一、任务来源
本成果任务来源为计划外自选项目。
在社会发展与城市化进程不断加速的背景下，土地资源日益紧缺，近山地带的土地开发利用日渐增多。在此情形下，高边坡的治理显得尤为关键，它既是工程建设的重点也是难点所在。若支护措施设计不当或执行不力，将可能导致边坡失稳等严重地质灾害的发生。进一步地，受人为活动干扰及降雨侵蚀等不利因素影响，边坡更易发生滑裂破坏，对周边生态环境的稳定和公众生命财产安全构成了严重威胁。
尽管传统的山体边坡支护工艺如土钉墙、锚喷、格构式锚杆挡墙等已相对成熟，并且在某些情况下能提供有效的支持，但在面对包含杂填土、粉质黏土、破碎中风化石灰岩等复杂地层，尤其是在存在裂隙水的条件下，单一的传统支护工艺已不足以满足日益复杂的边坡支护需求。因此，迫切需要研发一种新的支护技术来解决上述问题。
针对以上问题，济南黄河路桥建设集团有限公司、山东顺河路桥工程有限公司成立课题研究团队，致力于研究和开发创新的边坡支护工艺，以避免滑移和变形等问题，确保在复杂地层环境下边坡稳定。
二、应用领域和技术原理
1.应用领域
本技术适用于处理复杂地层边坡支护工程，其中包括下层为破碎中风化石灰岩地层以及局部上层为土质的组合。特别是在地质条件较差、局部存在裂隙水渗流、且基坑深度超过20米的边坡支护施工中，本技术展现出卓越的应用价值。
2.技术原理
（1）该技术通过设置格构式锚杆挡墙来实现边坡的稳定。具体来说，一方面，利用格构梁挡墙的承重和抗倾覆能力来承受坡体的压力；另一方面，通过锚杆将格构梁与滑动面以内的稳定岩体有机地锚固起来，从而形成一个由坡体、锚杆及格构梁共同组成的超静定结构。
（2）锚杆的应用直接改变了滑面上的应力状态和滑动稳定条件。通过锚杆的作用，不稳定滑体被置于一个较高围压的三向应力状态，这种状态下的岩体强度和变形特性远优于单轴压力和低围压条件。这种压紧状态减弱了结构面对岩体变形的消极影响，从而显著改变了边坡的受力状态，有效提高了岩体的整体稳定性。
（3）格构挡墙的面板结构起到了隔绝背后岩体与外界环境的作用，降低了岩体的风化程度，使岩体维持在一个相对稳定的状态。这不仅延长了岩体的使用寿命，还增强了边坡的整体安全性。
三、性能指标
1.针对破碎中风化石灰岩地层，我们采用了一种创新的组合工艺，即将格构式锚杆挡墙与混凝土挡墙相结合。这种方法的关键在于利用现浇钢筋混凝土梁和柱、墙构成的框架来进行边坡坡面的防护。同时，我们利用锚杆将这些框架进行固定，使得边坡坡体的剩余下滑力、土压力、岩石压力能够有效地分配给格构结点处的锚杆。这些锚杆进一步将这些力量传递给稳定地层，从而使整个边坡坡体在锚杆提供的锚固力作用下保持稳定。格构本身不仅是一个传力结构，它还能通过格构梁与格构柱的连接，构成一个整体性强的框架，这个框架紧贴坡面，起到了很好的护坡作用。
2.格构梁与格构框架内的面板实行一体化整体施工，使得格构梁成为了边坡挡墙的暗梁结构，大大提高了边坡挡墙的强度。通过钢筋和锚杆的相互作用，这些结构元素与边坡连接成一个整体，从而显著提高了边坡的稳定性，并有效防止了边坡岩土的风化、坍塌和水土流失。
3.在有裂隙水环境的破碎中风化石灰岩地层中，我们在格构挡墙与岩体边坡之间填充了砂砾层，并在格构挡墙面板上安装了规则的泄水管。这些泄水管能够有效地将裂隙水导流出来，最终流入挡墙底部的排水沟，从而防止了水对边坡稳定性的不利影响。
4.针对部分上层地质包含杂填土和粉质黏土的边坡工程，我们专业地采用了扶壁外露式锚杆挡墙施工技术。这一技术与下层的格构挡墙实现了刚性连接，确保了结构的整体性和稳定性。扶壁外露式锚杆挡墙通过其独特的结构设计，为墙体提供了坚实的支撑力。同时，锚杆深入土体，通过土体的锚固作用为墙体提供拉力，进一步增强了挡墙的承载能力。这两种力量的有机结合，确保了挡墙在复杂地质条件下的稳定性，有效防止了边坡的失稳和变形。这种专业化的施工方法不仅提高了边坡工程的安全性，也延长了工程的使用寿命。
四、与国内同类技术比较
随着城市化的快速进程，边坡支护技术不断演进，涌现了众多的支护方法。格构梁喷锚支护技术因其施工便捷、占地面积小、经济性强以及安全可靠等优点，在边坡支护领域得到了广泛的应用。
尽管国内外围绕该支护形式的研究较为丰富，但主要聚焦于锚杆和预应力锚杆的理论与实验探讨。格构梁作为该支护体系的关键部分，其研究相对较少，尚未建立起完善的理论体系。格构梁的受力特性受到地基状况、锚杆作用等多种因素的影响，呈现出复杂性。目前，设计人员在缺乏定性定量理论支撑的情况下，往往依据构造要求和经验设计格构梁，并采用简支梁或连续梁的计算方法，这些传统方法并不完全适用于格构梁，存在不合理之处。特别是在含裂隙水地质条件的高边坡支护项目中，对格构梁的研究显得尤为必要和紧迫。
混凝土格构锚固支护技术虽然在日本等国家早有应用，并展现出一定的理论优势和市场潜力，但针对锚杆格构梁的优化设计方案尚未成熟，设计与施工规范也缺乏系统性的详细规定，工程实践多基于经验。设计发展滞后于工程应用，由此导致的格构梁工程失败案例不在少数，分析其原因，主要是设计方法不足所致。
在土地资源逐渐紧缺的今天，山体临近土地的开发利用日益增多，高边坡的治理已成为工程建设的重点和难点。采用格构式与扶壁式锚杆挡墙结合的工艺技术，能在复杂的地层条件下确保边坡支护的稳定性，同时保质、缩期、节成，在提升施工质量、降低成本、缩短工期等方面表现出色，减少了资源的浪费，符合节能环保的施工理念，展现出良好的推广和应用前景。
五、成果创新性、先进性
1.基于复杂地层超高边坡支护稳定原理，分析了边坡支护稳定影响因素，提出了控制边坡稳定性组合体系。有效解决超高边坡支护施工时边坡不稳定的现象，通过采用本格构式锚杆挡墙与现浇混凝土锚杆挡墙组合工艺技术，一体化施工格构梁与格构框架内的面板，以及设置砂砾层和泄水管来有效引流裂隙水，这三种措施共同作用，确保边坡的安全稳定。
通过制定超高边坡支护施工方案，改变施工工艺流程，使格构式锚杆挡墙与现浇混凝土锚杆挡墙两个个体变成一个整体，在不改变边坡作用的前提下，实现了“1+1>2”的综合效应；通过施打锚杆，将边坡岩体和土体与主体结构进行了结合；通过泄水管引流边坡裂隙水，增强了整体结构强度，从而根本消除了超高边坡潜在的不稳定性。
2.通过对锚杆钻孔方式、搭接、注浆材质，以及格构梁施工方法、裂隙水导排技术和扶壁挡墙布局的综合考虑，研发了先进的超高边坡支护稳定性控制技术及相应的施工控制指标。这些成果解决了边坡支护施工稳定性控制的技术难题，并已在实体工程中得到应用，取得了显著的工程效果，为未来相关技术的推广和应用提供了宝贵的技术参考与参数。
3.通过发明格构式锚杆挡墙与现浇混凝土锚杆挡墙组合一体施工技术，对边坡支护主体结构整体施工，显著提高了边坡的安全稳定性。这种组合一体化的技术方法不仅加快了工程进度，而且有效降低了施工成本。此技术的应用代表了边坡支护技术领域内的一个重大突破，具有显著的经济效益和社会效益。
六、作用意义
本项目的核心目的在于通过采用创新的组合工艺——结合格构式锚杆挡墙与现浇混凝土锚杆挡墙，融合新技术、新工艺、新材料及新设备的应用，实现多项施工目标的优化：通过科学的施工组织与技术创新，有效缩短工期；减少开挖量，降低工地扬尘和噪音污染，减轻对周边环境的影响；通过优化设计和材料利用，节约建筑材料，减少浪费；坚持安全、文明、绿色施工原则，确保施工过程的安全性；创造显著的经济效益与社会效益，并推动技术在更广范围的应用和推广。
新技术的应用不仅可减少环境污染和资源消耗，降低成本，更重要的是提升结构施工质量，工艺安全、成熟、可靠，具备良好的经济效益和社会影响力。
从产业带动性角度来看，本项技术的应用将降低特定施工环节的成本，节约建设资金，并提升施工效率，该技术对材料产业、制造业以及施工雇佣市场具有显著的带动作用。它不仅推动了企业的自主创新和发展，而且对上下游产业链的同步提升也具有辐射带动效应。
七、推广应用的范围、条件和前景
本技术适用于处理复杂地层边坡支护工程，其中包括下层为破碎中风化石灰岩地层以及局部上层为土质的组合。特别是在地质条件较差、局部存在裂隙水渗流、且基坑深度超过20米的边坡支护施工中，本技术展现出卓越的应用价值。在保障施工安全、降低成本、缩短工期方面效果显著。
1.我们致力于完善技术成果，将其具体化为《复杂地层超高边坡支护稳定性控制技术应用指南》。该指南旨在规范化和实体化技术成果，以便于其在广泛领域中的推广应用。
2.通过总结先进的施工工艺，形成一系列工法、学术论文及专利作为科技成果，这些成果被广泛应用，并持续在相关领域推广。
3.先将该技术在集团公司承建的项目中推广应用，通过施工技术人员的现场教学以及标准化手册和施工指导视频的辅助，有效地推动了技术在各个施工项目中的普及与应用。
八、存在的问题和改进意见
1.针对含有裂隙水的岩质边坡，尽管泄水管能够有效引流裂隙水以增强边坡稳定性，但长时间冲刷和侵蚀格构挡墙会导致混凝土表面生长孔扩大，使水分逐渐渗透至混凝土内部，从而引起混凝土老化和脆化，显著降低挡墙混凝土的强度和耐久性。
2.长时间的水流冲刷会在挡墙表面留下暗渍，不仅影响挡墙的美观性，还可能进一步加剧挡墙的损伤和老化。
这些问题对于岩质边坡的长期稳定和安全性至关重要，需要采取相应的工程技术和管理措施加以应对。

一、推广应用的范围、条件和前景
针对破碎中风化石灰岩地层，采用格构式锚杆挡墙与混凝土挡墙组合工艺。通过现浇钢筋混凝土梁、柱和墙构成的框架防护坡面，经锚杆固定后，将分配的边坡的下滑力、土压力和岩石压力传递至稳定地层，确保边坡稳定。格构作为传力结构，其梁与柱相连形成完整框架，紧贴坡面，有效护坡。
格构梁与面板一体化施工，构成暗梁结构，增强挡墙强度。钢筋与锚杆共同作用，使边坡形成完整结构，提升稳定性，防止风化、坍塌及水土流失。
本技术适用于处理复杂地层边坡支护工程，其中包括下层为破碎中风化石灰岩地层以及局部上层为土质的组合。特别是在地质条件较差、局部存在裂隙水渗流、且基坑深度超过20米的边坡支护施工中，本技术展现出卓越的应用价值。在保障施工安全、降低成本、缩短工期方面效果显著。
1.我们致力于完善技术成果，将其具体化为《复杂地层超高边坡支护稳定性控制技术应用指南》。该指南旨在规范化和实体化技术成果，以便于其在广泛领域中的推广应用。
2.通过总结先进的施工工艺，形成一系列工法、学术论文及专利作为科技成果，这些成果被广泛应用，并持续在相关领域推广。
3.先将该技术在集团公司承建的项目中推广应用，通过施工技术人员的现场教学以及标准化手册和施工指导视频的辅助，有效地推动了技术在各个施工项目中的普及与应用。
本项目的核心目的在于通过采用创新的组合工艺——结合格构式锚杆挡墙与现浇混凝土锚杆挡墙，融合新技术、新工艺、新材料及新设备的应用，实现多项施工目标的优化：通过科学的施工组织与技术创新，有效缩短工期；减少开挖量，降低工地扬尘和噪音污染，减轻对周边环境的影响；通过优化设计和材料利用，节约建筑材料，减少浪费；坚持安全、文明、绿色施工原则，确保施工过程的安全性；创造显著的经济效益与社会效益，并推动技术在更广范围的应用和推广。
新技术的应用不仅可减少环境污染和资源消耗，降低成本，更重要的是提升结构施工质量，工艺安全、成熟、可靠，具备良好的经济效益和社会影响力。
从产业带动性角度来看，本项技术的应用将降低特定施工环节的成本，节约建设资金，并提升施工效率，该技术对材料产业、制造业以及施工雇佣市场具有显著的带动作用。它不仅推动了企业的自主创新和发展，而且对上下游产业链的同步提升也具有辐射带动效应。
二、存在的问题和改进意见
1.针对含有裂隙水的岩质边坡，尽管泄水管能够有效引流裂隙水以增强边坡稳定性，但长时间冲刷和侵蚀格构挡墙会导致混凝土表面生长孔扩大，使水分逐渐渗透至混凝土内部，从而引起混凝土老化和脆化，显著降低挡墙混凝土的强度和耐久性。
2.长时间的水流冲刷会在挡墙表面留下暗渍，不仅影响挡墙的美观性，还可能进一步加剧挡墙的损伤和老化。
这些问题对于岩质边坡的长期稳定和安全性至关重要，需要采取相应的工程技术和管理措施加以应对。