山區(qū)公路邊坡穩(wěn)定性分析及治理研究

【摘 要】本文從公路邊坡穩(wěn)定性的理論分析入手，對公路路基邊坡的影響因素及其治理技術(shù)進行分析探討，為山區(qū)公路的施工的順利進行和工后的安全運營提供理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；邊坡穩(wěn)定性；理論分析；極限平衡法；處治技術(shù)

1 概述

隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，公路邊坡出現(xiàn)的越來越多，伴隨著的公路邊坡穩(wěn)定問題也越來越嚴重，尤其是在山區(qū)修建公路，山區(qū)公路由于受地形條件限制，往往需要開挖山體而形成路塹邊坡，由于邊坡的切腳效應(yīng)常常導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)定，路塹邊坡的穩(wěn)定性問題已成為當前山區(qū)公路建設(shè)和運營安全的關(guān)鍵問題，同時也是公路勘察設(shè)計中的難點之一。

2 公路邊坡穩(wěn)定性的理論分析

公路邊坡穩(wěn)定性分析的方法大體上可分為定性分析方法和定量分析方法兩大類。其中定量分析方法主要有極限平衡法、極限分析法（有限元、邊界元、離散元等）及可靠度分析方法。對公路土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性進行分析時，利用極限平衡法對不同的潛在滑動面進行試算，從中尋找出安全系數(shù)最小的滑動面，是一種常用的方法。

2.1 極限平衡法

目前工程中用到的極限平衡穩(wěn)定性分析方法有：Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、Sarma法、楔形體法、平面破壞計算法、傳遞系數(shù)法以及Baker-Graber臨界滑面法等。

2.2 有限差分法

目前該方法在國內(nèi)已被廣泛應(yīng)用于公路邊坡、工程地質(zhì)、巖土力學(xué)分析、如礦體滑坡、煤礦開采沉陷預(yù)測、水利樞紐巖體穩(wěn)定性分析、采礦巷道穩(wěn)定性研究等。

3 公路邊坡穩(wěn)定性影響因素及其處治技術(shù)

山區(qū)公路邊坡的失穩(wěn)破壞主要分為滑坡、崩塌和剝落三種。主要由雨水、地震、爆破、風(fēng)化等因素引發(fā)，其中地震、爆破等可以直接引發(fā)邊坡滑坡，而地表水和地下水侵蝕、裸露風(fēng)化等主要依靠長期的過程導(dǎo)致邊坡抗滑力下降引發(fā)災(zāi)害。

3.1 邊坡成分及其強度參數(shù)影響

現(xiàn)階段我國山區(qū)公路邊坡的強度主要依靠巖石土的強度決定，而土的強度參數(shù)主要體現(xiàn)在粘聚力和內(nèi)摩擦力上，土的顆粒大小不一樣，組成邊坡的土的種類不一樣，邊坡所能承受的抗剪強度也不相同。

3.2 邊坡坡度和施工因素影響

邊坡的坡度用其高度和底部寬度的比來表示，坡度越小越安全，但為了方便施工，往往造就了一個又一個的高邊坡。

3.3 人類活動和工程建設(shè)影響

隨著人類工程活動的頻繁，出現(xiàn)很多違規(guī)挖填土的行為，隨意開挖坡腳填土，或者在坡頂修建建筑物增大坡體下滑力，也有公路附近大工程的建設(shè)給公路邊坡施加了側(cè)壓力，這些都給邊坡的穩(wěn)定性注入了不穩(wěn)定因素，另一方面在工程施工過程中無防護無定向的爆破，都會改變邊坡內(nèi)部的力學(xué)性質(zhì)和水文地質(zhì)條件，使抗滑力減小，下滑力增大。

3.4 水文地質(zhì)條件和自然環(huán)境影響

由于不同地區(qū)不同季節(jié)各地邊坡的自然條件不一樣，最主要是含水量不一樣，地表降雨和降雪融化后都會滲透入邊坡內(nèi)部降低軟弱夾層的摩擦力。

4 公路路基邊坡穩(wěn)定性預(yù)防和防治措施分析

（1）因地制宜，做好邊坡防護工作

工程建設(shè)中邊坡出現(xiàn)頻繁，必須因地制宜，根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件，工程地質(zhì)條件等，合理選擇坡度，選擇適合的材料對邊坡進行加固，將邊坡上部一定范圍的覆蓋土層削掉，是坡度放緩。

（2）對邊坡實行噴錨加固和土石攔截措施

目前邊坡支護主要的方法是噴錨支護，是土質(zhì)邊坡顆粒加密或與注漿成高強混合物。其次在坡面需要采取攔截措施，防止石塊下落、小型崩塌等影響行車安全的情況發(fā)生，在勘察設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)落石翻滾、彈跳以及落點位置提前來確定其位置、形式和尺寸，而一般的攔截措施包括修建落石槽、攔石墻、金屬網(wǎng)等。

（3）做好邊坡生物防護和綠化，保持邊坡穩(wěn)定不僅需要技術(shù)防護，同時生物防護也可以起到重大作用，在邊坡開挖過程中，植被遭到破壞、水土流失嚴重，給邊坡長期穩(wěn)定帶來了很多安全隱患，可以通過對比挑選植物品種，把握種植時機，對沿線邊坡實行生態(tài)防護，這樣既可以保持水土不流失，同時對沿線綠化做出很大貢獻，另一方面相對其他防護措施工程造價低，實用性高，而且耐久性強，具有很大的現(xiàn)實意義。

（4）正確計算分析，理論符合實際：在邊坡產(chǎn)生之后，必須對公路邊坡進行穩(wěn)定性計算，現(xiàn)階段的極限平衡分析法、有限元分析、數(shù)值軟件分析等都可以對邊坡進行安全系數(shù)的求解，以及解出滑移面和危險滑動面，進而根據(jù)危險截面來確定安全加固措施，因此，在工程建設(shè)階段，必須理論和實際兩手抓，在理論計算后進行工程加固，確保公路邊坡穩(wěn)定性，保證整個公路工程建設(shè)的穩(wěn)定進行。

（5）做好邊坡監(jiān)測工作，提前預(yù)防失穩(wěn)發(fā)生：隨著邊坡出現(xiàn)的越來越頻繁，危害越來越大，工程上對邊坡穩(wěn)定的預(yù)測技術(shù)也在逐漸加強，如探地雷達、地震勘探、數(shù)字攝影和放射測量等方法；現(xiàn)階段主要依靠采集邊坡的變形和位移信息，研究邊坡的變形機制和破壞特征，從而提前發(fā)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定狀況，及時采取相關(guān)措施對邊坡進行加固，將災(zāi)害扼殺在開始狀態(tài)，這樣既能降低經(jīng)濟損耗，又能對人們生活不構(gòu)成影響，是最有現(xiàn)實意義的方法。

5 結(jié)語

公路路基邊坡的穩(wěn)定性一直是公路工程人員重點關(guān)注并著重解決的問題，公路邊坡的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到工程的施工進度、施工安全和今后線路的安全運營，另一方面也會給公司利益和人民生活安全帶來嚴重影響。因此，本文對山區(qū)公路邊坡穩(wěn)定性理論分析和防治技術(shù)進行了分析研究，為公路邊坡的施工和治理提供理論基礎(chǔ)，希望以后在公路邊坡施工中要加強公路邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測和防治工作。

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