山區(qū)公路高邊坡勘察設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題探討

羅霄

（貴州黔源地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)有限公司，貴陽550000）

1 引言

在全力發(fā)展交通建設(shè)的今天，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)與經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的西部山區(qū)高速公路建設(shè)是其重點(diǎn)【1】。我國人口眾多但耕地較少，因此，在高速公路規(guī)劃路線的時(shí)候不僅需要考慮公路沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還需要遵循盡可能少占用耕地的原則。因此，在山區(qū)高速公路的建設(shè)中，橋梁隧道較多，高切邊坡也不少。山區(qū)從本質(zhì)上來講就是地殼運(yùn)動(dòng)造成的結(jié)果，因而山區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地形地方比較復(fù)雜。由于對(duì)公路路線規(guī)劃勘察等方面的認(rèn)識(shí)不足，針對(duì)路線邊坡中某些地質(zhì)現(xiàn)象重視度不夠，在邊坡的施工設(shè)計(jì)中未針對(duì)這些重要的地段采取加強(qiáng)措施，因而在施工的過程中出現(xiàn)了一系列邊坡失穩(wěn)問題，對(duì)工程的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。與此相反，在某些地段由于對(duì)邊坡的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不足，對(duì)穩(wěn)定的邊坡也進(jìn)行了過強(qiáng)的加固，造成了不必要的浪費(fèi)【2】。因此，需要加強(qiáng)施工前對(duì)高邊坡的勘察工作，提早發(fā)現(xiàn)在施工設(shè)計(jì)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，減少工程損失和工期的浪費(fèi)，進(jìn)而達(dá)到事半功倍的效果。

2 山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)原因及災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)

2.1 山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)原因

造成山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)的原因有很多【3】，大部分皆與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、地形地貌有很大的關(guān)系。其中，最為主要的有以下4 點(diǎn)：

1）高邊坡的巖石節(jié)理較為發(fā)育，同時(shí)又受到了風(fēng)化作用的影響，進(jìn)而造成巖石的強(qiáng)度隨著時(shí)間大大降低，各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)均明顯下降，待到指標(biāo)均降低到維持邊坡穩(wěn)定的最低水平，會(huì)造成邊坡的失穩(wěn)。

2）在滑坡地段，未能對(duì)巖土體的各項(xiàng)性質(zhì)進(jìn)行深入分析，在設(shè)計(jì)過程中依舊采用較大的坡比，而在施工過程中也未能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，依舊按照原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開挖，從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

3）在邊坡開挖完成之后，未及時(shí)采取有效的保護(hù)措施，導(dǎo)致邊坡上的巖土體長(zhǎng)期暴露，經(jīng)受陽光和雨水的長(zhǎng)期風(fēng)化和沖刷，使得巖土體的各項(xiàng)參數(shù)下降，坡體失穩(wěn)。

4）山區(qū)雨水充沛，降雨量較大，雨水可以沿著邊坡的表面向內(nèi)入滲至坡體的內(nèi)部。巖土體受到孔隙水的影響，降低了巖土體的強(qiáng)度參數(shù)，增大了邊坡的下滑力，降低了穩(wěn)定性，同時(shí)，巖土體也發(fā)生了軟化，降低了邊坡的抗滑力。

2.2 常見的邊坡破壞的形態(tài)

山區(qū)公路高邊坡主要的破壞形式有滑坡、崩塌和坍塌3種。

1）滑坡。也就是邊坡的坡體沿著不利結(jié)構(gòu)面或者是軟弱的夾層整體向下滑動(dòng)，從而破壞了路基路面，對(duì)行車產(chǎn)生了安全威脅，也造成了經(jīng)濟(jì)損失。

2）崩塌。所謂崩塌就是部分巖土體在日常風(fēng)化和雨水的沖刷下，沿著破裂面從邊坡上方崩落而下，堆積在道路中造成交通的中斷，崩塌最大的特點(diǎn)就是具有突發(fā)性。

3）坍塌。邊坡坡表松散的巖土體在強(qiáng)降雨的作用下被軟化，強(qiáng)度急劇降低，從而引起上部邊坡的失穩(wěn)。

3 山區(qū)公路高邊坡工程地質(zhì)勘察方法

山區(qū)公路高邊坡工程地質(zhì)勘察方法主要分為2 種：分階段系統(tǒng)勘察和局部路段重點(diǎn)勘察【4】。

3.1 分階段系統(tǒng)勘察

高邊坡勘察應(yīng)該貫穿于山區(qū)公路勘察的每個(gè)階段。在項(xiàng)目的可行性研究階段，需要盡可能地收集該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、水文、巖性、地震等資料，尤其應(yīng)當(dāng)注意對(duì)特殊地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)資料的收集。對(duì)此可以利用GIS 技術(shù)，采集該區(qū)域的整體地貌情況，對(duì)整體有一個(gè)直觀的了解。在勘察過程中以測(cè)繪與地質(zhì)調(diào)查為主，查明對(duì)路線有較大影響的地質(zhì)問題，對(duì)這些地質(zhì)問題進(jìn)行綜合評(píng)估，對(duì)嚴(yán)重不良地段選擇繞道避讓，以此來減少不良地段對(duì)路線的影響，減少不必要的麻煩。

在初步設(shè)計(jì)階段，路線的大致走向已經(jīng)基本確定，主要的工作就是路線的對(duì)比選擇，選擇最優(yōu)的路線方案，在此階段可以配合鉆探和物探手段，查明各個(gè)方案的不良地質(zhì)地段。對(duì)于已然形成的滑坡體，分析其穩(wěn)定性以及滑坡規(guī)模的大小，針對(duì)特別重大的地質(zhì)災(zāi)害體需要遵循盡量避讓的原則。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的處治原則就是以防為主，治理為輔。

進(jìn)入施工圖設(shè)計(jì)階段后，主要的手段就是鉆探及物探，同時(shí)還需要進(jìn)行一系列的土工試驗(yàn)和水文試驗(yàn)，查明巖土體的厚度、物理力學(xué)參數(shù)、巖土體的分布狀況以及地下水的發(fā)育及流向。對(duì)邊坡的開挖進(jìn)行一定的預(yù)估，進(jìn)行穩(wěn)定性分析工作，并提出合理的加固建議。

3.2 局部路段重點(diǎn)勘察

一般的高邊坡僅常規(guī)的勘察即可，而對(duì)于嚴(yán)重不良的地段則應(yīng)該進(jìn)行深入的勘察。例如，穩(wěn)定性不足的斜坡以及大型的滑坡會(huì)影響公路的造價(jià)以及工期，對(duì)此必須有針對(duì)性地進(jìn)行精準(zhǔn)的勘察。首先，應(yīng)確定邊坡巖層的傾向走向、風(fēng)化層等地質(zhì)資料、水文資料、氣象資料。然后，通過鉆探手段準(zhǔn)確確定巖土層的厚度，并根據(jù)巖心情況，判斷是否存在軟弱的結(jié)構(gòu)面。最后，通過水文試驗(yàn)，確定地質(zhì)體內(nèi)是否存在地下水的滲流面。

4 山區(qū)高速公路邊坡設(shè)計(jì)問題分析

4.1 邊坡形狀的選擇

邊坡的形狀主要可以分為3 種形式，即折線型、臺(tái)階型、直線型。坡型的選擇應(yīng)當(dāng)具體問題具體分析，因地制宜，且應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況選擇適合的坡型。例如，對(duì)于在挖方高度范圍內(nèi)且?guī)r土體的密實(shí)度和破碎程度比較明顯的邊坡，建議采用上陡下緩的折線型邊坡，這樣可以提高邊坡的穩(wěn)定性。

4.2 加固防護(hù)設(shè)計(jì)

對(duì)于一般的路塹邊坡，松散的土層多采用網(wǎng)格骨架與植草防護(hù)的手段；對(duì)于坡殘積層較多使用拱形骨架與噴播植草的手段；全風(fēng)化或者強(qiáng)風(fēng)化層則利用拱形骨架植草或者鍍鋅網(wǎng)植草的手段進(jìn)行防護(hù)?？傊?，無論何種防護(hù)手段，都要貫徹恢復(fù)自然景觀、生態(tài)、綠色的設(shè)計(jì)觀念。

5 結(jié)語

綜上所述，本文從山區(qū)公路邊坡失穩(wěn)原因及災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)、山區(qū)公路高邊坡工程地質(zhì)勘察方法、山區(qū)高速公路邊坡設(shè)計(jì)問題分析3 個(gè)方面入手，系統(tǒng)地分析了在山區(qū)公路高邊坡勘察設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，為之后的工程應(yīng)用提供建議?？傊?，高邊坡勘察應(yīng)當(dāng)給予高度重視，設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)因地制宜，勘察與設(shè)計(jì)相結(jié)合，優(yōu)選出最佳的路線與防護(hù)方案。