山区高等级公路高边坡稳定性及动态设计的地质工程研究

程新虎　杨光

摘 要 山区高等级公路高边坡稳定性已经成为公路建设中一项非常重要的施工技术，在施工过程中若是不能够合理安排施工，则会严重的影响施工的进度，以及威胁整体施工安全，造成公路施无法安全运行。本文将以边坡结构以及其稳定性为研究评价基础，探讨在高边坡施工过程中其稳定性以及动态设计的方案，希望能够为山区高等级公路施工提供有效的参考。

关键词 山区高等级公路 高边坡施工 稳定性 动态设计

中图分类号：U417.12 文献标识码：A

高速公路已经成为陆地运输的重要的方式，但是在施工过程中因为受到地形地貌特征的影响，所以在施工过程中一定要对周边地质进行合理探究，避免在危险路堑地区高边坡开挖过程中出现严重的安全隐患。而针对边坡稳定性以及动态设计依然是在施工中制约公路高边坡施工的关键所在，针对此处进行研究也是希望能够在稳定高边坡施工进度，提高施工安全性。

1边坡岩体结构对高边坡稳定性的影响

首先，在山区高等级公路高边坡施工过程中，针对岩体结构的研究主要是针对结构面工程地质分析、精细描述、成因分析三个方面，在结构面工程地质分析上需要人员通过不同的地质结构进行相应的描述，并对结构面进行分级。针对精细描述上则花费的时间以及人工成本比较大，一般都是在勘察过程中所耗费的时间过长，不仅需要针对水文条件进行勘测，则需要对周边地质情况进行监控，以及掌握施工位置结构面的主要特征。最后是成因分析，主要就是通过勘察对岩体结构进行类型归类。

其次，针对边坡岩体结构分析主要研究岩体的构造以及改造两个方面，在研究过程中需要针对岩体结构之间的间距，以及其完整性进行划分，因为在自然形成的边坡上进行建设能够对其进行有效的控制，但是在改造的边坡上则非常容易因为重力、爆破等原因导致结构出现明显的变化，这种情况则会严重的影响岩体的稳定性。

2边坡支护方案设计

首先，滑坡的支护方案。在山区高等级公路施工中，应该查明出现滑坡地理位置的地质情况以及水文情况，同时了解滑坡的主要原因和规模，分析出现滑坡地点的稳定情况，在保证路基施工稳定安全运营的情况下，采取对地点减载、反压、支挡、锚固等技术。在滑坡支护过程中需要注意：应选择渗沟、仰斜式、隧洞等排水方式；在选择减压还是反压措施的时候，需要考虑到滑床以及滑坡前缘的情况而定。支护设计方案选择：可在第一级台阶上利用20m的锚索抗滑桩，相距间隔为6m，并在第二级台阶上设计锚索框架的防护网，共三排，在第三级台阶上设计锚杆框架和锚杆框架防护网，并在中心设计一束锚索，在第四台阶上设计锚杆框架防护网，并在框架内部设计排水孔一个，其长度要达到20m。

其次，潜在圆弧形破坏边坡支护措施的选择。针对这种情况首选的方案就是削坡，若是做出现安全危险的地点不能够实现削坡，则需要进行强支护措施，并其支护的目的是改善位置岩土的物理力学结构，若是边坡位置推力比较大的情况，则施工单位应采用主动防护的措施。这种情况下的边坡防护措施，应该已经放缓坡率为主要目的，其一级坡率应该不陡于1：1.25放坡后。若是坡率陡于1：1，则应该勘察好潜在的滑移面，并进行专项的整治，可以采用长锚杆或是注浆的方式进行防护。若潜在圆弧形破坏边坡支护过程中存在推力过大，可以考虑使用局部预应力锚索进行加固。在施工过程中若是出现了坡面岩体破碎，及时整体边坡的穩定性比较好，但是依然会存在局部塌陷的情况，所以应该做好对边坡排水的设计，有利于在施工中地表水的排出。

3板裂结构边坡稳定性设计

板裂的情况主要是因为岩体天然的结构密度等因素导致的防风化能力差、无法有效的卸荷，其主要具有碎裂的特点。

首先，针对顺层板裂岩体边坡支护的方法。顺层板裂的特点主要是滑移一弯曲一溃屈的模式。针对这种情况所使用的支护设计需要注重以下几点：在边坡施工过程中，应该避免对坡脚弯曲隆起的位置进行开挖，对施工地位结构面比较软弱的位置实行加固工作，同时增加坡脚的支护力度。为了能够保证施工位置的稳定性和安全性，避免地质危险的出现，施工单位应该制定对高边坡变形监测的力度，以及应急方案。对应急治理可以采用锚索控制方式，避免坡体变形，同时利用信息技术对施工进度以及状况进行密切跟踪，及时分析施工边坡的稳定性。

其次，针对倾倒变形岩体边坡支护方案设计研究。针对这种情况主要的是要控制好整体边坡顶部的变形情况，减少倾倒变形的动力，并提高边坡的结构强度，以此提高变形的力度，针对跛脚折断的位置进行支撑，避免再次变形。其具体的支护方案设计主要有以下几种：其一，削方减载，针对倾倒变形的位置应先清理，特别是中上部，应将所有的碎石清理完毕，为此避免再次出现倾倒，应在削坡的过程中注意边坡的整体协调。其二，在出现倾倒现象发生的过程中若是出现了岩石或是岩株，则为了提高边坡的稳定性，需要放缓坡率。其三，应该注意在进行边坡开挖之前应该预先加固，而这个时间往往比较长，需要3个月左右的时间，所以在开挖的时候一定要注重及时的防护。因为岩体倾倒变形主要的原因都是因为岩体的松动或是被破坏而导致的，所以在进行坡面固锚的过程中可以采用锚杆、钢筋桩、定向注浆的方式，对坡面进行预加固。因为倾倒变形于震动也有很大的关系，所以在开挖过程中需要控制爆破的力度，限制爆破预裂的孔距，将爆破对公路边坡施工的影响减到最低。

4结语

因为山区施工环境比较恶劣，所以在高等级公路边坡施工过程中应该时刻注意施工的稳定性，这样才能够确保施工的安全性，同时在施工过程因为边坡岩体结构影响稳定性也是常见的问题，为了能够更好的施工，需要及时针对滑坡、圆弧形破坏、倾倒、顺层板裂等情况进行预防，同时合理制定防护方案，确保施工顺利进行，也能够通过有效合理的动态设计提高施工效率。

参考文献

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[2] 姚玉春，魏永兴，李安洪.滑坡及高边坡区高速铁路路基设计风险分析[J].高速铁路技术，2016（06）.

[3] 文奎.基于施工过程的边坡稳定性评价和设计研究[D].西安：长安大学，2014.

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