡体后导致强度下降。该案例表明,山区边坡失稳多由地质条件、降雨入渗和工程开挖共同作用形成。因此,边坡治理应以地质结构和水文条件分析为基础,同步控制开挖扰动、排水和防护措施。
二、山区高速公路边坡稳定性评价方法
边坡稳定性评价应综合采用现场调查、工程勘察、理论计算和监测分析等方法,不能只依赖经验判断。现场调查是基础工作,应重点观察坡体形态、岩层产状、裂缝分布、渗水位置、植被变化、落石痕迹和既有防护结构状态。对于高边坡、顺层边坡、滑坡体边坡和软弱破碎带边坡,应进一步开展钻探、槽探、物探和室内土工试验,获取岩土体重度、黏聚力、内摩擦角、软弱夹层厚度和地下水位等参数。稳定性计算常采用极限平衡法、有限元法和数值模拟方法。极限平衡法适合评价整体滑动安全系数,计算结果直观,便于工程应用;有限元法能够分析坡体应力、位移和塑性区发展,更适合复杂地质边坡。对于岩质边坡,还应进行结构面组合分析,判断是否存在平面滑动、楔形体滑动或倾倒破坏可能。评价过程中应充分考虑不同工况,如天然状态、暴雨状态、地震状态和施工开挖状态。某高速公路深挖路堑边坡在设计阶段按天然工况计算安全系数满足要求,但加入暴雨入渗和坡脚开挖影响后,安全系数明显降低,设计单位据此调整坡率并增加锚索框架梁加固。实践表明,边坡稳定性评价不能停留在静态计算,还要结合施工过程和极端天气进行动态复核。评价结果应服务于工程决策,将边坡划分为稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定等级,并匹配相应治理措施。
三、山区高速公路边坡加固治理技术
山区高速公路边坡加固治理应根据边坡类型、破坏模式和风险等级选择适宜技术。对于一般土质边坡,可通过放缓坡率、分级开挖、平台设置、坡面防护和排水系统改善稳定条件。排水治理在边坡加固中具有基础作用,截水沟、排水沟、急流槽、盲沟、泄水孔和仰斜排水孔能够减少雨水入渗和地下水压力,对防止滑坡和浅层坍塌十分重要。对于岩质高边坡,可采用锚杆、锚索、框架梁、挂网喷混凝土和主动防护网等措施提高坡体整体性。锚杆适用于浅层加固,预应力锚索则适合控制深层滑动或高陡边坡变形。对于存在落石风险的路段,可设置被动防护网、拦石墙和危岩清除措施,降低落石对车辆通行的影响。某山区高速隧道出口边坡岩体节理发育,施工后多次出现小规模掉块,项目部经稳定性评价后,对坡面危岩进行清除,并采用锚杆框架梁与主动防护网组合治理,同时完善坡顶截水沟,运营后边坡掉块现象明显减少。对于滑坡体边坡,治理措施更需综合,常采用抗滑桩、挡土墙、锚索抗滑桩、削方减载、坡脚反压和排水疏干等组合技术。若滑动面较深,仅进行坡面防护难以解决问题,应通过抗滑结构提供足够抗力。生态防护也具有重要价值,植被恢复、客土喷播和三维网植草可以减少坡面冲刷,但不能替代结构加固。合理做法是将工程加固、排水治理和生态恢复结合起来,既保证稳定安全,又改善公路景观和水土保持效果。
四、边坡加固治理质量控制与动态监测策略
边坡加固治理效果能否长期稳定,取决于施工质量控制和后期监测维护。施工阶段应严格按照设计和专项方案组织实施,边坡开挖宜遵循分级、分层、分段原则,避免一次性大面积开挖造成坡体卸荷过快。锚杆、锚索施工应重点控制孔位、孔深、倾角、清孔、注浆饱满度和张拉锁定值,注浆材料强度和水灰比必须符合要求。框架梁施工要保证钢筋规格、模板尺寸、混凝土强度和坡面贴合质量,防止框架梁悬空或局部受力不均。排水设施施工应确保坡顶截水沟连续、平台排水通畅、泄水孔有效,不能出现“有沟无水出、雨后水乱流”的情况。某高速公路边坡曾在治理后仍出现坡面渗水,经检查发现部分泄水孔被施工砂浆堵塞,地下水无法顺利排出,后经疏通和增设排水孔,坡体变形才趋于稳定。由此可见,边坡治理不能只重视可见的结构工程,排水细节往往决定治理成败。动态监测是山区高速边坡长期管理的重要手段,应根据边坡等级布设地表位移点、深部测斜孔、裂缝计、雨量计、地下水位计和视频监控设备,对重点边坡进行持续观测。监测数据应与降雨量、养护巡查和施工扰动信息结合分析,当位移速率突然增大、裂缝扩展或地下水位快速上升时,应及时预警并采取交通管制、卸载排水或临时加固措施。管理层面还应建立边坡档案,记录地质条件、设计方案、施工过程、监测数据和养护维修情况,为后续风险评估提供依据。只有形成设计、施工、监测、养护一体化管理,山区高速公路边坡安全才能得到持续保障。
五、结语
山区高速公路边坡稳定性受地形地貌、岩土性质、地质构造、地下水、降雨和工程开挖等因素共同影响,具有明显的复杂性和动态性。稳定性评价应结合现场调查、勘察试验、理论计算、数值模拟和监测数据,科学判断边坡风险等级。治理中应根据失稳模式选择放坡、排水、锚杆锚索、框架梁、抗滑桩、防护网和生态修复等措施,避免单一治理。实践表明,排水控制、施工质量和动态监测是边坡长期稳定的关键。未来,山区高速公路边坡管理应进一步向精细化、信息化和预警化方向发展。
参考文献
[1]易建麾.山区高速公路深挖路堑岩质高边坡稳定性分析及加固治理措施[J].工程技术研究,2026,11(06):45-47.
[2]刘鹏君.高速公路高边坡稳定性评价及加固措施对比分析[J].交通世界,2024,(10):34-36.
[3]李松,晴兴高速公路煤系地层路基(边坡)稳定性评价及加固措施研究.贵州省,贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,2014-08-01.
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