延西高速公路路堑边坡防护治理措施研究

分类号:U41；U210710-2012521307专业硕士学位论文延西高速公路路堑边坡防护治理措施研究张剑导师姓名职称李家春副教授张守一高级工程师专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称项目管理论文提交日期2015年4月28日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学 ResearchontheCutSlopeProtectionMeasuresintheConstructionofXi-YanExpresswayADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangJianSupervisor：AssociateProf.LiJiaChunSeniorEngineer.ZhangShouYiChang’anUniversity,Xi’an,China 论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）年日年多月夺日 摘要延西高速公路处于陕西黄土高原，该地区绝大部分是厚层黄土覆盖、千沟万壑，地形地貌尤为复杂，地表植被稀少、地表植被遭到破坏经流水长期强烈侵蚀及恶劣的自然环境水土流失相当严重，给公路边坡产生崩塌、滑坡、泥石流等病害创造了有利条件。而合理完善的边坡防护措施可以降低公路边坡发生病害的机率，所以做好公路路堑边坡防护治理措施研究可以使在建工程边坡的养护管理成本降低、施工安全、生态环境等重大意义。在结合国际国内边坡防护措施先进技术的基础上，总结分析延西高速公路沿线自然环境特点及工程地质特征。并且依托延西高速公路建设项目，总结路堑边坡施工常见安全隐患；实地调查延西高速边坡灾害发生的情况，对其进行总结分类并结合工程实例进行研究。针对降雨、地下水对边坡的软化、潜蚀作用进行详细研究，并结合延西高速公路的工程实例分析它们对边坡稳定性的影响及作用；结合工程实例详细介绍工程开挖对边坡灾害的诱发原因及治理的措施。通过上述研究，结合延西高速公路沿线特点及边坡加固防护设计理论，提出适合延西高速公路黄土边坡、岩质边坡、土-岩二元结构边坡等边坡的防护加固措施；通过工程实例提出边坡防护治理应着重生态环保，防护治理需工程防护与生物防护紧密结合的综合处置措施。关键词：公路边坡灾害防护措施i AbstractTheXIYANEXPRESSWAYislocatedinLoessPlateauofShaanxi,wherethereisthemostthickloesscovered,millionsofgullies,withcomplicatedtopographyandexiguousvegetationcoveredbecauseoflong-termwatererosion.Thehighwaysideslopecollapse,landslide,debrisflowandothergoe-hazardcouldbefoundhereandthereallovertheplateau.Reasonableslopeprotectionmeasurescanreducetheprobabilityofhighwayslopediseases.Highwaycuttingslopeprotectioncancutdownthemaintenanceandmanagementcostofconstructionproject,andbenefittothesafety,ecologicalenvironmentofgreatsignificance.Onthebasisofdomesticandinternationalstudyofadvancedtechnologyandmeasuresforslopeprotection,thispaper,summarizedandanalyzedthegeologicalcharacteristicsofthenaturalenvironmentandengineeringcharacteristicalongthehighway.BysurveyingtheXIYANEXPRESSWAYconstructionproject,wesummedupthesafetyproblemsinthecuttingslopes,asforlandslide,rockfall,thehazardclassificationandthecasesarealsostudied.Throughadetailedstudyoftherainfall,thegroundwatertotheslopeofthesoftening,latentinhibition,andcombinedwiththeXIYANexpresswayengineeringasanexample,weanalyzedtheimpactonslopestabilityandfunctionsandintroducedthecausesandcontrolmeasuresofthecuttingslopedisasters.Throughtheaboveresearch,thedesigntheoryofslopereinforcementandprotectioncombinedwiththeXIYANExpresswaycharacteristics,thepaperputforwardmeasuresforthewesternhighwayloessslope,rockslope,soilslopeprotectionofrockslopereinforcement,theslopedesignshouldfocusontheecologicalandenvironmentalprotectionthroughtheprojectexample,andthecomprehensivedisposalmeasuresofpreventionandtreatmentforengineeringprotectionandcombiningthebiologicalprotection.Keywords:highway,slope,disasters,protectivemeasuresii 目录第1章绪论………………………………………………………………………….……...11.1选题依据及意义..…….……………………………………………………………11.2国内外研究现状..…………….……………………………………………………21.2.1国外边坡防护技术进展…...…………………………………………...……21.2.2国内边坡防护技术进展..……………………………………………………31.3研究内容和技术路线………………………………………………………………41.3.1研究内容……………………………..………………………………………41.3.2技术路线..……………………………………………………………………5第2章延西高速公路工程地质概况………………………………………………………62.1工程概况……………………………………………………………………………62.2气象水文特征………………………………………………………………………62.2.1水文特征………..……………………………………………………………62.2.2气象特征……………………………..………………………………………72.3地形地貌……………………………………………………………………………72.3.1低山区地貌……………..……………………………………………………82.3.2黄土梁沟壑区地貌……..……………………………………………………82.4地层岩性……………………………………………………………………………82.5地震……………………………..…………………………………………………102.6延西高速路堑边坡基本地质条件……………..…………………………………102.7小结…………………………………………………..……………………………15第3章延西高速公路路堑边坡..…………………………………………………………163.1路堑边坡常见安全隐患……………..……………………………………………163.2延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害调查…..…………………………………163.3路堑边坡病害分类及特征…..……………………………………………………243.3.1延西高速公路边坡病害工程实例….………………………………………263.4小结..………………………………………………………………………………27第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析…………………………..………………………284.1降雨及地下水对路堑边坡的影响…….…………………………………………284.1.1降雨对路堑边坡稳定性的作用和影响………………...……………..……284.1.2降雨对延西高速公路边坡稳定性的影响实例……….……………………284.1.3地下水对路堑边坡稳定性的作用和影响………….………………………314.1.4地下水对延西高速公路边坡稳定性的影响实例…….……………………324.2工程开挖对路堑边坡失稳的诱发作用…………………..………………………33iii 4.2.1工程开挖对路堑边坡失稳的诱发作用………….…………………………334.2.2工程开挖对延西高速公路边坡失稳的影响实例…….……………………344.3小结…………………..……………………………………………………………36第5章路堑边坡工程加固与防护…………………………………………..……………375.1路堑边坡加固措施及应用………………………………..………………………375.1.1路堑边坡防护加固技术研究……………….………………………………375.1.2路堑边坡防护加固工程分类………….……………………………………375.2路堑边坡防护措施…………………..……………………………………………415.2.1路堑边坡生物防护……………….…………………………………………425.2.2路堑边坡工程防护………………….………………………………………445.3路堑边坡的综合处置…………………..…………………………………………465.3.1路堑边坡的综合处置……………….………………………………………465.3.2延西高速公路边坡的综合处置实例………………….……………………515.4小结…………………………………..……………………………………………62第6章结论与建议…………..……………………………………………………………636.1结论……………………..…………………………………………………………636.2建议………………………………..………………………………………………63参考文献……………………………………………………………………………………64致谢………………………………………………………………………………………67iv 第1章绪论第1章绪论1.1选题依据及意义黄土高原它处于我国黄河流域，是中华民族的发源地之一。它是我国四大高原之一，是面积最大、分布最集中的黄土区域，总面积约六十四万平方公里，地势西高东低，基本上是由西北向东南倾斜。黄土高原面积广阔，绝大部分是厚层黄土覆盖，地形地貌尤为复杂，经流水长期强烈侵蚀及恶劣的自然环境水土流失相当严重。恶劣的自然环境及严重的水土流失带给黄土高原的是严峻的生态环境问题；黄土高原千沟万壑，地表植被稀少、地表植被遭到破坏、土地沙漠化、生态功能的衰退，形成了一个恶性循环，而人类不合理的活动又使生态环境更加恶化，从而给雨洪及滑坡灾害频繁发生创造了条件。自二十世纪80年代末，我国加大了对基础设施项目的建设，公路建设项目逐年增多；在陕西黄土高原的公路建设中，路线多穿过于山川河谷，所以需要进行大量的边坡开挖；由于边坡的大量开挖从而使原有地表植被遭到破坏，再加上黄土高原恶劣的自然环境从而给边坡产生崩塌、滑坡、泥石流等创造了有利条件。因此合理的边坡防护治理措施不但能够减少经济和人员的损失，还能改善已遭到破坏的生态环境。本文调研的项目是延西高速公路铜川至黄陵段，位于陕西省铜川市及延安市境内属黄土高原区域；线路所跨越的地貌单元为低山区、黄土梁沟壑区，生态环境相对恶劣；随着延西高速公路建设，进一步恶化了当地的生态环境。若不及时有效的进行边坡防护治理，工程施工中出现边坡崩塌、边坡滑坡等边坡破坏形式，（见图1.1、图1.2）不但会影响延西高速的工程进度并对以后延西高速的运营安全埋下隐患，同时也会破坏当地的生态环境。所以做好公路路堑边坡防护治理措施研究可以使在建工程边坡全面、合理的选择边坡防护类型，并能在保证质量的情况不影响工程进度；还能使其他工程的边坡防护时得到很好的借鉴；而且会把边坡病害发生降低到最小程度，做到以后边坡的养护管理成本降低、施工安全等重大意义。图1.1边坡崩塌图1.2边坡滑坡1 长安大学硕士学位论文因此，为了使路堑边坡安全稳定、改善生态环境及景观效果，应结合当地边坡实际情况对边坡防护措施进行合理的设计、有效的优化，使边坡得到有效的治理。本文结合延西高速铜川至黄陵段工程特色以及该地区黄土高原的地形地貌，对该段路堑边坡防护治理措施展开了研究，强调公路路堑边坡防护应多种防护型式相结合、工程防护与生物防护相结合、与山地自然林相结合，使路堑边坡与大自然融为一体，体现了修建生态、人文、景观、环保路的理念。1.2国内外研究现状1.2.1国外边坡防护技术进展西方和日本等发达国家的边坡防护措施经过长期对公路边坡建设及加固的实践与研究，已由过去的工程防护发展成现在工程防护与生物防护结合的防护体系。它就是用活的植物，单独用植物或植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定[1]性及侵蚀；世界上大多数国家都非常重视高速公路边坡的绿化，各国都已进行了深入细致的研究。它已从过去的普通绿化防护发展至现在的生态、环保、人文、景观绿化防护。美国和日本等国家在这方面的研究最具有代表性，他们在公路设计时，通常不主张线路高填深挖，尽量的放缓边坡的坡率，因为这样对边坡防护及绿化有利。美国等国家早在二十世纪三、四十年代意识到保护生态平衡的必要性及重要性时，就开始进行植被恢复的技术研究工作并在公路边坡上得到应用。五十年代后，开始了大规模的公路建设，因而公路建设对环境的影响越来越多的受到来自社会的关注，对此美[2][3][4]国还专门颁布了新的法律要求新建公路必须在边坡上进行绿化。上世纪50年代，液压喷播技术首先在欧美地区发展起来，1991年瑞典举办了国际性的生态工程研讨会，1993年荷兰成立了国际生态学会，英国1994年9月在牛津举行了首次国际植被护坡专[5]题会议。“绿化工程”的学科术语由仓田益二郎在上世纪50年代的日本首先提出。几十年间日本在公路建设中通过实践逐渐发明了像防灾绿化、岩盘绿化、袋筋绿化及喷附绿化[6]等多种这样针对不同类型边坡坡面的绿化技术。20世纪80年代，客土喷播技术在湿法喷播技术的基础上被研发出来，彻底解决了在石质边坡上进行植物栽种的这一难题，这是绿化防护技术上的一大进展；1999年，竹内雅彦和山寺喜成提出坡面树林化是二十一世纪坡面绿化的发展趋势，因为它有利于边坡的稳定。最近几年，日本又在喷播技术的基础上开发出了生态水泥喷附、水泥混凝土框格喷附、厚层基质挂网喷射等相2 第1章绪论关技术，这使得在高、陡岩石边坡上的绿化这一问题得以解决。另外，还大量发展了[7]像植被设计、人工土壤、客土、菌根等生态技术。西方和日本等发达国家现如今已颁布了边坡绿化相对完善的施工、技术规范等；他们的边坡防护技术已十分先进，还设有专门的机构及人员研究生物防护技术。1.2.2国内边坡防护技术进展最近几年我国基础设施项目建设力度的加大，公路建设事业蓬勃发展，伴随着生态环保意识的加强，公路边坡防护也广泛受到重视，防护技术和水平日新月异发展很快。原先我国边坡防护采用的是工程防护，它一般包括混凝土骨架坡面防护、混凝土预制块坡面防护、现浇混凝土坡面防护、主动柔性防护、被动柔性防护、边坡锚固防护等；自上个世纪九十年代后，边坡生物防护才逐渐得到大家重视。与国外有所不同的是，我国的高速公路边坡生物防护技术在上个世纪八十年代才逐渐开始进行研究，它虽然发展的时间不长、但发展速度确比较快。由于受到我国国情的影响在我国高速公路建设初期，绿化防护的研究工作主要是在边坡生物防护这一方面。其主要手段是利用外来的草本植物，使公路边坡建设中被破坏的地方及边坡得到快速绿化防护。自二十世纪90年代初期，大家逐渐发现外来的草本物种不能满足当地公路边坡绿化防护的要求，主要表现为水土适应能力差、防护时间短、防护效果不明显、路堑边坡与大自然不能完美结合融为一体等问题；才逐渐开始采用本地植物种类进行绿化的研究，并且从单一采用草本植物到尝试应用多种灌木、乔木及藤[8][9]本植物等，并给国内引入了坡面生态工程概念。随着我国高速公路边坡生物防护不断的深入研究，早期的边坡生物防护主要使用栽植、人工撒播、和铺草皮等，这些技术效率低，效果差、落后，使植被达不到快速恢复。[10]我国在引进学习国外相关技术的基础上，经过十多年的研究和实践，公路边坡生物防护的技术日趋成熟，主要体现在湿法喷播技术、客土喷播技术、土工网垫植草等新型技[11]术的推广及应用。1990-1991年，我国在黄土高原第一次进行了坡面喷播技术试验。1996年我国在云南昆曲高速第一次使用瑞士的湿喷播技术对全线路堑边坡进行了大规[12]模植被种植，为我国公路边坡的生物防护进一步提高作出了贡献。1997年适合在我国北方岩石边坡上使用的生态防护技术-植生基质喷射技术（PMS技术）研究成功；[13]2000年雷茂锦、古新仁等进行了公路绿化模式及技术研究工作并取得成果；2002年岩石边坡TBS植被护坡绿化技术，又称厚层基材喷射植被护坡技术在我国四川研究成3 长安大学硕士学位论文[14][15]功，并得到推广应用。2002年许文年开发了植被混凝土边坡绿化技术；2003年我国第一部系统论述边坡植被防护的著作《植物护坡工程技术》由周德培张俊云等出版；2004年胡建华等进行了六边形空心混凝土网格边坡防护技术研究；朱航征等提出了生态[16]水泥、再生骨料混凝土、绿化混凝土等概念；2006年杨惠林、李晋等对黄土路基边[17]坡的植被护坡机理进行了分析;2008年高德彬、陈增建等分析了降雨对裸露黄土路[18]堑边坡的侵蚀机制以及厚层基材喷播植草的护坡效果。通过近些年的边坡防护研究我们不难看出，工程防护和生物防护相结合的防护措施是我国今后公路边坡防护的发展趋势。公路边坡防护形式由过去简单的形式向多品种、多层次、多功能、高标准方向发展，以达到了保护公路、坡面治理、减少水土流失、与山地自然林相结合显得浑然一体、自然美观等综合目的。1.3研究主要内容和技术路线1.3.1研究内容边坡防护治理措施及方法一般是对具体的边坡进行具体的研究，得出的研究成果能够对于其他类似的边坡施工起到一些指导作用。因为边坡失稳的因素复杂多样，所有采用的边坡防护治理措施也应根据边坡的实际情况有所不同。在国内外边坡研究状况总结分析基础上，本文结合黄土高原的水文地质、地形地貌等情况及延西高速公路铜川至黄陵段工程的特点，对延西高速公路路堑边坡病害分类及其特征、路堑边坡失稳的诱发因素分析及路堑边坡工程加固与防护技术措施展开研究。（1）详细描述了黄土高原的自然环境及工程地质特征，对延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害进行了调查，在此基础上对公路路堑边坡病害分类及其特征进行描述，并对公路路堑边坡施工常见的安全隐患进行了总结；（2）从降雨及地下水对公路路堑边坡的影响，及工程开挖对公路路堑边坡的诱发作用两个方面，对路堑边坡失稳灾害进行全面分析；（3）介绍了边坡加固措施及应用，对边坡防护的工程防护和生物防护，及工程防护和生物防护相结合的情况进行了分析；（4）结合依托工程延西高速的工程条件、路堑边坡的边坡稳定性及防护技术，阐述了该段路堑边坡防护综合治理措施的方法；这些研究将能指导延西高速边坡施工，并对该地区类似工程有指导意义。4 第1章绪论1.3.2技术路线本文的主要技术路线：首先，介绍了研究区的工程地质特征及自然环境特点，并对研究区的边坡病害进行了调查；其次，从降雨及地下水与工程开挖两个方面分析了它们对边坡失稳的影响；最后，介绍了边坡防护的工程防护和植物防护并结合研究项目讲述了公路路堑边坡防护治理措施。具体路线见图1.3。国内外边坡稳定性及加固防护调研，资料收集研究区的自然环境特点及工程地质特征调查研究区边坡灾害情况及病害分类及特征分析边坡失稳的影响因素，重点研究降雨及地下水与工程开挖对边坡的影响依托工程边坡治理措施选择及应用效果分析图1.3技术路线5 长安大学硕士学位论文第2章延西高速公路工程地质概况2.1工程概况延西高速公路铜川至黄陵段路线总体近南北走向。起点位于铜川市金锁关镇何家坊村(K108+900)，向北经烈桥村、车丰村，然后以隧道形式通过寺坪村，沿石板沟向北继续延伸，从太安镇的南侧通过到达马场川河，沿河谷中间依次通过马场、马坊、焦寨等；于花石崖附近以隧道穿越山岭，然后沿葛沟向东北方向经高村、三岔、常喜安、崔兴庄村等到达终点宣君县彭镇涯头庄村(K156+000)，设计路线全长约47.1公里。黄陵联络线起点约位于主线里程K154+300处，全长约4.77Km：通过花石崖互通式立交，设立了花石崖接线，直接连接宜君彭村工业园区，起点约位于主线里程K135+400处，全长约11.09km。主线共计桥梁全长（折合全长）（含立交主线桥）11898.725米/41座。其中特大桥4106.55米/3座，大桥6904.175米/127座，中桥888米／11座，小桥39米/3座，共计有隧道四座（单洞）15815m，均为特长隧道。主线路基工程段落占全线总长的54.4%，花石崖接线全线均为路基工程，黄陵联络线有30%的新建路基工程。2.2气象水文特征2.2.1水文特征延西高速公路铜川至黄陵段属黄河流域，以太安镇和焦坪街之间的分水岭为界，以北为黄河一级支流洛河水系，以南为黄河一级支流渭河支流之石川河水系。路线经过的主要河流有漆水河、马场川河、葛沟、清水河。由于受天气气候的影响，几条主要河流有着暴跌与暴涨的特点，一年四季夏季与秋季降雨比较集中。漆水河：位于铜川市印台区。属于漆水河上游段，工程区内径流长度11km，流域面积51k㎡，属于常年性河流。两侧谷坡较陡，大部分地段坡度在40°以上，谷坡底部基岩连续出露，顶部发育离石组和马兰组黄土。马场川河：源于玉华山，流经太安镇、林家湾、太安村等，在彭镇镇附近汇入青水河，为青水河的一级支流，主流长3.5㎞，流域面积15.0k㎡，位于宜君县境内,属于常年性河流。两侧谷坡较陡，坡度在30°以上，谷坡底部基岩连续出露，项部发育离石组和马兰组黄土。6 第2章延西高速公路工程地质概况葛沟：位于宜君县境内。属于沮河支流清水河的一个支流，径流长度29㎞，流域面积116K㎡，属于常年性河流。两侧谷坡呈阶梯状，坡度在25°以上，谷坡底部基岩连续出露，顶部发育离石组和马兰组黄土。清水河：流经宜君与黄陵两县境内。属于沮河的支流，于黄陵县崔崖底流入沮河，径流长度53km，流域面积636k㎡，属于常年性河流，主要支流有玉华河和葛沟。谷坡呈阶梯状，坡度在25°以上，谷坡底部基岩连续出露，顶部发育离石组和马兰组黄土。2.2.2气象特征铜川属于暖温带大陆性半干旱季风气候，春季天气温度上升较快，秋季天气温度下降迅速，昼夜温差大；2014年平均气温12.5℃、最低气温-17.0℃、最高气温40.1℃，2014年总降水量630mm，常年降水约590mm；年均日照时数2350小时；全年无霜期200～228天。宜君县属于暖温带半湿润气候区，山地小气候特别明显，四季冷暖干湿分明，春季干燥、夏季凉爽多雨、秋季多雨、冬季寒冷干燥。2014年平均气温11.5℃、最高气温33.6℃、最低气温-21.2℃，年平均降水为710mm。年均日照时数2412.2小时；全年无霜期160～210天。黄陵县属中温带大陆性季风气候区，光照充足、四季分明、气候温和、雨量适中。2014年平均气温9.5℃、最高气温38.9℃、最低气温-20.9℃，年平均降水量600.2mm，年平均日照时数2530.5小时，年平均无霜期172天。延西高速公路铜川至黄陵段工程区降雨量总体是中部相对较大，南北两侧相对较小，这主要与中部宜君县海拔较高和植被覆盖良好有关系。全年有80%左右的降水量集中在5至10月份，全年40%以上降水量集中在7、8两个月，6至9月份经常暴雨出现，全年90%的暴雨出现在7、8两个月，9月下旬到10月上旬经常出现连阴雨，5到8月份经常出现冰雹等天气；年平均风速3米／秒，当地比较盛行风向为东南和西北风。气象灾害主要体现在干旱，冰雹，暴雨，霜冻，大风等。2.3地形地貌延西高速公路铜川至黄陵段线路所跨越的地貌单元为低山区、黄土梁沟壑区。根据山地标高、相对高差、山体形态、侵蚀特征等可以进一步划分次级地貌单元，低山区可分为低山山地区、低山河谷区；葛沟河谷区与黄土梁区组成了研究区的黄土梁沟壑区。7 长安大学硕士学位论文2.3.1低山区地貌（K108+900---K139+200、花石崖连接线）属于子午岭东段，山脉总体呈北西一南东向延伸，山区内地形起伏比较大，并且沟壑发育。根据铜川至黄陵高速公路工程所处的地貌位置，进一步可以划分为低山山地区和低山河谷区两个次级地貌单元。低山山地区：山地顶部与底部相对高差一般约100～200m，岩性主要为互层和夹层状的砂、泥、砾岩，表面岩层风化十分强烈，节理和裂隙也十分发育，地形被切割的较严重，沟谷狭窄。山顶和山坡上一般发育有残坡积粉土、碎石土和更新统黄土，其厚度变化较大，约2～图2.1低山山地区20m不等。（见图2.1）低山河谷区：主要为本区较大河流漆水河、马场川河及其支流地段。主要由低山区发育的河流及其一、二、三级阶地组成，沟谷一般竟约50～300m不等，沟谷两侧基岩一般连续出露，并发育有一、二级阶地，三级阶地较少见。地基土主要为冲积土粉土、粉质粘土、卵砾图2.2低山河谷区石等。（见图2.2）2.3.2黄土梁构壑区地貌（K140+560～K153+260、黄陵联络线）本区地貌特征为北西向带状黄土梁与北西向河谷或大型冲沟相间出现，其中与主河沟斜交的次级冲沟特别发育。黄土层中次级深切冲沟特别的发育，冲沟内狭窄，呈“V”字型谷，谷坡陡峭。（见图2.3）图2.3黄土梁构壑区2.4地层岩性现将延西高速公路铜川至黄陵段区内路基工程涉及到的地层由新到老依次叙述如下：dl+eldl+cdlcdel1)、第四系全新统重力堆积、滑坡堆积土（Q4、Q4、Q4、Q4、Q4）：可分为细粒土和粗粒土两大类，其中细粒土主要为粉质粘土、粉土多呈黄褐色，结构较致密，±质均匀，一般含有植物根系，充填有少量的碎石土，地基土承载力较低，【fa0】=120～160kPa，不宜直接作路基持力层。粗粒土主要为块、碎石土呈现黄褐～灰黄色，松散～8 第2章延西高速公路工程地质概况中密状，土质杂乱，多成棱角状，充填有少量的粉质粘土或粉土，但该层的土工程性能比较差，虽然地基土承载力较高，但不能够直接用于作路基持力层。（【fa0】承载力基本容许值）al+pl2)、第四系全新统河流冲洪积土(Q4)：可分为细粒土和粗粒土两大类，其中细粒土主要为粉土、粉细砂和粉质粘土，浅黄～黄褐色，结构较松散，可见水平层理，含有少量粗粒土，含水量较大，分布较连续，地基土承载力稍低，处理后可作路基的持力层。粗粒土主要为卵砾石土，杂色，松散～中密狄，胶结差，级配不良，充填少量细粒土，含水量较大，【fa0】=260～450kPa，地基土承载力较高，但易受水流冲蚀，不宜直接作路基的持力层。al+pl3)、第四系上更新统冲洪积土(Q3)：可分为细粒土和粗粒土两大类，其中细粒土主要为粉土、粉细砂和粉质粘土，黄色～黄褐色，土质均匀，结构致密，硬塑状，可见水平层理及水锈色，地基土承载力较高，如地层分布连续稳定，稍作处理后可作路基的持力层。粗粒土主要为卵砾石土，杂色，中密～密实状，可见水平层理，级配不良，胶结程度一般，地基土承载力较高，如地层连续稳定，可作路基的持力层。eol4)、第四系上更新统风积黄土(Q3)：浅黄色，结构较疏松，可见垂直节理．具大孔隙，在本区分布范围较小，厚约0～5m，该层土部分具湿陷性，且地基土承载力较低，不宜直接作路基的持力层。at+pl5)、第四系中更新统冲洪积土（Q2）：可分为细粒土和粗粒土两大类，其中细粒土主要为粉土、粉细砂和粉质粘土，黄色～黄褐色，土质均匀，结构致密，硬塑状，可见水平层理及水锈色，地基土承载力较高，如地层分布连续稳定，稍作处理后可作路基的持力层。粗粒土主要为卵砾石土，杂色，中密～密实状，可见水平层理，级配不良，胶结程度较好，地基土承载力较高，如地层分布连续稳定，可作路基的持力层。eol6)、第四系中更新统风积(Q2)黄土：浅黄色～褐黄色，结构致密，可见垂直节理，含有姜石块，主要分布于黄土梁沟壑区，中间夹有数层古土壤，该层土一般不具湿陷性，地基土承载力较高，如地层分布连续稳定，可作路基的持力层。7)、第三系上新统保德组红粘土(N2b)：本区出露较少，岩性主要为呈棕红色的粘土、半成岩性粘土，夹有大量钙质结核及灰黑色铁锰质斑点。8)、白垩系中下统宜君组、下白垩统洛河组地层(1)下白垩统宜君组(K1y)：分布在马沟上游葛沟水库周围和玉华河上游太安镇一带。岩性紫红色、砖红色厚层一块状砾岩，砾石成分复杂，磨圆度好，铁质、钙质胶结，垂9 长安大学硕士学位论文直节理发育。(2)下白垩统洛河组(K1I)：分布玉华河上游太安镇一带。岩性为棕红色中砂砾岩夹粗粒砂岩，偶夹棕红色薄层泥岩，铁质、钙质胶结，垂直节理发育。9)、侏罗系中统延安组地层：分布于马场川河和马沟上游河谷底部及两岸的地带，岩性主要为青灰色砂岩、泥岩互层，夹有煤线。岩层近水平状，节理、裂隙十分的发育。10)、三叠系上统永坪组、中统铜川组地层(1)上三叠统永坪组(T3y)：主要是分布在葛沟与玉华河两岸。岩性为灰绿色、黄绿色厚层状中-细砂岩，夹灰绿色，灰黄色中～薄层粉砂岩和泥岩，夹有煤线或薄层炭质泥岩。(2)中三叠统铜川组(T2t)：分布在何家坊村之间河谷两侧及沟谷底部。由灰绿色中厚层砂岩夹灰黑色泥岩及青灰色粉砂质泥岩组成。砂岩主要为中～细粒砂岩，中～厚层构造为主，夹有薄层粉砂岩和细砂岩。2.5地震延西高速公路铜川至黄陵段工程大部分位于铜川市印台区、宜君县。据不完全统计，铜川市属于少震、弱震区，震级通常在4级以下，自1958年以来共发生地震70余次，多分布在耀州区西南和西北部，频次最高年份为1976年，达7次，最大震级为MS=3.3级；宜君县境内地震活动较频繁，但强度较弱，自1958年以来，宜君县共发生地震8次，最大震级为MS=2.3级。在最近一次地震四川省汶川县地震时，已有铜黄公路有明显震感。依据GB18306--2001《中国地震动参数区划图》及其国家标准第1号修改单、陕西省人民政府办公厅印发的通知：工程区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为a=0.05g，反应谱特征周期为T=0.45s。2.6延西高速路堑边坡基本地质条件延西高速公路边坡分为岩质边坡、土-岩质二元结构边坡、土质边坡；其粉质粘土、红粘土、黄土等抗冲刷能力弱；强风化砾岩、中风化砾岩等易产生崩塌，对边坡稳定不利。下面列举几个边坡具体基本地质条件：1）Kl22+800-K122+970高边坡基本地质条件高边坡起至桩号K122+800-K122+970，设计开挖长度170m，中心桩号最大挖方高10 第2章延西高速公路工程地质概况度约12.5m，为右侧挖方。该段高边坡区地貌单元属低山山地工程地质区，为岩质高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏较大。本区基岩产状约250°∠5～10°，节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理：①160°∠82°，线密度约5条∕米；②225°∠84°，线密度约3～4条∕米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，为砾岩岩质高边坡，坡体未见裂缝、滑坡等不稳定迹象，该边坡基本趋于稳定。根据调查和勘察资料分析：边坡周边地下水不发育。本段高边坡处于低山山地工程地质区，，其工程地质特征描述如下：dl+el(1)粉质粘土（Q4）：褐黄～褐红色，土质杂乱、较致密、硬塑状，可见植物根系。层厚0～8m。【fa0】=160～180kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／II级。al+pl(2)粉质粘土（Q3）：浅黄～褐黄色、土质均一，含有少量粉砂及卵砾石，可见水平层理及水锈色，硬塑状。层厚0～12m。【fa0】=230～250kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅱ级。(3)强风化砾岩(K1y)：褐红色、砾状、中厚层构造、垂直节理发育、裂隙发育，原岩中卵砾石含量约65%，层厚约5～10m，【fa0】=800～900kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(4)中风化砾岩(K1y)：褐红～浅红色，砾状、中厚层构造，节理、裂隙比较发育，原岩中卵砾石含量约65%,局部夹有薄层砂、泥岩。【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。(5)中风化泥岩夹砂岩(K1y)：褐红～浅红色，节理、裂隙比较发育，泥砂质结构，中厚层构造，局部夹有薄层砂岩。【fa0】=900～1000kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。2）Kl25+665-K125+905高边坡基本地质条件高边坡起至桩号K125+665-K125+905，设计开挖长度240m，中心桩号最大挖方高度约18m，左侧挖深低，右侧高。高边坡区地貌单元属低山山地工程地质区，为岩质高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏不大。本区基岩产状约235°∠10°，节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理：①160°∠80°，线密度约5条∕米；②210°∠75°，线密度约4～6条∕米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，为岩质高边坡，坡体未见到裂缝、滑坡等迹象，该边坡基本上是稳定的。根据调查和勘察资料分析：边坡周围地下水不发育，埋深约16～18m。本段高边坡处于低山山地工程地质区，其工程地质特征描述如下：11 长安大学硕士学位论文dl+el(1)粉质粘土（Q4）：褐黄～褐红色，土质杂乱、较松散、硬塑状，可见植物根系。层厚0～1m。【fa0】=130～150kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／I级。．(2)强风化砾岩(K1y)：褐红色，砾状结构，层状构造，垂直节理、裂隙发育，原岩卵砾石含量约65%，层厚约4～6m，【fa0】=700～800kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(3)中风化砾岩(K1y)：褐红色，砾状中厚层，垂直节理、裂隙较发育，原岩中卵砾石含量约65%,【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。(4)中风化泥岩夹砂岩(K1y)：浅红色，泥质层状，垂直节理、裂隙较发育，岩质较软，岩石芯多呈团块状。【fa0】=700～800kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。3）Kl26+465-K126+575高边坡基本地质条件高边坡起至桩号为K126+465-K126+575，设计开挖长度110m，中心桩号最大挖方高度约33.5m，左侧挖深低，右侧高。高边坡区地貌单元属低山山地工程地质区，为岩质高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏不大，高边坡地面高程约1175～1210m，相对高差约35m。本区基岩产状约245°∠5°，节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理：①160°∠80°，线密度约5条∕米；②210°∠75°，线密度约4～6条∕米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，为岩质高边坡，坡体未见到裂缝、滑坡等迹象，该边坡基本上是稳定的。本段高边坡处于低山山地工程地质区，其工程地质特征描述如下：dl+el(1)粉质粘土（Q4）：褐黄～褐红色，土质杂乱、较松散，硬塑状，可见植物根系。厚0～1m，主要分布于坡顶。【fa0】=130～150kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／I级。(2)强风化砾岩(K1y)：褐红色，砾状、层状，垂直节理、裂隙发育，原岩卵砾石含量约65%，层厚约18～20m，【fa0】=700～800kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(3)中风化砾岩(K1y)：褐红色，砾状、中厚层，垂直节理、裂隙比较发育，原岩中卵砾石含量约65%,【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。4）Kl27+290-K127+620高边坡基本地质条件高边坡起至桩号为Kl27+290-K127+620，设计开挖长度330m，中心桩号最大挖方高度约45.5m，左侧挖深低，右侧高。该段高边坡区地貌单元属低山山地工程地质区，为土-石二元结构高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏不大。本区基岩节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理：①160°∠75°，线密度约6条∕米；②12 第2章延西高速公路工程地质概况210°∠80°，线密度约4～5条∕米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，为土石二元结构高边坡，坡体上有一条疑似小窑采空引起的小裂缝，宽10cm，深1m，延伸长30～40m，未见滑坡、崩塌等现象，该边坡开挖易发生工程滑塌。根据调查和勘察资料分析：边坡周边地下水不发育。本段高边坡处于低山山地工程地质区，其工程地质特征描述如下：dl+el(1)粉质粘土（Q4）：褐黄～褐红色，土质较杂乱、致密，硬塑状，可见植物根系。厚6～20m，主要分布于坡面表面。【fa0】=160～180kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅱ级。(2)粘土(N2)：褐红色，粘性好，结构致密，坚硬状，层厚0～8m，主要分布于坡残积粉质粘土之下，半成岩性质。【fa0】=300～330kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅲ级。(3)强风化砾岩(K1y)：褐红色，细粒、层状，垂直节理、裂隙发育，原岩卵砾石含量约65%，层厚约18～20m。【fa0】=700～800kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(4)中风化砾岩(K1y)：褐红色，砾状、中厚层，垂直节理、裂隙较发育，原岩中卵砾石含量约65%,【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。(5)中风化砂岩(K1y)：浅红色，细粒、中厚层，垂直节理、裂隙较发育，强度比较低，夹有薄层泥岩，【fa0】=850～950kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(6)中风化砂岩(J2y)：浅灰色，细粒结构，层状构造，垂直节理、裂隙较发育，强度较高，夹有薄层泥岩，【fa0】=1000～1150kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅲ级。5）Kl31+463-K131+610高边坡基本地质条件高边坡起至桩号为Kl31+463-K131+610，设计开挖长度150m，中心桩号最大挖方高度约12m，左侧挖深高，右侧为低填。该段高边坡区地貌单元属低山山地工程地质区，为土-岩二元结构高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏较大。本区基岩节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理：①160°∠75°，线密度约3～5条∕米；②210°∠80°，线密度约4～6条∕米。开挖的高边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，地表植被发育，坡体未见裂缝、滑坡等不稳定迹象，该边坡基本稳定。根据调查和勘察资料分析：边坡周边地下水不发育。本段高边坡处于低山山地工程地质区，其工程地质特征描述如下：c(1)粉土（Q4）：浅黄色，土质杂乱、松散，层厚0～5.1m，在坡体陡坎上分布。【fa0】=160～180kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／I级。13 长安大学硕士学位论文eol(2)黄土（Q3）：浅黄色，结构较致密，硬塑状，可见大孔隙，垂直节理发育，层厚0～3m，主要披伏于坡面表层，【fa0】=220kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅱ级。eol(3)黄土（Q3）：浅黄色，结构致密，硬塑状，可见少量钙质结构，垂直节理发育，层厚0～12m，夹有薄层古土壤，【fa0】=260～280kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅲ级。(4)强风化砂岩夹泥岩(J2y)：灰白色，细粒、层状，垂直节理、裂隙发育，岩质比较软，岩石芯多呈碎片状，层厚4～9m，【fa0】=550～650kPa。土石方开挖类别及等级：软石／Ⅲ级。(5)中风化砂岩夹泥岩(J2y)：浅灰色，粒结构、层状，垂直节理、裂隙较发育，岩质比较硬，裂隙面新鲜，岩石芯多呈柱状，【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。6）Kl48+270-K148+440高边坡基本地质条件高边坡起至桩号为Kl48+270-K148+440，设计开挖长度140m，中心桩号最大挖方高度约35m，左侧挖深低，右侧挖深高。该段高边坡区地貌单元属黄土梁区的边缘地带，基岩埋深较深，基本为土质高边坡，地形中总体呈西高东低的态势，地形起伏较大。本区基岩垂直节理裂隙较为发育。开挖的高边坡处于黄土梁区的边缘地带，地形较陡，地表植被发育，坡体未见裂缝、滑坡等不稳定迹象，该边坡基本稳定。根据调查和勘察资料分析：边坡周边地下水不发育。本段高边坡处于黄土梁区的边缘地带，其工程地质特征描述如下：eol(1)黄土（Q3）：浅黄色，结构较致密，硬塑状，可见大孔隙，垂直节理发育，层厚0～3m，主要披伏于坡面表层，【fa0】=220kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅱ级。eol(2)黄土（Q3）：浅黄色，结构致密，硬塑状，可见少量钙质结构，垂直节理发育，层厚0～20m，夹有薄层古土壤，【fa0】=260～280kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅲ级。(3)粘土(N2)：浅红色，结构致密，硬塑状，岩芯呈团块状，局部半成岩，层厚0～10m，【fa0】=320～360kPa。土石方开挖类别及等级：普通土／Ⅲ级。(4)强风化砂岩(T3y)：灰白色，细粒、层状，垂直节理、裂隙发育，岩质比较软，岩石芯多呈碎片状，层厚4～9m，【fa0】=600～650kPa。土石方开挖类别及等级：软石14 第2章延西高速公路工程地质概况／Ⅲ级。(5)中风化砂岩(T3y)：深灰色，细粒结构，层状构造，垂直节理、裂隙较发育，岩质较硬，裂隙面新鲜，岩石芯多呈柱状，【fa0】=1000～1200kPa。土石方开挖类别及等级：次坚石／Ⅳ级。2.7小结延西高速公路自然环境条件与典型边坡基本地质条件的分析主要内容如下：（1）研究区地形起伏较大，无断裂及构造运动迹象，地层比较稳定，区域稳定性较好，适宜高边坡建设。沿线以低山区地貌、黄土梁沟壑区地貌为主，出露岩层砾岩及砂岩为主，岩石较破碎。山坡残积覆盖层以粉质粘土、粘土、黄土为主，地质条件复杂，坡土体稳定性较差。（2）研究区边坡分为岩质边坡、土-岩质二元结构边坡、土质边坡，其坡体地层结构自下而上大致分为中风化泥岩夹砂岩石层、中风化岩石层、强风化岩石层、坡残积土层。其中：粉质粘土、红粘土、黄土等抗冲刷能力弱；强风化砾岩、中风化砾岩等易产生崩塌，对边坡稳定不利。15 长安大学硕士学位论文第3章延西高速公路路堑边坡3.1路堑边坡施工常见安全隐患路堑边坡的施工因受地形地貌和天气的影响，再加上施工人员的素质偏低、施工方法较为落后，因此它施工时就容易造成安全隐患。下面从人员、机械、材料、施工方法、[19]环境等方面，总结出四个常见的安全隐患：①坍塌和滑坡：因为路堑边坡开挖时开挖方法不合适，未正确操作机械的情况下，造成的坍塌与滑坡，使人身受到伤害或给机械造成损害。②机械伤害：施工人员使用机械施工时，因为机械发生故障或违规操作机械而可能使人身受到伤害或给机械造成损害。③爆破伤害：施工现场，因违章爆破而引起的人员受到伤害和财产遭到损失。④触电伤害：在施工现场未按国家相关规定布设施工及照明线路，违规对电气设备进行操作和使用，对人员造成的伤害。下面对路堑边坡的坍塌和滑坡事故的预防进行下探讨。为防止路堑边坡开挖过程中出现坍塌和滑坡现象，施工的过程中应准确及时了解施工地区的地质情况及施工进展情[20]况等信息，对路堑边坡进行动态监测（高边坡监测、预应力锚固监控），根据地质情况的变化路堑边坡防护措施及施工方案作出相应的调整以确保安全施工。要尽量避免安排雨季及冬季进行路堑边坡施工，因为天气、季节对路堑边坡施工安[21]全有着决定性影响。为确保路堑边坡施工时排水畅通、不积水，所施工路堑边坡必须提前做好顶面截水沟和系统排水沟，使雨水及地表水流通顺畅的排出边坡外。避免因为水流下渗和冲刷导致路堑边坡出现坍塌和滑坡现象，造成人员及财产损失。路堑边坡防护应该做到逐级开挖逐级防护，才能避免一些施工过程中的安全隐患。在对不稳定边坡进行开挖时应采取边开挖边防护的方法，避免已开挖边坡因暴露时间过长，至使边坡松弛范围扩大，形成了新的病害。3.2延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害调查近期对陕西延西高速公路铜川至黄陵段正在施工及已施工完成的路堑边坡进行调查研究，路堑边坡发生灾害的现象十分普遍，并对病害情况、处治措施做了统计。见表3-1:16 第3章延西高速公路路堑边坡表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K113+225-左侧105边坡开挖过程中，受一级边坡，坡原一级边坡高3米以上K113+330连续降雨影响坡体出高5～11.5m，坡面分台阶进行清方现滑塌，坡脚局部鼓坡率1:1，坡面卸载；坡脚增设C15片胀，坡面垮塌，坡口防护为拱形骨石混凝土上挡墙，高线外侧坡体出现2～3架护坡4.5米，外露3米，取道裂缝，缝宽约5～消原拱形骨架护坡；一15cm，后缘裂缝基本级平台增设混凝土排贯通，缝宽1～2m水沟，二级坡坡口外侧设截水沟；K113+505-左侧100边坡开挖过程中，受原设计为一级原一级边坡坡口外侧K113+605连续降雨影响坡体出边坡，坡高设14根抗滑桩支挡，现滑塌，坡面局部鼓5～11.5m，坡滑坡后缘适当清方卸胀、垮塌，坡口线外率1:1，坡面防载；坡脚增设C15片石侧坡体出现2～3道拉护为拱形骨架混凝土上挡墙，高4.5张裂缝，缝宽5～护坡米，外露3米，取消原15cm，后缘裂缝基本拱形骨架护坡；一级平贯通，缝宽1～2m台增设混凝土排水沟，二级坡坡口外侧设截水沟；坡面裂缝用3:7灰土回填夯实17 长安大学硕士学位论文表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表1)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K121+260-右线140一级边坡强风化泥岩窗孔护面墙横向4排9m锚杆、钢K121+400右侧岩石破碎严重，裂隙筋混凝土窗孔护面墙一级发育，裂隙间渗水量较大，岩石倾角向路线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡，需加强防护。K121+535-右线65坡体红土含水量大，路堑拱形骨架4m高片石混凝土挡墙，K121+570右侧不断滑塌。墙后设置1*2m盲沟。一级K121+570-右线220一级边坡强风化泥岩窗孔护面墙坡脚设置4m高片石混K121+760右侧岩石破碎严重，裂隙凝土挡墙，坡面采用窗一级发育，裂隙间渗水量孔护面墙，平台顶设置较大，岩石倾角向路抗滑桩。线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡。18 第3章延西高速公路路堑边坡表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表2)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K121+570-右线220边坡强风化泥岩岩石路堑拱形骨架卸载K121+760右侧破碎严重，裂隙发育，二级裂隙间渗水量较大，易形成滑塌。K121+760-右线140一级边坡强风化泥岩窗孔护面墙坡脚设置6m高片石混K121+900右侧岩石破碎严重，裂隙凝土挡墙，坡面采用窗一级发育，裂隙间渗水量孔护面墙，平台顶设置较大，岩石倾角向路抗滑桩。线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡。K121+760-右线140边坡强风化泥岩岩石路堑拱形骨架4m锚杆，钢筋混凝土框K121+900右侧破碎严重，裂隙发育，架梁二级裂隙间渗水量较大，易形成滑塌。19 长安大学硕士学位论文表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表3)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K122+755-右侧45该处为古滑坡地段，路堑拱形骨架抗滑桩已完成、钢筋混K122+800一级开挖后坡体为碎石凝土框架梁土，且含水量大，开挖后上部砾岩压力导致坡面下错滑塌。K122+800-右侧40坡体为粉质粘土，且1-2级为窗孔钢筋混凝土框架梁K122+840一含水量大，开挖后上护面墙级、部砾岩压力导致坡面二级滑塌K122+840-右侧110坡体为粉质粘土，且1-6级为窗孔一级为9m锚杆18m锚K122+9501至7含水量大，开挖后上护面墙，7级索钢筋混凝土框架梁，级部砾岩压力导致坡面为混凝土拱形二级为20m锚索钢筋混崩塌骨架。凝土框架梁。3-7级按原设计方案施工。20 第3章延西高速公路路堑边坡表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表4)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K123+325-右侧175一级边坡底部为砂坡面采用拱形拱形骨架尺寸变更为K123+500一级岩、中上部为黄土，骨架40*40cm50*50cm分界面向路线正左侧倾斜。且黄土含水量大，坡顶部有大体积土体堆积。边坡开挖时已出现土体沿土石分界线滑移约10cm,如不治理存在重大滑坡隐患。EK0+055—E路基山体含水量大，2013一级坡面为窗调整坡率为1:1，坡脚K0+100左侧年3月开挖时出现边孔式护面墙设置4m高片石混凝土一级坡塌方。挡墙。EK0+070—E路基山体含水量大，2013路堑拱形骨架调整坡率为1:1，坡面K0+090左侧年3月开挖时出现边护坡采用拱形骨架护坡。二级坡塌方。21 长安大学硕士学位论文表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表5)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K131+455-左侧195此段为大型古滑坡共五级边坡，一二级边坡采用窗孔K131+650体，因开挖、降雨造一级为窗孔式式护面墙防护坡度成滑坡护面墙+植生1:0.75，三级边坡采用袋防护，二三拱形骨架防护坡度级为拱型锚杆1:1.25，三级平台处设框架梁防护，2x3米抗滑桩，四五六四五级为拱型级边坡坡度1:1.5，七级骨架防护，边坡坡度1:2,4-7级边坡采用植草防护，中间四级边坡滑塌严重处采用铅丝石笼进行处置，并在二级以上边坡增设10米长仰斜式排水孔，间距6米。K137+080-右侧120K137+183处出现裂该段边坡顶面布设19K137+200缝，坡脚至坡顶基本根3米*2米抗滑桩进贯通，坡顶外50米埋行支挡；坡顶设320米设天然气管道处出现0.75米*0.4米梯形截水大量裂缝，裂缝约70沟；天然气管道下土石米滑面设300米渗水盲沟；22 第3章延西高速公路路堑边坡表3-1延西高速公路铜川至黄陵段边坡灾害统计(续表6)段落位置长度病害情况原设计处治措优化后处治措施（m）施K150+380-右侧55开挖过程中路基边坡骨架护坡取消原设计的骨架护K150+435出现较大裂缝，降雨坡；一级边坡为窗孔式后坍塌护面墙，在二级平台增加挡墙；二～四级边坡采用植草防护；二～四级边坡坡率由1:1改为1:1.5；三、四级平台宽度由3米改未9米和4米K150+435-右侧180开挖过程中正在施工骨架护坡取消原一～四级骨架K150+615的2～4级边坡出现失护坡；一级边坡改为窗稳滑坡孔式浆砌片石护面墙，孔内填充植生袋绿化；在二级平台增加挡墙；二～六级边坡采用植草防护；二～六级边坡坡率由1:1改为1:1.5；一级边坡上部增设C15片石混凝土挡墙，墙底预设固脚锚杆从灾害统计表中可以得出延西高速公路铜川至黄陵段的边坡病害有：边坡滑坡、边坡坍塌、边坡崩塌、边坡错落等病害。导致边坡产生病害主要是因为开挖方式不当、开挖后不及时防护等人为因素及降雨、地下水等自然因素对边坡共同影响作用下发生的。23 长安大学硕士学位论文3.3路堑边坡病害分类及特征崩塌、滑坡、错落、坍塌是我们经常遇见的边坡病害中的几种类型。每种边坡病害类型都可以从受力方式、运动和破坏特征、影响因索、变形体完整性及裂缝特征中加以区分。下面重点研究崩塌、滑坡、错落、坍塌这四种边坡病害及其破坏模式。具体特征[22][23][24]见表3-2。表3-2常见边坡病害类型及特征边坡病受力方式运动和主要变形体裂缝特征害分类破坏特征影响因索完整性崩塌自重影响以垂直运动重力、震动经碰撞、翻崩塌前，后缘有拉张裂缝，引起的倾为主，岩体高力、根劈力、滚、跳跃，岩崩塌后留有较新鲜断壁斜、滑移、速向下崩落、水柱压力、冰体破碎，大块拉裂、剪翻滚、跳跃劈力等远、小块近，切、压缩挤常为碎石堆出等造成状崩塌滑坡重力引起以水平运动地下水和降多数滑坡保即将滑动时和滑动后，前主滑带剪为主，沿滑动雨渗入，使滑持相对完整缘、两侧及后缘均有滑坡切、后缘拉面向前滑移坡土强度降性，高速远程裂缝张、前缘剪低，动静水压滑坡呈碎屑出力、震动力、流状堆积上部加载，下部削方等24 第3章延西高速公路路堑边坡表3-2常见边坡病害类型及特征(续表1)边坡病受力方式运动和主要变形体裂缝特征害分类破坏特征影响因索完整性错落重力使下沿陡倾错落地下水及降整体完整不错落前，后缘有拉张裂缝，部软垫层面垂直向下雨减弱下部错在错落后有明显错坎压缩挤出，错动，整体性垫层强度，顶上部岩体强，落距不大部加载，工程沿陡裂面削方等下错坍塌岩体各部自上而下、自降雨降低岩多为散体状先在顶部形成密集拉裂分结合强外向里坍落土体强度，增堆于坡脚缝，坍塌后，拉裂缝逐渐度低，在重大自重，边坡向后发展，裂缝产状向临力作用下，过高过陡等空倾沿不固定面塌落崩塌、滑坡、错落、坍塌等病害发生会使原有边坡的总体坡度产生影响。还有一类是坡面病害，它是病害发生后对原有边坡的总体坡度影响很小，只发生在坡面范围内的岩土变形和破坏，其规模很小。坡面病害中常见坡面溜塌、坡面冲沟、落石、碎落、剥落、土爬等变形现象。它的破坏过程多从坡体局部和坡体表层开始，逐步延伸至边坡上整个风化破碎带或重力堆积体中。若坡面高陡而且是风化破碎带或重力堆积体厚时，其[25]变形量会较大因而产生危害，会对公路的安全运营造成隐患。在20世纪50～60年代我国修建山区铁路时，因危岩、落石和坡面溜塌等病害而修建的明洞与棚洞量甚多，而针对坡面变形在路堑边坡上修建各式各样的护面墙与护坡更是比比皆是。路堑边坡长时间、大面积裸露于自然界中，长期受自然因素的强烈影响，经常会发生力学上的变化。边坡渗水后湿度的增大，使其的整体强度降低；岩性差的岩体，在水温发生变化后，加剧了岩体风化：地表水的冲刷，地下水的渗入，使边坡表面发生变化，容易加剧边坡的病害；边坡坡体防护类型式不正确也会导致防护失败；边坡或桥台台背25 长安大学硕士学位论文填料不合适或者填料压实度不足、生物防护由于植物物种选择不当而遭受虫害或成活率[26][27]降低等等，这些原因均可导致边坡遭到破坏。3.3.1延西高速公路边坡病害工程实例延西高速公路沿线路堑边坡因地形地貌复杂，岩体风化程度较严重、岩石破碎严重、节理、裂隙发育、裂隙间渗水量较大等原因，造成了边坡灾害经常发生。现以延西高速工程实例对崩塌、滑坡、错落、坍塌四种边坡病害介绍如下：1、崩塌K122+840-K122+950段边坡处于低山山地工程地质区，地形较陡，为砾岩岩质高边坡，由粉质粘土、强风化砾岩、中风化砾岩、中风化泥岩夹砂岩等组成边坡岩体。边坡开挖后坡体形成了一个临空面，在自重影响及外力作用下引起坡体沿垂直节理面下滑，以碎石状堆积于坡脚。（见图3.1）2、滑坡K131+455-K131+650段边坡处于低山山地工程地质区，为土-岩二元结构高边坡，属于一段大型古滑坡体。坡体垂直节理、裂隙发育，由粉土、黄土、强风化砂岩夹泥岩、中风化砂岩夹泥岩等组成边坡岩体。该边坡开挖后暂时处于稳定状态，但因受到连续降雨，再加上边坡坡体前缘已被开挖，因此出现了滑坡现象。（见图3.2）图3.1K122+840-K122+950崩塌图3.2K131+455-K131+650滑坡3、错落K122+755-K122+800段边坡为古滑坡地段，山顶和山坡上发育有残坡积粉土、碎石土和粉质粘土。开挖后坡体为碎石土，且含水量大。开挖边坡后地下水及降雨作用减弱了下部垫层强度，重力使下部软垫层压缩挤出，上部砾岩压力沿陡裂面作用导致坡面下错滑塌。（见图3.3）4、坍塌K150+380-K150+435该段边坡处于黄土梁区的边缘地带，基岩埋深较深，基本为土26 第3章延西高速公路路堑边坡质边坡，坡体由黄土、粘土、强风化砂岩、中风化砂岩等组成。边坡开挖过程中坡体出现较大裂缝，降雨后降低了岩土体强度、增大自重，坡体在重力作用下，沿不固定面坍塌以散体状堆于坡脚。（见图3.4）图3.3K122+755-K122+800错落图3.4K150+380-K150+435坍塌3.4小结本章介绍了经过调查研究的延西高速公路边坡灾害情况，并总结出延西高速公路出现了边坡滑坡、边坡坍塌、边坡崩塌、边坡错落四种形式的边坡灾害；对这四种灾害形式以工程实例的方式对其影响因素、受力情况、破坏特征几个方面做了详细介绍。27 长安大学硕士学位论文第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析路堑边坡要发生变形破坏，必须在坡体内要有具备发生变形破坏的条件，即形成潜在的变形、滑动面（带）的条件。在这样的面（带）以上，岩土体才可能在重力或者其他因素作用下沿其发生滑动变形和破坏。具备这些内部条件仅是边坡发生变形破坏的必要条件，还必须具备外部条件，即诱发因素。[28]路堑边坡失稳的诱发因素主要为大气降雨与工程开挖等。大气降雨主要是增加了边坡坡体、坡面雨水入渗，使边坡岩体强度降低，加剧边坡体内各种动静水压作用；工程开挖致使边坡的外观被改变，坡体的力学平衡遭到破坏，结合其他外部条件的共同影[29]响，将引发边坡失稳坡体变形和病害发生。因此，导致边坡失稳产生病害的诱发因素是自然诱发因素和人为诱发因素。自然诱发因素主要有：大气降雨、河流冲刷、水位升降、风化营力、地震等；人为诱发因素主要有：开挖卸荷、坡面堆载、地下采空、爆破振动、灌溉入渗和植被破坏等。4.1降雨及地下水对路堑边坡的影响4.1.1降雨对路堑边坡稳定性的作用和影响大气降雨作为坡体变形破坏的一种诱发因素，直接体现在降雨期间的地表径流，间接地体现就是当地表水入渗转化为地下水时，这种本为外部条件的因素转化为坡体变形破坏的内致滑因素。降雨入渗是一个复杂多变的过程，包括（坡顶、坡面、顺裂隙）入渗、裂隙向坡体渗流和重力条件下坡体内渗流等几种形式。坡面较松散坡体有裂缝时，降雨很容易渗入到坡体深处，降雨入渗后直接补充地下水，使得坡体表层饱和度达不到较高程度，边坡处于较稳定状态。边坡坡体的入渗率小于降雨率时，雨水对边坡产生了两个方面的危害：一是坡体表层迅速达到饱和，形成了对坡面进行冲刷的地表径流；二是雨水渗透到坡体内部，从而使坡体内部地下水产生变化而引起坡体强度降低及边坡坡体含水量增大共同[30][31][32][33]作用降低了边坡的稳定性，导致边坡产生滑动病害。下面以陕西延西高速公路为例介绍下降雨对边坡的危害及处理方法。4.1.2降雨对延西高速公路边坡稳定性的影响实例K121+400—K121+500段路基右侧边坡位于陕西延西高速公路铜川至黄陵段何家坊28 第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析至黄陵段太安镇附近。原设计为二级边坡，一级边坡坡率为1：0.75，二级边坡坡率为1：1，平台宽度为3.0m。2013年7月连续降雨导致K121+600—K121+630段已经施工完成的边坡出现鼓胀滑塌，K121+470—K121+500右侧二级边坡坡面上覆层土体整体向左前方向滑移至路基范围。（见图4.1）2013年9月将已发生滑塌部分清理后，按原设计图纸继续开挖路基并于2013年10月完成该段落路基挖方施工。2014年4月连续降雨造成该段落边坡大面积滑塌；2014年5月降雨又造成边坡右侧山体岩层断裂，整体向路基左侧方向大面积倒塌。（见图4.2）具调查该段边坡坡体倾向与坡体岩石层理倾向基本一致，为顺层坡向，这就为坡体产生滑动创造了有利条件；该段边坡坡体就是因为遭受了连续降雨的入渗及侵蚀，导致地下水软化了坡体岩、土质，润滑了滑带（岩、土）体致使边坡遭受到了反复的破坏。图4.1K121+470—K121+500滑塌图4.2K121+600—K121+630滑塌为了能保证边坡的安全及稳定在原设计上进行了优化：一级边坡顶增设30根抗滑桩、二级坡面采用钢管桩加固以阻抗滑坡体下滑，使坡体达到稳定状态；抗滑桩施工完成后一级坡面采用护脚墙加混凝土拱形骨架防护的方案，坡体设仰斜排水孔用于排出坡体内的渗入水。K121+760-K121+880路基右侧边坡位于陕西延西高速公路铜川至黄陵段何家坊至黄陵段太安镇附近，设计路线K121+760—K121+913右侧坡面，原设计为二级边坡，边坡破率为1:1，平台宽度为3.0m。单级边坡高度8.0m,最大坡高19.5m。一级边坡坡面防护形式为窗孔护面墙，二级边坡坡面防护形式为拱形骨架护坡。2013年6月连续降雨影响，K121+790—K121+880右侧坡体出现滑坡现象，坡面出现鼓胀、垮塌，坡口线外侧坡体出现3条贯通拉张裂缝，裂缝宽40-80cm。滑塌坡体呈台阶下错后状态，施工被迫中断。（见图4.3）2013年10月重新施工，防护措施做了如下调整：29 长安大学硕士学位论文（1）、调整边坡坡率及坡高，一级边坡坡脚增设挡土墙，墙顶以上一级边坡调整高度为8m，坡率1:1.25；平台宽度调整为3m；二级边坡高度调整为8m，坡率1:1.25；平台宽度为3m；三级边坡高度一坡到顶，高度5-7m，坡率1:1.5。（2）、抗滑桩：在K121+768—K121+780、K121+801—K121+879段一级边坡平台设抗滑桩进行支挡，共布设抗滑桩18根，桩间距统一采用6m，抗滑桩截面为2m*3m,桩长18m（路面上下各9m）。（3）、拱形骨架锚杆框架梁护坡，一、二级坡面均采用拱形锚杆框架梁护坡防护，锚杆长度为4m。）根据方案，首先完成K121+768—K121+879段右侧二三级边坡刷坡施工后及时进行一级平台抗滑桩施工。抗滑桩施工期间、坡面完好、稳定。至2013年12月15日完成全部18根抗滑桩施工。坡体稳定无滑移迹象。2014春节冬休期间因降雪，K121+850—K121+900段一级边坡沿抗滑桩内侧发生严重滑塌。K121+780—K121+801右侧山体沿抗滑桩20m空当位置严重垮塌和滑移，坡顶线外侧10米位置有明显错台。2014年4月已完成K121+768—K121+879段二级平台锚杆施工。2014年5月底完成该段落一级边坡坡脚挡土墙施工（挡墙分段开挖期间一级边坡不断滑塌）2014年6月因连续降雨，K121+810—K121+830右侧二级边坡（锚杆施工已经完成，正在进行钢筋混凝土框架梁施工）发生滑塌，已完工锚杆随滑动土体拔出。导致该段落框架梁施工停滞。再次对施工方案进行修订，一级边坡坡脚片石砼挡墙加高至路面以上4.5m(墙背用砂砾回填)，一二级采用锚杆框架梁护坡防护。（见图4.4）图4.3K121+790—K121+880下错图4.4K121+810—K121+830滑塌以上两则工程实例边坡都属于土-岩质二元结构边坡，一级边坡强风化泥岩岩石破碎严重，裂隙发育、裂隙间渗水量较大，岩石倾角向路线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡；二级边坡强风化泥岩岩石破碎严重，裂隙发育，裂隙间渗水量较大，易形成滑塌。由于连续降雨导致边坡含水量饱和使坡体强度降低，影响了边坡稳定性，从而导30 第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析致边坡产生滑动；它的病害发生是典型的降雨坡顶入渗导致坡体不稳定而形成滑坡。从工程实例中不难看出降雨入渗对边坡的危害是巨大的，两个实例均是边坡开挖破坏了边坡原有稳定性又逢连续降雨加速破坏了边坡稳定性，导致出现滑坡病害。因此，我认为避免雨季施工、合理安排工期能有效的减少病害发生；病害发生后应及时进行防护，唯一的原则就是使滑坡体得到稳定，选择防护的方法多种多样，如上述工程实例中使用的坡脚片石砼挡墙+锚杆框架梁+抗滑桩的防护方式。4.1.3地下水对路堑边坡稳定性的作用和影响地下水也是边坡变形破坏和滑坡灾害的主要内在触发因素。它的作用和影响体现在软化或泥化岩土，驱动边坡由稳定向不稳定方向发展，协同其他各种不利因素，导致边坡产生失稳发生病害。地下水对滑动带岩土的软化作用，致使岩土整体强度降低并最终促成边坡变形破坏。坡体内的水一般是由降雨入渗这个过程转化为地下水，入渗的地下水充填于岩土孔隙和裂隙之间，增加滑体自重，孔隙水压力上扬，动静水压力作用加剧，这是地下水[29]的一种作用方式。地下水另一作用是润滑滑带土体，更为确切的说是地下水和边坡岩土体间的一种复杂的相互作用—水-岩作用。地下水不仅是路堑边坡发生滑坡灾害的主[34]要激发因素，而且在坡体变形破坏的孕育过程中也发挥着重要的作用。路堑边坡在一般情况下可被看成是一个地下水含水系统，各含水层之间可以发生广泛的水力联系，当黏土层厚度较大时，水力联系逐渐减弱。由岩体构成的含水系统较多的发育在既有褶皱又有断层的地质构造中，以及广为发育的节理裂隙之中，岩体中常常包含由泥质岩层构成的厚而稳定相对隔水层。在地下水的长期作用下，地质界面接触带、软弱夹层的岩土强度进一步弱化，随之发育为滑带。土质边坡的地下水常常以孔隙水方式赋存于沉积物颗粒构成的空隙之中。而岩质边坡，地下水常常以裂隙水方式赋存于各种成因的岩体裂隙中，如成岩过程中形成的成岩裂隙、经历构造变动形成的构造裂隙、风化作用形成的风化裂隙。因此，裂隙水按其介[35]质成因可分为成岩裂隙水、风化裂隙水、构造裂隙水。由于其各自所赋存介质的不同，其空间分布、规模及渗流特性存在一定的差异，研究成岩裂隙水对坡体变形破坏的孕育贡献意义不大，对坡体变形破坏孕育较大的是风化裂隙水，因为风化裂隙一般是在构造裂隙与成岩裂隙的基础上进一步的发育而成，其特点是密集均匀、无明显方向性。水在裂隙中流通、长期浸泡裂隙面，发生水-岩作用，不断消减裂隙破碎带岩石介质材料的31 长安大学硕士学位论文抗剪强度，是坡体孕育趋向变形破坏的界限。另外灌溉入渗也对路堑边坡的稳定性起到不良影响。农业灌溉用水、工业生产用水或人类生活用水等入渗坡体，将增加岩土体含水率，造成孔隙水压升高，岩土吸力减小，并软化与弱化滑带，降低滑带岩土抗剪强度，恶化坡体稳定。如遇坡体裂隙发育，还将产生集中入渗，加剧各种动静水压作用和影响。我国西北黄土高原因农业提水灌溉入渗而造成黄土高原边滑坡灾害问题非常严重。下面以陕西延西高速公路为例介绍地下水对边坡的软化、潜蚀作用。4.1.4地下水对延西高速公路边坡稳定性的影响实例实例1：陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+510-K121+560挖方段右侧为一级边坡，属于粉质粘土土质边坡，坡度1:1，原设计窗孔式护面墙。2013年5月14日下午出现边坡滑塌，坡顶外侧原地面出现裂缝，坡面整体向路基内滑塌，沿滑动面上部约1m厚范围内土层有水渗出，经后期连续观察，该段坡面仍在缓慢向下滑动。经现场勘察该段边坡地下水丰富，边坡开挖后地下水系遭到破坏从而造成边坡失稳下滑。（见图4.5）图4.5K121+510-K121+560滑塌图4.6K130+670-K130+765滑塌实例2：陕西延西高速公路铜川至黄陵段K130+670-K130+765路基右侧边坡属于为土-岩二元结构边坡，地下水丰富含水量大，边坡开挖后边坡岩层出现渗水及小股流水，坡面有滑塌现象出现。为确保坡面质量以及安全，原设计变更为路基右侧边坡增加仰斜式排水孔及窗式护面墙，同时增加石笼上挡墙。（见图4.6）上述两例都是因为边坡开挖后边坡原有地下水系遭到破坏后，未及时疏通地下水致使地下水在坡体内成为病害发生的决定因素。K121+510-K121+560段土质边坡是因为地下水软化了坡体土质、润滑了滑带土体再加上开挖所造成的破坏，使边坡发生了滑塌；K130+670-K130+765段土-岩二元结构边坡坡体是强风化泥岩岩石破碎严重、裂隙发育、裂隙间渗水量较大，地下水充填于岩土孔隙和裂隙之间增加了滑体自重，因此边坡开挖后出现岩层渗水及小股流水，坡面有滑塌现象出现。32 第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析对这种地下水软化、潜蚀边坡而出现病害的情况，及时对开挖边坡渗水进行引排并做好相应的防护。如K130+670-K130+765段边坡就采用了仰斜式排水孔+石笼上挡墙两种排水措施+窗式护面墙进行边坡防护。4.2工程开挖对路堑边坡失稳的诱发作用4.2.1工程开挖对路堑边坡失稳的诱发作用工程开挖改变坡体了原始地貌，使边坡发生了变形原有的稳定性遭到破坏，它所起的作用主要表现在开挖卸荷效应方面，在接近开挖面的坡体因为开挖应力卸荷而生成松弛区。产生节理裂隙的扩展和体变扩容，造成岩体力学性质的弱化，继而产生松弛区的[29]变形破坏，这种破坏可以是局部的，也可以是整体的。当在建公路在不良地质体或老滑坡体施工时，路堑边坡的开挖就消弱了支撑、破坏了原有的稳定性导致使原有病害体复活，而这种开挖就是在坡体已经孕育了变形破坏的条件时，在外不触发因素的作用下产生的变形破坏，进而路堑边坡失稳产生病害。同时，施工开挖过程的影响也是路堑边坡失稳的主要原素。施工开挖过程中对路堑边坡稳定性的影响主要表现为施工过程中经常出现土方及石方工程开挖过快，而边坡的[35]防护加固工程严重滞后的情况，这种情况就能使边坡坡体从而产生变形和破坏。虽然设计时强调采用逐级开挖逐级支护的施工工序，但实际施工时，超前开挖提前揭露顺倾向不利结构面引起边坡失稳，或开挖后坡面长期裸露而未进行有效加固而引起边坡整体失稳的现象。另外，由于坡面堆载、地下采空、植被破坏等原因促发边坡开挖施工的次生病害也是屡见不鲜的。1）坡面堆载在破体上部不适当的堆载，将增大下滑力，破坏坡体原始平衡条件，产生边坡变形和破坏，如路堤滑坡等。在地下水较为丰富的地区或古老滑坡等病害场区，不适当的坡面堆积还有可能改变地下水的运移路径，甚至阻塞其正常排水通道，造成地下水局部积聚，从而造成坡体不稳。2）地下采空地下采空塌陷将引起坡体应力调整与变化，因地下采空二造成地面沉陷有时还将有直接楔推坡体向临空变形的可能。因此，地下采空塌陷触发边坡滑塌病害经常发生。3）植被破坏33 长安大学硕士学位论文边坡植被对边坡的作用主要有保护坡面免受冲刷和减少表水两个方面，并有预防风化剥落的功能。在山区道路工程建设中，大规模的土石方填挖工程将破坏其原有的生态环境，导致边坡植被遭遇大面积损毁和破坏，水土流失严重，风化作用加剧，表水入渗增加地下水的作用和影响，最终将导致坡体不稳定或触发边坡的变形和破坏。4.2.2工程开挖对延西高速公路边坡失稳的影响实例陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+565-K121+760段右侧原设计为两级边坡，每级边坡高度8m，一级边坡1：0.75，二级边坡1：1.0，平台宽度3m，一级边坡防护形式采用窗孔式护面墙防护，二级边坡采用拱型骨架防护。2014年4月，陕西延西高速公路铜川至黄陵段K121+565-K121+760段路基施工过程中，由于边坡开挖引发边坡溜滑、垮塌，滑塌范围较大,滑塌厚度约5～12m。滑塌后缘裂缝较明显，裂开宽度2～3m。（见图4.7）图4.7K121+565-K121+760滑塌图4.8K121+565-K121+760边坡该段属低中山地貌单元，黄河流域，山高沟深。设计路线K121+565-K121+760段右侧坡面，边坡右侧有省道S305，交通较便利。边坡位于太安镇南约一公里，位于沟谷斜坡地貌，设计路线K121+565-K121+760段右侧，后缘为基岩山地。首先，从滑坡处的地形地貌看，滑坡位于线公路右侧斜坡地带，坡度相对较陡，加之公路路基施工开挖形成的边坡，使坡体前缘形成一定的临空高度，为滑坡的形成提供了相对有利的地形条件，是其产生滑动的直接原因。其次，从坡体堆积的物质看，其主要物质为碎石及全、强风化砂泥岩层，其风化程度差异较大，性质差异也较大，粘聚力较低，且岩石较破碎，结构较松散，加之节理、裂隙及层理发育，有利于雨水和地表水下渗至岩体，软化岩石，降低岩体强度。（见图4.8）第三，勘查区滑坡体附近冲沟内局部有地下水渗出，说明坡体内有地下水水存在并比较富裕；岩体节理、裂隙比较发育，岩石结构较为破碎，有利于地下水流动排泄，软化岩石使岩体整体强度降低，并且对岩体起到了相应的润滑作用，增加坡体滑动可能性。第四，勘查区滑坡体植被发育较好，有利于地表水下渗坡体，下部中风化砂泥岩节理、裂隙发育较少，泥岩具有一定的隔水作用，34 第4章路堑边坡失稳的诱发因素分析有利于增加上部岩体含水量，降低其强度。第五，勘查区坡体倾向与坡体岩石层理倾向基本一致，为顺层坡向，为坡体产生滑动创造了有利条件。公路路基施工开挖坡体，改变坡体原始地貌，使坡体形成高差较大的陡坎或斜坡，为坡体变形滑动提供了很好的临空条件，在连续降雨或降暴雨时地表水的下渗，使岩体结构发生了破坏，坡体含水量增高、强度降低、岩体发生变形或形成软弱带，使岩体的抗滑力变弱，产生蠕动变形形成新的工程滑坡。设计中H1滑塌选择Ⅲ—Ⅲ′剖面为代表性断面，H2滑塌选择Ⅰ—Ⅰ′剖面为代表性断面，计算参数选取见下表4-1：表4-1计算参数选取表选择值饱和容重天然抗剪强度饱和抗剪强度滑塌编号计算剖面天然容重Γsat凝聚力内摩擦凝聚力内摩擦角3γ（kN/m）3（kN/m）C(kPa)角φ(°)C(kPa)φ(°)H1滑塌Ⅲ—Ⅲ剖面10.013.59.613.021.5022.00H2滑塌Ⅰ—Ⅰ剖面8.012.07.811.6经计算，H1滑塌边坡清方卸载后，在饱和状态条件下，选当取安全系数Ks=1.25时，设桩位置剩余下滑力为946.2KN/m。H2滑塌在饱和状态条件下当取安全系数Ks=1.25时，剩余下推力E为442.8KN/m。结合现场实际情况，通过对地勘资料的分析，K121+583-K121+675此段为岩石顺层滑塌，滑塌深度8~12m，设计采用坡脚设置抗滑桩，稳固坡脚，边坡中部利用抗滑桩的支挡对坡体形成反压，同时防止坡顶顺层岩石滑塌，采用锚杆加固坡顶，具体治理措施如下：一级边坡坡率1：0.75，一级边坡高度8m，采用窗孔式护面墙防护；一级边坡平台位置设置抗滑桩，桩长16m，间距6m，桩径为2.4m×1.8m，桩间设置3m高的挡土板；坡体内设置仰斜式排水管，长度15m，间距6m，梅花型布置。K121+675~K121+760，此段为浅层滑塌，滑塌厚度3-5m，结合此段落大里程及小里程设桩情况，滑坡治理以防为主，防治结合的原则，拟采用2.0m×1.5m抗滑桩对边坡进行加固。具体治理措施如下：一级边坡坡率1：0.75，一级边坡高度8m，采用窗孔式护面墙防护；一级边坡平台位置设置抗滑桩，桩长13.5m，间距6m，桩径为2.0m×1.5m，桩间设置3m高的挡土板；坡体内设置仰斜式排水管，长度15m，间距6m，梅花35 长安大学硕士学位论文型布置。这段边坡施工开挖改变了坡体原始地貌，使边坡发生了变形原有的稳定性遭到破坏。它的一级边坡属强风化泥岩岩石破碎严重、裂隙发育、裂隙间渗水量较大，岩石倾角向路线左前方，泥岩与砂岩分界面易形成滑坡；二级边坡强风化泥岩岩石破碎严重，裂隙发育，裂隙间渗水量较大，易形成滑塌。因为开挖后未及时进行边坡防护，才造成了边坡滑坡病害。对待这种情况只有做到边开挖边防护才能有效的减少病害发生。4.3小结本章详细研究了降雨、地下水对边坡的软化、潜蚀作用，并结合延西高速公路的工程实例分析了它们对边坡稳定性的影响及作用；结合工程实例详细介绍了工程开挖对边坡失稳的诱发原因及治理措施。36 第5章路堑边坡工程加固与防护第5章路堑边坡工程加固与防护5.1路堑边坡加固措施及应用5.1.1路堑边坡防护加固技术研究路堑边坡的防护加固工程技术是在边坡工程地质基础、开挖卸荷松弛区、变形破坏机理和潜在失稳模式等研究的基础上，结合其稳定性分析与评估结论，对特定边坡工程对象进行防护加固工程方案设计。一般包含防护加固工程设计原则和方法、防护加固工程对策模型以及主要防护加固工程技术等方面的研究与应用。加固措施方式的不一样，对边坡稳定的影响和作用也相应不同，但都是为了保证边坡的稳定与安全。近年来，随者我国对基础设施投资规模的不断加大，交通道路工程建设迅速发展，山区高速公路，国、省道干线公路，以及高速铁路等高等级道路对边坡工程的稳定与安全要求逐步提高，大家对边坡工程防护与加固技术日趋重视，在工程实践与理论研究等方面均有可喜的进步和发展。边坡的设计是根据边坡的稳定程度、主要稳定性影响因素以及可能产生的边坡工程病害类型和危害程度等，综合运用边坡的普通防护加固工程措施、支挡加固工程措施和防排水工程措施，进行全面系统、经济合理、工程可行、积极有效和安全可靠的防护加固工程设计。5.1.2路堑边坡防护加固工程分类边坡防护加固工程措施根据其工程目的与设计要求可以分为三种主要类型：一是对于稳定或基本稳定的边坡工程，仅需对边坡浅表层或局部出现的可能变形破坏而采取的工程防护措施，称之为边坡普通防护工程；它一般采用砌石、喷浆、植草等封闭防护措施防止坡面岩土风化剥落、冲刷、掉块、落石以及水土流失等坡面病害，来维护边坡的坡面浅表层的安全与稳定。二是对于不稳定或稳定性较差的边坡工程，即边坡可能潜在失稳变形和破坏的边坡，需要采取有效的支挡或着加固工程措施进行处理，使整个边坡的坡体达到一种新的稳定平衡状态，确保边坡的安全和稳定，即是边坡的支挡加固工程措施；三就是对于设计边坡存在不稳定的因素情况下，主要是针对水对边坡稳定性的作用和影响，即减轻或消除不稳定因素，采用防排水等工程措施提高边坡的稳定性，即边[36][37][38]坡的防排水工程措施。如图5.137 长安大学硕士学位论文网格或骨架枝植草砌石防护工程护坡护墙防护喷浆抹面防护普通防护工程喷描防护工程喷锚结合防护主动网防护柔性防护工程被动网防护路垫档墙工程边坡桩墙支档工程预加固桩工程防护微型桩群工程加支档加固工程固锚杆桩墙工程工锚杆加固工程锚杆格梁工程程锚杆墩垫工程坡脚及平台排水地表排水工程坡顶及吊沟排水盲沟渗沟排水防排水工程地下排水工程仰斜钻孔排水普通植草排水生态防护工程岩面植草防护图5.1主要边坡防护加固类型普通防护可分为砌石防护工程、喷锚防护工程和柔性防护工程。砌石防护工程包括浆砌片石护坡防护、浆砌片石护面墙防护、人字拱型或网格骨架植草防护等。支挡加固工程可分为支挡工程措施和锚固工程措施。主要支挡工程措施有路堑挡墙、半挡墙(或脚墙)、预加固桩、微型桩群等；边坡锚固工程有锚杆(索)框架、锚杆(索)地远、锚杆(索)暾垫(或十字面板类)，以及锚杆(索)桩墙等工程措施。防排水工程可以分为地表排水工程、地下排水工程和生态防护工程。路堑边坡地表38 第5章路堑边坡工程加固与防护排水工程主要包括坡脚排水沟、平台排水沟、坡顶截水沟、坡面急流槽，及其个该段路基排水系统；路堑边坡地下排水工程主要包括边坡渗沟、支撑盲沟、平式钻孔排水和泄水隧洞工程措施等。延西高速铜川至黄陵段公路路堑边坡发生灾害后优化的加固措施见表5-1：表5-1延西高速铜川至黄陵段边坡加固措施段落原设计措施优化后措施ZK113+225-拱形骨架护坡原一级边坡高3米以上坡面分台阶进行清方卸载；坡脚增设C15ZK113+330片石混凝土上挡墙，高4.5米，外露3米，取消原拱形骨架护坡；一级平台增设混凝土排水沟，二级坡坡口外侧设截水沟；ZK113+505-拱形骨架护坡原一级边坡坡口外侧设14根抗滑桩支挡，滑坡后缘适当清方卸ZK113+605载；坡脚增设C15片石混凝土上挡墙，高4.5米，外露3米，取消原拱形骨架护坡；一级平台增设混凝土排水沟，二级坡坡口外侧设截水沟；坡面裂缝用3:7灰土回填夯实YK121+260-窗孔护面墙钢筋混凝土窗孔护面墙YK121+400YK121+535-路堑拱形骨架4m高片石混凝土挡墙，墙后设置1*2m盲沟。YK121+570YK121+570-窗孔护面墙坡脚设置4m高片石混凝土挡墙，坡面采用窗孔护面墙，平台顶YK121+760设置抗滑桩。YK121+760-窗孔护面墙坡脚设置6m高片石混凝土挡墙，坡面采用窗孔护面墙，平台顶YK121+900设置抗滑桩。YK121+760-路堑拱形骨架4m锚杆，钢筋混凝土框架梁YK121+900YK122+800-窗孔护面墙窗孔护面墙YK122+84039 长安大学硕士学位论文表5-1延西高速铜川至黄陵段边坡加固措施（续表1）段落原设计措施优化后措施YK122+840-1-6级为窗孔一级为9m锚杆18m锚索钢筋混凝土框架梁，二级为20m锚索钢YK122+950护面墙，7级筋混凝土框架梁。3-7级按原设计方案施工。为混凝土拱形骨架。YK123+325-坡面采用拱形拱形骨架尺寸变更为50*50cmYK123+500骨架40*40cmEK0+055—E一级坡面为窗调整坡率为1:1，坡脚设置4m高片石混凝土挡墙。K0+100孔式护面墙EK0+070—E路堑拱形骨架调整坡率为1:1，坡面采用拱形骨架护坡。K0+090护坡ZK131+455-共五级边坡，一二级边坡采用窗孔式护面墙防护坡度1:0.75，三级边坡采用拱ZK131+650一级为窗孔式形骨架防护坡度1:1.25，三级平台处设2x3米抗滑桩，四五六级护面墙+植生边坡坡度1:1.5，七级边坡坡度1:2,4-7级边坡采用植草防护，中袋防护，二三间四级边坡滑塌严重处采用铅丝石笼进行处置，并在二级以上边级为拱型锚杆坡增设10米长仰斜式排水孔，间距6米。框架梁防护，四五级为拱型骨架防护，YK150+380-拱形骨架护坡取消原设计的骨架护坡；一级边坡为窗孔式护面墙，在二级平台YK150+435增加挡墙；二～四级边坡采用植草防护；二～四级边坡坡率由1:1改为1:1.5；三、四级平台宽度由3米改未9米和4米YK150+435-拱形骨架护坡取消原一～四级骨架护坡；一级边坡改为窗孔式浆砌片石护面墙，YK150+615孔内填充植生袋绿化；在二级平台增加挡墙；二～六级边坡采用植草防护；二～六级边坡坡率由1:1改为1:1.5；一级边坡上部增设C15片石混凝土挡墙，墙底预设固脚锚杆40 第5章路堑边坡工程加固与防护5.2路堑边坡防护措施边坡防护可分为石质边坡和土质边坡防护，又可分为边坡生物防护及边坡工程防护，对其周边生态环保及安全性的意义是显著的。边坡防护可以做到防止水土流失、滑坡、美化环境，涵养水源等，所以边坡防护应遵循生态环保功能、景观美化功能、同周边自然环境协调功能等多方面的完美结合，使路堑边坡与大自然融为一体，最大程度地恢复自然状态。生物防护是主要通过人工的方法制造出具有抗冲刷能力强、保水性强、营养化高、高团粒结构的轻型栽植客土，主要以当地植物及适当的外来植物为辅进行人工恢复，并能为之制定合适的边坡养护措施，使之与自然环境相协调达到最终的防护目的。生物防护对边坡的防护主要作用是利用植物的根系使边坡土壤得到固定，使用植物的茎和叶覆盖边坡坡体进行以此来防止地表水对坡面的冲刷和对坡面的侵蚀所带了的[39][40][41]水土流失，增加边坡的稳定性，绿化环境，保持生态平衡。因而边坡防护时要遵循以下五项基本原则：安全性即对边坡进行防护时必须保证边坡的安全和稳定；协调性即生态恢复后的边坡应最大程度地恢复自然状态，与大自然融为一体；永久性即对边坡生态的恢复做到一步到位，尽可能减少养护期的维护；经济性即经济合理的选择适宜的边坡防护方案、施工工法及养护措施；因地制宜即根据实际情况，合理的选择施工工艺、施工材料。表5-2是对公路土质、石质边坡防护工程施工工艺的总结。表5-2公路边坡植物防护工程施工工艺分类边坡类型施工工法植物选择坡率备注客土喷草（灌）草本主，灌木辅≧1：0.75湿式砼喷射机上TBS喷草（灌）草本主，灌木辅≧1：0.75干（湿）式砼喷射机边土打穴植灌（草）灌木主，草本辅﹤1：0.75应用较广坡质CF网喷灌（草）灌本主，草木辅≦1：1.0湿式砼喷射机边液压喷草（灌）草本主，灌木辅≧1：1.0液压喷播机下坡混播草籽草本﹤1：1.0应用较广边栽植灌木灌木﹤1：1.0应用较广坡栽灌播草灌木主，草本辅﹤1：1.0应用较广41 长安大学硕士学位论文表5-2公路边坡植物防护工程施工工艺分类（续表1）边坡类型施工工法植物选择坡率备注CS混和纤维喷灌灌木主，草本辅≧1：1.0湿式高压喷射机干（湿）式砼喷射上TBS喷草（灌）草本主，灌木辅≧1：1.0机边石打穴植灌（草）灌木主，草本辅﹤1：1.0应用较少坡质码砌植生袋（绿网灌木主，草本辅≧1：1.0应用较广边袋）坡液压喷草（灌）草本主，灌木辅≧1：1.0液压喷播机下混播草籽草本﹤1：1.0边栽植灌木灌木﹤1：1.0坡栽灌播草灌木主，草本辅﹤1：1.05.2.1路堑边坡生物防护边坡生物防护一是防止水土流失、保持生态平衡；二是美化环境、稳固路基。挖方段的土质边坡，要尽一切可能使坡度放缓，将乔灌木栽种在坡顶、坡面采用草坪型护坡方式再适当点缀宿根花卉或成片的栽种低矮灌木等方法措施；挖方段石质边坡上不具备植物生存的条件，可使用在岩石上拉土工格栅网后铺设固土材料用于培土植草、在岩石坡面上将攀藤植物或悬垂植物在凿设凹槽进行培土种植、将乔灌木栽种在边坡平台上等方法措施。可在填方段的锥坡、护面墙等坡脚及坡顶同时栽种，攀援或悬垂植物，如爬山虎等植物；填方段土质边坡可将草、藤蔓植物、地被及灌木等有机配合，组合出多种[42][43]多样的植物配置形式。目前常用岩土边坡生物护坡工程方式可以分为三类。一是林业和园艺的方法，如人工植树、挖沟植草、植藤蔓植物、铺草皮、植生带护坡等；二是喷播植被的方法，如液压喷播植草、有机基材喷播植被护坡等；三是工程与生物相结合的护坡方法，如利用各种土工材料进行植被护坡、利用工程的方法在坡面形成各种框架或格室而进行植被护坡[44][45][46]的方法等。边坡生物防护技术的选择需要因地制宜，近年使用广泛的技术有以下几种：直播法、42 第5章路堑边坡工程加固与防护喷播法、三维网植被绿化、土工格室绿化、固化边坡绿化等。最近几年陕西省高速公路建设突飞猛进的发展，随即也带来了公路边坡防护的问题。本节在详细研究现有的生物防护边坡工程技术的基础上，提出了适合于陕西公路边坡防护的生物防护边坡工程技术:乔灌草型防护、灌草型防护、灌木型防护、藤木型防护、草坪型防护。路线长且坡率较缓的边坡一般用乔灌草型植物进行绿化防护。为保证安全边坡底部种植地被植物，低矮灌木或草坪；随着边坡的逐渐增高防护所用植物变成大灌木、小乔木乃至高大乔木的多层次群落。这种绿化防护方式起着边坡防护、良好的视线的引导效果、生态平图5.2乔灌草型防护衡、景观美化等作用，对于安全、生态、景观的完美结合效果是最好的。（见图5.2）所示,绿化以复层群落的乔灌草搭配，实现植物搭配立体化，绿化效果生态化的目标，具有容易与周边环境相协调，美化景观的效果。对于灌木型和藤木型绿化方式的边坡，它具有保持水土能力强、适应范围广、安全性好等特点；虽然景观美化效果不如乔灌草型绿化方式好，但好在各种边坡绿化防护可大规模、大范围应用它。（见图5.3）所示相对陕西省高速公路边坡绿化而言，可应用于常绿灌木植物很少，边坡大多应用爬山虎绿化（见图5.4）所示。图5.3灌木型和藤木型防护图5.4爬山虎绿化边坡草坪型边坡防护最近几年陕西省在建的高速公路应用最多的就是可用播种的方法短时间内大面积绿化边坡草坪植物，陕西延西高速公路铜川至黄陵段使用主要品种有高羊茅、小冠花、紫穗槐、紫花苜蓿、黑麦草以及适当点缀宿根花卉等。（见图5.5、5.6）所示它的特点是其生态功能、安全性、景观等效果较好，对气候温差比较好的地方,地被植物的成活率高相对的绿化的边坡覆盖率也高，春暖花开时景观十分优美。43 长安大学硕士学位论文图5.5草坪型防护图5.6草坪型防护目前陕西省很多正在运营高速公路的边坡大量应用冷季型草坪绿化防护。冷季型草具有根系浅、要求管理须精细不适应粗放型管理、喜欢冷凉气候、怕热等特点难以适应高速公路两旁边坡恶劣的自然环境。所以随着时间的推移边坡草坪也在退化，有些甚至已完全不具备绿化防护功能，从各方面都不能够确保高速公路边坡绿化防护的基本要求。（见图5.7）所示,边坡草坪生长状态差，无法发挥基本的交通安全、生态环保和景观效果。特别是对陡峭的边坡，冷季型草坪绿化防护导致的直接后果是造成水土流失，进而冲毁边坡、塌方等现象出现，从而严重影响交通安全。三维网植被喷播植草经陕西省多条高速公路实践证实，在较陡边坡防护采用容易被雨水冲刷，造成三维网变形脱落，需要二次绿化施工，造成很大的经济浪费。（见图5.8）所示图5.7边坡绿化退化图5.8边坡绿化退化5.2.2路堑边坡工程防护边坡工程防护类型、方法较多，如混凝土骨架坡面防护、混凝土预制块坡面防护、现浇混凝土坡面防护、主动柔性防护、被动柔性防护、边坡锚固防护等。无论是什么种防护类型它的最终目的是达到减少水土流失、稳定边坡、预防灾害等效果。陕西延西高速公路铜川至黄陵段在易风化岩石边坡和不利于草类生长的坡面采用的是框格防护。对于较高陡的挖方段边坡和风化严重的岩石边坡，采取了现浇混凝土做骨架，并在框格骨架的交汇点处安设固定桩或锚固钢筋、锚索。选用这种防护方式是因为它受力性好,经济、适用、美化环境等。（见图5.9、图5.10）44 第5章路堑边坡工程加固与防护图5.9多台阶边坡骨架防护图5.10边坡骨架防护混凝土预制块坡面防护适用于缺乏石料的地区及路堤边坡防护。陕西延西高速公路铜川至黄陵段的填方路堤边坡防护采取的是六角砖预制块防护、六角空心砖预制块+打孔植草防护；（见图5.11、5.12）本项目实行混凝土预制块统一集中预制，预制块的混凝土设计强度C20，这样能确保预制块颜色一致、几何尺寸一致。这种防护方式可以使边坡做到美观、坡面平整、缝宽均匀、线条直顺、曲线圆滑等效果。图5.11六角砖预制块防护图5.12六角空心砖预制块防护对于坡面易受侵蚀的土质边坡及封闭的各种软质岩层和较破碎、风化的岩石挖方边坡以及在本项目采用现浇混凝土坡面防护，但采用这种防护的挖方边坡不宜陡峭。在陕西延西高速公路现浇混凝土坡面防护具体分为实体、窗孔式、拱式等类型，选用哪种防护应根据边坡地质条件做决定。（见图5.13、5.14）图5.13现浇混凝土窗孔式防护图5.14现浇混凝土拱式防护边坡主动柔性防护系统（见图5.15）是一种开放式的防护方法，它具有施工方便、安装快捷、防护效果好、应用广泛等特点。但受条件限制，我国主动柔性防护系统与生45 长安大学硕士学位论文物防护相结合的绿化防护少。如果施工环境条件允许岩石边坡垂直绿化防护就可将主动柔性防护网和攀缘植物相结合进行防护边坡。边坡被动柔性防护系统（见图5.16）是山区丘陵区的公路、铁路进行边坡防护的重要途径。如果边坡山势陡峭、坡面表层风化严重、有着大量坡积块石等特点,为了确保施工及运营期安全,就需要要采用被动柔性防护网防护进行边坡防护。它能有效地防止了不稳定边坡的滑塌及拦截落石，确保施工及运营期的安全。图5.15主动柔性防护工程图5.16被动柔性防护工程边坡锚固防护就是在边坡上使用锚杆(索)加固边坡，它可以使结构与边坡地层连锁在一起，形成一同工作的联合体有效地阻止坡体移动。这种防护技术较大的减轻了边坡的自重、省时省料并能确保工程的安全及稳定，具有较强的经济、社会效益，所以在当[47][48]前工程中得到较广泛的应用。在陕西延西高速公路中边坡、大型滑坡治理中多采用传统工程防护+预应力锚索加固技术+生物防护进行边坡防护。5.3路堑边坡的综合处置5.3.1路堑边坡的综合处置一个具体的边坡防护可以有多种方案进行防护，而一个防护方案当中可以包含多种防护措施，一种边坡防护工程措施又可以对多种边坡防护起作用。可见边坡和防护技术之间有多种的对应关系。所以在选择工程措施时，要遵循两个要点:①对症下药，即按边坡的性质、成因采用适宜的防护工程措施;②量体裁衣，根据边坡的规模、稳定性、发展趋势，确定防护的工程尺寸。在实际工程中，要根据各个边坡防护特点，不断总结经验，提出边坡防护措施的选择原则。表5-3为根据我国高速公路的特点，考虑滑面位置、变形破坏规模、状况提出的抗滑支挡和加固措施的选型建议。46 第5章路堑边坡工程加固与防护表5-3高速公路抗滑桩支挡和加固措施选型建议滑面位置变形破坏规模、状况一般选型原则特殊选型原则限制条件或其他变形面积较大时，滑体厚度不超过10m，在路基面以下特别是滑床和滑普通钢筋4~6m,滑面较浅的自体都比较破碎，混凝土抗滑桩然滑坡，推力较小与竖向钢花管注①必须有防止滑体从浆、压浆锚柱或抗滑桩(预应力锚索抗其他微型桩进行滑桩)上部越顶的措比较施;②锚固条件差、形不成锚固力的地层不在路基能采用预应力锚索工面以下在路基面以下滑体刚度普通抗滑程;③边坡表层岩体完深于4m6~8m，滑面埋深有较大时，可与预桩和预应力锚索整，承载力较大时，边一定深度的自然滑应力锚索地梁抗滑桩坡相对缓时采用地梁，坡，推力较大(框架)进行比较边坡表层较破碎、承载力较低、边坡较陡时采滑坡推力用框架在路基面以下较大，一般支挡8m以上，滑面埋深预应力锚工程庞大时，可较大的自然滑坡，推索抗滑桩采用上锚下挡或力大多级支挡的组合形式47 长安大学硕士学位论文表5-3高速公路抗滑桩支挡和加固措施选型建议（续表1）滑面位置变形破坏规模、状况一般选型原则特殊选型原则限制条件或其他如果坡脚自然边坡规模较小，滑坡应力集中，承载较缓有刷方条件推力不大，潜在的或滑力较差，在下级时，采用刷方和体完整性较好的边坡边坡采用钢锚管加固相结合方案注浆、锚杆框架①高陡度边坡的滑面较浅坡脚承载力必须符合要地下水较大时，求，必要时采取加固措可采用支撑渗施或选择适宜的抗滑支边坡刷方沟，也可与竖向挡结构;②有地下水的规模较小，滑坡在路基面和平台位置设抗钢花管注浆比长期作用的滑坡支挡工推力不大，滑体松散以下浅于滑桩较。刷方条件较程设计需考虑地下水的2m范围差时，坡脚可设处理;③必须有完善的内或在路矮脚墙(一般不坡面防护系统和地表排基面以上超过2m)水系统；④对于坍塌性没有刷方的滑坡，可倾向于选用条件时可采用浅竖向钢花管注浆、压浆层锚杆(或钢锚锚柱、钢锚管注浆锚杆边坡刷方管锚杆)框架加框架等具有加固岩土体规模较大，推力和预应力锚索抗固与深层抗滑桩强度的措施;较大，滑体松散滑桩(普通抗滑支挡措施，对刷桩)组合方限制较大时采用外露桩板墙48 第5章路堑边坡工程加固与防护表5-3高速公路抗滑桩支挡和加固措施选型建议（续表2）变形破坏滑面位置一般选型原则特殊选型原则限制条件或其他规模、状况⑤随着预应力钢筋混凝土抗滑桩的研当边坡下在路基面究开发，对抗弯控制设规模大，自然边坡较缓部承载力较低以下浅于计的抗滑桩(预应力锚推力大，潜在有别方条件时，采用时，在下部边坡2m范围内索抗滑桩)改用预应力的或滑体较完锚索(杆)框架与别方采用预应力多次或在路基钢筋混凝土抗滑桩，但整的边坡的组合措施注浆钢锚管框架面以上要注意预应力的设计加固要符合滑坡推力的不确定性和多变性滑体松散、刚度较小时，在坡脚采用如注浆效竖向多次分层钢花管果不好，或对锚滑坡规模注浆、压浆锚柱或其索(杆)有腐蚀作小，推力小他微型桩进行比较。用，建议采用抗反之，采用锚索(杆)滑桩支挡框架(地梁)加固在路基面滑体松散，刚度以下2~4m较小时，采用以外露需要多级高度不超过2m或埋支挡进行组合滑坡规模人式抗滑桩或预应力时，根据滑坡状较大和大，推锚索抗滑桩为主的措况，参考滑面在力较大和大施进行支挡。反之，路基以上的各种采用以预应力锚索框措施进行组合架(地梁)为主的措施进行支挡49 长安大学硕士学位论文防护工程应按照“安全稳定、生物防护为主、工程防护为辅”的原则实施。边坡防护应首先考虑生物防护，根据边坡的实际情况须进行工程防护时，应采用工程防护与生物防护相结合的方式。陕西延西高速公路因为边坡坡体是以粉质粘土、红粘土、黄土、较破碎的砾岩及砂岩为主，岩土坡体稳定性较差，所以我们采用路堑开挖与防护工程应同步实施，开挖一级防护一级，并做好排水设施。为了满足较陡边坡安全性的要求，边坡防护通常都采用工程防护与生物防护相结合的方法进行防护。其防护方式有单级混凝土、骨架结构结合植生袋（绿网袋）型、分级多阶挡土墙等多种方式。这些防护方式根据实际情况坡度及坡长的不同来选择绿化防护方式。（见图5.17）所示，简单的单级混凝土绿化方式一般结合种植灌木、藤木或地被植物，能起到良好的绿化及防护效果，它通常应用在短边坡。多台阶边坡及较长的边坡，则多应用骨架结构结合植生袋（绿网袋）型进行防护，（见图5.18）所示，陕西延西高速公路铜川至黄陵段就采用这种防护方式，它结合种植草灌和地被植物，能有效的稳固边坡防止地表水冲刷、能与周边自然环境融合起到较好的安全性、生态效益及美化景观等效果。图5.17单级混凝土绿化图5.18骨架结构结合植生袋型分级多阶挡土墙型这种型式多用黄土高边坡，它根据地貌地形使用挡土墙将边坡分成多级台阶，跟梯田的效果类似，可以使边坡保持很好的坡形。（见图5.19、5.20）所示，分级多阶挡土墙式绿化不仅能够方便施工、还可以减轻压力利于边坡的稳定及减缓雨水对边坡的冲刷，并且还可以在台阶处种植多种藤本植物及乔木，使之发挥最大的生态、安全和景观效果，是分级多台阶黄土边坡防护的首选模式。50 第5章路堑边坡工程加固与防护图5.19分级多阶挡土墙型图5.20分级多阶挡土墙型现以陕西延西高速公路铜川至黄陵段几处边坡为例介绍一下边坡综合处置的方法。5.3.2延西高速公路边坡的综合处置实例一、K131+455～K131+650段边坡的综合处置1）、地形地貌延西高速公路铜川至黄陵段K131+455～K131+650段左侧坡面属低中山地貌单元。滑坡区前缘沟谷开阔平坦，存在河流一级阶地堆积层。坡面高程介于1114.0～1190.0m之间，相对高差约76.0m，坡面坡度介于25-38°之间，后缘为基岩山地。2）、工程概况该滑坡位于延西高速公路铜川至黄陵段K131+455～K131+650左侧坡面，原设计最大为五级边坡，最大边坡高度为37.56m（K131+512），一级、二级平台宽度3.0m，三级、四级平台宽度4.0m，单级边坡高度8.0m。其中一级、二级为强~中风化砂岩夹泥岩，边坡坡率为1:0.75，三级、四级、五级为黄土边坡，边坡坡率为1:1.防护形式，一级边坡采用窗孔式护面墙，二级、三级边坡采用拱形锚杆框架梁，四级、五级边坡采用拱形骨架。K131+492～K131+555段边坡于2013年12月22日晚发生滑坡。五级边坡下滑约3m；四级边坡坡脚整体向路基中线方向滑移约5m，土体出现较多裂缝；三级边坡已施工约3m高，已施工边坡向中线方向滑移，滑坡体裂缝较多，多为竖向裂缝。在五级边坡顶部K131+510处有三根原信号塔桩基基础，将桩基基础小里程侧边坡暂时巩固，但桩基基础已经向路基中线方向倾斜，出现10cm宽裂缝。为确保路基施工及后期运营安全，对该滑坡进行了专项地质勘察，并根据地勘资料对滑塌边坡作出了治理设计。3）、滑坡工程地质特征滑坡平面总体呈圈椅状，该滑坡为一大型古滑坡（Ⅰ）宽约260.0m，主轴方向长3约275.0m，滑体总体积约为60万m，大型古滑坡体中前部地形相对凹陷，为一老滑坡体（Ⅱ），宽约210.0m，主轴方向长约125.0m；次级滑坡（Ⅲ-1）为一浅层滑坡，滑动面深埋小于5m，规模较小；次级滑坡（Ⅲ-2）在施工过程中已发生滑塌。51 长安大学硕士学位论文主滑坡（Ⅰ）后缘为基岩陡坎，滑坡主轴方向约60°；次级滑坡（Ⅵ）后缘为陡坎，滑坡主轴方向约95°左右；次级滑体（Ⅴ）为一浅层滑坡，后缘为陡坎；次级滑体（Ⅲ）在施工过程中已发生滑塌。滑坡（Ⅰ）以及滑面（Ⅰ1）形态上后陡前缓，前部近于水平，滑带物质为块石土、圆砾土混杂卵石土及细砂；次级滑面（Ⅰ2）形态上后陡前缘，前部近于水平，滑带物质为块石土、圆砾土混杂卵石土及细砂；次级滑坡（Ⅵ）一级滑面（Ⅱ1）形态上后陡前缘，前部近于水平，滑带物质为块石土、圆砾土混杂卵石土及细砂；次级滑面（Ⅱ2）形态上后陡前缘，前部近于水平，滑带物质为圆砾土混杂卵石土及细砂。4）、滑坡成因分析该滑坡位于设计路线左侧坡面，为一大型滑坡。经综合分析认为，滑坡产生原因主要有以下几方面：滑坡体（Ⅰ）：主要由于河流在坡体前缘不断下切，侵蚀坡脚产生较大的临空面，受降雨影响，孔隙滞水赋存于阶地第四系含卵砾石亚粘土中，基岩裂隙水赋存于强风化泥岩中，从而降低了上部土体摩擦力和粘聚力，形成软弱滑动面，进而引发上部地层沿软弱面发生滑动，形成滑坡。滑坡体（Ⅱ）：由于滑体（Ⅰ）中下部地势相对低洼，由于坡体上地表水、地下水长期汇集，发生了再次滑动，形成次级滑坡体（Ⅱ）。滑坡体（Ⅲ-1）：为滑坡体（Ⅱ）右下部的次级小滑坡，受降雨影响，孔隙滞水赋存于阶地第四系卵砾石亚粘土中，滑坡前缘受人工活动进行开挖盖房，破坏了原有坡体的应力平衡，产生滑坡。滑坡体（Ⅲ-2）：为滑坡体（Ⅱ）上的次级滑坡，滑坡体竖向裂缝较多，降雨通过地表径流直接渗入滑坡体内，为相对汇水区，故土体含水量较大，这就为滑坡形成提供必要的地质因素。由于高速公路施工，对滑坡体进行了开挖，破坏了原有坡体的应力平衡，并最终使原坡体产生滑坡，这是滑坡形成的直接原因。5）、滑坡稳定性评价根据调查，该主滑坡（Ⅰ）目前处于整体稳定状态，又据设计上提供的相关资料，路线以桥梁方式从K131+450-K131+473通过，在挖方或大暴雨等不利条件下，滑坡体可能再次局部复活造成新的下滑，威胁桥基墩台安全；次级滑坡（Ⅱ）坡体裂缝较多，据设计上提供的相关资料，路线部分段落施工需开挖坡体，在挖方或大暴雨等不利条件下，滑坡体可能再次局部复活造成新的下滑，威胁路基安全；次级滑体（Ⅲ-1）为一浅52 第5章路堑边坡工程加固与防护层滑坡，次级滑坡（Ⅲ-2）坡体裂缝较多，并在施工期间已发生滑塌，说明该滑坡体不具备稳定状态。本次勘察沿滑坡主滑面方向、次级滑面方向共设5条剖面。稳定性计算模型采用传递系数法。首先根据土工试验结果，剔除异常参数，再对各参数进行分析统计。在计算过程中，结合定性分析结果对滑坡进行反算，出滑带土内摩擦角（φ）值，最后结合试验统计参33数及地区经验给出建设值，滑体天然容重取19.7KN/m,饱水容重20.3KN/m。根据试验统计结果，得出粘聚力（C）、摩擦角（φ）取值，再结合定性分析结果（临界稳定状态）对滑坡进行反算，求出滑带土内摩擦角（φ）值，最后结合地区经验给出建议值，参考选取如下：表5-4计算参数选取表表5-4计算参数选取表断面天然状态饱和状态3o3oϒ(KN/mC(Kpa)Φ()ϒ(KN/m)C(Kpa)Φ())I-I’（I1）19.712.5-14.012.5-13.020.312.0-13.011.0-12.5I-I’（I2）19.711.0-12.59.5-10.520.310.0-12.09.0-10.0Ⅱ-Ⅱ’(Ⅱ1)19.712.0-13.512.0-13.520.311.0-13.011.5-13.0Ⅱ-Ⅱ’(Ⅱ2)19.711.0-12.511.5-12.520.310.5-12.011.0-12.0Ⅲ-Ⅲ’(Ⅱ1)19.712.0-13.512.0-13.520.311.0-13.011.5-13.0Ⅲ-Ⅲ’(Ⅱ2)19.711.0-12.510.5-12.520.310.5-11.010.0-12.0Ⅲ-Ⅲ’(Ⅲ1)19.710.0-11.010.0-10.520.39.5-10.59.5-10.0Ⅳ-Ⅳ’(Ⅲ2)19.712.0-13.512.0-13.520.311.0-13.011.5-13.0经计算得出以下结果，见表5-5计算结果及评价表：53 长安大学硕士学位论文表5-5计算结果及评价表剖面计算工况稳定系数推力计算安全系最终剩余下滑力数（KN/m）I-I’（I1）天然状况1.3321.250滑体饱水1.2431.25146I-I’（I2）天然状况1.2531.250滑体饱水1.1841.25797Ⅱ-Ⅱ’(Ⅱ1)挖方状况（天然）1.2521.250挖方状况+滑体饱1.1921.25358水Ⅱ-Ⅱ’(Ⅱ2)挖方状况（天然）1.1501.25453挖方状况+滑体饱1.0911.25746水Ⅲ-Ⅲ’(Ⅱ1)挖方状况（天然）1.0681.25644挖方状况+滑体饱1.0141.25864水Ⅲ-Ⅲ’(Ⅱ2)挖方状况（天然）0.9681.25853挖方状况+滑体饱0.9081.251072水Ⅲ-Ⅲ’(Ⅲ2)挖方状况（天然）1.9661.25308挖方状况+滑体饱0.9061.25387水Ⅳ-Ⅳ’(Ⅱ1)天然状况1.2721.250滑体饱水1.2101.25232挖方状况（天然）1.0721.25957挖方状况+滑体饱1.0201.251257水Ⅳ-Ⅳ’(Ⅱ2)天然状况1.1331.25420滑体饱水1.0701.25666挖方状况（天然）1.0181.25828挖方状况+滑体饱0.9621.251062水Ⅴ-Ⅴ’(Ⅱ1)天然状况1.2961.250滑体饱水1.2361.2577Ⅴ-Ⅴ’(Ⅱ2)天然状况1.1001.25724滑体饱水1.0461.251015Ⅴ-Ⅴ’(Ⅲ1)天然状况1.2601.250滑体饱水1.1491.2573挖方状况（天然）0.9251.25229挖方状况+滑体饱0.8451.25295水54 第5章路堑边坡工程加固与防护根据定量计算结果，在考虑最不利情况（滑体饱水）下，主滑坡（Ⅰ）为整体稳定，单不满足重点工程安全系数1.25的要求，需进行设防；次级滑坡（Ⅱ）稳定性较差，在考虑最不利情况（滑体饱水）下，处于暂时稳定状态，需重点防治，在考虑最不利情况（路线开挖）下，为滑移状态，需进行设防；次级滑体（Ⅲ-1）为一浅层滑坡，在考虑最不利情况（滑体饱水）下，为整体稳定，但不满足重点工程安全系数1.25的要求，需进行设防，在考虑最不利情况（路线开挖）下，为滑移状态，需进行设防；次级滑坡（Ⅲ-2）稳定性较差，坡体裂缝较多，在施工期间已发生滑塌，需进行设防。该边坡为土-岩二元结构高边坡，地形中总体呈南高北低的态势，地形起伏较大，节理裂隙较为发育，其中主要有两组垂直节理；由于受到降雨、地下水、工程开挖的影响，造成该边坡失稳形成滑坡体；结合路线实际情况，对该边坡采取抗滑桩支护+削方卸载等治理措施，并加强坡面排水措施。根据现场调查及结合下滑力计算及现在地形地质条件，制定如下治理设计方案。（1）一、二级边坡坡率1:0.75，三级边坡坡率1:1.25，四、五、六级边坡坡率1:1.5，三级边坡高度8m，其余边坡分级高度6m，七级边坡1:2.0一坡到顶。（2）一级、二级边坡采用窗孔式护面墙防护，三级边坡拱形骨架防护，四级以上边坡采用植草防护。（3）抗滑桩:在K131+455-K131+650段四级边坡平台设抗滑桩进行支挡，共布设抗滑桩31根，桩间距6m，桩径3m×2m，桩长为25m的29根，桩长为23m的1根，桩长为20m的1根。抗滑桩顶设置系梁，2号桩与24号桩之间设置3m高的挡土墙。（4）挡土墙：K131+600-K131+650段一级边坡设置挡土墙，墙高均为4.5m，埋深1.5米。（5）完善综合排水：边坡平台增设40cm×40cm“U”型平台截水沟，开挖边坡外侧设50cm×50cm堑顶截水沟，在二级以上边坡增设10m仰斜式排水管，间距6m，梅花型布置。55 长安大学硕士学位论文新征地界植草拱形骨架护坡排入冲沟拱形骨架护坡植草抗滑桩植草抗滑桩拱形骨架护坡窗孔式护面墙挡墙窗孔式护面墙K131+500K131+600K131+455～K131+650左侧滑坡平面图K131+455～K131+650左侧滑坡断面图56 第5章路堑边坡工程加固与防护K131+455～K131+650窗孔式护面墙布置图K131+455～K131+650路堑拱形骨架护坡布置图57 长安大学硕士学位论文K131+455～K131+650左侧滑坡上挡墙二、K150+435-K150+615段边坡的综合处置1）、工程概况延西高速公路铜川至黄陵段K150+435-K150+615原设计为四级挖方边坡，单级高度为8.0m，坡率均为1:1。2013年10月7日，路基右侧边坡开挖过程中，受2013年夏季及国庆节前期连续降雨等因素影响，本段2-4级正在施工的边坡出现失稳滑坡施工被迫中断。2013年10月12-29日对该边坡进行了详细工程地质勘察工作，布置勘探剖面3条，完成钻孔275.0m/10孔，探井4.2m/1个，取原状样105件，岩样33件，常规试验105件，剪切试验52件，于2013年11月5日完成滑坡工程地质勘察报告，并依据地勘资料于2013年11月20日完成治理设计。2）、地质特征边坡段位于山岔乡附近，设计路线K150+435-K150+615右侧坡面，边坡区地形平缓，高程介于1000—1043m之间相对高差约为35m，坡面坡度介于10°-25°之间，根据现场调查，该边坡体宽约125m主轴方向长约80m，为一中型土质滑坡；滑坡周界清晰后缘滑坡壁近于直立，高约4.6米，坡体上可见数条张拉裂缝，裂缝宽约5-100cm，长度约1-5m不等，在钻孔岩芯中可见清晰滑面，在K150+560右5m路基开挖断面上58 第5章路堑边坡工程加固与防护可见滑坡前缘滑坡倾角约2-5°。K150+560-K150+615段边坡存在以后路基开挖、连续暴雨等多种不利条件有产生滑坡的可能，将其划分为潜在滑坡与K150+435-K150+560段一并予以治理，根除后患。滑体前缘最薄处约为4.0m，中部约10m，夹有少量植物根系及黑色斑点，粉粒含量较高，在滑坡后部布设的ZK1-2、ZK2-2、ZK3-2均可发现一层浅红色粘土，土质较杂乱，钻进快速，厚度约2-4m，多程硬塑-坚塑状态，夹有少量钙质结核，但在后部布设的ZK1-3、ZK2-3、ZK3-3和ZK150-3等四个钻孔均揭示第三系红粘土层厚度约为4.5-5.5，较为稳定，分析认为是由于滑塌造成中后部的第三系红粘土上层沿其斜层理下滑。3）、滑坡变形与成因分析现有边坡周界清晰，呈圈椅状，后壁周界明显，倾角约70°，前缘滑面沿基岩面附近剪出，倾角与基岩产状接近，约2-5°，中部滑面倾角据钻孔资料揭露与第三系红粘土层理接近，约10-15°。该滑坡是在边坡开挖过程中，因遭受连续暴雨，雨水沿土体表面垂直宽裂隙下渗，导致坡体含水量增大，粘聚力降低，受重力作用及压挖坡脚所引发而造成滑坡。坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏三叠细砂岩夹薄层泥岩和第三系红粘土是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩或第三系红粘土相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的作用；边坡遭受暴雨连续冲刷是产生滑坡的诱因。由于边坡开挖过程中，开挖方式顺序不当，使边坡上方松动，边坡形成了一个临空面，是形成滑坡的另一重要因素。4）、稳定性评价现有滑坡体滑面清晰，后缘变形明显，坡体上有张拉裂缝，目前属于临近稳定状态或蠕变状态，潜在滑坡体坡面无裂缝及明显变形迹象，稳定性较好。本次勘察沿滑坡主滑方向布设3条剖面，共计10个钻孔。对现有滑坡和潜在滑坡的稳定系数和滑坡推力定量计算采用极限平衡法和传递系数法。3根据统计的数据及参照原来的经验，滑体天然容重取值18.5.0kN/m，饱水容重取3值22kN/m。滑动面抗剪强度c值为15kPa，反算滑动面的φ值为8.0°。潜在滑坡因目前稳定性较好，后半部分滑面抗剪强度适当提高。现有滑坡体在天然状态下稳定性系数为1.030-1.05之间，饱水后稳定系数为0.97-0.99之间；工后饱水状态下稳定系数为1.155-1.247，剩余下滑力为12.5-102kN/m，59 长安大学硕士学位论文需要支挡。见表5-6现有滑坡稳定性及推力计算结果(稳定系数Fs剩余推力E)：表5-6现有滑坡稳定性及推力计算结果（K=1.25）滑面计算结果天然状态（工况1）饱水状态（工况2）削方后（工况3）削方后+饱水状态（工况4）1-1’剖面Fs=1.035Fs=0.985Fs=1.344Fs=1.1.247E=572.0kN/mE=817kN/mE=0kN/mE=572.0kN/m2-2’剖面Fs=1.031Fs=0.984Fs=1.319Fs=1.155E=411.0kN/mE=616.0kN/mE=0kN/mE=102.0kN/m3-3’剖面Fs=1.057Fs=1.035Fs=1.035Fs=1.035E=404.0kN/mE=739.0kN/mE=0kN/mE=125.0kN/m潜在滑坡在天然状态下稳定性系数为1.22-1.24之间，处于较稳定状态，饱水后稳定系数在1.1左右；施工后饱水状态下稳定系数为1.218-1.248，剩余下滑力为165-174kN/m，需要支挡。见表5-7潜在滑坡稳定性及推力计算结果(稳定系数Fs剩余推力E)表5-7潜在滑坡稳定性及推力计算结果（K=1.25）滑面计算结果天然状态（工况1）饱水状态（工况2）削方后（工况3）削方后+饱水状态（工况4）1-1’剖面Fs=1.223Fs=1.108Fs=1.351Fs=1.210E=446.0kN/mE=835.0kN/mE=233.0kN/mE=122.0kN/m2-2’剖面Fs=1.231Fs=1.111Fs=1.253Fs=1.218E=208.0kN/mE=760.0kN/mE=0kN/mE=309.0kN/m3-3’剖面Fs=1.243Fs=1.127Fs=1.256Fs=1.226E=427.0kN/mE=749.0kN/mE=88.0kN/mE=346.0kN/m由于受到降雨、地下水、工程开挖的影响，造成该边坡失稳形成滑坡体；根据现场调查及结合下滑力计算及现在地形地质条件，对该边坡采取抗支挡措施+坡面防护+削方卸载等治理措施，并加强坡面排水措施。（1）削方卸载：调整边坡坡率及坡高，加大平台宽度，削方卸载。一级边坡下部坡高由8m调整为4m，坡率由1:1调整为1:0.75；上部高度4m，坡脚设C15片石混凝土挡墙。二级边坡高度调整为5m，三～六级边坡高度调整为6m，二～六级边坡坡率调整为1:1.5。（2）支挡措施：一级边坡上部增设C15片石混凝土挡墙，支挡剩余下滑力，墙体设置两排泄水孔，疏排地下水；墙底预设固脚锚杆。60 第5章路堑边坡工程加固与防护（3）坡面防护：取消原一～四级骨架护坡，一级边坡改为窗孔式浆砌片石护面墙，孔内填充植生袋绿化；新设计的二～六级边坡植草防护。（4）截排水：设置平台“U”型排水沟及坡口外侧截水沟，疏排坡体地表降水。K150+435-K150+615断面图K150+435-K150+615窗孔式护面墙布置图61 长安大学硕士学位论文K150+435-K150+615上挡墙断面图K150+435-K150+615平台截水沟5.4小结本章首先介绍了延西高速公路边坡的防护加固类型；从工程防护、生物防护、工程防护及生物防护相结合等方式结合延西高速公路沿线的工程实际情况总结了适合该地区各类边坡的防护措施；并结合工程实例对路堑边坡的综合处置做了论述，边坡防护应按照“安全稳定、生物防护为主、工程防护为辅”的原则实施。62 第6章结论与建议第6章结论与建议6.1结论本文以延西高速公路铜川至黄陵段路堑边坡为依托，在对黄土高原地区公路路堑边坡的地质、环境进行调查的基础上，总结该段公路路堑边坡灾害情况、病害分类的特征及影响因素，进而对路堑边坡病害治理及防护展开讨论，并对其原防护设计进行一定优化，得出以下结论：1）调查了黄土高原地区延西高速公路铜川至黄陵段沿线路堑边坡的状况，总结了沿线边坡破坏类型有：崩塌、滑坡、错落、坍塌等四种情况，并结合工程实例对每种破坏类型特征进行了详细分析。2）从降雨、地下水及工程开挖方面分析了边坡失稳的诱发因素，并结合该段沿线边坡失稳实际状况，总结该破坏类型边坡防护治理方法。3）以“稳定边坡、保持水土、融合自然”的防护原则，以生物防护为主，工程防护为辅相结合的原则，提出依托工程边坡防护主要方案中生物防护为主适当减小工程防护断面，达到与沿线地区生态相协调的作用。4）在工程实践中，根据各个边坡病害治理特点，不断总结经验，提出边坡综合治理措施；岩土边坡防护采取骨架结构+植生袋（绿网袋）；黄土质边坡防护采取分级多阶挡土墙+种植植物；滑坡治理宜采取消坡减载+传统工程防护+预应力锚索加固技术+防水和排水措施+生物防护进行边坡防护，这样的综合处置才能保证滑坡体保持长期的稳定。实践证明边坡综合处置效果明显。6.2建议本文对黄土高原地区自然地理环境、公路沿线路堑边坡失稳诱发因素、防护措施、病害治理等进行了一定的研究，但均不够详细有些问题需更加详细的研究。1）边坡失稳的各种诱发因素对边坡的稳定性影响关系复杂，往往它对边坡稳定有决定性作用，还应对自然因素、人为因素及与工程实际结合做更详细的研究；2）边坡稳定性及防护加固是十分复杂的问题，本文重点结合工程实践研究解决了实际问题，还应从致灾机理上做更深入的研究。63 长安大学硕士学位论文参考文献[1]MinistryofworksandTransport.Useofbio-engineeringintheroadsector.(geo-environmentalunit)[R].Nepal:MinistryoftheworksandTransport,1999.[2]魏中华《公路景观设计理论研究》[D]北京工业大学2005[3]Luettich,S.M,Giroud,J.P.,andBachus,R.C.,GeotextileFilterDesignGuide[J],JoumalofGeotextilesandGeomembrances,Vol.11,NO.4-6,1992,PP.353-370.[4]TinnKrogstad.APhysiogyandEcologyBasedModelofLateralRootReinforcementofUsstableHillslopes.Athesissubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofscience,Universityofwashington,1995.[5]张永兴《边坡工程学》[M]中国建筑工业出版社2008[6]陈一《在新形势下公路绿化之我见》[R]北京2002-05-31[7]周德培张俊云《植物护坡工程技术》[M]北京人民交通出版社2003[8]白史且胥晓刚《高速公路绿化工程技术》[M]北京中国农业出版社2005[9]种秀灵《高速公路生态绿化植物的选择研究》[D]武汉理工大学2007[10]陈济丁祝于华曹顺利等《喷播技术在中国公路植被恢复中的应用》[R]北京2000-04-11[11]甄彦彬《公路边坡防护生态技术研究》[J]《科技创新导报》2007年32期[12]陈济丁《公路绿化综述》[J]《交通环保》2002（9）：12-13[13]申新山《岩石边坡植生基质生态防护工程技术的研究与应用》[J]《中国水土保持》2003年第10期P26-27[14]唐先武《岩石边坡植被恢复技术国际先进》[N]科技日报2000-12-28[15]许文年王铁桥叶建军《岩石边坡护坡绿化技术应用研究》[J]《水利水电技术》2002年第07期P35-40[16]朱航征《多孔混凝土(PoC)的特性与生态环保技术》[J]《建筑技术开发》2002年第02期P67-69[17]杨惠林李晋杨晓华《黄土边坡植被护坡的应用技术研究》[J]《公路交通科技(应用技术版)》2006年第05期P177-181[18]高德彬陈增建倪万魁等《厚层基材喷播植草黄土路堑高边坡防护技术研究》[J]《工程勘察》2008（5）P1-464 参考文献[19]梁斌《路基高边坡安全施工技术》[J]《科技经济市场》2009年8期P13—P14[20]林坚《浅谈路堑高边坡施工中的安全管理》[J]《城市建设理论研究（电子版）》2012年15期[21]李秀兰《探讨路堑高边坡施工中的安全生产控制》[J]《青海交通科技》2012年1期P31—P33[22]张玉芳等《边坡病害及治理工程效果评价》[M]科学出版社2009[23]陈国刚《浅谈公路边坡病害及其治理》[J]《城市建设理论研究（电子版）》2012年3期[24]孟剑波《简析公路边坡的病害及治理》[J]《科技创新与应用》2012年6期P106—P106[25]王荣《力学地质方法在确定基岩边坡破坏模式中的应用》[D]中国铁道科学研究院2006P141[26]姚玲玲《高等级公路边坡综合防护技术研究》[D]东南大学2003P91[27]陈涛《路基边坡防护》[J]《城市建设理论研究（电子版）》2013年24期[28]冯守中闫澍旺崔琳《干旱地区路堑边坡失稳的机理及稳定性分析方法》[J]《岩土力学》2009年z1期：P144—P147,154[29]廖小平等《路堑边坡工程理论与实践》[M]中国铁道出版社2011[30]袁俊平殷宗泽《考虑裂隙非饱和膨胀土边坡入渗模型与数值模拟》[J]《岩土力学》2004年10期P1581—P1586[31]VanGendchrenM.Aclosed-formequationforpredictingthehydraulicconductivityofunsaturatedsoil[J].SoilScienceSocietyofAmericaJourmnl.1980.44(S):892-898.[32]LioretA,AlonsoEE,Consolidationofunsaturatedsoilsincludingswellingandcollapsebehavior[J].Geotechnique.1980.30(4):449-477.[33]黄伟杨仕教曾晟《降雨入渗对土质边坡稳定性的影响分析》[J]《科技情报开发与经济》2006年5期P174—P175[34]徐则民黄润秋范柱国《滑坡灾害孕育-激发过程中的水-岩相互作用》[J]《自然灾害学报》2005年1期P1—P965 长安大学硕士学位论文[35]陈宇温忠辉束龙仓《基岩裂隙水研究现状与展望》[J]《水电能源科学2010年4期P62—P65[36]陈开良《南平地区高速公路路堑高边坡防护与加固技术》[J]《路基工程》2007年2期P142—P143[37]李兆新《病害边坡防治的对策与思考》[J]《山西水利》2003年2期：P60—P61[38]杨飞《山区公路边坡防护技术研究》[J]《中国科技投资》2013年16期P193—P193[39]刘相逵谢锴张希然等《吉怀高速公路岩质边坡生态防护浅析及新技术应用》[J]《公路工程》2011年3期P161—P165,171[40]张雷《秦巴山区公路路堑边坡防护及病害治理研究》[D]长安大学2012[41]杨宇赵明华陈昌富《高等级公路破碎岩质边坡生态防护技术研究》[R]北京2005-07-01[42]张慧娟《高速公路绿化初探》[J]《科技情报开发与经济》2008年27期P124—P126[43]柴智陈兵《我国公路边坡生物防护的思考》[R]全国边(滑)坡工程建设与防护技术交流研讨会建设部2007-01-10深圳[44]魏永幸《植被护坡技术发展趋势初探》[J]《路基工程》2004年1期P41—P43[45]申仲华《高速公路石质边坡的生态防护》[J]《公路与汽运》2005年3期P78—P80[46]李运生石亮《我国高速公路边坡植被防护技术初探》[J]《防护林科技》2011年1期P105—P107,114[47]杨新平《预应力锚杆在铁路边坡防护中的应用》[J]《铁道工程学报》2005年3期P85—P89[48]苏春华燕云飞《路基边坡稳定性分析及防治措施》[J]《黑龙江交通科技》2010年4期P366 致谢致谢首先，感谢我的导师李家春副教授，本论文的选题及研究过程都是在李老师的悉心指导下完成的。在论文撰写过程中，李老师在具体内容和资料收集整理上都给予我无私的帮助，多次帮我开拓思路，给我以热忱鼓励。同时，李老师在学术上严谨求实的作风，工作中精益求精、一丝不苟的态度，不断进取的创新精神都使我深深折服，这些使我终身受益，激励我在以后踏实研究、努力工作。其次，感谢单位领导、同学、朋友在论文撰写过程中对我无私的帮助和鼓励。67