山区二级公路挖方边坡的稳定性评价

石阳

摘 要 在我国公路分类等级中，二级公路因其便利性和灵活性占据了重要地位，为连接政治经济中心、港口、码头提供了便利，因而近年来在我国，尤其是在山区得到了长足的发展。但是由于对环境因素预估不足，尤其在挖方边坡的稳定性方面存在问题，严重影响公路安全。本文在综合研究多条山区公路挖方边坡的基础上，提出了稳定性评价的原则和程序，阐述了评价方法，并结合实际提出可行的安全防护措施。

关键词 山区二级公路；挖方边坡；稳定性

1 引言

在我国的公路分类体系中，二级公路以其独有的便利性和灵活性占据了重要地位，尤其是在山区地区获得了长足发展。然而由于缺乏对山区环境的足够认识，严重影响山区道路安全，甚至山区车祸事故发生量远超普通公路，接近4倍左右。因此，在公路建设中，一套完备的评价和防护体系尤为重要。

笔者结合多年施工经验并通过对多条山区二级公路的研究考察，得出了适用于山区二级公路挖方边坡的稳定性评价和安全防护技术，认为为直观、全面地对边坡地质进行评估，应在挖方施工的初期进行稳定性评价。这样同时也保证了施工阶段能对方案进行及时的调整。

2 山区二级公路的稳定性评价

2.1 评价原则

在充分考虑山区二级公路挖方边坡的特点，结合地质构造、力学机制、施工条件等客观因素，结合评价结果的合理性与可操作性，对稳定性评价工作提出以下四点原则：

首先在区域地质和局部地质构造方面，区域地质环境决定了边坡地质问题的产生，要想对斜坡地质演化过程有更充分的了解、合理预测未来发展趋势，就必须对区域地质环境有深刻的认识。

其次在区域地质和施工条件方面，挖方边坡稳定性取决于很多因素，其中首要考虑的是区域地质构造和局部地质构造，除此之外地下水分布及降雨量、工程施工方式也会对其产生较大影响。

接着在地质模式的定性评价和力学机制的定量评价方面，定量计算是将定性评价得出的感性认知上升为理性认知的必要手段，边界条件、岩体强度参数、影响因素及敏感因素等作为边坡整治的必要参数，可通过物理或数值模拟等方式获得。

最后在施工阶段的稳定与运营期间的稳定方面，长久的稳定性评价体系需将降雨、风化、地震等自然因素考虑在内，以便得到对边坡的岩土结构和加固防护结构的持久评价。

2.2 工作程序

为直观、全面地对边坡地质进行评估，应在挖方施工的初期进行稳定性评价。这样同时也保证了施工阶段能对方案进行及时的调整。实际操作中的工作程序可由以下四个方面构成：

首先在搜集和分析资料方面，地理环境对挖方边坡的稳定性有重要影响，区域地质构造和水文环境等因素必须提前纳入考察范围。只有综合考地层岩性、地形地貌并结合其力学性质，才能初步掌握边坡的稳定性因素。

其次在挖方边坡地质调查方面，为预防挖方过程中的潜在滑坡需要对施工地质进行勘查，可组织拥有丰富地质素描、照相、测量工作经验的技术人员去进行实地踏勘，形成初步的地质模型。

接着在挖方边坡稳定性的初步评价方面，初步评价可分两种情况，结合具体实际提出。对于现阶段资料完备、模型已经确定的，可直接对稳定性进行评价；而模型尚未明确、对具体情况存疑较大的，可暂且保留方案，留待下一阶段的深入研究。对于个别稳定性差、投资高风险大的项目，往往会产生多个方案，则需要结合具体情况进行仔细的比较。

最后在挖方边坡的稳定性评价和整治方案方面，为挖方边坡提出合理的理论依据，可以在对地质结构和施工过程合理评价的基础上，结合数字化地质地形图测绘、地质勘探（钻探、探井、物探等）、岩土体力学参数试验、数值计算等手段，提出多个方案，以最优化原则确定最佳的整治方案。

2.3 挖方边坡稳定性评价

2.3.1 挖方边坡稳定性考虑的因素

除了岩体结构、水文特征、坡高坡比等地理因素外，還需考虑开挖顺序和爆破方法等施工因素，以全面客观地评价其稳定性。

2.3.2 边坡稳定性评价方法

随着极限平衡理论的成熟、计算机模拟技术的发展等一系列科技进步，对稳定性的评价方法也有了不断革新，这些方法也广泛应用于矿山、铁路的挖方边坡中。而公路挖方边坡可以不考虑运营方式，其高度小、数量多的特点决定了它必须采用更成熟、快速的评价方式，并充分重视地质模式的定性评价。极限平衡理论和数值分析方法作为最常用也是最重要的两种评价方法，应该被扎实掌握、灵活运用。

极限平衡理论整个边坡平衡方程的建立是通过块体的平衡条件建立的，小块体位于有滑动趋势的边坡岩体范围内；数值分析方法是对边坡的变形和演化进行的分析，能够对边坡的演变和现状有一个直观的认识，同时对未来进行较为准确的预测。

2.3.3 边坡稳定性评价结果

边坡稳定性的评价结果直接取决于稳定性评价原则，因而共有三大类：基本稳定、稳定性较差和不稳定三类。

基本稳定是指坡面仅有个别浮石，坡体无不连续结构面；

稳定性较差试着边坡基本稳定但坡面又不稳定土块，坡面结构交叉等情况还会造成坡度较大和部分坍塌；

不稳定是指直接存在贯通性裂缝、滑动坡面，甚至导致挖方边坡整体的直接坍塌。

3 挖方边坡的安全防护技术

道路平纵线形、线形组合及连续性，路面的平整性与抗滑性，边坡处理，交通安全措施等各环境因素从多方面影响着二级公路交通安全。由于受地形制约，且山区二级公路在设计的过程中多采用深挖高填路基、桥梁、隧道等工程，因而挖方边坡被广发应用于公路的修建，其稳定性的高低会影响滚石、坍塌、滑坡等一系列事故，从而进一步影响道路安全。如果能建立完备的稳定性评价体系并将之应用于挖方施工初期和工程地质勘查阶段，并提出合理的安全防护设计，便能将挖方边坡不稳定的几率降到最小，最大程度地提高交通安全。而挖方边坡则需从坡面和坡体两个方面进行安全防护。

3.1 坡面防护

可从施工材料、生态防护两个方面进行坡面防护。

施工材料方面，采用砖石、混凝土等稳定性强的材料砌建空心砖护坡、混凝土护坡等，同时辅以钢柱、钢绳网、上（下）支撑绳、上拉锚杆、上拉锚绳、侧拉锚杆、侧拉锚绳等材料建立栅栏式SNS （Safety Netting System）防护系统来防治公路挖方边坡坡面滚、落石等灾害。

生态防护方面，在坡面上种植单种或多种植被以稳固地质、调节水文，对泥石流等地质灾害起到一定程度的缓冲作用。

3.2 坡体加固

分坡体支挡技术、锚固技术和注浆排水固结技术三类。

坡体支挡技术：普遍应用于公路工程，适用于自身强度低或地质土质破碎的挖方边坡加固，可根据具体情况选用挡土墙或抗滑桩。

坡体锚固技术：此种方式适用于从整体性上改良岩体状态，不同单元所受的不同的不平衡力和不平衡力矩的大小不同，对此可结合具体情况考虑采用预应力锚索或锚杆。

坡体注浆排水固结技术：将水泥浆注入以松散岩石为主的不稳定岩体，在地表或地下设置排水设施，可在一定程度上提高岩体自身的结构稳定性。

例如红砂岩挖方路基的边坡防护。由于红砂岩体一般为砂岩、泥岩和粉砂岩等，是易风化的软质岩石，风化速度又各不相同，所以岩性具有鲜明的不均匀性，其边坡岩体因此容易破碎且透水性强。根据这些情况，相关部门可采用植生袋法、锚杆加固和客土喷播等方法进行防护。

4 总结

随着社会的快速发展，山区二级公路在经济政治中的重要地位日益凸显，其稳定性评价和安全防护技术也得到了越来越多业内人士的关注。要想建立一套完备的稳定性评价体系，必须充分结合区域地质结构，进行详尽的资料分析和实地勘察，结合先进的技术手段，最终形成最优化评价方案，这不仅有利于稳定性的持久性监控，也便于提出合理的完全防护措施；而安全防护技术，则要充分运用各种方式，从坡体、坡面两个角度，综合运用生态、技术等多种方式才能取得最佳效果.