重庆市天宏公路勘察设计有限公司 重庆市涪陵区 408000
摘要：本文以我国某高速公路路基边坡为例，针对公路路基边坡工程设计和稳定性进行详细分析，总结了导致边坡失稳的主要原因，最后总结了进行具体的路基边坡工程设计过程中应当遵循的要求。
关键词：公路路基；边坡工程设计；稳定性
引言：高边坡的变形破坏严重影响着公路的建设和运营安全。变形破坏的主要原因是设计不当，通常与地质条件没有很好的结合，也没有计划施工。在开挖准备阶段，采用“开挖许可证管理制度”，由施工单位制定施工方案，由科研设计单位确定是否保证边坡稳定，并制定优化措施。在施工阶段，根据对开挖和勘察的认识，提出优化设计建议，并将科研成果应用于实践，对公路边坡进行了动态设计和施工管理，取得了成功的应用效果。
1.公路边坡设计的重要性
目前，我国公路建设一般在较短的时间内完成，但快速开挖和施工往往导致开挖与支护之间的延误，在一定程度上提高了边坡发生的概率。此外，边坡的不确定还会导致支护方案与地质条件不一致，大规模的边坡开挖也会对地质环境产生巨大的影响，在施工过程中往往会发生不同程度的变形和破坏，甚至是边坡的整体变形或不稳定，严重威胁到施工安全，影响施工进度。斜坡施工，例如公路和铁路。斜坡不稳定往往造成巨大的经济损失，甚至造成严重的社会影响。公路作为线形结构，往往沿河行驶。公路施工中由于开挖引起的高边坡数量巨大，而且地质条件复杂。这些高边坡通常由不同的单元组成，这给高边坡的安全管理带来了一定的困难。因此，必须进行有效的设计和施工管理，以确保施工顺利进行，不发生损坏和风险。[1]
2.公路路基边坡工程设计与稳定性
2.1设计阶段由业主、科研设计单位进行
优化设计的任务部分是指出设计过程中应注意的问题，一部分是根据科研单位的总结，对高速公路优化设计的工作经验提出建议。在设计阶段，应在选线、路型、高边坡设计等方面避免大规模的自然边坡开挖。施工准备阶段应由业主和科研、设计、监理、施工各部门共同进行。在此阶段，应建立开挖许可证制度。在对研究区地质条件进行简单调查的基础上，科研单位应立即对边坡性进行评价，以确定原开挖设计是否能保证开挖过程的稳定性，以及原设计方案是否满足设计要求，指出在设计和施工中可能引起注意的主要问题。建设阶段应由业主和科研、设计、监理、施工各单位共同参与。科学研究单位应通过对开挖边坡的普查，对边坡的优化设计提出建议。重点斜坡应进行专门研究。根据勘察监测结果，应形成高边坡优化设计的科学研究成果。在业主和各单位的共同努力下，科研成果应用到工程实践中。[2]
2.2设计阶段
根据对高速公路高边坡优化设计经验的总结，高边坡沿线高速公路的设计应遵循不开挖是最佳保护的理念“，应采取以下方法进行高边坡的优化设计。通过优化桥隧的布置和线路形式，减少边坡的数量；通过对地质条件的深入思考和认识，提高边坡比，降低边坡高度空化体积；采用“零开挖”方法，减少沿隧道前斜坡的开挖量；保持环境与坡度的协调。在具有天然斜坡高度的地区，减少坡度比，利用原始植被保护代替结构支撑。[3]
2.3施工准备
根据公路高边坡施工的经验教训，为避免边坡设计方案与施工条件不一致，应采用边坡稳定性及支护适宜性的评价。由于高速公路沿线边坡的稳定性状况，对高速公路运行期间的安全有着巨大的影响，因此高边坡和滑坡的路基设计应根据公路路基的设计规范和要求进行动力设计。动态设计必须以建筑设计的整体图纸为基础，并应适用于工程的要求。
由于高速公路沿线边坡的稳定性状况对高速公路的安全运行有着巨大的影响，因此高边坡和滑坡的路基设计应根据公路路基的设计规范和要求采用动力设计。动态设计必须以施工设计的全貌为基础，并应适用施工现场条件的监理要求，充分了解施工情况、变形情况及应力监测反馈情况。[4]
2.4分析验证
公路一般都有合理的施工进度。高速公路的施工周期为4年，其中高边坡开挖及支护施工仅需1～2年，其中雨季2个。由于线路长、工期短、因地制宜、边坡开挖速度快等原因，施工单位在开挖后很难达到支护水平，虽然这是需要的。在设计规范中。同时，施工中的高边坡面积大，造成基坑开挖与支护之间的时间间隔较长。但这将给边坡稳定带来一定的隐患，因此，在施工阶段，必须根据实际情况对高边坡进行合理的施工控制。根据该地区高速公路沿线高边坡施工的要求，应在施工过程中进行动态优化设计和施工控制。它应由业主和各科研、设计、施工、监理单位共同参与。在早期建设中，保证在开挖到一定高度时，支护工作完成后才能进行开挖，以避免因支护与开挖脱节而造成的边坡变形或破坏。[5]
3.应用结果
在设计阶段，高速公路路基设计高程普遍提高，边坡比略有提高，边坡高度和开挖体积均有所降低。同时，工程施工对设计的影响，最大坡高仅为48.4m。1坡高<1om，占总坡高的1.08%。33个坡高在10m～20m之间，占35.48%，40个坡高为20m～3om，占43.01%。19个坡高大于3om，占总坡高的20.43%。根据目前对高边坡的定义（高边坡是指30 m以上的岩质边坡或20 m以上，公路沿线仅19处高边坡，并提出了施工管理方案。
在施工过程中，除了部分边坡变形外，高速公路沿线边坡保持稳定状态。经过两年的测量，其变形在允许范围内。在高速公路建成后的两年中，没有出现边坡变形或不稳定的安全问题。2～7个边坡由叶状板岩组成，局部层向坡外倾斜，开挖坡比为1：1。开挖后较长一段时间内，平面设计的岩锚框架未得到加固。
经过一场暴雨后，在斜坡的某些地区出现了未变形的情况。由于变形的范围和深度被保留在一个有限的范围内，在最初的设计方案中采用了这些支撑工程后，后斜坡得到了稳定。3～5个边坡设计为3个等级，每级8m，坡度比1：0.5。原结构由锚杆框架支撑。该边坡为完全风化的石英安山岩，具有碎屑岩块体，结构面为土壤。在热堆中，一组向外倾斜的节理在发育中，倾角小于斜角。块体的稳定性很差。开挖至二级后，几块块体失稳，浅层裂隙岩体崩塌。由于斜坡的一部分已变得不稳定，虽然整个斜坡尚未变形，但总体情况仍然不利于边坡的稳定。在优化设计中，采用锚固框架取代二级中段的锚杆框架。当三个边坡的某些部分不稳定时，国家对边坡地质条件进行了补充投资，并根据高边坡动态施工的管理过程提出了相应的防护措施，并在业主的组织、设计、监督、施工单位的共同作用下，确定了防护方案。从而使边坡局部变形停止，避免了边坡的大规模变形和失稳。
结束语：本文结合公路高边坡施工的实际，提出了公路高边坡动态设计与施工管理的技术流程。拟定的施工管理方案分为三个阶段，即：1）设计阶段；2）开挖准备阶段；3）施工阶段。在设计阶段，总结了同一地区公路沿线其他高边坡设计和施工的经验教训。从选线、选线形式等方面优化坡数和坡高，以期为路基边坡设计提供参考。
参考文献：
[1]彭建胜，温小聪.公路路基高边坡锚杆框架梁施工技术应用探讨[J].交通世界，2020（27）：48-49.
[2]徐开华.公路路基边坡工程失稳影响因素分析及防护设计[J].智能城市，2020，6（04）：184-185.
[3]杨珊.公路路基边坡工程设计与稳定性[J].交通世界，2018（13）：28-29.
[4]张田，吴明明.高等级公路路基边坡稳定性病害分析及防治[J].福建建材，2009（02）：71-73.
[5]段文魁.公路路基边坡工程设计与稳定性问题探析[J].科技创新导报，2008（36）：88.