道路边坡的防护加固技术综述
文章编号 :100926825 (2007) 0620302202
道路边坡的防护加固技术综述
收稿日期 :2006209218
作者简介 :徐 伟(19802 ) ,男 ,中国地质大学工程学院硕士研究生 ,湖北 武汉 430074
徐 伟
摘 要 :介绍了目前边坡工程中常用的防护和加固技术 ,并对它们各自的主要原理、特点及适用范围进行了阐述 ,以确保
道路边坡的稳定性。
关键词 :道路边坡 ,稳定性分析 ,防护与加固
中图分类号 :U416. 14 文献标识码 :A
长期以来 ,路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一
个常见但研究程度低的课题。20 世纪 80 年代中期以前 ,我国主
要以低等级公路建设为主 ,因而路基边坡问题较少 ,对边坡的防
护常常被忽视。进入 90 年代以后 ,我国大量修建高等级公路 ,遇
到大量的高填深挖路基 ,边坡稳定问题日渐突出。所以道路边坡
的防护加固技术就是确保工程顺利竣工的关键。
1 边坡的稳定性分析
目前边坡的稳定分析主要有定量分析法、定性分析法和非确
定性评价方法 ,其中定量分析法包括极限平衡分析法和数值法。
2 边坡防护与加固措施
边坡的处治可以分为防护与加固两种。防护是在边坡稳定
的基础上进行的 ,如果边坡不稳定 ,首先要进行加固。
2. 1 各类加固的特点及适用范围
2. 1. 1 挡土墙
1) 重力式 :墙自重承受土压力 ,保持平衡 ;一般用浆砌片石砌
筑 ,缺乏石料地区可用混凝土 ;形式简单 ,取材容易 ,施工简单 ;当
地基承载力低时 ,可在墙底设置钢筋混凝土板 ,以减薄墙身 ,减少
开挖量 ;适用于低墙、地质情况较好 ,有石料地区。
2) 半重力式 :混凝土灌注 ,在墙背设少量钢筋 ;墙趾展宽 ,或
基底设凸形 ;以减薄强身 ,节省圬工 ;适用于地基承载力低 ,缺乏
石料地区。
3) 悬臂式 :采用钢筋混凝土 ,由立臂、墙趾板、墙踵板组成 ,断
面尺寸小 ;墙过高 ,下部弯矩大 ,钢筋用量大 ;适用于石料缺乏 ,地
基承载力低地区 ,墙高 6 m 左右。
4) 扶臂式 :由墙面板、墙趾板、墙踵板、扶臂组成 ;采用钢筋混
凝土 ;适用于石料缺乏地区 ,挡土墙高大于 6 m ,较悬臂式经济。
5) 锚杆式 :由肋柱、挡土板、锚杆组成 ,靠锚杆的拉力维持挡
土墙的平衡 ;适用于挡土墙高大于 12 m ,石料缺乏或挖基困难 ,具
有锚固条件地区。一般多用于路堑挡土墙。
小净距隧道的施工方法与普通分离式隧道的施工方法相比 ,
主要区别在于中夹岩的处理方法上 ,其他部分的开挖方法在普通
分离式隧道施工过程中都可以见到。在施工过程中 ,如何保护或
提高中夹岩的稳定是一个难点。目前在施工过程中针对中夹岩
的不同厚度 ,主要有以下处理手段 :
1) 注浆加固 :一般用于中夹岩的预加固处理 ,通过导管向中
夹岩岩体注浆 ,使浆液充满岩石节理和裂隙而成为一个整体 ,提
高岩体的强度和稳定性。
2) 贯穿式预应力对拉锚杆 :即先行洞开挖施作锚杆后 ,待锚
杆钻孔内水泥砂浆达到设计强度 ,通过扭力扳手对锚杆进行初次
张拉 ,后行洞开挖暴露锚杆端部后 ,拆除预安装的丝扣保护包装 ,
实行二次张拉。
3) 非贯穿式预应力锚杆 :只采用一次张拉工艺 ,洞室开挖施
作锚杆后 ,待锚杆钻孔内水泥砂浆达到设计强度 ,通过扭力扳手
对锚杆张拉至设计值。
4) 局部长锚杆 :在中夹岩部位设置区别于隧道其他部位的加
长锚杆 ,局部长锚杆与其他锚杆相比 ,布置间距和布置形式等结
构设计参数都相同 ,只是针对中夹岩 ,在有效的范围内设置的锚
杆长度有所增加。
在实际工程实践过程中 ,以上各种中夹岩的加固方法不是独
立的、一成不变的 ,而是根据不同的围岩特性、不同的中夹岩的厚
度 ,灵活采用、灵活组合 ,尤其是注浆加固 ,一般都是和各种锚杆
方案组合使用的。当然 ,在岩性极好 ,能够完全保证工程需要时 ,
也存在不对中夹岩进行任何加固处理的情况。
4 结语
通过以上对连拱隧道和小净距隧道目前在国内、国际设计和
施工中所采用的断面形式和开挖方法的综述 ,更全面地认识连拱
隧道和小净距隧道 ,希望在以后的公路建设中能得到进一步推广。
参考文献 :
[1 ]王军兴. 隧洞衬砌施工工艺 [J ]. 山西建筑 ,2005 ,31 (9) :1512
152.
On the design and construction of continuous
arch tunnel and tunnel with small clear distance
L V Fan
Abstract :This paper introduces the cross2section form and excavation method of continuous arch tunnel and small clear2distance tunnel , and il2
lustrates treatment methods for interlaid rock with different thicknesses in the constructionprocess of tunnel with small clear2distance , in order
to popularize the application of continuous tunnel and small clear2distance tunnel in highway construction in mountainous area.
Key words :continuous arch tunnel , small clear2distance tunnel , cross section form , interlaid rock
·203·
第 33 卷 第 6 期
2 0 0 7 年 2 月 山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 33 No. 6
Feb. 2007
6) 锚定板式 :结构特点与锚杆式相似 ,只是拉杆的端部用锚
定板固定于稳定区 ;填土压实时 ,钢挡杆易弯 ,产生应力 ;适用于
缺乏石料 ,具有锚固条件的地区 ,大型填方工程 ,不适用于路堑挡
土墙。
7) 加筋挡土墙 :由墙面板、拉条及填土组成 ,结构简单、施工
方便 ,经济效益大 ;对地基变形适应性大 ,对地基承载力要求低 ;
建筑高度大 ,适用于大型填方工程。
2. 1. 2 抗滑桩
抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混
凝土结构 ,是一种较理想的抗滑设施 ,但投资较大。桩体可埋入
土体 20 m～30 m。能够承受较大的土体压力或滑坡推力 ;桩的横
截面较大 ,刚度大 ,变形小 ;桩间土体可用喷锚等柔性防护 ,不必
采用挡土板 ;适用于边坡开挖后土体压力大或又滑坡推力的情
况。锚索抗滑桩具有抗滑桩的特点但比抗滑桩能承受更大的土
体压力或滑坡推力 ;桩顶加了锚索后可使埋入土体的桩长大大简
短 ;适用于边坡开挖后土体压力或滑坡推力很大的情况。
2. 1. 3 预应力锚索
用预应力锚索处理单斜构造岩石边坡 ,对保证该类边坡的稳
定有较好的效果 ,但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制
应力。锚索的锚固段应设置在稳定的岩体中 ,一般用于岩石路
段 ,而不适用土坡或土质松散处。
2. 1. 4 压浆锚柱 (固结)
压浆锚柱 (固结) 简单地说就是往地层注入水泥浆 (掺加一定
量的外加剂) ,以改变土 (岩) 体物理力学性质 (必要时 ,加一钢筋
笼或钢筋束 ,即锚柱) 从而稳定边坡的一种方法。其施工设备简
单 ,占地面积小 ,工期短 ,见效快 ,加固地层的深度可深可浅 ,但难
以检测注入范围和判断固结状态。
2. 1. 5 排水固结
排水固结主要用于表层地下水较多处的边坡加固。有树枝
状盲沟 ,塑料排水管等方式。工艺简单 ,耗用材料少 ,但遇到有滑
层的地方 ,需配设支挡构造物才能达到满意的效果。
2. 2 各类防护的特点和适用范围
2. 2. 1 圬工防护
1) 片 (块) 石护坡和护面墙 :片 (块) 石护坡分为浆砌和干砌两
种。护面墙比护坡厚 ,有一定的抗推力作用。其优点是能就地取
材 ,工艺简单 ,但自重大 ,不宜在高边坡上使用。
2) 菱形网格护坡 :可预制安装也可用水泥混凝土现浇和石
砌。工艺简单 ,网格内可植草。但只适用于填方边坡和土质挖方
边坡。
3) 六角空心砖护坡 :是近几年才发展起来的用水泥混凝土预
制安装的一种边坡防护形式 ,似蜂巢状。施工工艺简单 ,空洞内
可填土绿化 ,有一定观赏价值。但自重大 ,费用高 ,且还会阻碍边
坡水的排出 ,对边坡稳定不利 ,要慎重选用。
4) 窗孔肋式护坡 :一般用浆砌片石或片石混凝土做肋 ,用水
泥预制混凝土做成拱形窗台 ,坡面水从肋上排出 ,窗内可植草 ,目
前是一种较为理想的防护形式。但肋厚容易被偷工减料 ,应加强
施工管理和质量监理。
5) 喷射混凝土护坡 :对一些较高的风化岩石边坡 ,采用喷射
混凝土作护坡可阻止风化 ,且重量轻 ,施工所需设备简单 ,但费用
较高 ,厚度难以控制 ,对景观有一定影响 ,应尽量少采用。
2. 2. 2 生物防护
生物防护除植树 (主要用于小边坡) ,传统防护形式外 ,植草
或铺草皮是近年来才在高速公路上兴起的一种绿色防护形式。
其优点是能在短期内恢复公路沿线的绿色景观和防止边坡冲刷 ,
但养护费用高 ,要随时保持绿色有一定的困难。防护所选用的植
物应尽量采用当地适宜生长的植物 ,避免破坏别处的生态来防护
本地的边坡。现在公路上植草护坡较新的技术有如下三种 :
1) 液压喷播植草护坡 :我国于 20 世纪 90 年代开始引进液压
喷播技术。液压喷播植草是将草种、木纤维、保水剂、粘合剂、肥
料、染色剂等与水的混合物通过专用喷播机喷射到预定区的高效
绿化技术。液压喷播植草护坡具有以下特点 :机械化程度高 ;技
术含量高 ;施工效率高 ,成本低 ;成坪速度快 ,草坪覆盖度大 ;草坪
均匀度大 ,质量高。一般用于土质路堤边坡 ,土石混合路堤边坡
经处理后可用 ,也可用于土质路堑边坡。
2) 三维植被网护坡 :亦称固土网垫 ,是以热塑性树脂为原料 ,
经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕 ,在接点上相互熔合 ,底部为高
模量基础层的三维立体结构网垫。具有抗水冲刷、固土蓄水、阻
风滞水等特殊功能。三维植被网护坡具有以下特点 :固土性能优
良 ;消能作用明显 ;网络加筋突出 ;保温性能良好。三维植被网护
坡适用条件 :一般用于土质路堤边坡 ,土石混合路堤边坡经处理后
可用 ,也可用于土质路堑边坡 ,但在干旱、半干旱地区应保证养护
用水的持续供给 ;常用坡率 1∶1. 5～1∶2. 0 ,一般不超过 1∶1. 25 ,坡
率大于 1∶1. 0 时慎用 ;坡高 :每级高度不超过 10 m。
3) 客土喷播 :挂网客土喷播技术就是通过在边坡上锚固金属
网、钢筋网或高强塑料三维网中的一种 ,采用压缩空气喷枪将混
合好的客土喷射到坡面上 ,再在其上喷射植被种籽 ,通过植被发
达的根系和网体的紧密结合 ,对公路边坡达到防护的目的。该技
术适用于边坡较稳定、坡面冲刷轻微的路堤与路堑边坡的防护。
3 结语
20 世纪 90 年代后期 ,中国公路建设进入了前所未有的高速
发展阶段 ,高等级公路路基边坡的综合治理受到重视。各地结合
当地工程实践开展了一系列公路路基边坡防护与加固的技术研
究 ,路基边坡工程理论与实践取得了很大的进展。对道路边坡的
防护加固技术也有新的突破 ,许多边坡的防护加固都不是单一的
采用一种方法 ,而是多种方法相结合取长补短 ,确保了道路边坡
更加稳定。
参考文献 :
[1 ]汪益敏. 路基边坡工程理论与实践发展综述 [J ]. 中外公路 ,
2000(12) :14215.
[2 ]夏元友 ,李 梅. 边坡稳定性评价方法研究及发展趋势[J ]. 岩
石力学与工程学报 ,2002(7) :64265.
[3 ]崔政权 ,李 宁. 边坡工程 —理论与实践最新发展[ M ]. 北京 :
中国水利水电出版社 ,1999.
On preventive and strengthening techniques for road slope
XU Wei
Abstract :This paper introduces common preventive and strengthening techniques in slope engineering , illustrates each of their main principles ,
characters and application spheres , in order to ensure the stability of road slope.
Key words :road slope , stability analysis , prevention and strengthening
·303· 第 33 卷 第 6 期
2 0 0 7 年 2 月 徐 伟 :道路边坡的防护加固技术综述
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