广东省工程勘察院东莞分院523000
摘要：本文主要从笔者亲身参与的公路高边坡稳定性评价及支护优化设计的原因以及解决措施，旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：边坡工程；边坡稳定性评价；支护优化设计
公路的路线一般比较长，会遇到很多不同的地质条件，而且需要的边坡数量比较多，因此，经常会出现一些边坡变形以及失稳的现象，这对于进一步的施工是非常不利的，而且严重影响到施工质量，严重的还会危及到人们的生命财产安全。因此公路边坡的安全性是十分重要的，因此通过加强对施工地质条件的考察以及优化边坡支护方案是非常有必要的。而目前对高边坡支护的优化设计大多是基于单边坡研究的，而且还缺乏足够的地质调查、稳定性评价以及优化设计，因此通过加大公路高边坡普查，高边坡支护研究，来对公路高边坡的稳定性进行评价以及支护进行优化设计，对于指导公路的高边坡支护是非常有利的，而且还可以在一定程度上提高公路的安全性。
1.公路高边坡优化设计工作思路
由于山区高速公路路线长，往往分为数个标段，由不同的施工单位同时施工，高边坡数量多，这就为高边坡的安全管理和优化设计的实施带来一定困难。往往造成科研与设计脱节、设计与施工脱节，科研成果不能快速反映到施工图设计和高边坡施工中。结合这一现状，在项目实施的实践中形成了一套行之有效的高边坡优化设计模式。
高边坡优化设计的主要内容包括：
（1）由科研单位紧密结合现场实际条件，遵循“高边坡普查→提出优化设计建议→筛选重点边坡”的研究思路，通过高边坡普查，定性评价全线高边坡稳定性，对稳定性较好的高边坡提出设计优化建议，筛选出地质条件复杂、稳定性差的高边坡进行重点研究。对重点边坡跟踪施工过程进行岩体结构调查，采用定性、定量方法相结合，研究边坡稳定性状况，提出合理的支护优化建议。
（2）科研单位通过科学研究，提供详实的现场资料，为业主和设计单位提供优化设计的基础资料和有针对性的建议。业主根据资料进行科学决策，由设计单位进行快速优化设计，施工和监理单位进行优化施工，保证研究成果快速地应用到生产实际中。对设计变更大的边坡业主组织专家进行评审，业主根据评审意见，组织优化设计单位进行边坡优化设计，并通过监理单位对高边坡施工进行控制；对变形边坡，由业主组织科研、设计单位沟通意见，确定应急治理方案，再组织监理、施工单位召开边坡应急治理会议，制定详细的边坡治理工程实施方案。
这种工作模式保证了科研成果快速地应用到生产实际中，对高边坡的正常施工和安全运营起到重要作用。高边坡普查是进行优化设计的基础，稳定性差的重点边坡稳定性研究是进行优化设计的关键，如何选择合理的优化设计方案则是本项研究的核心技术。
2.公路高边坡普查
高边坡普查是指在分析前期勘察资料的基础上，在开挖前对全线高边坡周边地质环境及已开挖揭露的地质现象进行调查，重点研究开挖边坡岩体结构分区特征、已有变形破坏现象等，分析边坡各分区可能的变形破坏模式，并对不同类型岩土体及结构面进行物理力学性质快速试验，采用定性分析方法结合一定的定量计算，对边坡稳定性进行分区，复核设计方案与地质条件的适宜性并提出优化设计初步分区建议。其主要工作内容是分区研究，包括岩体结构分区、稳定性分区、支护优化分区建议。
高边坡普查的目的是提出全线高边坡优化设计分区建议，并筛选出重点研究边坡。重点研究边坡应满足以下条件之二：(1)地质条件复杂；(2)稳定性差；(3)高度大(＞40m)。
普查结果表明，汤屯高速公路沿线主要发育砂岩、板岩、花岗岩以及千枚岩。其中，砂岩较完整但普遍发育层间软弱夹层(厚度10～20cm)，顺层边坡稳定性较差；陡倾板岩及千枚岩岩体较破碎，总体上呈次块状～碎裂结构，公路沿线两岸均发育多处倾倒变形体，倾倒变形体开挖可能引起碎裂结构边坡整体变形；花岗岩中节理裂隙发育，变形破坏模式以小规模块体失稳为主。开挖边坡的变形破坏模式主要有块体失稳、平面滑移及近圆弧形滑动3类，共有23个边坡产生了不同程度的变形破坏。
3.重点高边坡稳定性评价及支护优化设计
（1）基于过程模拟与控制的高边坡稳定性评价及灾害控制方法研究
高边坡岩土体具有地质体所具备的地质过程特性，对岩石进行的高边坡稳定性评价的主要目的就是对边坡变形破坏的过程以及机制进行阐述，并且基于地心力学来对问题进行刻画，实际上这种对岩石高边坡进行的稳定性评价更具体说来应该是一个变形稳定性的问题。对变形稳定性的分析是指对高边坡的变形以及相关的破坏情况、破坏机制进行研究，并且结合数学、力学以及计算机技术，利用数值模拟的方法来对边坡变形的过程进行模拟演示，并且对变形过程进行控制，基于这种模拟研究的结果对边坡的稳定性进行相关评价。变形稳定性分析的过程是在对应力环境、变形特征、破坏模式、潜在滑面位置进行模拟分析的基础上进行的，但目前对于稳定性系数以及推力值的估计还缺乏足够的理论支持，没有形成一个成熟、准确的计算方法。
（2）重点高边坡稳定性评价
对需要重点进行研究的边坡要随时进行施工跟踪，要注意对实际施工中遇到的岩体结构以及边坡变形的情况进行足够精确、细致的描述，并且要积极收集边坡以及施工过程中的反馈信息，对具体的坡体情况进行分析，根据上述资料以及研究分析，来建立相应的地质模型来反映控制性结构面空间展布特征，并且要根据具体边坡结构的实际特征来进行计算方法的选择，用来研究边坡变形的破坏模式以及稳定性情况。
土质边坡、散体结构以及破裂结构边坡的稳定性大多都会受到最大剪应力面的控制，因此，对这类边坡的边坡开挖过程进行研究分析，就要在对潜在滑动面的位置的判断基础之上进行，并且根据强度稳定性分析来对相应的边坡稳定性进行评价，为支护设计的优化提高有效的参数。
（3）重点高边坡支护优化设计
在对边坡支护进行优化中，要由对变形破坏的过程进行模拟来研究边坡开挖过程的不同变形阶段，由地质体所处的演化阶段以及变形破坏机制来对支护方案进行筛选，要按照具体的规范标准来进行静力学设计，要按照数值模拟的结果来研究地质体以及治理工程结构之间的相互作用，并由此来进行方案的优化设计。高边坡优化设计要建立在精准的地质模型的基础上，利用控制过程技术来完成，而且还需要特别关注边坡的稳定性评价，根据原有的设计方案进行改进。边坡优化要注意变形控制以及灾害控制，要将采用适宜的支护措施来是变形控制在允许范围之内，要结合反馈信息以及稳定性分析结果来进行有针对性的优化。
结语：在实际研究中，要通过业主、设计单位以及施工等单位的共同努力、参与来对科研成果进行应用，以使研究成果更早的指导实际施工。要以高边坡普查、优化设计建议的提出、边坡优化的重点研究的思路来进行高边坡优化设计。高边坡优化设计方案要在具体的模型分析的基础上进行，要注意施工以及监测的反馈信息以及稳定性评价，对支护的效果进行验证，不断改进设计方案，达到最佳效果。对高边坡的稳定性评价以及支护的优化设计过程实际上是一个贯穿于整个施工期的动态过程，需要在整个施工过程中根据实际情况来进行。本研究基于一定的工作思路以及研究方法对公路高边坡提出了稳定性评价以及优化设计，这对公路施工质量以及效率的提高、公路运行的安全性的提高具有一定的指导性意义。
参考文献：
[1]高速公路边坡稳定性分析及优化设计_杨大军
[2]高速公路的高边坡设计及稳定性评价_屈海军
[3]高速公路路堑高边坡的稳定性评价及设计方法_占红莲
[4]公路高边坡稳定性评价及支护优化设计_巨能攀
[5]公路高边坡稳定性评价及支护优化设计_吕红
[6]某高速公路高边坡特征及优化设计模式_姚勇
[7]张石高速公路某边坡稳定性分析与支护设计_刘亚峰