高边坡设计论文范文
时间：2023-10-31 21:05:57
高边坡设计论文篇1
摘要：本文主要针对青兰高速山西段黄土高边坡的具体情况，在边坡稳定的前提下，建立不同的坡体设计模型，并对所得模型进行比较分析得出其高边坡的最优设计。
关键词：黄土高边坡 稳定 比较分析
0 前言
由于黄土独特的物质组成、结构及其所处的地貌和构造环境，在切割强烈、地形起伏较大的黄土沟壑和塬、梁、峁区修建高速公路，因技术要求和条件限制，不得不进行大量的开挖，形成髙陡的公路黄土边坡。
1 试验段概况
试验段地处黄河中游，位于山西西南边隅，吕梁山南端，东以石头山、金岗岭、姑射山为界与蒲县、尧都区、乡宁接壤，西临黄河与陕西宜川相望，南以下张尖为界与乡宁昌宁镇相接，北以处壑沟为界与大宁相临。
试验段边坡位于黄土低中山区，微地貌为中缓坡，陡坎，路线左侧为刘家沟，沿路线走向地势右高左低，地面总体向刘家沟倾斜。植被发育，主要为荒草灌木，分布于整个路堑范围内。
2 边坡优化理论
本文将采取“陡坡宽台”的设计理念，即在保持边坡总坡率不变的情况下，合理的减少原设计中每一级坡的高度并且增加其单级坡的的坡角。与此同时，增加其各平台的宽度并达到所要求的总坡率。对原坡型进行设计比较，以便找到更适合各区的公路黄土高边坡的合理坡型。
3 优化方案
以三种不同坡型对原坡型进行设计，其具体设计如下所示：
（1）原坡型:第一级坡高8m，坡率为1:0.5，平台宽4m；第二级坡高8m，坡率为1:0.75，平台宽2m；其余每8m高设一级，每级边坡坡率为1:0.75，并设2m宽平台。在32m和40m高处设8m和4m的宽平台（图3-1）。
（2）方案一:第一级坡高8m，坡率1:0.4，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.4，并设2m宽平台。在16m、32m和40m高处设4m、6m和6m宽平台（图3-2）。
（3）方案二:第一级坡高8m，坡率1:0.3，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.3，并设2m宽平台。在16m、24m、32m和40m高处设4m、4m、8m和6m宽平台（图3-3）。
（4）方案三:第一级坡高8m，坡率1:0.5，平台宽度3m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.5，并设2m宽平台。在32m和40m高处设6m和6m宽平台（图3-4）。
3-1 山西省原公路边坡设计 图3-2 1:0.4坡型设计
图3-3 1:0.3坡型设计 图3-4 1:0.5坡型设计
4 优化经济对比
由于坡率和坡高的不同会引起坡型的改变，从而导致土石方的削方量不同，使其工程预算也随之改变。然而，预算的不同往往能影响投资者和施工者对该工程的期望和施工。因此，设计一个结构上稳定、经济上合理、外观上美观的边坡是至关重要的，本文对不同坡率的设计坡型与原坡型在其削方量上进行对比，其对比结果如表4.1所示。
表4.1 不同坡率的设计坡型与原坡型在削方量上对比
根据山西省工程预算定额的规定，按要求根据上述的汇总数据对以上四种不同坡型的土坡进行工程预算，其中包括直接工程费、施工技术措施费、施工组织措施费、综合费用、规费、税金及总价等一系列的资费。其总预算如表4.2所示。
5 结论
在坡体稳定的基础上，对原设计和优化设计的四种不同的坡型经过经济比对可知，坡率为1:0.3的坡型所需的预算最少，原设计方案所需的预算最高，坡率为1:0.4和1:0.5的坡型所需的预算居中，达到对坡体进行优化的效果。
参考文献：
[1]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJ013-95）.人民交通出版社，1995.11
[2]交通部第二公路勘察设计院.路基（第二版）.人民交通出版社，1995.11
[3]交通部铁路第一设计院.铁路地质手册.人民交通出版社，1995.11
[4]铁路工程设计技术手册《路基》（修订版）.中国铁道出版社，1992
高边坡设计论文篇2
关键词 路基边坡 边坡病害 侵蚀机理 防护适用性 植物防护 防护区划综合防护设计
Stuedy on Side Slope Protection System of Expressway
AbstractThis paper analyses the types of side slope damages，reasons and principles of the damages.This paperalso explain the types，characters and selecting principles of protection methods.
Key wordsSubgrade side slopeSide slope damageDamage principle Protection availability Plant protectionProtection district Compr ehensive protection design
1前言
随着我国公路建设的飞速 发展 ，高等级公路边坡综合防护系统 研究 日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要 内容 之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、 经济 、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。
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薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于 交通 量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门 应用 ，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的 社会 影响 ，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。 与此同时，防护技术在 理论 方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。
因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。
2国内外研究概况 随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着 科技 的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。
高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。
在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。
如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。 反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真 总结 ，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的 问题 有：
(1)缺乏系统的防护方案、措施 研究 和综合设计；
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程 经济 比较 分析 ；
(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；
(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。
总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。
3边坡侵蚀机理研究
通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)： 式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视 。
边坡在 自然 界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。
4边坡防护类型及公路植物特性研究
作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是 影响 公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；
(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。
5边坡综合防护设计原则与注意事项
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；
(4)护坡 方法 应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；
(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；
(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实； (8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；
(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；
(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。
6高等级公路防护区划的思想
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。
7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案
7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。
7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案 7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案 8主要结论
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面 理论 上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点； (3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；
(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路 防护类型区划；
(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则；
(7)根据上述的研究成果，推荐出了河南省不同区划内的边坡综合防护设计方案，供设计人员 参考 。
高边坡设计论文篇3
论文摘要：介绍尤溪口车站路堑岩体高边坡施工过程中的动态设计。
1概述
尤溪口车站是外洋至福州铁路电气化工程的一个新建车站，2000年开工建设，2001年竣工。车站位于尤溪口水库北岸山坡，线路右临水库，左侧穿越山坡，山体自然坡度35“左右，相对高差160m。车站的重点工程是三段高边坡的开挖和边坡支护，长度分别为238. 00 m， 227. 00 m和227. 14 m，边坡最大高度60 m，挖方数量大，支挡防护工程艰巨。车站施工图设计于1999年8月完成。在施工过程中，针对岩体高边坡工程的特点，根据实际开挖揭示的地质情况，进行动态设计，及时修改设计和施工方案，确保了工程的安全稳定和车站的竣工通车。
2地质概况
地面植被较茂密，表层有厚度约3m的坡残积粘性土，基岩主要为古生代变质岩—石英云母片岩。岩体受构造影响强烈，构造节理发育，有的节理面可见擦痕和硅化面，岩块上可见强烈的小褶皱和节理切割错断迹象，岩体风化带和风化节理很发育，全风化带厚5一10 m左右，下部为中等风化带。边坡岩体被结构面切割成碎石状和块状。岩体主要节理有5组，节理产状:1200乙450一600;3300乙650; 1950乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。
片理产状:800一95“乙29“一450
线路走向边坡倾向2020
由边坡与岩体结构面的关系可知，不利于边坡稳定的结构面主要有三组，即:2400乙650; 1700
乙630;195乙35一5800
路堑挖方深度内无地下水，但降雨时，由于岩体节理发育，开挖裸露后，成为雨水人渗的路径，降雨期会出现临时性裂隙含水现象，因而影响边坡岩体的稳定。
3施工过程中的动态设计
(1)车站路堑高边坡地段的施工图设计，是1999年8月完成的，设计方案为15 m高挡墙，上接1一3级(1520m)的高护墙，护墙坡率为1:0.5，1:0. 75和1:1。
2000年3月，根据1999年9月颁布的新铁路路基设计规范，经现场设计复查，为减少大量的高边坡护墙施工的难度和护墙浆砌片石污工量，于2001年4月作了修改设计，将挡墙顶以上的护墙改为挂网喷浆轻型防护。
(2)在2000年6月，路堑高边坡地段按2000年4月的修改设计开挖。至2000年9月，路堑上部开挖基本达到设计形态，岩体的构造节理和风化带基本裸露，同时也出现了局部边坡岩体开裂或坍滑。根据实际开挖和岩体变形情况，经过进一步的施工地质工作，全面查明了岩体风化情况和结构面组合特征，发现岩体很破碎，风化强烈，且存在三组不利结构面，导致由其组合产生的楔体状坍滑。
高边坡设计论文篇4
关键词：黄土高边坡；稳定性；坡型；极限平衡法
中图分类号：C35 文献标识码： A
近些年，随着国家西部大开发战略的深入推进、国家能源经济结构的调整，陕北的高产油气呈现出蓬勃的发展势头，伴随着工程建设的不断发展，陕北黄土地区上的油气站场形成的高边坡也越来越多。本文以延长气田某集气站场的高边坡为例，探讨分析陕北黄土地区高边坡的设计思路和设计方法。
1 黄土的特殊性质及地质结构
1.1 黄土的特殊性质
黄土是一种第四纪松散沉积物，在我国以西北地区（陕西、陕西、甘肃）的黄土地层分布最厚，最完整。黄土的主要特征有：颜色为淡黄、褐黄或灰黄色；颗粒组成以粉粒为主；具多孔性；富含碳酸钙；垂直节理发育。按地质年代可分为新近沉积的黄土（Q4）、马兰黄土（Q3）、离石黄土（Q2）、午城黄土（Q1）。
黄土的特殊性质：
（1）湿陷性
湿陷性又分自重湿陷和非自重（在自重和外荷载作用下）湿陷两种表现。从地质历史来说，一般地质年代Q3以前的黄土所表现出来的湿陷性已经不明显了；另外，黄土的湿陷性与其含水量、孔隙率及干密度也有关系，一般情况下，随着含水量的增大，黄土表现为压缩性增高，相应的以湿陷系数表示的湿陷性降低。
（2）结构性
由于其特殊的堆积环境、成岩的作用过程及颗粒组成的微观结构，黄土一般具有一定的结构性，这就是我们一般常说的黄土内部具有明显的垂直节理，在宏观上表现为黄土的直立性。于国新在文献中[1]认为黄土能够直立主要得益于黄土内部分布众多的针状空隙，这些针状空隙如同无数个微缩版筒状剪力墙，它通过颗粒之间的凝聚力把空隙之间的颗粒连成一个整体，从而保证了整体结构的稳定性。
（3）吸水势
吸水势亦称基质吸水势。吸水势的力学效果是一种负空隙水压力效应，使黄土具有很高的强度。这种强度随着含水量（饱和度）的增高而降低。一般，当含水量超过25%或土的饱和度大于65%时，由吸水势产生的负空隙水压力效应就降得很低，直至消失，这时，黄土的强度也会降得很低[2]。吸水势反映出黄土的抗剪强度对水是非常敏感的，水是降低黄土抗剪强度一个非常重要的因素。
黄土边坡的破坏形式和破坏程度与其地质结构紧密相关。不同区域的黄土，性质差异很大，黄土边坡遇到的工程问题也不相同。因此，正确建立边坡地质模型，对黄土边坡设计和稳定性分析有着重要的意义。
根据滑坡所涉及的地层与结构，黄土滑坡主要可分为3大地质结构模型[3]：
黄土内滑坡，滑动面（带）在黄土地层内部，沿软弱层滑动。黄土内滑坡根据黄土所处的地质年代又可细分为新黄土单一结构模型、新老黄土组合模型、老黄土单一结构模型、老黄土与古黄土组合模型等。黄土内滑坡的滑动面（带）大多位于有上层滞水的古土壤层的顶部。
黄土与基岩接触面滑坡，滑动面（带）位于下伏的基岩顶面；
黄土―基岩滑坡，又可分为黄土―基岩顺层滑坡和黄土―基岩切层滑坡。
2 黄土高边坡变形破坏类型及机理
黄土因具有独特的物质组成、地质结构及历史成因，使得黄土高边坡地带普遍出现剥落、裂缝、崩塌等破坏现象。不同的黄土边坡破坏类型[4]所表现出来的特征及产生机理也各有不同。
2.1黄土剥落
剥落作为黄土边坡坡面破坏形式之一，主要有片状剥落、层状剥落、古土壤层剥落、厚块状剥落、表层结皮剥落。黄土坡面剥落与坡面的风化程度等因素有关，一般阳坡面比阴坡面剥落严重，坡面的坡度变化位置较其它位置剥落严重，粘粒含量大的易剥落，含盐量高的易剥落。
黄土剥落的发生主要是由于坡面未及时防护及表层水分蒸发的差异性（主要为粘粒含量及含水量差异），会在局部形成一层硬壳，加上昼夜温差变化引起的热胀冷缩，雨水冲刷或其它各种外界因素的共同作用，使硬壳逐渐与下部土体分离，在风、水及自重力的作用下，沿较陡坡面堆积于坡脚。
2.2 坡面冲刷
坡面冲刷是指降雨形成的坡面水流破坏边坡坡面，冲走坡面表层土体的现象。对于开挖过程中形成的挖痕，雨水或坡表水会在此处汇集侵蚀冲刷坡表，经循环的降水和径流作用后，使变形加剧，最终形成冲痕、冲沟、落水洞或者裂缝。
2.3 坍塌（滑塌）
坍塌是黄土边坡中常见且危害较大的破坏形式之一。
坍塌的发生主要是由于坡体的某些部位发育有节理裂隙，雨水或坡表水沿着裂隙下渗侵蚀，使裂缝进一步发育而切割下部坡体，在自重应力或其它外力作用下， 下部率先坍塌，上部失去支撑而发生由下而上的逐层坍塌。
黄土边坡发生坍塌后形成的坍塌体堆积于坡脚，在边坡后部会形成新的临空面，继而引起后部坡体继续坍塌或整体滑动，从而引起滑坡。
2.4 崩塌
陡坡上被直立裂缝分割的坡体，因根部空虚而产生折断压碎或局部移滑，失去稳定，引发突然脱离母体向下倾倒、翻滚，堆积在坡脚（或沟谷），此种地质现象称为崩塌。
坡面陡直，边坡具备一定的临空条件，坡顶黄土垂直节理或裂隙发育，在雨水或地表水下渗侵蚀作用下，裂缝贯通，在地震、水流冲刷坡脚或人类工程活动的诱发下， 极易发生崩塌。
2.5 滑坡
黄土滑坡是黄土地区广泛发育的一种地质灾害，是一种典型的、至今难以根除的灾害现象。因黄土的特有结构，后缘极易拉裂，地表水极易下渗至坡体，造成坡体加重，岩土强度降低， 在外力诱发下发生滑坡灾害。 对于黄土滑坡，常常发生在下伏软弱层（一般为古土壤）隔水性能较好， 地下水在此处运移过程中富集，使接触带进一步软化，抗剪强度迅速降低，加上坡顶黄土垂直节理和裂隙发育，在雨水及地表水作用下，滑动面极易贯通。
3 黄土边坡的设计方法
3.1 黄土边坡的分析方法
当前黄土边坡稳定性分析与评价方法，基本上可概括为自然地质条件分析法、工程地质类比法、力学分析法3种。自然地质条件分析法虽然只能得出定性结论，但它是其它各种方法的基础；工程地质类比法和力学分析计算法为半定量和定量的分析方法，可直接为工程设计提供所必需的数据，是边坡稳定分析论证的发展方向。
3.2 黄土边坡的设计思路
当前，工程实践中一般以自然条件分析法和工程地质类比法为基础，这主要体现在对黄土高边坡的坡型设计上，另外再结合极限平衡法对边坡的稳定性进行定量评价。黄土高边坡的坡型设计主要是采用“宽台陡坡”的设计思路，重点是控制单级坡高、坡比和坡形三者之间的关系。
（1）坡形。黄土高边坡的坡形可以参考已有的稳定自然边坡或人工边坡的坡形。通过现场大量黄土高边坡的调研，目前高边坡的坡形基本上均采用台阶形，这样的坡型设计可以将整个坡体分成相对独立的几个坡段，实际上是将坡体的重力分散到了“台阶”，减轻了坡脚应力集中，从而提高了边坡的稳定安全系数。
（2）坡比，一般可分为单坡坡比和综合坡比。综合坡比是保证黄土高边坡整体稳定的基础，由边坡的整体稳定性计算求得；单坡坡比是保证单级坡稳定的基础，可根据单级坡的稳定性计算求得。单级坡比的设计还需充分利用黄土结构本身特有的直立性，另外还应保证有利于控制水流对坡面的冲刷及坡面植草的生长。根据黄土边坡的冲刷试验[5]及黄土边坡的现场调研，单坡坡比一般以1：0.5～1：0.75为宜；综合坡比与单坡坡比之间的关系，主要是通过平台（宽度、数量）及单级坡高来进行调整，当边坡的总高度超过40m时，还应采用大小平台相结合的设计方法，小平台宽度一般为3～5m，大平台宽度一般为8～15m，大平台一般可在每间隔三～四级单级坡高位置设置一处。
（3）坡高，指单级坡高。研究表明，单级坡高与单坡坡比、黄土工程特性、年降水量这三者之间有较为密切的关系。一般情况下，单级坡高以6～10m为宜，其中以单级坡高为8m居多。
4 案例分析
YQ2-19集气站位于延安市延长县郑庄镇附近的黄土梁峁斜坡之上，集气站与通村道路相连，交通较便利。
因集气站的场平开挖、整平（勘察施工前），在站场的西侧形成了约20.0～50.0m高的黄土边坡，共有六级台阶，台阶宽度较窄，坡度较陡，近直立，边坡安全等级为一级。坡面上分布有大小不等的六处冲沟，受雨水及坡面汇水后，易造成边坡崩塌、滑塌现象。由于边坡临空时间较长，在④层古土壤层顶部已出现地下水集聚、浸润周边黄土的情况，且局部有掉块、垮塌和小变形缝的现象。目前来看，边坡正处于欠稳定状态，但是若不采取措施加以处理，当雨季来临，坡体黄土大面积受水浸湿，强度降低，另外再加上坡面大冲沟的汇水冲刷，将给边坡的安全带来非常大的隐患，因此必须加以治理。
西侧高边坡典型剖面图（现状图）
综合分析边坡地层结构和岩性特征，边坡的地质结构模型为老黄土边坡，可能的破坏形式为黄土内滑坡。因此在稳定性计算时，将③④⑤层黄土作为分析研究的对象，各层岩土的物理力学参数见表1；各层黄土的抗剪强度参数（C、ψ）是以地勘资料的土工试验数据为基础，并结合当地的参数取值经验，另外通过反算法多次试算综合所得。
表1 边坡岩土主要物理力学参数指标
为了研究该边坡的整体稳定性，笔者选取西侧边坡作为典型断面，对边坡的现状坡型及采用“宽台陡坡”设计思路调整后的坡型，分别进行稳定性计算。计算方法采用基于极限平衡法理论的Bishop条分法，各坡型的具体情况及稳定性计算结果见表2。
表2 各坡型及稳定性情况表
通过上述计算分析，我们发现，综合坡比是黄土高边坡整体稳定性能否得到控制的一个关键措施，必须将黄土高边坡的综合坡比控制在一个合理的范围内；另外在综合坡比确定的情况下，采用“宽台陡坡”的坡型设计方案能够最大程度的提高边坡的稳定性，也就是说黄土地区高边坡的坡型设计是最适宜采用“宽台陡坡”的设计思路。
在边坡整体稳定性能够保证的前提下，对各级坡面进行有效的防护也是非常有必要的。在坡脚可设置浆砌石挡土墙进行压脚处理，其他坡面采用浆砌石护面墙进行防护（有条件的也可采用三维网植草护坡等绿化措施）；各级平台设置排水沟，在坡顶设置截水沟，并对坡面原有的大冲沟进行有效的封填处理，避免冲沟的汇水继续对坡面产生冲刷破坏。
5 结论
1）合理的坡型设计（单坡坡比、综合坡比及大小平台）是黄土高边坡设计的关键，针对黄土这一特殊性质的岩土（直立性、湿陷性、易渗水），采用“宽台陡坡”的坡型设计方案无论是对边坡的稳定性、还是施工都是最适宜的。
2）黄土边坡稳定性计算所采用的岩土抗剪强度参数应通过土工试验、并结合地区经验及反算法综合求得，不能仅仅依赖于土工试验的数据。
3）水是影响黄土边坡稳定性最重要的因素之一，应根据边坡所处的地形、地貌以及当地的降雨情况，在坡顶、边坡平台处及坡体两侧设置必要的排水沟、截水沟等排水措施，重视水对边坡稳定性所产生的不利的影响。
高边坡设计论文篇5
关键词路基边坡边坡病害侵蚀机理防护适用性植物防护防护区划综合防护设计
StuedyonSideSlopeProtectionSystemofExpressway
AbstractThispaperanalysesthetypesofsideslopedamages，reasonsandprinciplesofthedamages.Thispaperalsoexplainthetypes，charactersandselectingprinciplesofprotectionmethods.
KeywordsSubgradesideslopeSideslopedamageDamageprincipleProtectionavailabilityPlantprotectionProtectiondistrictComprehensiveprotectiondesign
1前言
随着我国公路建设的飞速发展，高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保高等级公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化高等级公路的效果。
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薄弱环节，我国在80年代中期以前，主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，深挖高填较少，投资不大，因而防护工程不作为道路建设的主体工程，由此引起的损失亦不大，所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后，我国高等级公路建设方兴未艾，由于缺乏对防护技术的系统研究，没有成熟的经验供设计部门应用，因此只能用低等级公路的防护技术或供鉴铁路部门的经验来实施局部防护，缺乏综合考虑，从而为工程埋下隐患，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响，有的甚至中断交通，如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段，后期的工程防治费用占整个工程防治费的80％、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后，很多路段出现路基垮塌，路面悬空的现象，再如众所周知的昆禄路等。据交通部统计，仅1991年因水毁冲毁路基1577km，冲毁路面43733km，冲毁桥梁3606座、涵洞40343道，塌方4171万方，直接经济损失16.86亿元，因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。
随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加，环境破坏与环境污染与日俱增。自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来，由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用，农民们失去了5000多亿吨的表层土；同时由于植被破坏导致温室效应的CO2增加了10％，世界在以每年80亿吨的巨量排放CO2和硫化物，臭氧层日益遭到破坏。自1950年以来，世界经济增长了5倍，人口从26亿上升到58亿，但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上。地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元，相当于美国一年的粮食收入。1950年～1984年世界粮食产量以每年3％的速率增长，1984年以后放慢，1984～1992年增长率仅为0.7％，不及人口增长率的一半；与此同时，全世界的森林覆盖率也由工业革命前的55％降至25％左右，我国森林覆盖率由50年代的30％降至1997年的12％左右。随着环境问题的日益严峻，为了环境的持续发展，环境会计学诞生了，国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去，经济增长必须考虑到环境的代价，即由环境问题引起了环境会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时，减少对环境的损坏。降低噪音，吸收汽车排放物，恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。
与此同时，防护技术在理论方面尚需进一步研究，如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等，以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。
因此，为降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。
2国内外研究概况
国际上有关道路防护与加固技术的研究，多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数，土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失，从而更科学地选择合适的边坡防护措施。Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式：G＝K·V4.22·d1.07·i0.05(G：侵蚀量；V：雨滴下降速度；d雨滴直径；i：降雨强度；K：系数)，开创了植物防护定量研究的先河，以后经多人的努力，如50年代美国学者Wischmeiere.W.H和simithD.D等人利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀实测资料，进行了降雨量、降雨动能、最大时段降雨、前期降雨以及各种复合因子与土壤流失量的回归分析，最后得到一个通用土壤流失方程式，至今在国际上广泛采用。同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况，确定最佳参数，推导土壤流失方程式，取得了丰硕的成果。日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施，如日本《高等级公路设计规范》(日本道路公团，1983，4)中，比较大的篇幅对护坡的方法、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则，不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定，具有很强的设计指导性。在边坡防护的系统设计中，国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法，以期达到同时发挥防护与美化的作用。
随着我国公路等级和人们生活水平的提高，路基边坡防护日渐引起公路部门的重视。在我国多年的道路工程实践中，积累了不少防护与加固技术的经验。水是公路边坡上土壤侵蚀的主体，公路部门对水流的力学研究都是以明渠均匀流为研究对象，如曼宁流速公式等，利用这些公式进行排水构造物的设计取得了较满意的效果，但如果以此来描述边坡冲刷则有不妥。如我国《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中推荐的沟管近似流速公式V＝20·i1／2，即流速与坡角的平方根成正比，而在公路边坡中，随边坡坡角的增大，径流流速确有增大的趋势，但坡角增大导致汇水面积减小，必然使流速减小，所以边坡径流流速应是产流降压强度、坡长、坡度、坡面粗糙系数的综合函数；在圬工防护理论计算方面，库伦理论，朗金理论被广泛应用。随着科技的发展，各种新型支档结构和防护型式及CAD程序相继而生，但在设计时，仅从边坡的稳定性等因素出发，很少考虑水对防护的量化冲刷能力和环保因素，如：可否利用工程经济学研究某路段采用集中排水或分散排水?可否用混凝土预制块或网格代替费工费时的浆砌片石?可否用植被防护或综合防护替代全圬工防护等等。由于工程的千差万别，上述问题在规范中仅定性地作了限制，很少给出具体比选方法进行量化计算分析，由此设计出的结果可能一方面是工程达到了防护效果却造成了大量工程资金的浪费，另一方面是防护不当或方案错误导致防护失败，造成巨大资金重复投入，形成不良的社会影响。高等级公路由于线形标准较高、设计人员素质低、比选方案少等因素，造成路基高填深挖现象普遍存在，同时大交通量给沿线造成的交通污染不但威胁沿线居民的身体健康，而且影响区域的生态平衡。由于诸多原因，我国公路的环保技术研究远远不能适应当今高速公路发展的道路建设要求，同时关于边坡冲刷防护、交通环境美化进行的综合设计也鲜为报道。
在国内植物防护方面，随着人们环保意识的增强和生活质量的提高，在适宜植物生长的土质边坡、服务区、立交区，根据土壤、气候特点栽种花草树木，既可防风护坡，恢复因建路而破坏的生态平衡，美化环境、吸收尾气、诱导视线，还可防止暴雨对路基边坡的击溅冲刷。西北水保所对此进行了大量的研究，并在引用美国通用土壤流失方程式方面取得了一系列成果。贵州毕节公路段做过公路绿化效应及山区公路水毁防治的研究，北京市公路管理处作了一系列公路绿化设计研究，河南省交通厅与天津大学联合完成了"土工合成材料在郑洛高速公路护坡工程中的应用及绿化研究"，交通部科技信息所环保部分别在昆(明)-曲(靖)路，楚(雄)-大(理)路实施了"生物防护与景观再造工程"等等，取得了较好的防护效果，但水对边坡侵蚀冲刷的量化研究仍鲜为报道，理论上缺乏必要的支持。同时由于各处工程项目的地理气候差异性，以及公路植物防护与园林专业的交叉相容，导致了防护物种和设计方案的千差万别，所以将水对土质边坡的侵蚀冲刷研究定量化，确定护坡方法的选择原则，划分不同地区用于公路防护的植物类型及特性，从而确定最佳综合防护设计方案已势在必行。
如前所述，由于理论研究上的不足和设计上的随意性，同时由于国内外不同地区的地理、气候及工程建设规模的差异，决定了不同地区综合防护方案的差异性，所以在侵蚀冲刷机理研究的基础上，对不同地区的高等级公路边坡进行综合系统研究，提出最佳防护设计方案已迫在眉睫。反思我省的高等级公路边坡防护现状，虽然做了许多实验性尝试，采用了多种防护型式，基本达到了预期防护效果，但仍有许多沉痛的教训值得认真总结，如郑洛路九标1996年边坡水毁，开郑路边坡水毁索赔、安新路个别路段大面积边坡混凝土预制块坍滑等等，归纳起来存在的问题有：
(1)缺乏系统的防护方案、措施研究和综合设计；
(2)在防护方案、防护型式选择方面缺乏技术、工程经济比较分析；
(3)植物物种选择方面，随意性过大，缺乏和园林部门的探讨研究；
(4)由于各地区的差异，缺乏各分区最佳防护典型型式，致使设计人员难以操作。
总之，上述问题的存在，使我省边坡防护设计可能一方面是工程达到了防护效果却浪费了大量的工程投资，另一方面是防护不当导致了路基边坡的早期病害。
3边坡侵蚀机理研究
通过对边坡力学特性研究，可得以下结论：
公路边坡由降雨产生的坡面流与明渠流具有不同的水力学特点，它应该是产流降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数。由于坡角增大一方面使势能向动能的转化加快，另一方面却使单位坡长所接受的降雨减少，因此边坡的流速应该存在一个临界坡角，从Muzik的边坡径流平衡时间关系式出发，推导出了一个公路边坡坡面径流流速的关系式(紊流)：
V＝K·L0.3976·cos0.3976a·sin0.3012a·n－0.6024·δ0.3976
式中，K为系数，L为坡长，a为边坡坡角，n为边坡坡面粗糙系数，δ为产流降雨强度。通过对此式的数学处理得到边坡坡面流速的临界坡角为41°左右；考虑到边坡土壤侵蚀量是流量与流速的函数，进一步推导出公路边坡土壤侵蚀量同样存在一个临界坡角，这个坡角大约在25°左右，这与公路边坡常采用1∶1.5坡率很是接近，因此对边坡的防护应引起足够重视。
边坡在自然界降雨情况下不断经受降雨的袭击，其中一部分下渗，一部分在边坡汇集，形成径流，径流在土颗粒表面产生剪切力，当这种力大到能抵消土的抗侵蚀能力时，土颗粒被径流带走，从而发生侵蚀，这种径流的剪切力与土壤粒抵抗力之间的相互作用不同相可引起溅蚀、溶蚀、片蚀、沟蚀等不同的侵蚀现象。
4边坡防护类型及公路植物特性研究
作者按照材料将路基防护分为3类：植物防护、圬工防护和综合防护。防护分类如图1。
通过对公路植物的特性研究，可得以下结论：
(1)路基边坡土质、酸碱度、气候、降雨等是影响公路植物的主要因素，由于路基边坡防护的特殊性，故草种、树种的选择有别于园林绿化；
(2)应根据植物的类型、气候适应性、土壤适应性、抗病性、抗侵蚀冲刷，易粗放管理等要求选择适易的物种用于公路边坡防护；
(3)尽量选用本地的物种，其适应性远远优于引进物种。
5边坡综合防护设计原则与注意事项
(1)“综合设计、就地取材、以防为主、确保施工”是边坡综合防护设计的基本原则；
(2)路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量；
(3)路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑；
(4)护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施；
(5)在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计；
(6)在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护；
(7)对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实；(8)对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案；(9)混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析；
(10)对于水流、波浪、风力、降水以及其它因素可能引起起路基破坏的，均应设置防护工程。在冲刷防护设计中，可综合考虑河道整治，使防护工程收到更好的效果；
(11)对于冲刷防护，一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段，可在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和混凝土预制板等，以抵抗水流的冲刷和淘刷。需要改变水流或提高坡脚处的粗糙率，以降低流速、减缓冲刷作用时，可修筑坝类构造物。对于冲刷严重地段(急流区、顶冲地区)，可采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用加固边坡(砌石护坡)和改变水流情况的综合措施；水下部分可视水流的淘刷情况，采用砌石、石笼或混凝土预制板等护底护脚。砌石基础应置于冲刷线以下0.5～1.0m，水上部分采用轻型防护即可；
(12)综合防护应遵循"实用、经济、美观"的指导思想，明确"为行车服务"的目的，在实用、经济的前提下，力求边坡绿化三季有花。
6高等级公路防护区划的思想
为了区分地理区域自然条件对公路防护影响的差异性，并在高速公路边坡设计中对施工防护型式、植物物种选择时有章可依，确保路基边坡的稳定并节约投资，同时按照《公路自然区划标准》(JTJ003-86)中关于"三级自然区划由各地按有关规定自行划分"的指导思想，有必要划分不同地区植物防护主要类型。
我省植物防护主要类型区划以公路自然区划标准为基础，结合高等级公路边坡防护的特点和我省已建高速公路的建设经验，按照气象、地质、地形、物种分布等因素的差异性，将全省划分为A、B、C三个防护类型区(如河南省公路防护类型区划图)。
7河南省高等级公路边坡综合防护推荐方案
7.1河南省A区边坡综合防护推荐方案
主要为黄河冲积所成的低液限粘土和低液限粉土，同时雨量集中，但年降雨量不大，四季分明，所以防护要求不高。间有盐碱地，同时石料缺乏。结合上述研究结果，故推荐A区边护综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基、水稻田等局部特殊路段采用浆砌混凝土预制块防护外，一般采用植草或种草籽护坡，喷播更佳。
7.2河南省B区边坡综合防护推荐方案
B区内岭坡连绵，沟壑纵横、切割严重，地表多为黄土覆盖，浅层地层主要分布有第四系中新更新统黄土状粘土圾上第三系上新统杂色泥岩，局部有寒武系、石灰岩出露。同时夏季雨量集中，冲刷防护极为重要。结合上述研究结果，故推荐B区边坡综合防护方案为：填方边坡按8m、20m和大于20m分别采用边坡坡度为1∶1.5、1∶1.75和1∶2，挖方边坡根据土质不同采用不同边坡坡度。应采用集中排水方式。沿线在综合排水设施的基础上，根据路堤、边堑高度不同、淋雨坡面和地面径流冲刷程度不同，采用浆砌片石护坡，浆砌片石护脚、浆砌砌片石挡土墙(该区内片石圬工较混凝土预制块经济)、预制混凝土网格中空植草、坡面喷草等综合防护措施。
7.3河南省C区边坡综合防护推荐方案
C区属淮河冲湖积平原和江淮丘陵区，主要以严粘土及亚砂土为主，呈软塑性。河道较为发育，水位深3～10m，多稻田和滞洪区。春旱秋雨，夏热冬寒，干湿剧差，年降雨量在794～924mm以上，气候相对多雨潮湿。因此必须采取有效的排水与防护措施，及时排除公路范围内的水，并作好路基边坡的浸水冲刷防护。推荐C区边坡综合防护方案为：沿线路基边坡除桥头路基(含锥坡)采用浆砌片石防护，局部特殊路段(水稻田、滞洪区等)采用浆砌片石或混凝土预制块防护外，一般路段均采用路基下部0.5高度用浆砌片石或混凝土预制块防护，上部采用植草或种草籽护坡。路基两侧的护坡道采用绿化或浆砌混凝土预制块，边沟采用混凝土预制块护砌(在确保质量的前提下，优先选用浆砌片石)，土路肩均用厚8cm水泥混凝土预制块铺砌。
8主要结论
通过对高等级公路边坡防护系统的综合研究，得到以下主要结论和研究成果：
(1)剖析了路基边坡的病害类型和原因，提出了在边坡防护方面理论上的欠缺和在工程中缺乏综合设计的观点；
(2)通过对边坡水力学特性和锓蚀机理的研究，建立了流速与降雨强度、坡长、坡角、粗糙系数的函数关系，确定了临界坡角(41°左右)，经进一步推导得出公路边坡侵蚀量同样存在一临界坡角(25°左右)；指出了公路边坡侵蚀的影响因素和侵蚀机理；
(3)通过对各种边坡防护类型的分析及其特点研究，提出了防护类型选择的原则；
(4)通过对公路植物的特性研究及适应分析，推荐了公路常用植物的外观特征、气候、土壤适应性及建植、管理特点，使植物防护的选择有据可循；
(5)根据公路自然区划和地质特点，首次提出了公路防护区划的思想，并建立了河南省公路防护类型区划；
(6)提出了高等级公路边坡综合防护的设计原则；
(7)根据上述的研究成果，推荐出了河南省不同区划内的边坡综合防护设计方案，供设计人员参考。
高边坡设计论文篇6
关键词：路基设计
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0056-01
东山坡至毛家沟段高速公路位于宁夏回族自治区境内，是国家高速公路网规划中18条横线的第6条—— 青岛至兰州高速公路在宁夏境内的重要路段，路线全长约51km，按双向四车道高速公路标准建设。
项目区为中低山岭地形，区内峰峦叠嶂、沟谷纵横、山大沟深，地质条件复杂，路基设计难度大，也是项目设计的重点。路基设计应严格遵照现行技术标准规范及建设部颁发《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）的强制性条文。本文东毛高速公路为例，对路基设计的一些思路和方法进行一些理论实践分析，可供参考。
1 一般路基设计
路基设计前，对项目沿线做好全面调查研究，充分收集沿线地质、水文、地形、地貌、气象、地震等设计资料，设计时根据沿线自然条件和工程地质条件，本着因地制宜、就地取材的原则，选择合理的路基横断面形式以及路基边坡坡率，采取经济有效的路基防护、排水措施，合理路基填料，确保路基的整体强度和稳定性，并使路容美观，与周围景观相协调。
（1）路基横断面布设：全线采用全封闭、全立交的四车道高速公路标准设计。路基宽度24.5m，中间带宽3.0m，行车道宽4×3.75m，硬路肩2×2.5m，土路肩2×0.75m；行车道、路缘带及硬路肩横坡为2%，土路肩横坡为3%。全线不设超高的最小半径按2500m控制，本项目最小半径为800m，最大超高值为4%，无圆曲线加宽。
（2）边坡坡率设计：根据沿线地质情况、路基填料性质及地区地震烈度情况，填方路基边坡都采用正常边坡，填方边坡高度小于6m时坡率采用1∶1.5；填方路基边坡大于6m时6m处分级，6m以上部分采用1∶1.5，以下采用1∶1.75，护坡道宽度为1m；对局部冲沟处理段较高填方（边坡高大于12m）边坡进行单独设计。
根据挖方地质及水文条件情况，挖方边坡采用每8m分级，第一级为1∶1，第二、三级均为1∶1.25，第四级为1∶1.5，当最上一级边坡高度小于10m时不再分级。挖方段设置（60×60）cm矩形边沟，边沟外设置1m宽碎落台，挖方边坡分级处边坡平台宽度3m，平台上设（40×40）cm的矩形排水沟。
（3）高填深挖等路基等设计：根据路基设计规范规定：边坡高度超过20m的路堤为高边坡路堤；一般土质挖方边坡高度超过20m，岩质挖方边坡高度超过30m的为深挖方。对地面横坡（或纵坡）陡于1∶5而缓于1∶2.5的填方（半填半挖）路段，应按规范要求挖台阶后填筑路基，台阶宽度不小于2m，并设向内倾3%的横坡；当地面横坡陡于1∶2.5时，按陡坡路堤设计；为了减少路基在构造物两侧产生不均匀沉降，减轻跳车现象，提高公路车辆行驶的舒适性，对新建桥梁和涵洞台背两侧路基填筑进行特殊处理。
2 特殊路基设计原则及方案必选论证
本项目特殊路基为黄土地区路基，主要分布在渝河北岸丘陵及台地上。
湿陷性黄土是指在山体自重压力或附加压力作用下受水侵湿而产生沉陷的黄土，本项目黄土以“戴帽黄土”的形式分布于山体上部，具垂直节理，不具层理，属原生黄土。
湿陷性黄土处理包括地基处理和防水措施，根据公路地基的特性和特点，地基处理应以防水措施为主，地基处理为辅，因为水是黄土地区路基产生病害的主要原因，设置完善的防、排水系统，最大限度地降低地基受水浸湿的可能性是保证黄土路基稳定的首要措施。湿陷性黄土的处理应根据公路等级、黄土湿陷等级、处理深度要求、施工条件及材料来源，并经技术经济比较后确定。
本项目根据不同的湿陷等级、施工可行性，确定黄土路基处理方案为冲击碾压、重锤强夯法、灰土挤密桩等。
3 路基防护工程方案比选论证
路基防护设计以安全、经济、环保、美观为原则，以项目影响区内气象、水文、地形、地貌等自然条件为基础，从技术、经济、环保、景观多方面综合考虑，提出合理可行的防护型式，在满足防护功能的前提下，重点突出景观设计。本项目的路基防护型式的选择在充分遵循路基防护设计原则的条件下，借鉴宁夏区内高等级公路的路基防护型式，特别是在本项目附近地形地质条件部分相似相似、已建成通车的福银高速固原至什字段高速公路的基础上，再结合本项目的特殊情况综合确定的。
4 取土、弃土方案项目
本项目路线经过剥蚀构造丘陵地貌、渝河阶地及黄土丘陵地貌，绝大部分路基占用了水浇地、旱地及退耕还林地。本项目挖方除部分风化（泥）砂岩外其余都为粉土，可做路床外路基填料；本着最大限度地减少对沿线自然环境的破坏及节省投资的前提下，尽量选用优良的路基填料，遵守美化环境和综合利用的原则，路基填料从取土场集中取用。
5 排水设计原则及方案比选论证
公路路基排水设计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理等措施相互协调、形成完善的排水系统，同时遵循少占农田、环境保护及与当地排灌系统协调原则。路基排水结合路线、桥涵设计，在充分调查沿线水文的基础上综合考虑，本项目路基排水工程类型主要包括边沟、排水沟、截水沟等。
6 结语
路基设计应强调系统化理念，注重水土保持、环境保护、景观协调的设计原则，提高路基综合设计水平，对保证路基质量对工程项目的整体质量至关重要。本项目部分的路基设计思路和理念值得类似项目参考和借鉴。
参考文献
高边坡设计论文篇7
关键词：高速公路路基；边坡防护；稳定性；治理措施；
中图分类号：U213.1 文献标识码：A
阿尔及利亚东西高速公路是北非马格里布高速公路的重要组成部分，全长1216KM，横贯阿尔及利亚北部山谷地区，地势起伏，地质情况复杂。在项目实施过程中，根据不同地区不同路段的地质情况，对路基边坡的稳定性进行了认真地分析和设计，有效地控制了边坡失稳，降低了工程造价。促使路基边坡失稳的因素可归纳为自然和人为两大类，自然因素主要包括岩土性质、岩体结构及地质构造、水的作用( 降低坡体抗滑力、增加下滑力，故有“十坡九水”之说) 、地形地貌、地震等。人为因素包括开挖坡脚、堆填加载、施工爆破、乱砍滥伐等。路基边坡的稳定性与设计及施工都有着直接的关系，只有在设计时遵循规范要求，保证排水通畅，在施工的关键部位上严格把控施工工艺，才能取得更佳的防护效果。
一 边坡稳定分析的历史及现状
近年来各种现代科学理论如系统工程论、数量理论、信息理论、现代概率统计论、耗散论、突变理论等用于边坡研究，为边坡稳定研究提供了新方法，边坡稳定性研究呈现出各种传统方法不断完善和新方法不断提出的局面。目前边坡稳定分析方法可分为三大类。
1.1 定性分析法
定性分析主要是通过工程地质勘察和其他调查方法，对边坡稳定主要影响因素、可能的变形破坏方式进行分析，对已变形地质体的成因及其演化史进行分析，从而给出被评价边坡稳定状况及可能发展趋势的定性说明。定性分析的优点是能综合考虑多种影响因素，快速对边坡的稳定状况及发展趋势作出评价，具体有以下几种。
( 1) 成因历史分析法
该法通过对边坡的地质环境、水文地质条件、发育历史中的各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素进行综合分析，追溯边坡演变的全过程，对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域特征作出定性评价和预测，主要用于天然斜坡的稳定性评价，是其它分析方法的基础。
( 2) 工程类比法
该法是将所要研究的边坡与已经研究过的天然斜坡或人工边坡进行类比，以评价其稳定性及可能的变形破坏方式，确定其坡角和坡高。工程类比法具有经验性和地区性的特点，是目前常用的一种方法。
( 3) 专家系统法
即边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序，它把多位边坡工程专家的知识、工程经验、理论分析、数值分析、物理模拟、现场监测等有机地组织起来，建成一个边坡工程知识库，并进行推理和决策，对所研究的边坡进行分析评价，专家系统法可以节省时间，降低工程费用。
1.2 定量分析法
( 1) 极限平衡分析法
建立在摩尔－库仑强度准则、安全系数定义和静力平衡条件基础上，把滑体作为刚体只考虑滑面的极限平衡状态，不考虑滑体岩土体的变形和破坏。主要优点是历史长、计算简便、计算结果较稳定，缺点是把滑体作为刚体处理，不能真实反映内部的应力－应变关系，但总体来说是一种较成熟的方法。
( 2) 数值分析法
该方法通过应力、应变分析求解边坡的极限荷载，既可用于连续介质，也可以应用于不连续介质。目前常用的数值方法有边界元法、有限元法、离散元法、无界元法及快速拉格朗日法。
1.3 非确定性分析方法
因为影响边坡稳定的因素很多，实际中难以准确提供确定性方法所需要的参数，且这些参数具有随机性和不确定性。所以建立边坡稳定性分析的非确定性模型，考虑参数的随机性、模糊性是发展趋势。目前非确定性分析方法有可靠性分析法、模糊综合分析法、灰色系统理论法、突变理论法、神经网络法等。
二 边坡治理技术发展及现状
边坡治理措施的基本思路一是减小下滑力，二是增加抗滑力。我国公路边坡以前常采用改变坡体几何形态、排水、挡土墙、护坡、喷浆、土质改良、抗滑桩、植被防护等治理方法，具有安全经济、施工简便等优点，但在一定程度上存在持水性差、维护困难、稳定效果欠佳、景观效果差等缺点，不能满足高速公路的发展要求。目前路基边坡防护措施有很多，其中比较常用的有：锚杆加固、预应力锚索加固、抗滑挡土墙、格构加固、重力罩面等。
2.1 锚杆加固
锚杆加固技术因其经济、便捷、受外界影响小等特点，是阿尔及利亚东西高速公路中普遍采用的一种边坡治理措施。主要采用的原材料是钢筋锚杆、水泥浆等。利用钢筋锚杆注浆后与土体间的摩擦力，有效抵制边坡失稳的方法。比较适合含水量低的土质边坡。
2.2 预应力锚索加固
预应力锚索加固技术是利用水泥浆、锚索和深层稳定岩体之间的胶合力，通过锚索实现张力的传递，制约表面的滑移体，使其和稳定的地层相连接，形成一个坚固的整体，从而实现对边坡的加固。预应力锚索加固技术的特点是深层加固、主动加固、具有一定的柔性、经济性好、施工快捷灵活，近年来被广泛的应用于公路路基边坡的加固中。
2.3 抗滑挡土墙
抗滑挡土墙是用来实现稳定滑坡，也就是通过挡土墙支撑土体，抵抗滑坡的剩余下滑力，其优点是对边坡的破坏小，稳定的速度也快，常用的挡土墙有重力式挡土墙。在抗滑挡土墙施工时，要尽量避免开挖边坡的前部。
2.4 格构加固
格构加固技术是利用现浇钢筋混凝土、预制混凝土和浆砌块石实现对坡面的防护，同时利用锚杆对边坡进行加固，其优点是不仅能对边坡进行加固，保证道路的安全，而且还可以通过在框格内种植花草来美化边坡的环境。格构加固技术的基本原理是通过把岩石压力、土压力和滑移力均匀的分配到每个格构结点处的锚索，再由锚索传递给地层，其中，格构只是用于传力，锚索则主要起加固作用。次方法较适用于岩土较坚硬、均匀、坡度较大的边坡。
2.5 重力罩面加固
重力罩面加固技术是欧洲高等级公路经常被采用的一种路基边坡防护形式，施工简单，操作方便，在阿尔及利亚东西高速公路的施工中也被广泛使用。此种方法主要是将因褒水而变形的路基边坡，开挖成阶梯状，铺上土工布，回填0-200mm或200-400mm的片石至原坡面高度，靠片石的自身重力来抵制坡体的变形，故称重力罩面。此方法主要适用于富水地段的边坡。
三锚杆加固工艺在边坡治理中的应用
在上述5种边坡治理措施中，锚杆加固是阿尔及利亚东西高速公路项目最为普遍采用的形式，也是被目前国内高等级公路广泛接受和认可的治理措施。以下就该工艺的施工流程及方法做以简单介绍。
3.1 定位
依照设计图纸对边坡钻孔的位置准确放样，可以有±15mm的偏差；锚杆的孔距所允许的偏差不得超过150mm。
3.2 钻孔
安放锚杆的孔洞可以采用风枪打眼的方法进行打钻，锚杆轴线与岩体主体结构面或滑移面成大角度相交，钻孔时要按照以下规范进行：所钻的孔要圆且直，钻孔时钻孔的方向要与所处岩层的主要结构面保持垂直；所钻的锚杆孔直径一定要大于锚杆的直径15mm。除此之外，对锚杆孔的深度也有严格的要求，主要是孔的深度只允许50mm的偏差。钻孔的质量与锚杆杆体材料的质量一样，都是高速公路路堑的边坡防护施工质量的基础环节，它是保证锚杆发挥其保护支撑作用的重要因素。
3.3 清孔
钻孔后要用高压风管将孔内遗留的粉尘和杂物吹出，确保孔内干净。
3.4 锚杆准备
锚杆要采用18-32mm钢筋，且在截取锚杆时要按照设计要求进行，对所截取的锚杆还要进行整直、祛锈以及除油等处理。客土喷播护坡锚杆长度和不含草籽的绿化基材混合物厚度按地质条件不同分 2 种形式：稳定性良好的软质岩边坡，长锚杆采用 3m，短锚杆采用 1m，绿化基材混合物厚 10cm；稳定性较好的土石混合边坡，长锚杆采用4m，短锚杆采用 2m，绿化基材混合料厚 8cm。当边坡可能出现局部不稳定病害时，长锚杆长度应经分析计算后确定。
3.5 安放锚杆
清孔结束后迅速将钢筋锚杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的 95%。在安放锚杆的过程中，必须保证孔内不能出现塌孔，否则必须将锚杆体拔出，清孔后重新安放。
3.6 砂浆制备
砂浆要采用不低于 42.5 级的且具有抵抗水侵蚀的化学稳定性较好的普通硅酸盐水泥，按施工时所要求的配合比在拌合站进行统一的拌合。
3.7 注浆
在对安放锚杆后的孔径、孔深以及孔内杂物清理等验收合格后才能进行灌注水泥砂浆。以普通水泥砂浆灌注为例介绍其注浆施工的要求：砂浆要用现场拌合的砂浆，拌合的砂浆要在一定的时间内用完，避免使用以前剩余的砂浆。砂浆的质量能有效的确保锚固，所以必须给予充分的重视，必须在砂浆初凝以前用完，同时要遵循砂浆使用的规定。
（1）进行注浆后，如果中途停止超过30分钟，就要用水对管路进行湿润；
（2）注浆口的压力要控制在一定的范围内，一般控制为0.4～0.6Mpa 之间；
（3）在注浆的过程中，注浆的管要伸入孔的下部，随着砂浆的不断注入，不断的提升管子，直至把砂浆注满为止。
四 结语
我国高速公路建设由于起步较晚，一些普通低等级公路设计施工习惯影响到高速公路建设，使目前高速公路边坡治理存在安全重视度不够、防护措施落后等问题。同时尽管高速公路建设已开始实行“一大四小”工程，对于绿化施工的要求越来越高，采用客土喷播与喷混植生工艺，采用"草、灌、乔”相结合的方式进行绿化，有效保护了生态坏境。但受各种因素制约，从全国来看高速公路建设还是缺乏整体生态考虑，为使我国的高速公路真正成为“生态高速公路”，给人们带来永久的福利，要在今后的高速公路边坡治理中引起充分的重视。
参考文献：
[1] 谢飞鸿,王锦山,尹伯悦.成南高速公路滑坡稳定性分析及治理[J].岩石力学与工程学报,2005,24(2):54- 56.
[2] 陈静曦,章光,韩行忠,等.切方路基开挖程序的合理化研究[J].岩石力学与工程学报,2002,21(7):1072- 1074.
高边坡设计论文篇8
关键词：垃圾填埋场边；稳定可靠度
中图分类号：U213.1+3文献标识码：A文章编号：
Abstract: the high slope stability evaluation applied in the project the most extensive is the limit equilibrium method. That is, based on the slope of the destruction of boundary conditions, applied mechanics analysis method, the slope of the possible along a potential sliding surface of sliding instability and failure occurred on the theoretical calculation and the mechanical analysis, through repeated analysis and calculation are compared and the slope safety factor (stability coefficient). This article from the side slope was form change clearly design basic principles, the slope stability analysis method and the engineering example is analyzed.
Keywords: landfill edge; reliability
一、边坡坡形坡率设计基本原则
边坡坡形一般设置为台阶式，台阶高度一般为6 ~12 m，完整岩体及顶级缓坡可设至15 m左右，平台宽一般1 ~3 m。对于边坡，常在坡体中部设置4 ~6 m宽的中间平台，以减小坡脚应力，优化坡体受力状态，使上下级边坡某种程度上分离。边坡坡率一般根据边坡地质岩性、产状及风化程度，通常采用如下原则:弱风化岩(1∶0•50) ~(1∶1•00)，强风化岩(1∶1•00) ~(1∶1•50)，全风化、坡残积层及松散软弱土层(1∶1•50) ~(1∶1•75)。
二、边坡稳定性分析方法
2•1边坡稳定性分析方法适应性分析
通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数比较直观，因而被工程界广泛采用。极限平衡法对滑体的范围和滑面的形态进行分析，正确选用滑面计算参数，分析滑体的各种荷载，运用力学平衡原理对滑体进行稳定性分析。基于该原理的分析方法很多，如瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、不平衡传递系数法等。非岩质边坡破坏模式一般可分为圆弧型破坏(黏性土质)和平面破坏(砂性土质)以及特殊形态破坏;非岩质边坡主要是指覆盖层、坡残积土边坡，全风化岩层边坡等。使用的分析方法是瑞典条分法、Bishop法，其中Bishop法应用的更加广泛，结果更加合理。Bish2op法假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同，即等于整个滑动面的平均安全系数，取单位长度边坡按平面问题计算，如图1所示。假定滑动圆弧为AC，圆心为O，半径为R。将滑动土体分成若干条带，取第i条带分析其受力情况。
2•2计算指标的选取原则
稳定性计算参数的选取主要依据以下4个方面:现场试验指标、室内试验指标、相关经验指标和反算指标，计算指标原则上应以现场试验及室内试验成果为准。现场试验是在边坡工程现场进行现场大型剪切试验，或者给合工程地质勘探钻孔进行孔内现场剪切试验，对于软弱地层亦可采用十字板剪切试验，以及其他结构面强度现场试验方法等，从而求得边坡岩土现场试验指标;室内试验是结合边坡工程地质勘察，利用工程地质勘探孔取得原状样或扰动样，通过室内试验的方法，获取边坡岩土基本物理力学指标，求得岩土抗剪强度参数值;相关经验指标是指在岩土工程勘察设计工作实践中，对于岩土强度指标，运用工程地质类比方法，利用既有工程中类似岩土的相关指标数值、经验数据，类比确定当前工程的强度指标;指标反算是根据给定边坡工程变形性状，判断边坡稳定程度或安全系数，采用一系列反分析方法，确定边坡岩土主要强度指标。选定岩土体力学参数指标的主要原则是:综合考虑室内试验、反算和经验指标，有条件时采用现场试验指标。
三、工程实例
3•1工程概况
某段工程以深挖方通过 ，地势左高右低，最大边坡高约40•6 m，超出一般情况下边坡高度30 m限制。初步设计方案中，右侧工程边坡高度达到40•6 m，分为5级，每级边坡高8m，边坡坡率1∶1•25，级间平台宽度2•0 m，采取的措施以孔窗护坡防护为主，未做特别设计，现经详细地质勘查，该处地层情况较差，经研究分析，拟对初步设计方案进行优化设计，以满足工程安全稳定的需要。该段地层情况如下。表层粉质黏土:黄褐色，硬塑，含植物根系及少量砾石，层厚5 ~12 m，分布于冲沟地表。下为千枚岩，全风化，灰黄色，灰绿色，层厚10 ~15 m;下为千枚岩，灰绿色，强风化，岩层产状130°∠45°，经计算左侧边坡顺层。地震动峰值加速度0•1g。
3•2左侧边坡稳定性分析
本工点左侧边坡顺层，根据地质资料分析，全~强风化岩层分界面存在薄弱层面，可能发生沿此薄弱面发生的顺层破坏。经地质钻探和试验分析，得到该层面抗剪参数，依据此数据运用改进janbu法对左侧边坡进行分析。对该工程边坡进行稳定分析，搜索其最不利滑面，得到坡体安全系数为1•045，小于规定值1•25，需要施加防护措施或改变坡体形态。
3•3对初步设计方案的优化
初步设计方案中，边坡级间平台宽度为2•0 m，对于此边坡显得过小，应增加级间平台宽度，拟对第2、3级平台宽度进行加宽，由2 m加宽至7 m，根据计算结果评价措施优劣。当级间平台宽度由2 m增加至4 m时，安全系数提高4•88%，由4 m增加至5 m，安全系数提高1%，由5 m提高至6 m，安全系数提高8•04%。由2 m增加至4 m，边坡安全系数提高较多，宽度增至5 m，提高较少，由5 m提高至6•0 m，安全系数提高较多，但此时由于边坡平台过宽，工程挖方量提高过大，不是很经济，因此决定第二、三级边坡平台增加至4•0m，较经济合理。另外初步设计方案中，对边坡坡率设计为1∶1•25，根据现有地层资料，由于左侧边坡上覆较厚土层，坡率应放缓至1∶1•5，由于堑顶地形横坡较平缓，放缓边坡和增加边坡平台宽度后边坡高度增加0•5m，增加值较小，比较合理。经计算，改进坡率及平台宽度后，坡体最不利安全系数为1•277，大于1•25的规范要求值，地震工况下也大于1•0，满足要求。
四、结论
(1)对边坡的设计防护应以地质资料及试验成果为基础，选取正确的计算参数，首先对设计方案进行稳定性评价，对可能发生的潜在坡体滑动模式进行充分的分析。
(2)对于边坡分析评价应综合考虑地层情况，松散的覆盖层、堆积层易发生圆弧型滑动破坏，存在明显的贯通节理裂隙的顺层边坡易发生顺层失稳破坏，对于没有明显滑面的顺层边坡，也存在沿不同岩层界面发生滑动的趋势。
(3)稳定性分析成果应用于设计时尚应考虑一定的安全冗余，应综合考虑各种因素，因地制宜，采取合理的防护措施。
(4)增加中间边坡平台宽度，放缓边坡坡率可以有效地提高边坡稳定性，虽然会使工程土方、用地数量增加，但对提高边坡稳定性是最简便、最有效的方法。另外如果地形陡峭、地下水发育、边坡顺层或存在薄弱面、工程地质条件复杂，需要结合一定的防护措施以提高边坡稳定性，降低施工和长期运营中的风险。
参考文献：