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路基边坡防护设计探析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月13期作者：刘炎培

[导读] 路基边坡是公路边坡设施的一种，公路路基边坡设计可以有效完善公路基础设施，改进公路边坡情况，提高公路运营时间，确保公路基础设施稳定，最终保证公路交通运输安全。随着我国交通运输事业的发展，路基边坡技术水平不断提升，边坡防护设计逐渐成为设计重点，如何优化边坡防护设计，改变原来的边坡防护技术，满足现代化公路运行需求，是当下需要重点解决的问题。

北京交科公路勘察设计研究院有限公司刘炎培

摘要：路基边坡是公路边坡设施的一种，公路路基边坡设计可以有效完善公路基础设施，改进公路边坡情况，提高公路运营时间，确保公路基础设施稳定，最终保证公路交通运输安全。随着我国交通运输事业的发展，路基边坡技术水平不断提升，边坡防护设计逐渐成为设计重点，如何优化边坡防护设计，改变原来的边坡防护技术，满足现代化公路运行需求，是当下需要重点解决的问题。对此，本文主要探讨路基边坡防护设计，在综合分析公路路基的基础上，确保边坡防护设施的科学性和可靠性。
关键词：路基；边坡；防护设计
        引言：
        边坡危害大，边坡事故原因复杂，地质钻探具有一定的局限性，导致边坡设计难度大，想要有效解决以上问题，需要重点对边坡加固工程进行设计研究。公路在开挖时，会出现边坡下滑情况，滑落体多为一些土层、碎石等，为了不影响边坡加固工程的正常进行，工程技术人员需要加强边坡防护设计。
        一、我国路基边坡防护现状
        我国地域辽阔，地形种类多，山区面积大，山区地形和交通建设和山区经济、山区人民的生活条件有着直接的关系，也影响着我国国民经济发展水平，想要有效改变我国山区地形、地质条件复杂、交通条件差的问题，就需要根据山区地理、地形、地质特点，完善山区公路工程建设，尤其是山区公路路基边坡建设。根据相关调查发现，山区道路边坡植被稀少、公路边坡风速大、边坡风化侵蚀严重，如果边坡土壤渗透性低、蓄水能力低，会导致水土流失问题，最终导致边坡土壤肥力下降，植被难以再生长，水土流失和风化加剧，形成恶性循环。我国大多数公路路基边坡主要由岩石构成，边坡表层土稀薄，山区公路路基边坡大部分是石质边坡，其对公路路基边坡防护工程提出了要求。随着社会经济的发展、科学技术的进步，国家在公路边坡防护方面的研究越来越多，促使边坡防护技术不断提升，技术效果好，防护经济性高，多种边坡防护技术的综合利用，大大提升了边坡防护效果。随着山区公路建设水平的提高，公路路基边坡防护在功能上、设计上都进行了改变，边坡防护既有基本的防护功能，也有安全、美化环境、视觉效果作用。人们在创新设计理念和方法后，将人工建设和自然环境进行了综合，从而完善了路基边坡防护设计，更好地发挥了路基边坡防护在公路质量和安全提升中的作用[1]。
        二、路基边坡防护设计基本原则
        在进行路基边坡防护设计时需要严格根据相关设计标准、技术规范、技术参数、实际情况进行设计，确保设计符合科学规律、符合当地边坡实际情况。当前，环保理念已经在建设行业深入推进，因此在边坡防护设计时，也需要坚持根据环保原则进行设计，我国相关部门倡导公路边坡设计需要遵循“安全绿色、水土保护、生态自然、综合效益”的基本原则开展设计工作。对此在开展路基边坡防护设计工程时，需要遵循以下原则：第一，一次性原则，在进行边坡防护时，需要从长远方向进行规划，采用系统工程，一次性实施，避免重复施工，保证防护效果最佳。第二，因地制宜原则，不同的地区，道路情况不一样，因此需要根据实际情况进行边坡防护设计。第三，成本控制原则，边坡防护设计时，还需要考虑成本，严格根据设计方案进行施工。
        三、路基边坡防护设计概述
        （一）路堑边坡挡土墙防护设计
        针对高速公路施工不同阶段的道路情况，可以根据路段路基左侧岩质路堑边坡加固设计实例为依据进行路堑边坡挡土墙防护设计。支挡防护方式一般选择板肋式锚杆挡土墙支护方法，该方法可以构成钢混肋柱、钢筋拉杆、墙面板、挡土墙轻质挡土支护结构，其中拉杆和挡土墙可以提高挡土效果，一般常用在岩质陡坡高挖方路段。在经过调查计算后，确定锚杆和挡土墙的位置，边坡开挖后需要即刻布设锚杆。为了提高挡墙面板的排水效果，避免地表水流和雨水冲刷边坡，需要在路堑顶层设计截水沟，在坡面和挡墙面板处设计泄水孔，在水流聚集出设计急流槽。

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在施工中，需要严格根据工序进行坡面平整，以此保证施工完整，在此过程中，需要根据设计要求，确定挡墙面板、底座、肋柱预埋深度，避免深度不科学，导致边坡挡土墙不稳定，影响锚杆和挡墙的安全性能。一般而言，挡土面板需要肋柱连接，并采用水泥混合混凝土搭接，从而确保挡土墙受力均匀，避免压力过大，导致重心失衡问题[2]。
       （二）SNS柔性防护设计
        对于一些受地理条件影响的路基边坡，在设计时可以采用SNS柔性防护设计方法，对路堑路段设计防护网，保护边坡，此设计方法可以有效解决边坡岩石层风化、破损、部分坍塌问题，以此开展防护工程来降低各种边坡事故发生率。该防护网设计采用的是SNS柔性主动防护网，其由钢丝网绳、支撑架、钢丝格栅、锚杆、缝合绳等构成。在施工前，防护工作人员需要对边坡防护区域内的危石、松石、坍塌区石块进行清除，自上而下的放线确定锚杆钻空位置。孔深应该大于锚杆长度，钻孔后需要及时清理孔洞，当凿岩设备无法满足岩质土体开挖需求时，可以安设人字形锚杆，并围绕锚杆将钢绳锚入孔径内。钻孔完成后，需要及时清孔，并进行注浆，注浆结束后插入钢绳锚杆，并观察注浆情况，便于第二次注浆，后按照标准进行养生处理。在养生结束后需要保持纵向、横向钢绳张开、拉近，当以上施工工序结束后，可以进行双层钢丝网铺设，对于体质条件差的公路路段可以采用双层钢绳网进行防护网设计，并在铺设前考虑钢绳抗错动拉力和抗脱落能力，当动力和抗脱落能力不符合要求时，避免使用。
        （三）植被边坡防护设计
        考虑到边坡防护和治理的综合效益，可以选择植被防护方法，该方法既具有生态效果，也具有经济效益，尤其是在山地高速公路路基边坡防护施工中，需要将工程边坡防护和指标防护相结合。在路基边坡设计中，尽量选择坡度缓、地质情况良好、坡面固定的边坡加强植物种植，一些山地路基边坡土层干燥、松软、抗侵蚀能力低、阳坡风化严重，当植被被开挖后，难以再生长。因此在此路段进行边坡防护时，可以将边坡设计坡浆砌片作为防护墙进行优先设计，在缝隙位置悬挂植物网，墙边角位置采用喷草方式来护坡。其次，对于土层松软破损的边坡面可以采用锚索固定，控制立柱断面尺寸，并将混凝土作为骨架的保护层，在内部栽种植物进行防护。这种方式一方面可以恢复自然边坡环境，提高公路车辆驾驶员的视觉效果，缓解视觉疲劳，另一方面也可以加固岩土层，防风固沙，保护环境[3]，有利于新型环保型公路的建设。
        （四）干砌片石设计
        干砌片石主要是应用在降水量较大的边坡处，可有效减少水流对边坡的影响。但是该方式对边坡的坡度有一定的要求，对于坡度太过于平缓的地段，路面比较潮湿的地方，不宜使用干砌片石。
        （五）边坡锚固设计
        预应力锚固是一种比较常见的路基边坡处理方法，通过螺杆施加预应力，从而减少路基边坡产生的主动抗滑力。特别是对于不稳定边坡，能有效的抑制边坡的位移。开挖边坡由上而下，上部挖掘后，立即施加锚固于不稳定的斜坡，可使结构面密切咬合，提高剪切力。由于预应力锚索在滑动面的应力也受到阻碍，从而使滑动面的加速增大，进一步确保了边坡的稳定，而预压应力则改变了岩体在节理上的压缩，使其弹性增强。
       四、结束语
       总之，公路路基边坡在公路建设中发挥着重要的作用，因此需要加强边坡防护设施建设，重视边坡防护设计，根据不同公路实际情况、地域条件科学选择防护设计方法，从而提供最佳边坡防护设计方案，有效开展边坡防护工程，改善公路运营条件，确保公路运输安全。
参考文献
[1]吕国旺. 公路路基边坡防护设计分析[J]. 交通世界， 2020, No.552(30):107-108.
[2]刘晗. 高速公路路基高边坡防护设计分析[J]. 信息周刊， 2020, 000(009):P.1-2.
[3]潘祖高，陈建. 分析公路路基高边坡防护设计[J]. 黑龙江交通科技， 2020, v.43;No.314(04):31-32.