郑文成1，2
1.中国能源建设集团广东省电力设计研究院 广东广州；2.广东科诺勘测工程有限公司 广东广州
摘要：介绍了某高速公路工程地质现状，通过分析边坡的工程地质条件，对边坡的稳定性进行定性分析和定量评价，并对边坡防护提出了几点建议。最后对边坡稳定性研究及其方法的发展思路进行了探讨。
关键词：高速公路；边坡稳定性；分析与评价
引言
随着经济的发展，高速公路建设步伐加快。高速公路为线性带状建设工程，其沿线工程地质条件复杂多变，地形地貌差异很大，但又具有明显的区域特征。深挖路堑作为高速公路的工点工程，其稳定性受地层岩性，构造结构面、风化结构面、地表水及地下水等多种因素的影响。因此，高速公路深挖路堑稳定性分析是一个相当艰巨而复杂的工作。本文以某高速公路深挖路堑为例，对边坡的稳定性进行了分析与评价。
1工程概况
线路左侧深挖路堑总长约230m，线路走向259o，边坡开挖后，将在路线左侧形成高约82m的岩土混合边坡，在路线右侧形成高约40m的岩质边坡。深挖路堑地形地貌及平面位置见图1。
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图1 深挖路堑平面图
2工程地质条件
2.1地层分布情况
深挖路堑段范围内上覆地层为稍密碎石土，下伏基岩为强~中风化粉砂岩、中风化白云质灰岩、强风化构造角砾岩。
（1）第四系全新统残坡积（Q4el+dl）：稍密碎石土及硬塑粉质黏土；
（2）泥盆系中统郁江组（D2y）粉砂岩：强风化及中风化粉砂岩，岩层产状80°∠50°；
（3）泥盆系中统东岗岭阶下段（D2d1）白云质灰岩：F8断层北侧岩层产状250°∠15°，F8断层南侧岩层产状10°∠10°，且发育两组节理，节理J1= 70°∠70°，节理J2= 15°∠85°；
（4）泥盆系中统东岗岭阶上段（D2d2）构造角砾岩：强风化及中风化构造角砾岩，岩体极破碎。
2.2地质构造情况
F8、F15和F18断层通过工程区，分述如下：F8断层，断层北东段，走向为NEE向，倾向NNW，倾角65°～70°；断层南西段，走向为NNE向，倾向NWW，倾角55°～70°，该断层不是活动性断裂，不考虑活动性断裂对深挖路堑段路基稳定性的影响；F15断层，断面陡波状，断层构造岩主要为断层角砾岩、糜粒岩、断层泥等，断层与线路交角83°，该断层不是活动性断裂，不考虑活动性断裂对深挖路堑段路基稳定性的影响；F18断层，断层切割D2d1白云质灰岩、和D2y砂岩地层，该断层不是活动性断裂，不考虑活动性断裂对深挖路堑段路基稳定性的影响。
2.3 水文条件
深挖路堑段所在山体，地表水不发育。暴雨期间坡体上将形成坡面径流，不仅对自然坡体进行冲刷破坏作用，而且对路堑开挖施工及其运行产生不利影响。
地下水多为孔隙水和岩溶水，局部地段分布裂隙水。地下水主要接受大气降水及远源地下水径流补给，自山坡分水岭向沟谷方向径流，排泄于附近水库或沟谷等低洼地段。地下水埋深较大，对路堑边坡稳定影响不大。
3边坡稳定分析
3.1定性分析
线右侧边坡主要出露白云质灰岩，岩层产状250°∠15°，属逆向坡，边坡整体稳定性较好，F15与F18断层分别与边坡大角度相交，坡体局部分布的破碎带会对边坡稳定性产生不利影响。
线左侧边坡被F15断层分成两部分，边坡典型剖面见图2及图3。
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图2 F15断层东侧坡体典型剖面 图3 F15断层西侧坡体典型剖面
F15断层东侧坡体主要为强～中风化粉砂岩，岩层产状80°∠50°，属逆向坡，F15断层破碎带灰对边坡稳定性产生一定不利影响。F15断层西侧坡体主要为中风化白云质灰岩，根据图4分析，岩层倾向与坡面倾向基本一致，属顺向坡，但岩层倾角较缓，对坡体稳定性影响较小；J1、J2的交线与位于人工边坡投影弧内侧，交线倾向与坡面倾向相反（内倾），对边坡稳定性影响小；岩面C分别与J1、J2其他组合交点位于坡面投影弧另侧，结构面交线外倾，倾角小于天然边坡倾角，即结构面组合线在天然边坡坡面没有出露，不会切穿边坡岩体，边坡处于较稳定状态。
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图4 F15断层西侧人工左边坡赤平投影图
3.2定量分析
根据边坡岩土体条件，采用极限平衡条分法，计算边坡稳定性系数。计算时按强降雨状态下不利工况条件进行，只考虑土体自重，不考虑地震力影响，不考虑渗透压力影响。
表1 各岩土层设计参数建议值表
岩土名称天然重度γ（kN/m3）黏聚力c（kPa）内摩擦角φ（°）地基承载力基本容许值?a0（kPa）基底摩擦系数μ
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由上表各岩土层设计参数建议值计算成果可知，边坡坡率为1：0.75～1：1.00时，边坡稳定性系数在正常工况时为1.10~1.20，在非正常工况下边坡稳定性系数为1.02~1.10。根据不同工况计算的稳定性系数可知，设计边坡处于相对不稳定平衡状态，在扰动及上部附加荷载的作用下易失稳。强降雨期间或长期浸蚀冲刷条件下可能发生较大规模的边坡失稳。
4建议
边坡开挖时可采用逆作法，分级开挖，现场施工时应根据开挖后岩层的实际倾角调整边坡的坡率，并及时进行防护加固，避免全面开挖，严禁大爆破作业。边坡采用预应力锚杆与框格梁护坡，坡顶设置截水沟，坡面设计排水孔，坡底设置排水沟。边坡防护设计宜采取工程防护与植物防护相结构的综合防护措施。
5结语
通过对深路堑进行详细的地质地勘察，查清了坡体的岩土层分布、地质构造、岩体结构面、地表水及地下水等情况，对坡体稳定性进行定性和定量分析，较好的判定了该研究区坡体的稳定性，对边坡的开挖及防护具有指导意义。
目前国家处于大规模建设时期，高速公路工程形成了越来越多的高陡边坡，边坡的稳定性又直接影响工程的安全可靠性，因此边坡的稳定性评价成了大家关注的焦点。边坡稳定性评价应根据现场勘查、场地分区、局部和整体破坏模式的分析，选取合适的方法进行评价，避免单一类型评价方法的局限性，要兼顾所有影响边坡稳定性的因素，进行综合评价。
参考文献：
[1]丁恩保，黄昌乾.边坡工程常用稳定性分析方法.水电设计，1999.
[2]黄传志，张敬，孙万禾.边坡稳定性分析的精确方法.中国港湾建设，1999
[3]张雄.边坡稳定性分析的改进条分法.岩土工程学报，1994.
[4]岩土工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1994
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切断了含水层会使得附近的土体强度有所下降，这不但会增减土体的开挖困难和开挖以后边坡极易发生塌方，而且地基容易遭到水的浸泡，所以需于开挖基坑的时候选择对策来把地下的水面降到基坑下边，使得土体于基坑的开挖时土体能满足无水的状态且达至相应强度，使土体水平的抗力有所提升。于基坑降水的时候，需先加以实验井抽排水的实验，再按照工程桩与围护体部委对降水井合理加以布置，装设排水的井管时需确保井口的标高相同，选择扶正器保证井管不与井壁相靠，并且确保其外边有相应厚度来填砾，于安设的时候不能凭借外力来下压井管，预防对过滤器的结构造成损坏，在装设完井管以后可加以洗井，最后的效果需确保井里出清水和内部无砂且出水量要均匀，在后续降水当中需及时对出水的情况加以观察，基坑的降排水如图3所示。
4结束语
桥梁基坑的施工于桥梁整体的施工当中的地位极其关键，是确保桥梁与桥体稳定、安全的前提。于基坑的施工当中，各施工阶段需采用合理工艺和技术进行施工，并且可对出现的特别问题和环节及时加以解决，保证顺利结束桥梁的基坑施工，给整座桥梁的施工打下坚实基础。
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图3 基坑的降排水
参考文献：
[1]宗朝阳，江曾群.桥梁工程深基坑施工技术探讨[J].住宅与房地产，2017，（06）：237-238.
[2]董贵宾.桥梁基坑施工技术要点控制分析研究[J].消费导刊，2015，（03）：246-248.
[3]姜廷磊，皇维军. 浅谈桥梁深基坑施工技术[J].房地产导刊，2017，（10）：92.
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3提高公路路线设计的改善措施
3.1注重公路标志设计
在公路路线设计中，标志为驾驶人员提供积极完善的道路信息，因此标志的设计必须完善且合理，充分应用标志的作用为公路运营提供必要的信息。特别是特殊路段，如连续转弯路段则设置连续转弯提示标志，提醒驾驶人员连续转弯；山区路段则需提示前方落石、临崖等标志，提示驾驶人员注意行车安全。合理设置标志能够为驾驶人员提供良好的提示信息，提醒驾驶人员注意安全，并保持合理的行车速度和距离。在特殊路段还可以通过设置信号灯，提醒车辆有次序的通过，确保车辆通行安全。
3.2加强监管力度
公路建设过程中，监管部门要加强监管力度，确保建设的每个环节都在规范控制范围内。在设计阶段，要加强勘查过程，对施工图设计进行科学审核，确保交通安全影响因素考虑全面，形成完善的设计文件；在施工过程中，专业技术人员必须按照设计文件严格施工，每道工序都必须验收后才可进行下一道工序施工，出现质量问题必须立即处理，不能瞒报，更不能偷工减料，确保施工质量；公路施工完成后要进行质量检测，特别是路面结构压实度、厚度、弯沉、路面抗滑及交安设施的验收检测，近年来路面抗滑及交通安全设施成为交通事故发生后，经常出现争议的问题，因此无论设计、施工，还是养护管理都必须重视公路各项技术指标的科学与合理，保证公路施工质量。加大对驾驶人员的安全教育工作，教育广大驾驶人员不能超速、禁止超载、禁止随意改造货车，通过宣传教育，严禁酒驾及醉驾，发现问题严肃处理，在全社会形成良好文明的驾驶行为，确保公路运营安全。
3.3创新公路施工技术
在公路建设过程中，不仅要重视设计工作，还要创新施工技术。只有采用先进的施工技术才能确保施工质量，才能保证设计目标的完美展现。在公路施工过程中，应引进先进的施工工艺及设备，积极采用新材料，建造高质量的工程项目。特别是在路基路面施工中，要根据工程项目的实际情况，多进行考察交流，借鉴先进的施工管理经验，但不能完全照搬，根据自身项目的实际情况进行科学选择，确保路基路面的施工质量。
4结语
在公路运营过程中，交通安全成为人们日益关注的问题。为确保公路运营安全，在公路路线设计过程中，要充分考虑交通安全因素的影响。对交通安全影响因素要从人为因素和自然因素等方面科学全面分析，从公路视距、路面的线性、路面结构、平面交叉、公路标志等进行科学合理设计，不断引进先进的设计理念和管理经验，加强项目建设全过程管理，确保公路建设项目施工质量，才能为公路运营安全提供必要的支撑。
参考文献：
[1]薛 墒.浅谈公路路线设计中交通安全的影响因素[J].中国新技术新产品，2019，01
[2]王 蔚，陈 浩.公路路线设计中的交通安全影响因素研究[J].公路交通科技（应用技术版），2018，12
[3]唐世海.公路路线设计中交通安全影响因素探讨[J].企 业 技 术 开 发，2019，03
论文作者:郑文成1，2
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
标签：断层论文; 稳定性论文; 公路论文; 基坑论文; 岩层论文; 产状论文; 活动性论文; 《防护工程》2019年19期论文;