公路高边坡设计中的关键问题分析

张向辉

【摘要】距今为止，改革开放政策已经推行了四十多年，在这40年间，我国道路工程建设项目规模不断扩大，而边坡作为道路工程建设中极为重要的组成部分，灾害情况复杂多样，尤其是如何解决高边坡失稳破坏问题已经迫在眉睫。高边坡是针对开挖高度超过20米的边坡来讲的，容易出现滑坡、崩落，不仅破坏自然环境，影响道路建设质量，还有可能造成安全事故。基于此，本篇文章结合实际工程经验，分析了公路高边坡失稳破坏的主要原因，提出了优化高边坡的设计方案，为提高高边坡路段安全性提供参考。

【关键词】公路;高边坡设计;关键问题

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.153

中国地大物博，地形地貌复杂多样，边坡作为公路建设中常见的形态，随着国家公路项目规模的逐渐扩大，也呈现了更多类型的灾害情况，本文重点分析了高边坡失稳机理和形式、设计原则、影响设计的因素，然后提出了高边坡治理设计的最终原则。

1、公路高边坡失稳破坏机理和形式

公路高边坡，土岩结合面形状的差异是造成边坡变形和破坏的主要原因。不同的结合面形态使高边坡上的岩石和土层显得各向异性或不连续，从而导致周围结合面上出现明显的应力集中，最终出现应力变形过大或发生失稳破坏。土岩结合高边坡稳定性在一定程度上与边坡形状的变化有直接关系。沿河流和水库区域的道路建设的高边坡，边坡坡体的软弱结构面和软弱夹层很容易产生差异风化现象，进而破坏高边坡的稳定性，并最终造成高边坡的失稳。如果坡脚开挖速度过快，甚至大于开挖边坡顶部的速度，则该高边坡可能会变得更难处理，稳定性可能会直接遭到破坏。

高边坡发生破坏的形式大致是崩塌，滑坡，失稳，危险岩石，倒塌和倾倒。其中最常见的是高边坡倒塌和滑坡。高边坡倒塌意味着边坡在受到自身重力或其他外力的作用下突然下降导致破坏，通常以块状形式突然落下，破坏形式具有突然性。高边坡崩塌形态的出现表明，边坡受到外力或自身重力的影响发生的严重破坏，没有明显的滑动痕迹。这种情况其实是非常危险的，由于没有出现明显滑动，前期不好预测，然而，崩塌的灾害形式又非常严重，稍不注意就会造成严重的安全问题，每年由于山体滑坡和崩塌导致的人员伤亡案例并不少见，所以在处理高边坡失稳问题是要尤其注意崩塌问题的改善。非专业人员容易混淆滑坡和崩塌，但实际上滑坡现象的出现意味着高边坡内部遭到了深层破坏，另外，整个高边坡内出现的滑坡现象速度并不相同，黏土性质的泥岩软弱夹层抗剪性能差，更容易发生滑坡破坏。

2、高边坡治理设计原则

2.1预防治理设计

防患于未然是高边坡失稳问题的首要处理原则，进行高边坡设计，设计人员应该树立预防灾害的思想，设计时实地勘查施工地段的环境，绕开不良地段，尽量不采用高填深挖的设计。

2.2彻底治理设计

高边坡治理设计，最怕半途而废，治标不治本，在此对设计人员提出深入分析高边坡失稳原因，最终从根源处解决高边坡失稳问题的期望。

2.3经济性设计

解决高边坡失稳问题要考虑设计经济性，有些设计方案虽然能够满足高边坡灾害治理需求，但是投资金额可能过高，实施难度极大。设计人员在进行高边坡治理方案设计时，应根据不同项目的工程地质特点、项目工期和资金预算情况，选择合理的设计方案，避免出现纸上谈兵的现象。

2.4综合治理设计

高边坡失稳问题属于综合性问题，解决高边坡失稳需要综合考虑多方面原因，设计人员应该结合实际，综合考虑多方面因素，最终确定设计方案，进而避免高边坡灾害的出现。

3、影响高边坡设计的主要因素

3.1工程地质情况

高边坡路段属于稳定性差，地形复杂，容易受岩层影响的一种施工路段，与普通路段相比，自身灾害性明显，例如，岩层的差异风化导致高边坡重心偏离，负载能力大大降低，出现跨塌。所以，设计人员必须结合实际地质情况进行支护结构分析，最终确定支护方式，避免高边坡灾害的发生。

3.2降雨和地下水

降雨和地下水问题是所有外界因素中对高边坡出现失稳现象影响最大的一个因素。通过对多次山体崩塌以及滑坡现象的分析发现，多数山体崩塌、滑坡，与地下水和降雨有着直接关系，像我国南方地区的梅雨季节，降雨多，地下水问题严重，降雨渗入土体不仅会造成地下水位的提高，还会降低坡体的抗剪强度，破坏边坡内部稳定性，这也是发生地质灾害的主要原因。地下水之所以会对边坡造成严重影响原因与降雨大致相同，都是由于水分对坡脚、坡体造成的软化，导致坡体剪切指标变低，进而出现高边坡失稳破坏。

3.3人类工程活动

人类工程活动的影响是造成道路工程高边坡项目出现失稳问题的主要原因之一，首先是坡度过大的高边坡，有些施工单位没有做好截排水防护措施，降水无法顺利排出边坡范围，大部分渗入高边坡土体内，造成高邊坡的失稳破坏。另外是高边坡本身就存在的地质灾害问题，一些高边坡坡体存在软弱夹层，自身抗剪性能差。

4、高边坡优化设计

4.1平面设计

在设计高边坡部分时，调整高边坡的高度和坡率的布局是重要的考虑因素。高边坡部分的地质情况复杂，需要在设计过程中进行整体控制。根据各种地形和地质特征以及实际问题，进行针对性设计以确保高边坡的最优平面布置。设计高边坡时，需要综合考虑实际工程地质情况和软件的理论计算，调整计算过程遇到的问题，最终确定最优方案。

4.2高边坡加固设计

高边坡的加固设计应按照工点进行，“一工点、一设计”的原则进行。因为每个边坡的坡体土、岩情况都是不一样的，因此，只有对每个工点进行单独的支护设计才能做到最经济、最合理。高边坡的加固设计还应遵循“以定性分析为基础、定量计算为手段”的原则。边坡稳定性定性的定性判别是加固设计的前提和关键，应在对边坡工程地质条件有充分的判定和分析的基础上来进行。设计人员应根据地质条件、可能的破坏模式和已经出现的变形破坏迹象对高边坡的稳定性做出合理的判别和充分的计算是高边坡稳定性评价的重要内容。

结语：

总而言之，公路高边坡的稳定性与公路施工建设安全有直接关系，高边坡发生失稳破坏的因素复杂多样，本篇文章从公路高边坡失稳破坏机理和形式、高边坡治理设计原则、影响高边坡设计的主要因素和高边坡优化设计几个方面对公路高边坡进行了综合分析，供设计人员参考，希望为我国公路事业的发展提供帮助。

参考文献：

[1]王璐.公路高边坡设计中的关键问题研究[J].交通世界（上旬刊），2020，（9）：66-67.

[2]钟贤飞.公路工程高边坡设计的关键问题探讨[J].黑龙江交通科技，2020，43（5）：17-18.

[3]JTG D30-2015 公路路基设计规范.人民交通出版社股份有限公司.