分析高速公路路基边坡防护及支护施工技术

引言：

高速公路作为国家交通基础设施的重要组成部分，其运行安全性与边坡稳定性密切相关。在地质构造复杂、气候多变的地区，边坡易出现滑移、塌方等问题，影响道路通行和结构安全。近年来，国内外对边坡防护与支护技术的研究持续深入，形成了多种适应性强、结构多样的施工方法。通过系统梳理防护与支护技术类型与施工要点，并结合典型工程应用，可为复杂地质环境下边坡治理提供技术参考与实践依据。

1 路基边坡稳定性影响因素分析

1.1 地质构造与岩土特性

边坡稳定性与地质构造及岩土特性密切相关。不同岩性材料在抗剪强度、孔隙率与透水性方面差异较大，软弱岩层或强风化带遇水易软化、崩解，是滑坡高发部位。节理、裂隙等结构面若倾向道路方向，易形成潜在滑移面，导致结构性失稳。同时，地下水渗透会降低岩体强度，增加孔隙水压力，引发软化破坏或浮托效应，雨季尤为明显。因此，边坡设计与施工前需开展详细地质勘察，科学评估岩土稳定性，合理设置排水、减压及加固措施，以应对潜在滑移风险。

1.2 气候与环境变化

自然气候是诱发边坡变形的重要外部因素，尤其在山区丘陵地带。南方多雨，降雨致使浅层土体饱和软化，若排水不畅将加速渗透、削弱抗剪强度，引发浅层滑坡或泥石流；北方高寒地区，冻融循环作用反复使土体结构松散、膨胀破裂，诱发坡体剥落。长期高温亦易导致干缩开裂，影响结构稳定。由于气候影响具有渐进性与隐蔽性，需通过动态监测与长期观测判断稳定变化趋势。在边坡施工与后期管理中应充分考虑极端天气影响，布设合理排水及预警系统，提升应灾能力。

1.3 工程施工扰动

施工扰动是边坡失稳的直接诱因，尤其在开挖、填筑及爆破作业中，常破坏原有地质结构，改变原始应力平衡。高陡坡施工若支护滞后，极易出现局部崩塌或滑移。施工荷载集中、大型机械振动也会诱发坡体变形。此外，高速运行车辆产生的持续荷载及振动，会加速边坡裂隙扩展与地基疲劳，增加长远稳定风险。若施工阶段未严格执行工序、忽视质量控制，或忽略对边坡结构的动态监测，将进一步加剧安全隐患。因此应合理安排施工时序，控制扰动强度，实时监控边坡动态，建立预警机制，防止人为因素叠加导致灾害发生。特别是在不良地质、复杂气候环境下，施工扰动常与自然因素协同作用，对边坡稳定构成复合威胁，应给予高度重视。

2 边坡防护技术类型与应用

2.1 植物防护技术

植物防护是一种以改善生态环境、增强表层稳定性为目标的绿色护坡方式，具有良好的生态修复和景观效果。常见做法包括铺设草皮护坡、种植灌木及乔木，其通过根系抓固土壤，有效减少地表径流和雨水冲刷，提升坡面抗侵蚀能力。施工时可先进行坡面整平并铺设土工网或喷播基材，再进行种植草籽或栽植植物，形成植被覆盖层。不同植被类型适用于不同气候与坡度环境，如多年生草类适用于缓坡，灌木和乔木适用于陡坡或浅沟谷段。该方法对边坡浅层稳定具有积极作用，施工简便、成本较低，且有利于恢复原生态系统。但在强降雨、高陡边坡或岩质边坡上单独使用效果有限，常需与工程防护手段配合实施。

2.2 工程防护技术

工程防护技术主要依赖人工结构对边坡进行加固与防护，具有较强的抗冲刷和结构稳定能力，是目前高速公路边坡治理中应用最广泛的手段之一。其中，浆砌片石是一种传统工艺，适用于中低边坡，通过在坡面铺设片石骨架，增强抗滑能力。混凝土框格梁则适用于较高或较陡边坡，通过网格式构造将坡面分隔，便于植生与减缓冲刷，结构稳定性更强。此外，喷混植生技术结合混凝土喷护与植被种植，将绿化与加固结合，在边坡表面形成一层有一定厚度和强度的防护层。此类刚性防护方法可有效防止边坡塌方与冲刷，但对地形改动较大，施工周期长、造价高，生态性不强。因而在现代边坡工程中，工程防护技术常作为主体支撑结构与其他柔性或绿色防护措施配合使用，以实现功能与环境的统一。

2.3 复合型防护技术

复合型防护技术综合了生态与工程防护的优势，通过将植物护坡与人工结构相结合，达到结构稳定与生态恢复的双重目标。常见做法包括挂网喷播植草、生态袋防护、土工格栅加绿化覆盖等。挂网喷播技术在坡面固定钢丝网后喷播混合植生基材，结合锚固、排水与绿化功能，适用于中等坡度及风化岩土坡。生态袋防护通过在坡面堆砌装填植物基质的纤维袋，形成柔性防护面层，促进植物生长，提升边坡抗侵蚀能力。复合型技术可因地制宜设计构造，适应性强，施工工艺灵活，适用于岩土条件复杂或对生态要求较高的工程环境。该类技术不仅提升了边坡的稳定性，还改善了沿线景观与生态功能，体现出当前边坡治理向绿色、可持续方向发展的重要趋势。通过合理选型与工艺配比，可有效降低工程成本，实现环境效益与社会效益的统一。

3 支护结构施工技术及关键工艺控制

3.1 锚杆支护技术

锚杆支护是一种通过锚固结构与坡体内稳定层连接以提升边坡整体抗滑能力的加固方式，广泛应用于中高边坡及岩质边坡加固工程。设计布置时需结合地层岩性、节理分布、坡高与坡度等因素，确定锚杆间距、倾角与长度，通常布置成梅花形或矩形网络，以形成有效的锚固支撑体系。施工流程包括孔位放样、钻孔成孔、清孔、注浆、锚杆插入及张拉固定等环节。注浆应选用水灰比适宜的高流动性浆液，确保孔内填充饱满，提高锚固效果。张拉过程中应分段加力、定点锁定，防止出现锚杆松弛或预应力偏差。在软弱地层中还应设置锚固段扩孔或采用双液注浆技术以增强锚固性能。锚杆支护可有效控制边坡位移及裂缝发展，提升边坡稳定等级，其适应性广、施工机械化程度高，是当前边坡支护的重要技术之一。如图1 所示、

图 1 锚杆支护技术

3.2 桩板与挡土墙支护

在高陡边坡、地质破碎或滑坡易发区，采用桩板结构或挡土墙进行支护具有显著效果。抗滑桩是将钢筋混凝土桩打入滑带以下稳定土层，通过抗弯与抗剪作用阻止坡体滑移，常用于滑坡治理或深挖边坡防护。施工时需控制桩位偏差与垂直度，钻孔桩宜采用旋挖、冲击钻等工艺，确保桩身质量。板桩墙适用于地表水丰富、地基软弱的地段，可通过钢板桩或混凝土预制板桩构成连续支护面，结合锚拉加固增强稳定性。重力式挡土墙则依靠结构自重抵抗土体侧压力，适用于低至中坡高，常配合墙后反滤层和排水管道施工以减少墙后水压力。上述结构支护方式结构稳定性强、适用范围广，但工程造价较高、施工周期长，需结合现场地质、水文及周边环境综合选型。

3.3 喷锚支护与挂网技术

喷锚支护与挂网联合支护是应对岩质或风化边坡常见的一体化施工技术，具有结构柔性强、贴坡性好、施工便捷等优点。该系统通常由喷混凝土、钢筋网片、锚杆及排水系统组成，通过联合受力方式增强边坡表层稳定性，防止风化、剥落及浅表滑移。施工流程包括坡面清理、挂网布设、锚杆锚固、喷射混凝土等步骤。喷混凝土采用干喷或湿喷工艺，需控制喷层厚度（一般为 5～10cm）与强度（C20以上），并与网片紧密结合形成整体支护壳体。锚杆则作为系统核心结构，承受拉力并协同固定支护面，通常采用间距 1. .5～2m 布设。该技术适用于岩体破碎、节理发育或风化程度高的边坡，同时具备较好视觉景观融合性，后期可配合植物挂网实施绿色喷播，实现防护与绿化一体化。该类支护系统可快速施工、适应复杂地形，特别适用于新建或改扩建工程中临时与永久性边坡的支护加固。如表 1 所示。

表 1：典型支护结构施工参数与成效对比表

该数据表可辅助对比不同支护技术在施工适应性、结构稳定性与经济性方面的差异，便于现场工程选型与优化设计。

4 边坡监测与质量控制体系建设

4.1 施工阶段的变形监测

在边坡施工阶段，为确保结构安全与施工质量，必须实施动态变形监测手段，对坡体形变趋势进行实时掌握与评估。常用监测设备包括光电测量系统、全站仪、倾斜计、位移计等。其中，光电测量和全站仪可对关键断面进行三维位移跟踪，精度高、响应快，适用于大范围连续监测；倾斜计则布设于潜在滑动区域内，用于检测坡体倾斜角度变化，以识别早期滑移迹象。此外，监测系统还应配套设置数据采集与远程传输装置，构建自动化监测平台，实现数据实时上传、比对与异常预警。根据监测数据变化趋势，及时调整施工顺序、优化支护结构或增加排水措施，以防止边坡变形扩大或结构失稳。施工期监测不仅是风险控制的重要依据，也为后期运营阶段安全管理提供基础数据支撑。

4.2 后期运营监测与预警

边坡在长期运营中仍可能受到地质变动、降雨侵蚀、交通荷载等多重因素影响，因此需建立完善的后期监测与预警机制，确保边坡稳定状态持续可控。运营期主要监测指标包括坡体沉降量、水平位移、裂缝宽度、孔隙水压力等。可在关键部位布设沉降计、裂缝计、渗压计、地下水位管等传感设备，形成监测网络。对于有滑坡风险的边坡，应设置报警阈值，一旦监测数据超过安全控制值，立即触发预警系统，启动应急响应机制。近年来，基于物联网与大数据平台的智能监测系统逐渐推广应用，实现了边坡监测的远程可视化、动态趋势分析与故障智能识别，有效提升了边坡灾害防控能力。预警机制应结合历史数据、地质模型和气象预测，构建综合判断体系，以提升边坡长期安全运营水平。

4.3 质量控制与安全管理制度

边坡工程质量控制需贯穿设计、施工、验收与维护全过程，形成闭环管理机制。在材料选用方面，应确保锚杆、钢筋网、水泥、喷混基材等符合相关规范标准，具备合格证书及现场抽检记录；在施工工艺控制上，关键工序如钻孔、注浆、张拉、喷射作业需严格按工艺参数执行，并保留施工日志和影像资料。技术交底应逐级落实至班组作业人员，确保工艺理解一致、操作规范到位。同时，项目应建立由设计、监理、施工、检测单位组成的联合验收机制，对边坡分项工程进行过程验收与最终评估。质量问题应及时整改并记录归档，为今后养护提供依据。在安全管理方面，应设专人负责安全巡查和隐患排查，落实“日检查、周评估、月汇报”制度，预防施工安全事故和次生灾害的发生。通过完善的质量与安全管理体系，保障边坡工程高标准、高质量落地运行。

5 典型工程案例分析

5.1 案例背景与地质条件

以某西南山区高速公路 K85+300～K85+700 段边坡工程为例，该段地处喀斯特地貌区，地形起伏大，属高陡复合型边坡，最大坡高约 38 米。地层主要由中风化灰岩与粉砂质页岩交替构成，岩体节理裂隙发育，岩性强度差异显著，具有滑动面发育、透水性强、不良地质频发等特征。水文条件复杂，常年受季风影响，雨量集中且强度大，地表水流发育，地下水位变化剧烈，极易形成顺坡向滑带或卸荷裂缝。该边坡地质构造条件差、稳定性等级为IV 类，为本路段施工重点控制性工程之一。

5.2 施工技术选择与优化

针对上述复杂地质条件，工程采用“抗滑桩+锚杆框格梁+挂网喷播绿化”组合支护方式。边坡下部设 Φ1200mm 抗滑桩，桩长 16～20m，嵌入稳定岩层以形成有效阻滑结构；中上部布置混凝土框格梁，并在框内布设锚杆支护，增强坡体内部稳定性。坡面统一挂设钢筋网后进行三维植被喷播，兼顾生态恢复与防护功能。在施工过程中，考虑雨季施工风险，通过分台阶分区段施工、设置临时排水沟与导流管，有效降低了施工扰动和滑移风险。同时，结合实时监测系统，动态调整施工节奏与支护参数，确保施工安全与质量。

5.3 成效评估与经验总结

该边坡工程于建成后开展为期一年的沉降、位移与孔压监测，数据显示最大水平位移为 6.3mm，垂直沉降控制在8.1mm 以内，均未超过设计安全阈值。雨季期间边坡排水通畅，未发现滑坡、裂缝、地表冲刷等病害现象，支护结构保持完整、稳固，植被成活率达到 92%。监测结果表明，边坡处于长期稳定状态，整体防护体系运行良好。实践表明，该组合支护技术方案在复杂地形与不良地质条件下具有良好的适应性和稳定性。工程在前期勘察、设计优化、施工组织及全周期质量控制方面积累了宝贵经验，为类似山区高速边坡治理提供了可复制的技术路径与管理模板，对提升工程质量与运维安全具有重要借鉴意义。

结语：

边坡防护与支护施工技术是保障高速公路安全运行的关键环节，面对复杂地质和多变环境，其科学性与系统性尤为重要。通过综合运用工程、防护与监测手段，不仅提升了边坡稳定性，也兼顾了生态环境保护。未来应加强新材料、新工艺的研发应用，推动生态型边坡治理理念落地，同时构建智能化监测与预警体系，实现从施工到运营的全周期管控，助力高速公路建设向安全、绿色、可持续方向发展。

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