公路路基边坡问题现状研究

关键词：路基边坡；稳定分析；边坡设计

路基边坡包括填方路堤边坡和挖方路堑边坡，是公路的重要组成部分。长期以来，路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个常见但研究程度低的课题。80年代中期以前，我国主要以低等级公路建设为主，深挖高填较少，公路建设投资不大，因而路基边坡稳定问题较少，坡面防护工程不作为道路建设的主体工程，在公路工程建设中对边坡的防护常常被忽视。进入90年代以后，我国大量修建高等级公路，遇到大量的高填深挖路基，边坡稳定问题日渐突出。90年代初期，边坡防护与加固仍主要沿用低等级公路的边坡工程技术或借鉴铁道部门的经验来实施局部处理，由于在边坡处治时缺乏综合考虑，为工程埋下隐患。例如早期建成通车的沈大高速公路、深汕高速公路等。通车后路基边坡发生滑塌，造成了较大的经济损失和不良的社会影响。90年代后期，中国公路建设进入了前所未有的高速发展阶段，吸取前期公路建设的经验教训，高等级公路路基边坡的综合治理受到重视。各地结合当地工程实践开展了一系列公路路基边坡防护与加固技术研究，路基边坡工程理论与实践取得了很大的进展。

一、公路边坡现状及防治工程 1.公路边坡问题研究现状

研究分析阶段：人们已逐渐认识到岩体结构对边坡稳定的控制作用。边坡稳定性的可视化建模和非线性理论评价阶段：大量基础资料的积累和边坡工程实例的增加，使得可视化 建模在边坡稳定性评价和治理中的应用将表现出较强的实用性和光明的应用前景。 2.公路边坡工程设计的特点和要求 2.1 边坡工程设计的特点

非标准设计：不同类型的边坡有不同的特点，同类边坡和灾害也会因形成条件、成因机制、稳定状态等的差异而具有各不相同的特点，边坡治理工程设计对每个边坡的治理部位和范围、采取的方案和措施也是互不相同的。所以，边坡治理工程设计属非标准设计，必须对每个边坡进行具体的针对性设计。

风险性设计：a.不稳定边坡都是不良的复杂地质体；b.治理工程承受来自边坡体和外界的各种荷载，不仅自身应具有足够的抗变形和破坏的能力，而且还要求下伏的地质体也具有优良的性质；c.边坡治理工程技术迄今还是一门不严谨、不完善、不成熟的科学技术。因此，边坡治理工程设计必然存在着相当大的风险性。 应急设计：边坡形成虽然都有一个较长的孕育过程，但其发生灾害却往往具有突发性。 为了防止边坡地质灾害的发生或减轻其危害程度，在边坡灾害发生前后开展的防治工程设计，不少情况下具有应急设计的特点。此种情况下，通常是边勘察、边设计、边监测、边施工。 综合防治设计：单一的治理工程措施有时难以承受来自边坡体和外界的荷载，从而导致工程失效。因此，针对每个边坡的特点，在不同部位采取不同的措施，进行综合防治是非常 重要的。即使工程投资不能一次到位，也应在治理方案的基础上，进行分解，采取分期、分步实施的办法进行综合防治。

2.2 边坡工程设计的基本要求

在特殊荷载组合条件下，防治工程仍能保证灾害体的整体稳定性，不致造成危及人员生命等重大的地质灾害。在正常荷载组合条件下，防治工程应保证灾害体无明显的破坏，不会造成危及建筑物安全的地质灾害。应注意与公路、当地环境发展相适应，与市政规划、环境保护、土地管理和开发相结合，并在安全、经济、适用的前提下尽量做到美观。 2.3 防治工程设计的依据和基础资料

地形资料：地形图及平面、高程控制。气象水文资料：气温、降雨、冻结深度、暴雨；

水文、流量、淹没、冲淤等。防治工程勘察资料：地质体的类型、年代、成因、产状、分布；岩土的工程性质及变异性；地质构造的性质、展布及对工程的影响；自然或人为不良地质现象及对工程的影响；地下水类型、水位及埋深、动态、补给排泄条件及地层渗透系数；水与土对建筑材料的腐蚀性；地震基本烈度，地震动参数；特殊岩土的测试与评价。 二、 路基边坡工程设计理论

公路是沿地表建设的线状构造物，延伸长度非常长，对环境影响大，跨越的地质地貌单元多，所遇到的工程地质条件好坏不一、复杂多样。判断一处边坡是否安全，取决于对边坡所处自然环境与地形地质环境的了解程度，以及能够把握住保持边坡安全的基本条件。工程边坡设计是否合理要综合考虑其安全性、经济性和环保性。现行的路基边坡设计在整个公路设计过程中受重视程度较低，究其原因，主要是在路线勘测设计阶段对工程地质条件了解不够充分，设计缺乏针对性，往往导致施工时边坡失稳，频繁变更设计，造成很大经济损失。反过来说，如果片面要求公路全线进行详细的工程地质勘察，同样也会由于路线长、工程地质条件好坏不一，增大很多投资，造成一些不必要的浪费，而且对地质资料的掌握仍然不容易满足设计要求。因此有必要调整边坡的设计思路。公路路基边坡加固与防护设计应遵循以下几个原则：

1.并行性。并行设计是现代设计的重要内容，在综合集成制造系统（cmis）领域中广为应用。由于边坡工程条件非常复杂，因此严格按照岩土工程要求将滑坡治理过程明确划分为勘察、设计和施工几个阶段是不现实的。但是并行设计必须建立在非常充分的可行性研究基础上，国内典型滑坡治理工程中，长江三峡链子岩危岩治理过程是成功的并行设计范例，公路高边坡治理中，应用并行性思路进行设计的报道还未见。 2.反馈性。反馈设计又可称为动态设计或信息设计，它建立于监测基础上。90年代以来，以潘家铮院士为代表的学者在设计和加固水利工程边坡时提出了该方法。其基于施工期逐步明朗的地质条件及监测结果，对岩体工程进行动态设计，达到优化设计结果。反馈设计的前提是要根据现场施工监测资料对原设计进行正确的反分析，在此基础上进行反馈设计，目前在深基坑支护，高边坡工程得到初步应用。

3.智能性。如前所述，智能科学应用于边坡工程领域是一个具有重要意义的研究方向，目前正处于开创性阶段。对复杂边坡工程系统，通过智能科学方法进行规划、决策和设计是二十一世纪的发展方向。

4.绿色性。绿色设计已成为现代边坡工程设计的重要组成部分。半个多世纪以来，发达国家高速公路建设和公路环境建设的发展里程清楚地告诉我们：生物环境工程是公路环境治理工程的主体，必须在公路规划、设计的同时予以考虑，应用先进的绿化工程技术恢复与重建植被是公路生物环境工程的内涵。因此在路基边坡加固与防护设计时，应当结合公路沿线的地形、地质、气候特征，正确设计边坡植被防护与加固工程。 三、结语

总之，搞好公路建设，确保路基边坡稳定、安全，搞好环境保护，要深入了解现场，针对不同的工程土质、水文、气候等特点设计灵活的防护形式，并加强施工管理，这样才能建设―条安全之路、生态之路、人文之路。