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0. 引 言 我國地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，公路影響范圍內(nèi)的斜坡防護(hù)工程規(guī)模大、難度高。隨著公路建設(shè)的不斷推進(jìn)，作為公路工程的重要組成部分，公路路基斜坡的病害合理預(yù)防、有效處治和養(yǎng)護(hù)，顯得越來越重要，越來越迫切。作為公路建設(shè)的參與者，筆者覺得有必要對公路斜坡防護(hù)工程的現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)進(jìn)行必要的梳理，以期能為國內(nèi)公路斜坡防護(hù)工程的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性設(shè)置，為公路工程的合理化建設(shè)和正常運(yùn)營提供有效借鑒。1.公路邊坡病害類型 公路斜坡病害按“從淺到深，從小到大”，通?？梢苑譃槠旅娌『?、邊坡病害、坡體與山體病害三大類，見圖1、圖2。 坡面病害一般是指直接暴露于大氣影響下的斜坡體表層，在降雨沖刷、風(fēng)化剝落、淺層溜滑、危巖、掉塊等現(xiàn)象，其病害深度一般為1～2m。如土質(zhì)或類土質(zhì)斜坡的坡面易發(fā)生坡面沖刷，而泥巖等軟巖斜坡則易發(fā)生風(fēng)化剝落，硬巖或較硬巖斜坡人工開挖不良時(shí)易發(fā)生危巖、掉塊等，這是四川省公路病害中分布最為廣泛的一種路基病害形式。邊坡病害一般是指在巖土體性質(zhì)較差的斜坡體現(xiàn)有坡高、坡率情況下不能保持穩(wěn)定而產(chǎn)生的淺層滑塌、崩塌等病害現(xiàn)象。其病害范圍多發(fā)生在松弛帶以內(nèi)的某一級邊坡，厚度一般小于10m，規(guī)模相對較小。坡體和山體病害是指發(fā)生在自重應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力共同作用下的斜坡變形，其病害范圍多從坡腳至山頂或山體某個(gè)寬大平臺后部的一定位置范圍內(nèi)的大規(guī)模坡體變形，如高邊坡整體變形或山體滑坡。這種坡體變形往往會(huì)造成地貌單元發(fā)生大的變化，一般需采取較大的工程代價(jià)方能對其進(jìn)行有效治理。
圖1 公路斜坡病害類型示意圖 
這三種公路工程斜坡變形是相互影響、相互關(guān)聯(lián)的。如在坡面的沖刷作用長期不加限制，隨著坡面沖溝的不斷加深，逐漸會(huì)演化為邊坡變形。邊坡變形的不斷發(fā)展，則會(huì)造成相鄰邊坡變形的逐漸貫通而發(fā)展為坡體變形。當(dāng)坡體變形累積至一定程度時(shí)，就會(huì)誘發(fā)山體的變形。反過來，山體變形后造成坡體結(jié)構(gòu)松散，甚至解體，也就促進(jìn)坡面、邊坡變形的進(jìn)一步發(fā)展。2.公路斜坡防護(hù)工程主要類型 2.1、坡面工程防護(hù) 坡面防護(hù)工程主要起到降低雨滴擊濺侵蝕、減小地表水沖刷和坡面溫差、調(diào)節(jié)坡面巖土體濕度、控制水土流失等多種效果，能有效防止風(fēng)化剝落、落石掉塊、坡面沖刷和淺層溜滑等多種坡面病害。目前我國主要采用以生態(tài)綠色防護(hù)為主，圬工工程為輔，特殊地段采用柔性防護(hù)的防治原則。坡面的綠化能起到保護(hù)環(huán)境、減少環(huán)境污染、美化路容的效果，使公路工程達(dá)到與自然的和諧。因此，對于我國大部分氣候適宜的地區(qū)，綠化防護(hù)是最為常見的坡面防護(hù)工程措施。 綠化防護(hù)在我國主要應(yīng)用藤類植物防護(hù)、噴混植生防護(hù)、三維網(wǎng)植草防護(hù)、噴播植草防護(hù)，以及與坡面圬工骨架組合后進(jìn)行綜合防護(hù)幾種類型。其他如鋪草皮防護(hù)、土工格室植草防護(hù)、植生袋防護(hù)、六棱磚防護(hù)等坡面防護(hù)措施，由于工程造價(jià)、施工便捷性等因素影響而較少采用。綠化防護(hù)的植物一般選用根系發(fā)達(dá)、莖矮多葉，對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的草種和灌木種子，以起到立體的坡面防護(hù)效果和提高植物的成活率。 1）藤類植物防護(hù)主要應(yīng)用于邊坡完整度、抗風(fēng)化和沖刷能力較好的堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖等各種坡率的公路邊坡，一般采用“上垂下爬”式藤類植物布設(shè)進(jìn)行綠化防護(hù)，以縮短藤類植物覆蓋坡面的時(shí)間。2）噴混植生防護(hù)主要應(yīng)用于坡率1：0.5（含）～1：0.75（含）的巖質(zhì)邊坡坡面綠化防護(hù)。主要是通過在邊坡淺表層錨固金屬網(wǎng)后，運(yùn)用噴播機(jī)械將含有種植土、植物種子、保水劑等客土混合物噴射到邊坡坡面，形成厚10~20cm土壤復(fù)合體而起到對公路邊坡坡面防護(hù)的目的，但工程造價(jià)相對高。3）三維網(wǎng)植草防護(hù)主要應(yīng)用于坡率不大于1：1的各類土質(zhì)、類土質(zhì)和軟巖、極軟巖坡面防護(hù)，當(dāng)邊坡上具有框架等將坡面分割為塊狀的圬工工程時(shí)，可應(yīng)用于坡率不大于1：0.75的邊坡坡面防護(hù)。其主要通過在邊坡淺表層錨固高強(qiáng)塑料三維網(wǎng)后，采用噴播機(jī)械以一定的壓力將混合好的客土噴射到坡面上，再在其上噴射根系發(fā)達(dá)植物的種子達(dá)到坡面防護(hù)的目的，具有工程造價(jià)較低，施工快捷方便的特點(diǎn)。4）噴播植草防護(hù)主要應(yīng)用于坡率不大于1：1.25的各類土質(zhì)或類土質(zhì)坡面防護(hù)，當(dāng)邊坡上具有框架、骨架等將坡面分割為塊狀的圬工工程時(shí)，可應(yīng)用于坡率不大于1：1的邊坡坡面防護(hù)。其主要采用機(jī)械化施工，將草籽、灌木種子、肥料、營養(yǎng)土和水等按一定比例充分混合后攪拌形成漿液，采用噴射機(jī)均勻地噴射到邊坡坡面后實(shí)現(xiàn)對坡面防護(hù)。具有施工速度快，工程投資低的特點(diǎn)。 5）綜合防護(hù)主要應(yīng)用于坡面匯水面積較大，為防止形成坡面徑流而采用圬工骨架、網(wǎng)格或框架對坡面進(jìn)行有效分塊后進(jìn)行植物防護(hù)的工程措施。此時(shí)骨架主要起到分割坡面和對坡表起到一定支護(hù)的作用，防止坡面發(fā)生淺表層溜滑。2.1.2、坡面圬工防護(hù)工程 圬工防護(hù)工程是我國公路系統(tǒng)使用最早的防護(hù)工程措施之一，曾大面積在公路邊坡坡面防護(hù)中應(yīng)用。近年來雖然隨著綠化防護(hù)和環(huán)保的要求，在高速公路、一級公路等高等級公路坡面邊坡防護(hù)中大幅萎縮，但在二級公路及其以下公路等級較低的公路邊坡坡面防護(hù)工程中仍有著較為廣泛的應(yīng)用。目前圬工材料中漿砌片（塊）石比重逐漸降低，混凝土材料比重逐漸上升。坡面圬工防護(hù)目前應(yīng)用最多的是主動(dòng)防護(hù)的護(hù)坡工程和被動(dòng)防護(hù)的攔石墻工程。護(hù)坡工程主要應(yīng)用于易風(fēng)化、坡面多有落石掉塊的巖質(zhì)邊坡和易于沖刷的土質(zhì)、類土質(zhì)挖方邊坡，如漿砌片石或砼護(hù)坡、護(hù)面墻與掛網(wǎng)噴砼；當(dāng)坡面防護(hù)面積過大采用原位主動(dòng)防護(hù)性價(jià)比較低時(shí)，則往往在斜坡的某一位置設(shè)置攔石墻對坡面落石進(jìn)行防護(hù)。柔性防護(hù)分主動(dòng)與被動(dòng)兩類，主要應(yīng)用坡面落石防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)主要為采用主動(dòng)網(wǎng)對坡面落石進(jìn)行原位防護(hù)；被動(dòng)防護(hù)主要應(yīng)用于坡面裸露面積過大且工程原位施工難度偏大時(shí)，多在斜坡的合適部位設(shè)置被動(dòng)網(wǎng)、簾式網(wǎng)、鋼格柵，或在線路路基部位設(shè)置柔性明洞、輕型鋼架棚洞對坡面落石進(jìn)行攔截。這在5.12汶川地震和4.20蘆山地震后的公路坡面落石防護(hù)中，起到了良好的防護(hù)效果。2.2、邊坡防護(hù)工程 邊坡防護(hù)工程主要指某一級邊坡由于高度偏大或坡率過陡而不滿足相應(yīng)巖土體的內(nèi)在物理力學(xué)性質(zhì)，或在降雨、地震等外在因素的影響下，造成邊坡發(fā)生滑塌、崩塌等病害。邊坡防護(hù)工程通過對各級不能達(dá)穩(wěn)定休止角的邊坡，依據(jù)地質(zhì)條件、開挖坡率合理設(shè)置加固工程而起到穩(wěn)定邊坡的作用。目前四川省主要采用放緩邊坡坡率、結(jié)合坡面綠色防護(hù)的錨桿工程和以擋墻、掛網(wǎng)噴錨等為主的原位工程加固措施。對于高陡峽谷區(qū)等特殊地段，當(dāng)原位治理工程防護(hù)性價(jià)偏低時(shí)，常采用剛性棚洞或剛性明洞等被動(dòng)防護(hù)的工程進(jìn)行處治。當(dāng)坡率過陡造成邊坡沿最大剪應(yīng)力面和不利結(jié)構(gòu)面發(fā)生變形時(shí)，通過不同巖土體性質(zhì)的綜合內(nèi)摩擦角放緩邊坡坡率是提高邊坡的自身穩(wěn)定性的最常用工程措施。該工程措施簡單易行，見效快，但會(huì)增加相應(yīng)的坡面防護(hù)工程和建設(shè)用地，甚至造成整個(gè)公路斜坡高度的快速增加。因此，主要應(yīng)用于地形平緩地段或工程應(yīng)急搶險(xiǎn)。2.2.2、邊坡錨固防護(hù)工程 對于欠穩(wěn)定邊坡的原位加固，結(jié)合綠色防護(hù)的理念，多采用以全粘接錨桿為主的框架或微型樁為主的工程防護(hù)措施。錨桿框架防護(hù)工程主要應(yīng)用于路塹邊坡或部分路堤邊坡的病害處治。錨桿長度在土質(zhì)或類土質(zhì)邊坡中以圓弧搜索法的潛在滑面為依據(jù)，在巖質(zhì)邊坡中以不利結(jié)構(gòu)面的組合為依據(jù)，結(jié)合鋼筋的出廠長度和施工的方便性等因素進(jìn)行綜合設(shè)置。微型樁防護(hù)工程主要應(yīng)用于受地形條件限制，無法在路基外側(cè)的高陡自然邊坡上搭建腳手架進(jìn)行邊坡加固工程施做時(shí)，在路肩外側(cè)部位設(shè)置豎向微型樁對影響公路的欠穩(wěn)定體進(jìn)行隔離加固，以達(dá)到保護(hù)公路的目的，而不會(huì)對整個(gè)欠穩(wěn)定邊坡進(jìn)行加固。為提高微型樁的整體性受力效果，通常樁頂設(shè)置框架或面板進(jìn)行聯(lián)接。一般情況下，微型樁的長度宜不大于20m，防止樁體的長細(xì)比過大而影響工程防護(hù)效果。膨脹土、煤系等性質(zhì)較差的邊坡，在邊坡含水量較高時(shí)，常結(jié)合排水工程采用擋墻工程進(jìn)行“固腳”；對于二元結(jié)構(gòu)邊坡，為有效限制上部的覆蓋層沿土巖界面發(fā)生滑移，常利用土巖界面處設(shè)置的邊坡平臺采用擋墻對上部堆積體邊坡進(jìn)行支擋。擋墻的設(shè)置多采用剛性圬工擋墻或柔性格賓擋墻，具體形式根據(jù)邊坡的地質(zhì)條件和材料的來源與施工的方便性確定。稍密～密實(shí)的堆積層邊坡和結(jié)構(gòu)面發(fā)育而存在潛在失穩(wěn)的巖質(zhì)邊坡，或開挖質(zhì)量較差造成巖體結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步貫通而可能發(fā)生崩塌的巖質(zhì)邊坡，當(dāng)環(huán)保要求較低或工程應(yīng)急搶險(xiǎn)時(shí)，常采用掛網(wǎng)噴錨進(jìn)行防護(hù)，必要時(shí)結(jié)合錨桿工程對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行有效提高。對于目前我國很多省份公路邊坡防護(hù)中廣泛采用的坡腳矮擋墻或護(hù)面墻工程，正在逐漸由易于綠化的防護(hù)工程替代，有效提高了綠色公路的品質(zhì)，使路容更加美觀。近年來，隨著錨固工程技術(shù)的進(jìn)步和公路向復(fù)雜山區(qū)的不斷延伸，邊坡?lián)鯄Ψ雷o(hù)工程中的錨桿擋墻或錨索擋墻等輕型工程結(jié)構(gòu)逐漸開始應(yīng)用，且比重不斷得到提高。其主要應(yīng)用于大截面抗滑擋墻施工不利于邊坡安全，或邊坡下滑力較大難以采用抗滑擋墻進(jìn)行支擋時(shí)，采用厚約30cm的鋼筋砼面板或截面為30~50cm的肋板作為錨桿或錨索的反力結(jié)構(gòu)，利用錨桿或錨索的錨固力對欠穩(wěn)定邊坡進(jìn)行加固。這種輕型支擋結(jié)構(gòu)，特別適用于既有擋墻病害的加固，以及地形地貌高陡、地震烈度高的地區(qū)。其能有效利用既有擋墻，減少工程報(bào)廢而提高了工程的環(huán)保性，工程施工便捷，對邊坡的穩(wěn)定性影響很小，能有效的適應(yīng)地形地貌和提高工程的抗震性能，這是今后邊坡防護(hù)工程的一個(gè)重要發(fā)展方向。2.2.4、邊坡剛性棚洞或明洞防護(hù)工程 高大的人工邊坡或自然斜坡中存在多級的邊坡變形時(shí)，采用原位主動(dòng)防護(hù)往往會(huì)形成較大的工程規(guī)?；蜉^大的施工難度，故常在線路路基處設(shè)置剛性棚洞或明洞對邊坡病害進(jìn)行被動(dòng)防護(hù)。這在高陡峽谷地段公路邊坡病害防治中有著較為廣泛的應(yīng)用。由于其施工方便，安全可靠，大大節(jié)省了工程造價(jià)，取得了良好的工程應(yīng)用效果。2.3、坡體和山體防護(hù)工程 坡體和山體病害主要分高邊坡和滑坡病害兩類，是公路的建設(shè)、運(yùn)營中的最大危害之一，甚至造成較大的社會(huì)影響和社會(huì)財(cái)富的浪費(fèi)，需要調(diào)動(dòng)較大的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行處治，歷來是公路病害防治的重點(diǎn)。坡體和山體工程防護(hù)以穩(wěn)定性分析為依據(jù)，而穩(wěn)定性分析遵循“定性分析為基礎(chǔ)，定量分析為手段”的原則。即合理坡體穩(wěn)定性的定性分析是進(jìn)行定量分析的前提，有效的坡體穩(wěn)定性定量分析，是進(jìn)行高邊坡和滑坡工程防治的依據(jù)，兩者相輔相存，互相驗(yàn)證，是坡體和山體穩(wěn)定性分析的兩大支柱。坡體和山體工程處治往往規(guī)模較大，往往需要采用錨桿、錨索、抗滑樁、錨索抗滑樁、微型樁、抗滑擋墻、抗滑棚洞和抗滑明洞、反壓減重等多種措施進(jìn)行組合加固，必要時(shí)進(jìn)行線路繞避。由于坡體和山體病害的復(fù)雜性，工程處治時(shí)需全過程貫徹“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工”的原則，以求針對性的對病害進(jìn)行處治。高邊坡是指邊坡高度大于20m的土質(zhì)和類土質(zhì)邊坡（含人工填土），或高度大于30m的巖質(zhì)邊坡。高邊坡是利用地質(zhì)體改造的人工邊坡，其穩(wěn)定性取決于自然斜坡的穩(wěn)定性、地質(zhì)條件和人為改造的程度。高邊坡防治主要采取“預(yù)加固和補(bǔ)償加固”，貫徹“固腳強(qiáng)腰、分級加固”的原則，兼顧坡體的整體穩(wěn)定性和邊坡的局部穩(wěn)定性，盡可能減小工程活動(dòng)對坡體形成擾動(dòng)。依據(jù)高邊坡的特點(diǎn)，其防護(hù)工程多采用錨桿、錨索、抗滑樁、錨索抗滑樁等多種措施進(jìn)行組合加固，或采用調(diào)整線路平縱面以減小高邊坡高度的工程處治措施。其主要加固工程組合類型有以下4種，如圖3。對于錨索工程，四川省基本上采用普通拉力型錨索，而對于各種形式的分散型錨索，為確保工程質(zhì)量而甚少使用。需要注意的是在高邊坡防護(hù)工程中，由于錨索施工質(zhì)量問題造成錨索工程的占比近年來有所降低，而全粘接錨桿工程應(yīng)用比例逐年有所提升，且錨桿長度越來越長，甚至達(dá)到了30m以上，這不符合邊坡工程的“預(yù)加固”原則，也不利于現(xiàn)場施工，這是今后高邊坡防護(hù)工程中需要注意和改進(jìn)的地方。
圖3 高邊坡工程防護(hù)示意圖 2.3.2、滑坡防護(hù)治工程 滑坡的工程防治貫徹正確識別滑坡，防止漏判、錯(cuò)判的原則；正確認(rèn)識滑坡誘發(fā)因子，合理確定防治方案的原則；以防為主，以治為輔，綜合治理的原則；工程措施安全、經(jīng)濟(jì)的原則；抓住重點(diǎn)，分期治理的原則；治早、治小的原則；工程措施合理可行的原則；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工的原則；臨時(shí)工程與永久工程相結(jié)合的原則；滿足特定施工要求的原則和環(huán)保的原則。 依據(jù)滑坡的特點(diǎn)，防護(hù)工程多采用錨索、抗滑樁、錨索抗滑樁、微型樁、抗滑擋墻等多種加固組合，如圖4，以及采用隧道下穿、橋梁跨越，減重反壓和繞避等多種形式的工程防護(hù)措施。
從2014年起，四川省人工挖矩形抗滑樁工程逐漸開始向機(jī)械成孔圓形樁開始過渡，且占比逐年提高，使四川省的抗滑樁應(yīng)用技術(shù)走在國內(nèi)前列。但由于圓形抗滑樁抗彎能力明顯較矩形抗滑樁弱，故自2017年起，四川省仁沐新高速公路開始應(yīng)用以機(jī)械成孔為主的矩形抗滑樁，施做的近千根機(jī)械成孔矩形抗滑樁大大提高了抗滑樁的使用性能，取得了良好的工程效果。2.4、排水工程 對公路斜坡而言，巖土體結(jié)構(gòu)的變化是相對緩慢的，而水文地質(zhì)的變化卻是相對快速的。由于降雨、地下水滲流等作用會(huì)在短期內(nèi)造成邊坡滲流場發(fā)生變化，當(dāng)邊坡的應(yīng)力場無法協(xié)調(diào)滲流場的變化時(shí)將會(huì)導(dǎo)致斜坡的平衡被打破，則最終導(dǎo)致坡面、邊坡、坡體或山體病害的發(fā)生。如每年春融和雨季期間，都是公路斜坡病害的高發(fā)期，就正說明了水對公路斜坡的穩(wěn)定性有著直接的影響。水對邊坡的影響作用主要表現(xiàn)為水對巖土體的軟化、潛蝕，增大巖土體重量，產(chǎn)生動(dòng)水壓力或靜水壓力。所謂“治坡先治水”，正是水對邊坡影響力的真實(shí)寫照。重視地下水和地表水的疏排，是保證公路邊坡穩(wěn)定的重要因素。公路排水工程是一個(gè)完整的系統(tǒng)，在工程防治中如果水的作用處理的好，就會(huì)大大提高斜坡的自身穩(wěn)定性，大大降低防護(hù)工程的規(guī)模。目前四川省公路工程防護(hù)中主要采用塹頂截水溝、平臺截水溝、路基邊溝、邊坡急流槽和仰斜排水孔、截水盲溝和滲水盲溝等排水工程措施。1）坡面植物防護(hù)工程與公路斜坡的巖土體性質(zhì)、坡率、加固工程的結(jié)合有待進(jìn)一步加強(qiáng)。以進(jìn)一步降低坡面防護(hù)成本，提高綠化植物的成活率和減小現(xiàn)場施工難度較大。如主要應(yīng)用于巖質(zhì)、陡坡率綠化防護(hù)的噴混植生應(yīng)用于土質(zhì)或類土質(zhì)緩坡率邊坡，坡面綠化掛網(wǎng)多懸掛于框架梁面上的不合理現(xiàn)象需進(jìn)一步改善。2）抗滑樁、擋墻等大圬工防護(hù)工程的應(yīng)用比例相對較高，需進(jìn)一步結(jié)合錨桿、錨索等輕型防護(hù)工程的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，以有效提升邊坡防護(hù)工程的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。3）需進(jìn)一步加強(qiáng)路基排水工程的設(shè)置，加強(qiáng)“治坡先治水”的理念貫徹，以改善工程處治措施偏重于工程支擋或工程加固的現(xiàn)狀。如邊坡滲溝、支撐滲溝、集水井、截水隧洞等排水工程的應(yīng)用偏少，這不但提高了公路斜坡防護(hù)工程的成本，也不利于公路斜坡的長期穩(wěn)定。4）公路斜坡的作為巖土工程的重要組成，要求技術(shù)人員應(yīng)具有豐富的工程結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)知識。隨著我國公路向山區(qū)的不斷延伸，對路基專業(yè)人員的技術(shù)要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。5）對國內(nèi)外成熟的工程防護(hù)技術(shù)引進(jìn)、消化較慢，技術(shù)創(chuàng)新程度還需進(jìn)一步提高。如國內(nèi)已廣泛采用土工格柵邊坡綠化、十字梁錨固工程、鋼錨管框架、精軋螺紋鋼預(yù)應(yīng)力錨桿、自嵌式擋墻、內(nèi)錨式錨索抗滑樁、錨索二次注漿、軟式或硬式透水管等技術(shù)的應(yīng)用還近于空白，這是我國公路斜坡防護(hù)工程中需要加強(qiáng)應(yīng)用的一個(gè)方向。
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