黄榆
广西北投交通养护科技集团有限公司 广西南宁 530000
摘要：高边坡防护技术的应用对高速公路的安全性具有重要的作用，不仅可以提高路基边坡的稳定性，还进一步保障高速公路的安全。基于此，本文对高速公路高边坡防护设计原则进行阐述，着重对常用的高边坡防护技术进行分析，并探讨高边坡防护技术在高速公路中的具体应用，希望给更多人带来借鉴。
关键词：高速公路；高边坡防护技术；应用研究
引言：受自然因素和人为因素两方面的影响，高速公路经常出现边坡失稳破坏的情况，为交通安全带来巨大的隐患。因此，必须提高高边坡防护技术，采取必要的工程措施对其进行加固，避免防护措施不到位引起公路出现损害的情况，最大限度的保证高速公路的质量以及安全。
1高速公路高边坡防护设计的原则
1.1生态环保原则
在高速公路高边坡进行防护时，在方法上会选择浆砌片石或喷射水泥砂浆等防护措施进行防护，该防护措施存在较大的弊端，会对植被的生长环境造成巨大的影响，导致施工后的植被、地貌很难恢复至原有状态，易引起山体滑坡、水土流失等问题，造成环境的破坏。因此，在进行防护设计时，必须遵循生态环保原则，将危害降到最低。
1.2边坡稳定性原则
高速公路边坡防护技术的应用最主要的目的是保证公路边坡的稳定性，提高公路的安全。因此，在高速公路边坡防护设计中必须遵循高速公路边坡稳定性原则，针对不同的路段采取不同的防护措施，最大化的保证公路边坡的稳定性。另外，在确保边坡路基的稳定性时，可以借助稳定性验算及滑动面分析方法，避免路基病害情况发生。
1.3降低成本投入原则
在进行高速公路高边坡防护时，对于工程造价问题必须全方位考虑，要保证用最少的成本投入获取最大的防护效果，避免出现材料、资源浪费的情况，要加强对防护方案经济性的研究，保证企业的经济效益。
1.4提高路侧景观原则
在进行防护设计时，不仅要保证公路的防护效果，还要考虑公路的美感性以及人员行车的安全性。这就要求在进行高边坡防护设计时，不能只应用单一的防护技术，而是要将技术有机结合[1]。比如在大量采用圬工或者裸露基岩时，必须结合柔性支护以及绿化措施，以此提高公路两侧的景观，避免司机行驶过程中易出现疲劳的情况。
1高速公路高边坡防护技术
2.1支档防护技术
2.1.1边坡锚固防护
在裂隙断层发育、放缓边坡困难的高陡边坡以及风化破碎较多的岩石边坡进行防护时，多采用边坡锚固防护技术，应用此技术可以有效的对路基边坡起到加固作用，最大化的避免路基出现坍塌与失稳的情况。运用边坡锚固技术进行防护主要采用锚杆格子梁、锚索格子梁两种形式，在具体应用此项技术时，首先根据现场实际情况，选择合适的形式进行操作。其次，在锚固施工时，严格控制钻孔的孔径参数以及孔深参数，保证其科学合理，对于锚索的安装要严格按照施工标准进行操作，保证安装的规范性。最后，在注浆施工时，必须严格控制浆液的水灰比以及浆液的压力，保证其符合施工要求。
2.1.2抹面与捶面
对于抹面与捶面防护技术主要应用在公路边坡比较稳定、地面比较平整、易风化以及易受冲刷的岩石路堑边坡，在具体操作过程中，其主要施工材料是水泥石灰砂浆，对于抹面与捶面的施工厚度必须严格控制，一般在10-15cm左右，根据不同的边坡高度选择合适的施工方式。如防护工程较大，必须设置伸缩缝，保证路面结构的稳定性，一般间距控制在5-10m左右，宽度设置在1-2cm左右，为避免抹面和捶面出现开裂的情况，可以采用喷涂沥青的方式进行操作。值得注意的是，在应用该技术时，必须对其进行定期检查，并做好后期的养护工作，在发现裂缝等问题时，及时采取有效的措施进行修补，最大化的保证防护效果。
2.1.3柔性防护
在高速公路高边坡防护技术中，柔性防护技术因投入成本少，施工方便被广泛应用。在采用柔性防护技术时，根据实际情况可以将其分为主动柔性防护以及被动柔性防护两种形式。主动柔性防护主要应用原理是借助钢丝绳柔性网，将其覆盖包裹在需要防护的斜坡或者岩石上，对坡面上的岩石倾斜以及土体剥落起到支档的作用，避免岩石、土体出现崩坍，以达到对路基边坡加固作用的效果。对于被动柔性防护主要将钢柱与钢丝绳网进行结合，将其设计成一个整体，对整个防护区域起到一个面防护的过程，通过该方式可以有效的避免岩石、土体剥落（如图1）。
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图1 柔性防护技术
2.2坡面防护技术
2.2.1三维网植被防护
三维网植被防护技术是高速公路边坡坡面防护最主要的形式之一，因具有良好的固土消能作用，以及网络加筋作用明显，环境景观效果显著等多种技术优势，被广泛应用于坡率在1:1以下的边坡，例如土质边坡、强风化岩石边坡、土石混合边坡等。采用此防护技术时，对其固定一般采用U型钢钉对其进行固定，保证其稳定效果。值得注意的是，在应用此项防护技术时，必须提前对坡面进行清理，确保坡面平整、干净，并且在选择三维网材料时，必须保证选取的材料质量符合施工标准，最大化的保障施工效果。
2.2.2客土喷播技术
客土喷播技术具有较强的边坡防护效能，以及绿化效果显著，被广泛应用在高速公路高边坡防护中。其主要原理是借助团粒剂将客土团粒化，再利用加筋限位的网络，使高速公路的路基边坡形成稳定的土壤结构，并保证其性能具有较强的耐水性以及透气性。在使用该防护技术进行绿化时，在植被的选择方面必须按照自然群落进行设置，为最大化的发挥绿化效果，保证路基结构的稳定性，可以与骨架坡面防护、锚杆格子梁等防护技术进行结合。
2.2.3土工格式植草防护
土工格式植草防护技术一般适用于坡度比较平缓的边坡，主要应用原理是将土工合成材料借助外力的作用，将其焊接成网状格式结构，并铺设在高速公路路面上，在结构内部种植草，以达到防护作用的过程。在实施该技术时，必须根据实际情况以及设计图纸的要求来安装锚杆，对于客土的填充必须保证其在土工格式内，对于施工过程中所使用的相关材料必须按照施工标准合理的进行配比，保证其防护效果。
2.2.4骨架坡面防护
骨架坡面防护主要应用在容易风化的岩石或土质边坡中，少数用于路堤的边坡中，如应用在路堤边坡中，必须将坡度控制在合理的范围内，并且保证在高速公路路堤沉降以后采用该技术，发挥其最大化的防护效果。其防护技术主要以浆砌片石骨架坡面防护、混凝土预制块坡面防护、现浇混凝土坡面防护几种形式进行操作，在施工的过程中，必须根据实际情况选择合适的防护形式，为保障施工进度，预制构件的施工方式因对边坡的稳定性强被广泛应用[2]。
2.3排水技术
3高速公路高边坡防护技术的具体应用
3.1工程案例
本工程为秦岭地区某高速公路，地处山区，路线较复杂，全长约256km，设计时速为120km/h，采用双向六车道设计标准，沿线深切高填边坡较多，因受地形影响，必须采取深挖的方式穿过，经勘测高边坡长度大约为150m，最大开挖高度55m，降水量大约为792mm，水文地质条件对边坡的施工影响较小（如图2）。
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图2 高边坡平面图
3.2施工前准备工作
根据现场实地勘测，其底部岩石结构主要包括黄土、碎石、风化黄岗岩以及强风化花岗岩，其开挖工作主要在以上岩石结构内进行，该路段地层岩性主要由黄土、碎石及印支期花岗岩(γ15)组成，具体参数如表1，坡顶到坡脚的地面标高大约为1333-1400m。
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3.3防护方案设计
根据实际情况以及路基设计规范将一到四级的石质边坡按照8m分级，第五到八级土质按照6m分级，根据级数将一、二级平台宽度设置为2m，其它级平台宽度设置成3m，根据实际情况设置边坡综合坡率为1∶1.244，缓于自然稳定坡面坡率约1∶1.0。针对该工程的实际情况，为保证边坡的稳定性以及体现出景观的效果，可以在一到四级采用实体护面墙、锚杆框架梁以及植生袋防护技术进行防护，其它坡面采用植草的方式进行防护。
3.4边坡稳定性分析和计算
根据勘察，可以知道该边坡上部主要的地基结构为5m厚的黄土和碎石，综合坡率大约为0.9-1.8，处于比较平稳的状态；中部岩石主体主要是全风化花岗岩层和碎石，全风化花岗岩层厚度较厚，碎石较薄，属于浅层，坡率呈自然坡率，处于欠稳定的状态；边坡下部岩体主要为块状花岗岩，裂隙比较发育，处于稳定状态，其内部节理面结构组合比较稳定。根据上述，可以看出该边坡的开挖，会使原来的结构层发生变化，出现直线剪切破坏，必须采用合适的方法对其进行稳定计算。经计算发现，天然状态下与饱水状态下，其安全系数分别为1.132与0.926，而天然状态下安全系数不超过1.2，饱水状态下安全系数不超过1.1，均不符合边坡安全性的要求。
3.5防护计划
根据上述计算结果必须对高边坡采取防护技术，首先，对于第一、二级较稳定的强风化花岗岩边坡，为了有效避免坡面破碎、掉块的情况发生可采用护面墙防护，减少成本投入及资源浪费的情况；对于第三级风化程度不稳定的边坡，可以采用浅层锚杆框架梁植草技术进行防护；对于第四级边坡可以采用采用深层锚索框架梁植草防护[3]；其他各级坡面，受外在因素的影响，可以采用拱形骨架植草防护技术进行防护，经计算天然状态下安全系数达到1.26，饱水状态下安全系数达到1.15，符合要求，可以保证边坡的稳定性。
结论：总而言之，本文结合案例对高边坡防护技术在高速公路中的应用进行研究，得出高边坡防护技术对高速公路的稳定性具有重要的保障作用，不仅可以提升周边岩体的强度，还直接影响高速公路的整体效果，必须结合高速公路的实际情况，选择合适的防护技术，进一步提升高速公路的整体建设水平。
参考文献：
[1]王永学,张强.公路高边坡防护工程中预应力锚索技术的具体应用[J].低碳世界,2021,11(06):247-248.
[2]牛国良.赣南山区高速公路高边坡防护技术及工程应用研究[D].南昌大学,2018.
[3]刘涛,冯小军,李矗.某高速公路高边坡防护工程的设计方法及其应用[J].灾害学,2018,33(S1):130-133.