赵懿云南省交通规划设计研究院有限公司摘 要：边坡防护工程设计作为公路施工设计的重要组成部分，受公路地理位置、地形及地质条件等因素影响，因此需要工程设计人员结合实际情况，科学合理地完善边坡防护设计。
文章以云南省墨江至临沧公路SJ-3标土建16-1标段为例，对该公路中深挖方边坡防护措施进行分析论证，使边坡生态环境得到很大提高，同时有利于水土保持。
关键词：深挖方;边坡防护;工程设计;作者简介：赵懿（1986—）,女,本科,工程师,从事公路工程路基路面工作。
;深挖方边坡通常是指土质挖方边坡高度>20 cm或岩石挖方边坡高度>30 m的区域[1]。
在山区公路建设过程中往往由于其复杂的地形地质条件，容易形成多处深挖方，因此深挖方的边坡防护工程对公路工程的施工安全以及工程造价至关重要[2]。
该文以云南省墨江至临沧公路SJ-3标土建16-1标段为例，通过分析项目工程概况和工程地质概况，提出深挖方边坡防护方案。
1 工程概况在《国家公路网规划》（2013—2030年）中，云南省墨江至临沧公路SJ-3标工程作为杭瑞高速公路G56天保至猴桥联络线（G5615）的组成部分，将临沧与省会昆明的公路通道有效连接起来，形成了昆明至缅甸的国际大通道。
工程的建成将缩短昆磨高速公路至临沧的通行时间，有利于形成昆明至缅甸的国际大通道，以及提高临沧和沧源机场的疏港能力。
土建16-1标段主线无深挖方段落，振太立交共有2段深挖方段落，段落共计402.68 m长，处治面积共计11 589.75 m2。
2 工程地质概况2.1 路线范围内岩土分组线路出露的地层从中生界至新生界，地质时代跨度较小，岩石种类主要以滇西红层为主，较为单一。
沿线地层岩性从新到老分别叙述如下。
2.1.1 下第三系（E)(1）下第三系始新统（E2d1）：岩性为紫红、紫灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚互层，夹细粒长石石英砂岩。
该层主要分布于拟建路线K188+380（左幅K188+350)～K188+806.967段落。
(2）下第三系古新统勐野井组（E1m3）（为景东幅1:20地层代号）：岩性为褐红、灰黄色泥砾岩，局部夹同色泥岩。
该层主要分布于拟建路线K182+920～K188+380（左幅K188+350）等。
2.1.2 第四系全新统（Q4)景谷河等两岸亦有分布，据区域地质资料及现场调查，路线区内第四系主要堆积层如下。
(1）人工填土（Q4me）：区内大部分为碎石和角砾，局部为厚1～10 m的粉质黏土夹碎、块石，压实度差。
人工填土层主要位于居民区和公路路堤填方段。
(2）冲洪积层（Q4al+pl）：物质成分主要为灰、褐灰色卵石和圆砾，局部夹漂石，稍密～中密。
河漫滩为粉质黏土与砂土为主，多被辟为耕地段、景谷河河谷及两岸阶地。
(3）坡残积层（Q4el+dl）：堆积于斜坡地带，堆积物为褐红、灰褐、灰紫、浅褐黄色粉质黏土、黏土，含5%～15%砂岩、砾岩、泥岩碎石、角砾。
厚度一般0～10 m。
2.2 岩土主要物理力学指标通过勘察土工试验和原位测试（标准贯入试验）结果，参考类似项目的工程经验，该路线沿线各土层的主要物理和力学指标如表1所示。
3 公路边坡防护措施3.1 排水防护挖方边坡排水系统由三部分组成，分别是截水沟、平台沟和边沟[3]。
截水沟设置主要目的是拦截路基边坡的地表径流。
主要要求：在短时间内能将地面水迅速排出，沟底纵坡须大于0.5%[4]；在地形条件受限制时，能够在截水沟中间位置设置急流槽，起到分段处理和有效衔接的作用；最后对截水沟长度也有一定要求，通常控制在500 m以内，并尽量不与边沟进行连接。
表1 路线沿线各土层的主要物理、力学指标 下载原图现阶段常见的边沟截面有矩形和梯形，顶面通常设置槽盖以利于集水。
边坡布设时，应考虑使边坡纵坡、路线纵坡和边坡出口与地形、地质条件以及桥涵位置相吻合，能快速将水排出路基[6]。
3.2 生态防护在路基深挖方边坡防护中，为彰显生态理念，可采取生态防护措施，能达到水土保持和增强环境效益的目的。
常见的生态防护措施有路堑边坡生态防护和路堤生态防护。
当公路沿线岩质边坡为凝灰熔岩、花岗岩和变质岩时，在路基开挖时，坡脚因其剪应力容易发生破坏[7]，因此可使用工程措施和生态措施相结合的方式。
在边坡底部，采取钢筋锚杆防护措施，内部堆砌植生袋；边坡中部通常为强风化层，适宜采取的防护措施是用浆砌片石堆砌为拱形骨架，骨架内部撒播或种植本地乔木树种来防护[8]；在边坡顶部的全风化层，采取喷播和栽植乔木进行防护。
3.3 系统锚杆防护采取系统锚杆的防护方式，锚杆一般为全长混凝土锚杆，钢筋通常为高强度钢筋，即直径25 mm、32 mm，型号HRB400，抗拔力为121 k N(9 m）和81 k N(6 m）。
钻孔应不小于80 mm，间距2.1 m左右，长9 m、12 m。
施工流程为先将坡面清理干净后测量放线，再进行锚杆钻孔，最后安装锚杆和挂网操作。
常见的施工方法和要点：第一，对边坡进行修整，将边坡清除干净，边坡普遍≤10 cm，若>10 cm应对坡度进行处理；第二，立锚杆，锚杆通常选用中25螺纹钢筋，长度为7 m，锚杆布设方式通常为并字形，间距2 m×2 m，保持与水平面16°的夹角，选用水泥砂浆进行浇筑，抗压强度≥26 MPa。
4 深挖方边坡设计方案4.1 设计思路为确保公路施工安全、运营畅通，边坡设计工程应遵循现状与发展相结合的原则，即在整体关注安全、降雨和地震等影响同时，也要体现全面防治和局部治理的理念[9]。
高填段落稳定性安全系数为1.2。
深挖段落正常工况安全系数为1.2。
深挖段落非正常工况Ⅰ安全系数为1.1。
深挖段落非正常工况Ⅱ安全系数为1.05。
深挖段落根据地质地形条件采用的防护形式为锚索框格梁、锚杆框格梁、现浇混凝土拱形和主动防护网等。
4.2 设计参数及规定4.2.1 锚固长度锚固长度计算依据：《路基设计规范》（JTG D30—2004）。
自由段长度由于受稳定地层界面的影响，自由段伸入滑动面或潜在滑动面的长度≥1 m，且自由段长度≥5 m。
锚杆和锚索长度结合施工时开挖的具体地质情况进行适宜调整。
4.2.2 锚固角度锚杆和锚索轴线与水平面夹角取值在10～25°之间。
4.3 施工主要材料施工主要材料涉及混凝土、普通钢筋、锚杆材料、锚索材料、水泥砂浆、锚具及管材。
锚杆、锚索框格，横肋、竖肋柱柱身采用C25混凝土。
现浇混凝土浇筑采用C20混凝土。
设计采用钢筋为HRB400，同时钢筋质量满足的标准：《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB1499.1—2008）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499.2—2007）。
锚杆采用Ⅲ级钢筋或精轧螺纹钢筋，质量要求满足《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2—2007）。
计算直径32 mm，公称横截面面积804.2 mm2，抗拉强度735 MPa，设计锚固力为250 k N。
锚索采用高强度低松弛钢绞线，公称直径15.20 mm，标准强度为1 860 MPa，设计锚固力为450 k N。
质量要求满足《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224—2003）。
灌注锚杆时，灌浆采取一次性灌浆，选用M25水泥砂浆，灰砂比为1∶1，水灰比为1∶0.45。
灌浆压力不低于0.8 MPa。
选取新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
为确保氯化物和硫酸盐对锚杆钢筋的腐蚀，其含量应精准控制。
灌注锚索时，灌浆采取一次性灌浆，选用M30水泥砂浆，水灰比为0.4～0.45。
灌浆压力为0.4～0.6 MPa。
选取新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
为确保氯化物和硫酸盐对锚索的腐蚀，其含量应精准控制。
锚具采用15-4型张拉端锚固体系及配套YCW型千斤顶。
管材采用与锚具配套的钢管。
4.4 设计治理措施治理措施见表2。
表2 深挖段落概况表 下载原图4.5 绿化施工4.5.1 坡面直接绿化坡面直接绿化适用于在土质边坡以及坡度较为平缓的岩质边坡，通常可在坡面回填时直接绿化或铺设植生袋等。
4.5.2 坡面设置三维网坡面设置三维网时，直接用U型钢钉进行固定，确保平整，无褶皱。
待土工网铺设后喷草籽。
草籽通常选用当地乡土种，适应性强。
草籽和粉料应搅拌均匀。
喷播后要开展养护工作，覆盖薄膜，避免雨水冲刷。
5 结语拟建工程主线无深挖方段落，振太立交共有2段深挖方段落，深挖方边坡防护需要考虑众多影响因素。
为科学合理地提出深挖方边坡防护设计方案，需要掌握工程地形、地质条件以及相关防护设计标准与原则，才能体现边坡工程的防护能力，保证工程建设经济性及工程的安全性，促进工程边坡防护设计工作的规范化和可持续化发展。
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