公路高邊坡治理設(shè)計及穩(wěn)定問題探討

程 靜 君

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030000)

市政公路線路需要穿越多種地質(zhì)，且在公路建設(shè)和運行的過程中也容易出現(xiàn)高邊坡路段。由于地質(zhì)因素的影響，在工程建設(shè)和施工的過程中極易出現(xiàn)安全隱患，另外高邊坡設(shè)計資料有限，設(shè)計單位缺乏管理，較易出現(xiàn)邊坡變形的問題，所以要積極開展高邊坡治理設(shè)計及穩(wěn)定性分析工作，確保市政公路的平穩(wěn)運行。

1 工程概況

某公路工程全長23.145 km，主要有一級公路和二級公路，全段高邊坡防護治理工作較多，且難度較大，擬定將典型防護治理方案作為該工程治理設(shè)計的重要參考方案。

2 高邊坡治理設(shè)計的依據(jù)

將線路沿線的地形、地質(zhì)、水文和氣候等自然條件以及相關(guān)的規(guī)范制度、施工圖階段的工程地質(zhì)勘察報告以及調(diào)查評估報告，作為高邊坡治理設(shè)計的主要依據(jù)。

3 高邊坡治理設(shè)計工作思路

3.1 總體規(guī)劃

高邊坡治理前，應(yīng)積極勘察施工路段的具體情況，合理評估全線高邊坡路段的穩(wěn)定性，在穩(wěn)定性較高的路段要采取優(yōu)化措施，并高度關(guān)注穩(wěn)定性較弱的路段或地質(zhì)情況較為復(fù)雜的地區(qū)。在工程施工的過程中還應(yīng)對巖體結(jié)構(gòu)進行定性和定量分析，并以此為基礎(chǔ)提出科學(xué)的處理建議。

3.2 工作流程

相關(guān)單位在現(xiàn)場調(diào)查之后，再為業(yè)主和設(shè)計單位提供工程建設(shè)的詳細(xì)資料，并提出合理化建議。針對路況相對復(fù)雜且需要采取多種優(yōu)化措施的路段，業(yè)主需邀請專家做好工程評審工作，結(jié)合專家的評審意見優(yōu)化設(shè)計。另外，監(jiān)理單位還應(yīng)對工程建設(shè)的整個過程予以全面的控制。該工作模式充分融合了科研成果和工程施工，同時其對高邊坡路段的安全運行也有著十分積極的意義。

4 高邊坡病害治理原則

4.1 預(yù)防為主原則

預(yù)防為主原則是高邊坡病害治理中的首要原則，在施工中要回避地質(zhì)災(zāi)害較為嚴(yán)重且容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的路段，若在施工中無法規(guī)避上述路段，則需避免使用高填深挖的處理方式，可采用開掘隧道的施工手段。

4.2 根治原則

在工程施工前，全面考慮并認(rèn)真分析市政公路高邊坡病害的主要成因，參考病害的原因采取有效的治理措施，以此提高治理的針對性。制定高邊坡治理和施工方案后，需嚴(yán)格按照有關(guān)的流程妥善治理，防止工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.3 兼顧經(jīng)濟與技術(shù)的原則

市政公路高邊坡治理中，注意考慮工程建設(shè)的經(jīng)濟成本和技術(shù)選擇。按照公路高邊坡建設(shè)的基本情況采取科學(xué)合理的設(shè)計措施，或者還可提交若干個方案，對其技術(shù)含量，施工周期、工程的流程和工程成本投入進行全面的分析和科學(xué)的比較，進而在多個技術(shù)方案中選擇最為合適的技術(shù)方案。

4.4 綜合治理原則

因為公路高邊坡病害產(chǎn)生的原因具有復(fù)雜性和多樣性，且其致病機理也存在著一定的差異，故而在公路高邊坡病害治理工作中，工作人員要抓住重要的環(huán)節(jié)，消除產(chǎn)生這一病害的主要因素，待消除主要因素后方可處理次要因素及其可能引發(fā)的病害，采取綜合性措施做好病害防治工作。在處理病害時，注意考慮到成本因素，既要保證其經(jīng)濟性，也需加強工程的功能性。

5 高邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡穩(wěn)定性分析的主要內(nèi)容是分析高邊坡開挖施工后可能產(chǎn)生的危害，其中主要涵蓋了危害的性質(zhì)、危害的規(guī)模和危害的程度。另外還要對現(xiàn)有的地質(zhì)資料予以全面分析，提出合理的邊坡強度指標(biāo)，從而保證高邊坡治理設(shè)計的質(zhì)量和水平。

按照坡度對自然坡體劃分不同的平臺，也就是劃分出若干個上下連續(xù)的坡段，并結(jié)合實際開展施工工作，此為高邊坡穩(wěn)定性分析的首要工作，隨后再按照各級坡段的實際情況采取有效的加固措施，尤其要重視欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定邊坡的科學(xué)處理，確保加固后邊坡穩(wěn)定性滿足工程安全等級的各項要求。再者，還要在工程建設(shè)中做好綠化防護工作。針對穩(wěn)定性較好的邊坡則只需要在工程建設(shè)中做好坡面的綠化防護工作，從而避免巖體風(fēng)化侵蝕和雨水下滲問題，防止自然因素對工程產(chǎn)生不利的影響。圖1為線路高邊坡治理設(shè)計斷面圖。

圖1采取鉆孔方式概括了坡體的地質(zhì)狀況，其主要被碎石土、強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖和中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖覆蓋。強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖主要為紫紅色中厚層狀砂巖，其含有大量的泥質(zhì)。中厚層狀構(gòu)造中巖芯破碎程度較高，且有裂隙發(fā)育。中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造均與強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖相同，但是其巖芯的破碎程度以及裂隙發(fā)育的水平均要低于強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。結(jié)合坡體自然高度和地質(zhì)特點，設(shè)計人員決定對該段的高邊坡采取坡段分級防護的方式。并將其分為三個等級，一級和二級邊坡主要采用SNS主動防護網(wǎng)，三級邊坡主要采用錨桿框架防護的方式。

6 高邊坡治理設(shè)計

6.1 設(shè)計方法

高邊坡治理設(shè)計充分融合了工程地質(zhì)比擬法、力學(xué)計算法和經(jīng)驗對比三種方式，結(jié)合現(xiàn)場實際對其開展全方位設(shè)計，工程地質(zhì)比擬法主要是結(jié)合自然穩(wěn)定坡來擬定坡形、坡率和坡高。力學(xué)計算法主要是針對設(shè)計坡形開展穩(wěn)定性計算。計算時一般選擇滿足坡形結(jié)構(gòu)和破壞方式的計算形式。驗算對比法主要是按照部分相似地質(zhì)條件中，已經(jīng)建成的人工邊坡作為計算的參考數(shù)據(jù)，從而將其直接應(yīng)用于邊坡參數(shù)設(shè)置當(dāng)中，完成設(shè)計工作。

6.2 設(shè)計內(nèi)容

高邊坡治理設(shè)計中涉及到較多的內(nèi)容，如邊坡的坡形、坡率和坡高、支護加固工程、排水工程、綠化工程等。邊坡支護加固工程是十分重要的內(nèi)容，在該工程中需要完成重力擋墻設(shè)置、扶壁式擋墻、錨桿擋墻以及巖石錨噴支護等多道支擋加固工序。且在工程建設(shè)的過程中植被防護(如圖2所示)、骨架植被防護、預(yù)應(yīng)力錨索框架等多種防護工程也得到了廣泛的應(yīng)用。

6.3 設(shè)計要點

在設(shè)計時要重視預(yù)防工作，預(yù)防工作直接決定了工程建設(shè)的整體效果，在工程設(shè)計和建設(shè)的過程中，應(yīng)避開地質(zhì)較為復(fù)雜和不利的地段，由于復(fù)雜地段出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的幾率較高，所以其會嚴(yán)重影響公路運行的穩(wěn)定性?；诖?，在建設(shè)中不應(yīng)選擇上述路段。若必須要經(jīng)過地質(zhì)條件較差的路段，則務(wù)必做好防護措施，提高邊坡的穩(wěn)定性。

在設(shè)計和處理期間要徹底解決隱患。在全面了解高邊坡病害的主要成因后，應(yīng)根據(jù)成因提出針對性的處理措施。并在這一過程中還要結(jié)合處理的總體規(guī)劃積極落實各項工作，從而保證工程建設(shè)的質(zhì)量，提高工程的穩(wěn)定性與安全性。

此外，在處理的過程中應(yīng)高度重視技術(shù)的可操作性，關(guān)注處理過程中需要投入的成本。高邊坡處理設(shè)計中必須始終堅持經(jīng)濟合理，技術(shù)可行的原則，一方面要充分保證邊坡治理的整體效果，另一方面還需減少邊坡治理過程中的成本投入，在設(shè)計中注意考慮高邊坡施工現(xiàn)場的實際條件，提出幾個可行的技術(shù)方案和措施，在對方案進行全面的分析和比較后，選擇最合適的處理方案，以此提高高邊坡處理的效益。

除此之外，在治理中需采取多種有效的綜合治理措施。很多因素都會導(dǎo)致高邊坡病害，不同的因素對邊坡病害所起到的作用也有所不同。所以高邊坡治理期間，既要找出造成高邊坡病害的主要因素，還要采取多種有效的輔助處理措施，有效減少其他因素對邊坡的不利影響，避免病害進一步蔓延。在這一過程中除了要對高邊坡病害予以科學(xué)有效的控制與處理外，還應(yīng)充分考慮邊坡治理的科學(xué)性、經(jīng)濟性和美觀性，同時盡量減少處理過程中對環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。

7 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國市政公路工程發(fā)展十分迅速，但是由于地形和地質(zhì)等多種因素的影響，高邊坡治理工作中存在著較多的問題。為了提高工程建設(shè)的質(zhì)量，應(yīng)參照工程實際制定科學(xué)有效的設(shè)計方案，并對施工路段的穩(wěn)定性予以全方位評價，以此完善公路高邊坡治理的整體水平，推動路政事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。