浅谈高填方边坡的稳定性分析与治理对策

欧阳维璘

【摘 要】高填方边坡的稳定性一直都是影响工程质量与安全的一大重要技术问题，如何对高填方边坡的稳定性做到准确分析，并寻找对应的加固方法，已经成为边坡工程的一个难题。本文通过实例对高填方边坡的稳定性进行分析，并探求合理的对策，以避免发生边坡失稳事故。

【关键词】高填方边坡；稳定性；对策

高填方是指根据需要将指定区域用土、水泥或石子等材料用分层或者碾压等方式，建成比周围建筑高一些的设计。高填方边坡就是用高填方设计方式加高的边坡。由于高填方边坡突出位置，其稳定性不仅关系到边坡的稳固，而且一旦出现崩塌等情况将危及到周围的建筑、人等，因此高填方边坡的稳定性不容我们忽视。本人于2012年初接到“梧州市220kV红岭变电站”（现已改名为翡翠变）的设计任务，负责该工程的‘三通一平等施工图纸的设计工作。220kV红岭变为广西首个3C绿色智能变电站。该工程选定的站址，位于梧州市火车站西偏南位置，该区域拟建成物流园区，站址紧临城市政规划路。220kV红岭变站区场地南面为填方段，按照场平标高（56m-55.75m），红岭站址填土边坡最高为26米。因此该工程初设阶段考虑采用自然放坡和坦萨生态边坡两种方案。坦萨生态边坡方案节省占地，由于进行加筋处理，分层碾压后能有效控制不均匀沉降。回填土方量小，需要外购土少，有效减少外运填料产生的费用。完工后与周围环境能很好融为一体。自然放坡与塔萨方案比较，自然放坡征地面积大6亩，临时用地大6.7亩，回填土方多34000m3，挡土墙多1860m3。自然放坡较塔萨方案工程总造价多140万。

1.高填方边坡稳定性分析方法与加固技术的研究现状

1.1高填方边坡稳定性分析方法的研究现状

滑坡现象在自然界中时常发生，也引起了人们广泛的关注。早期人们应对高填方边坡主要采取定性分析的方法，其未能得出高填方边坡稳定性的相关数据，只能大致确定是否稳定。随着人们对高填方边坡稳定性的深入研究和探索，人们开始使用一些定量分析的方法，从不同角度建立模型对边坡的稳定性进行研究，使得出的高填方边坡稳定性的结果得到数据支持。截止到目前，高填方边坡稳定性分析主要有定性分析法和定量分析法两种方法。根据不同的边坡，定性分析法可分为自然历史分析法、诺模图法、赤平极射投影法、工程类比法、专家系统、范例推理法等方法，表1列出了定性分析法上述方法的原理及其发展动态。定量分析法又确定性分析法和不确定分析法；确定性分析法包括极限平衡法和数值分析法，极限平衡法包括瑞典条分法、Bishop条分法、Sarma法、斯宾塞法、摩根斯坦-普赖斯法、传递系数法等方法，数值分析法包括有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、无界元法（IDEM）、数值流形元法（NMM）等方法；不确定分析法包括可靠度评价法、人工神经网络分析法（ANN）、灰色系统评价法、模糊评价法、遗传法、综合法等方法。

1.2高填方边坡加固技术的研究现状

高填方边坡滑坡、坍塌等边坡稳定性不良带来的危害会带来经济损失，甚至造成不可逆转的巨大灾害，因此，对高填方边坡的加固技术进行研究具有重要的现实意义和社会意义。随着工程师应对具有不同稳定性的边坡，截止到目前，已经研究出了不少高填方边坡的加固技术。高填方边坡的加固技术主要包括重力式挡墙、抗滑桩、扶壁式挡墙锚杆技术、悬臂式挡墙、格构加固、喷锚网支护、坡虑法、注浆加固、悬挂式挡墙等加固技术。现有的高填方边坡加固技术多种多样，针对具有不同稳定性的高填方边坡，我们需要选择合适的加固技术，以而不能盲目选择。同时，我们还可以针对不同的边坡可以创新或完善已有的边坡加固技术，尽全力去消除可以避免安全隐患，以保障人类和财产等的安全。

2.高填方边坡的稳定性分析

针对梧州市220kV红岭变电站中高填方边坡的项目，我们采取了定量分析法与定性分析法结合的方法对其的稳定性进行分析：（1）影响高填方边坡的稳定性的因素；本项目定性分析了梧州市220kV红岭变电站中高填方边坡的地质、水文、边坡成因等影响边坡稳定性因素，定量分析了边坡的高度、面积、经济效益等影响边坡稳定性的因素。（2）影响高填方边坡稳定性因素的敏感性分析；灰色关联度方法是研究相关因素曲线的变化趋势、方向、大小、速度等变化态势相似程度，越相似关联度越大影响越大，反之越小。本项目中采取灰色关联度的方法对找出的影响边坡稳定性的因数进行主次分析，确定出最具影响力的几个关键因素。（3）选取合适的高填方边坡稳定性的分析方法；针对梧州市220kV红岭变电站中高填方边坡的影响因素，选取了定性分析法和定量分析法中的极限平衡法。（4）建立合适的模型；确定这个边坡模型结构的边界条件、横截面的形状、地质属性相关数据、承载能力等建立合适的模型。（5）确定处理方法；根据模型得出的相关数据确定土和加固材料钢筋等对接触面的处理，梧州市220kV红岭变电站中高填方边坡采取了自然放坡的方式，先建立模型，然后对单元进行填土和其他材料，不断重复直至结束。

3.高填方边坡的治理对策

若高填方边坡由于不稳定的原因发生事故，后果甚至可能出人意料，对于高填方边坡的稳定性一旦发现问题，就应当采取合适的治理措施，以杜绝可以避免的安全隐患：（1）根据高填方边坡所处的环境、机构等影响边坡稳定性的因素，找出可以解决高填方边坡稳定性的一些备选方案，是一种多属性决策的方法，可以根据影响因素的权重、主次等进行对策选择。（2）再根据实际情况从备选方案确定较优的选择，目前高填方边坡的治理对策有消坡减载、挡土墙工程、锚固工程、抗滑桩工程、护坡工程以及排水工程等措施，可以根据实际情况采取多种方案综合实施。（3）从可行性方面、环境方面、工期方面、安全可靠方面、经济效益方面、操作难易方面等方面对高填方边坡的治理对策的熵权多目标优选进行决选，确定最终的高填方边坡的治理对策。（4）对高填方边坡的治理对策进行设计实施；梧州市220kV红岭变电站站址附近区域拟建成物流园区，附近地区列入2013年度长洲区政府征地拆迁计划任务，并希望于年底完成征地工作。经过业主方，梧州市运行维护局多方协调，梧州市商贸物流园管理委员会同意配合本工程建设，将建设站址附近市政道路开挖的多余土方，回填至变电站附近的冲沟，使变电站远离高边坡，以节省高边坡的处理费用。故初设收口的站区土方按站区西南面围墙距离回填边坡顶40米计算，回填坡比为1：1.5，中间设三个马道，马道宽2.5米，马道及边坡外沿均设置截水沟，坡面植草皮，防止水土流失。该方案得到审查通过，施工图纸已于2012年8月正式出版，边坡工程正在施工（见附图）。

4.总结

高填方边坡的稳定性问题看似只是工程中的一个问题，但是如果不能很好的解决，很可能造成重大事故和严重损失，我们应当加以重视。针对不同的高填方边坡，我们可以从多种高填方边坡稳定性分析方法中选择一个或多种方法组合，然后再根据实际情况从可行性、地质水文、单元截面、经济效益等方面用定性和定量分析法结合的方法确定最优方案，以将高填方边坡的稳定性提高到能提高的最高程度。

参考文献：

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