公路高邊坡穩(wěn)定性評價及支護優(yōu)化設計摘要：本文主要從筆者親身參與的公路高邊坡穩(wěn)定性評價及支護優(yōu)化設計的原因以及解決措施，旨在與同行探討學習，共同進步。關(guān)鍵詞：邊坡工程；邊坡穩(wěn)定性評價；支護優(yōu)化設計公路的路線一般比較長，會遇到很多不同的地質(zhì)條件，而且需要的邊坡數(shù)量比較多，因此，經(jīng)常會出現(xiàn)一些邊坡變形以及失穩(wěn)的現(xiàn)象，這對于進一步的施工是非常不利的，而且嚴重影響到施工質(zhì)量，嚴重的還會危及到人們的生命財產(chǎn)安全。因此公路邊坡的安全性是十分重要的，因此通過加強對施工地質(zhì)條件的考察以及優(yōu)化邊坡支護方案是非常有必要的。而目前對高邊坡支護的優(yōu)化設計大多是基于單邊坡研究的，而且還缺乏足夠的地質(zhì)調(diào)查、穩(wěn)定性評價以及優(yōu)化設計，因此通過加大公路高邊坡普查，高邊坡支護研究，來對公路高邊坡的穩(wěn)定性進行評價以及支護進行優(yōu)化設計，對于指導公路的高邊坡支護是非常有利的，而且還可以在一定程度上提高公路的安全性。公路高邊坡優(yōu)化設計工作思路由于山區(qū)高速公路路線長，往往分為數(shù)個標段，由不同的施工單位同時施工，高邊坡數(shù)量多，這就為高邊坡的安全管理和優(yōu)化設計的實施帶來一定困難。往往造成科研與設計脫節(jié)、設計與施工脫節(jié)，科研成果不能快速反映到施工圖設計和高邊坡施工中。結(jié)合這一現(xiàn)狀，在項目實施的實踐中形成了一套行之有效的高邊坡優(yōu)化設計模式。高邊坡優(yōu)化設計的主要內(nèi)容包括：（1） 由科研單位緊密結(jié)合現(xiàn)場實際條件，遵循"高邊坡普查T提出優(yōu)化設計建議T篩選重點邊坡〃的研究思路，通過高邊坡普查，定性評價全線高邊坡穩(wěn)定性，對穩(wěn)定性較好的高邊坡提出設計優(yōu)化建議，篩選出地質(zhì)條件復雜、穩(wěn)定性差的高邊坡進行重點研究。對重點邊坡跟蹤施工過程進行巖體結(jié)構(gòu)調(diào)查，采用定性、定量方法相結(jié)合，研究邊坡穩(wěn)定性狀況，提出合理的支護優(yōu)化建議。（2） 科研單位通過科學研究，提供詳實的現(xiàn)場資料，為業(yè)主和設計單位提供優(yōu)化設計的基礎資料和有針對性的建議。業(yè)主根據(jù)資料進行科學決策，由設計單位進行快速優(yōu)化設計，施工和監(jiān)理單位進行優(yōu)化施工，保證研究成果快速地應用到生產(chǎn)實際中。對設計變更大的邊坡業(yè)主組織專家進行評審，業(yè)主根據(jù)評審意見，組織優(yōu)化設計單位進行邊坡優(yōu)化設計，并通過監(jiān)理單位對高邊坡施工進行控制；對變形邊坡，由業(yè)主組織科研、設計單位溝通意見，確定應急治理方案，再組織監(jiān)理、施工單位召開邊坡應急治理會議，制定詳細的邊坡治理工程實施方案。這種工作模式保證了科研成果快速地應用到生產(chǎn)實際中，對高邊坡的正常施工和安全運營起到重要作用。高邊坡普查是進行優(yōu)化設計的基礎，穩(wěn)定性差的重點邊坡穩(wěn)定性研究是進行優(yōu)化設計的關(guān)鍵，如何選擇合理的優(yōu)化設計方案則是本項研究的核心技術(shù)。公路高邊坡普查高邊坡普查是指在分析前期勘察資料的基礎上，在開挖前對全線高邊坡周邊地質(zhì)環(huán)境及已開挖揭露的地質(zhì)現(xiàn)象進行調(diào)查，重點研究開挖邊坡巖體結(jié)構(gòu)分區(qū)特征、已有變形破壞現(xiàn)象等，分析邊坡各分區(qū)可能的變形破壞模式，并對不同類型巖土體及結(jié)構(gòu)面進行物理力學性質(zhì)快速試驗，采用定性分析方法結(jié)合一定的定量計算，對邊坡穩(wěn)定性進行分區(qū)，復核設計方案與地質(zhì)條件的適宜性并提出優(yōu)化設計初步分區(qū)建議。其主要工作內(nèi)容是分區(qū)研究，包括巖體結(jié)構(gòu)分區(qū)、穩(wěn)定性分區(qū)、支護優(yōu)化分區(qū)建議。高邊坡普查的目的是提出全線高邊坡優(yōu)化設計分區(qū)建議，并篩選出重點研究邊坡。重點研究邊坡應滿足以下條件之二：(1)地質(zhì)條件復雜；(2)穩(wěn)定性差；(3)高度大(>40m)。普查結(jié)果表明，湯屯高速公路沿線主要發(fā)育砂巖、板巖、花崗巖以及千枚巖。其中，砂巖較完整但普遍發(fā)育層間軟弱夾層(厚度10?20cm)，順層邊坡穩(wěn)定性較差；陡傾板巖及千枚巖巖體較破碎，總體上呈次塊狀?碎裂結(jié)構(gòu)，公路沿線兩岸均發(fā)育多處傾倒變形體，傾倒變形體開挖可能引起碎裂結(jié)構(gòu)邊坡整體變形；花崗巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，變形破壞模式以小規(guī)模塊體失穩(wěn)為主。開挖邊坡的變形破壞模式主要有塊體失穩(wěn)、平面滑移及近圓弧形滑動3類，共有23個邊坡產(chǎn)生了不同程度的變形破壞。重點高邊坡穩(wěn)定性評價及支護優(yōu)化設計基于過程模擬與控制的高邊坡穩(wěn)定性評價及災害控制方法研究高邊坡巖土體具有地質(zhì)體所具備的地質(zhì)過程特性，對巖石進行的高邊坡穩(wěn)定性評價的主要目的就是對邊坡變形破壞的過程以及機制進行闡述，并且基于地心力學來對問題進行刻畫，實際上這種對巖石高邊坡進行的穩(wěn)定性評價更具體說來應該是一個變形穩(wěn)定性的問題。對變形穩(wěn)定性的分析是指對高邊坡的變形以及相關(guān)的破壞情況、破壞機制進行研究，并且結(jié)合數(shù)學、力學以及計算機技術(shù)，利用數(shù)值模擬的方法來對邊坡變形的過程進行模擬演示，并且對變形過程進行控制，基于這種模擬研究的結(jié)果對邊坡的穩(wěn)定性進行相關(guān)評價。變形穩(wěn)定性分析的過程是在對應力環(huán)境、變形特征、破壞模式、潛在滑面位置進行模擬分析的基礎上進行的，但目前對于穩(wěn)定性系數(shù)以及推力值的估計還缺乏足夠的理論支持，沒有形成一個成熟、準確的計算方法。重點高邊坡穩(wěn)定性評價對需要重點進行研究的邊坡要隨時進行施工跟蹤，要注意對實際施工中遇到的巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡變形的情況進行足夠精確、細致的描述，并且要積極收集邊坡以及施工過程中的反饋信息，對具體的坡體情況進行分析，根據(jù)上述資料以及研究分析，來建立相應的地質(zhì)模型來反映控制性結(jié)構(gòu)面空間展布特征，并且要根據(jù)具體邊坡結(jié)構(gòu)的實際特征來進行計算方法的選擇，用來研究邊坡變形的破壞模式以及穩(wěn)定性情況。土質(zhì)邊坡、散體結(jié)構(gòu)以及破裂結(jié)構(gòu)邊坡的穩(wěn)定性大多都會受到最大剪應力面的控制，因此，對這類邊坡的邊坡開挖過程進行研究分析，就要在對潛在滑動面的位置的判斷基礎之上進行，并且根據(jù)強度穩(wěn)定性分析來對相應的邊坡穩(wěn)定性進行評價，為支護設計的優(yōu)化提高有效的參數(shù)。重點高邊坡支護優(yōu)化設計在對邊坡支護進行優(yōu)化中，要由對變形破壞的過程進行模擬來研究邊坡開挖過程的不同變形階段，由地質(zhì)體所處的演化階段以及變形破壞機制來對支護方案進行篩選，要按照具體的規(guī)范標準來進行靜力學設計，要按照數(shù)值模擬的結(jié)果來研究地質(zhì)體以及治理工程結(jié)構(gòu)之間的相互作用，并由此來進行方案的優(yōu)化設計。高邊坡優(yōu)化設計要建立在精準的地質(zhì)模型的基礎上，利用控制過程技術(shù)來完成，而且還需要特別關(guān)注邊坡的穩(wěn)定性評價，根據(jù)原有的設計方案進行改進。邊坡優(yōu)化要注意變形控制以及災害控制，要將采用適宜的支護措施來是變形控制在允許范圍之內(nèi)，要結(jié)合反饋信息以及穩(wěn)定性分析結(jié)果來進行有針對性的優(yōu)化。結(jié)語：在實際研究中，要通過業(yè)主、設計單位以及施工等單位的共同努力、參與來對科研成果進行應用，以使研究成果更早的指導實際施工。要以高邊坡普查、優(yōu)化設計建議的提出、邊坡優(yōu)化的重點研究的思路來進行高邊坡優(yōu)化設計。高邊坡優(yōu)化設計方案要在具體的模型分析的基礎上進行，要注意施工以及監(jiān)測的反饋信息以及穩(wěn)定性評價，對支護的效果進行驗證，不斷改進設計方案，達到最佳效果。對高邊坡的穩(wěn)定性評價以及支護的優(yōu)化設計過程實際上是一個貫穿于整個施工期的動態(tài)過程，需要在整個施工過程中根據(jù)實際情況來進行。本研究基于一定的工作思路以及研究方法對公路高邊坡提出了穩(wěn)定性評價以及優(yōu)化設計，這對公路施工質(zhì)量以及效率的提高、公路運行的安全性的提高具有一定的指導性意