山区公路高边坡勘察设计关键问题

｜《中国高新科技》杂志2020年第18期｜撰稿：曾飞云，中交第二公路勘察设计研究院有限公司工程师，研究方向：路桥设计

1 山区公路高边坡勘察设计的重要性

山区最明显的特征在于复杂的地质结构以及地形地貌，而正因为这种结构导致在山区建设公路具有一定的困难，相关建设人员如果不能在施工准备工作中全方位地勘测规划公路路线，没有全面分析所处位置的地质地貌，那么在山区高速公路建设过程中，对山体不合理的切割会导致出现较多的高边坡，而在施工中这些边坡就会发生加固不足或者加固过度的问题，不仅影响施工进度，而且过度加工会造成浪费资源的问题，对整个工程建设的质量和经济效益都造成了较大的影响。

2 山区公路边坡失稳因素及发生灾害特征

2.1山区公路边坡失稳主要因素
山区公路所处地理位置的地质结构和地形地貌都会使山区公路出现失稳问题。下面就针对3种重要因素进行分析：
（1）在滑坡地段，工作人员在设计工作中依然将坡比设计较大，没有根据实际的现场状况改善，对地质的勘测缺乏完整性，施工过程中仍然按照之前设计的方案图纸施工，导致边坡出现失稳。
（2）边坡开挖完成后没有及时做好防护措施，造成边坡上经常有裸露在外的岩石，长时间遭受到风雨和阳光的侵蚀，导致边坡土层整体质量下降，进而出现边坡失稳。
（3）山区经常会有较大以及长时间的降水，雨水通过边坡表面逐渐渗入到破体内部。时间一长，岩土层的各项参数会出现变化，边坡也容易出现下滑。

2.2常见的边坡破坏形态
滑坡、崩塌和坍塌这3种属于最常见的山区公路高边坡破坏形态，具体如图1—图3所示。
滑坡就是该地理位置的土层结构存在不利位置或者软弱夹层，造成边坡的坡体持续向下滑动，导致路面发生破坏，一定程度上影响了过往车辆的行驶安全；崩塌则是因为有些岩土体长时间受到风雪和雨水的冲刷侵蚀，岩土体从边坡上方随着破裂的地方崩落到公路中，从而严重影响高速公路的正常行驶，另外崩塌最明显的特征是具有一定的突发性；坍塌是因为长时间的降雨导致边坡破表散动的岩土体被软化，突然大面积出现降低，增加了边坡破体重量，造成上部边坡出现失稳。

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图1滑坡

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图2崩塌

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图3坍塌

3 山区公路边坡勘察重点

3.1运用先进的勘察技术
因为建设高速公路周边的山区地理结构以及地势地貌较为复杂，要是在山区公路边坡勘测过程中，仍然如往常使用传统的勘测技术，那么公路边坡勘察工作就会不完善，存在一定的安全隐患，进而导致需要投入更多资金，还会受到周围环境变化的影响，公路边坡勘察的结果容易出现较大误差。所以，为确保公路边坡勘察结果的准确性，明显提升公路边坡勘察的水平和工作效率，为之后更好地协助完成公路边坡设计打好基础，就需要公路边坡勘察人员多选择使用较为先进的勘察技术完成勘测工作，例如RS技术和GPS等先进技术。

在这两种先进技术中，RS较GPS技术来说勘测效果更好，勘察到的图片更清晰准确。这主要是由于RS技术的勘察面积比较广泛，能明显降低山区各种地形地貌对勘察效果的影响，确保公路边勘察人员能清晰真实地看到地质图像。同时工作人员也可以利用先进的读图App来分析地质图像，从而进一步提高山区公路边坡勘察结果的准确率。此外，勘察人员在山区公路边坡地质勘察设计绘图过程中，经常会使用GPS精准定位勘察现场，在确保山区公路边勘察结果准确的同时减轻自身的工作量，提高工作效率。

3.2加强地质选线
不仅要有先进的勘察技术，勘察人员还要严格确保地质选线的合理性。做好公路边线勘察工作的同时也要保证公路勘察数据精准无误，为之后的公路设计提供高质量的参考依据。设计人员要尽可能降低周围地质环境对勘察结果造成的影响，要选择地质条件好、地质灾害少的地区进行勘察。同时为进一步提升地质选线质量，勘察人员应全方位地分析周围的地质地貌。如果出现地质环境比较差的山区，要调整修改之前的地质选线，在保证山区公路边坡地质勘察质量的情况下，地质勘察人员和山区公路路线设计人员要及时沟通和反馈，仔细勘察之前的公路路线，进而提升山区公路设计方案的科学性。

4 山区公路边坡设计重点

4.1合理选择山区公路边坡形状
通常山区公路边坡形状以直线形、折线形以及台阶形为主。其中折线形具体是通过与实地的公路边坡岩土特质相结合，采用从上往下的顺序设得边坡形式，同时施工人员要确定好合适的挖方高度，根据周围山区岩土密度和破碎度情况，尽可能地使用比较牢固的折线形边坡，从而根据折线形边坡设计方案进行施工。另外山区公路边坡点的设置也有一定标准，边坡点的设计不能超过3个点，要密切关注雨水对公路边坡点的影响，确保山区公路边坡能高效率高质量地完成施工。
直线形边坡在岩土性质均匀的山区公路边坡施工中应用较多，当公路岩石边坡高度较小时，使用相同坡度从上往下设计边坡。而针对之前两种边坡形式来说，台阶形边坡比较复杂，在岩土层分离处或者边坡中间位置布置的平台就成为台阶形边坡。为确保设计的平台以及山区公路边坡的稳定性，保证台阶上的雨水能及时排除，设计人员在设计平台过程中将坡度设置为4%左右的横坡。同时，设计人员应根据勘测得到的公路地质和岩石数据，选择合适的边坡形式进行山区公路边坡设计，从而提高山区公路边坡稳定性。

4.2合理确定公路边坡坡度
除了要准确合理地设定公路边坡的坡度之外，山区公路边坡设计人员还要科学选择土质边坡和岩石边坡。由于山区公路的车流量比较大，外界因素对正常行驶中的公路影响非常大，因此山区公路的保养护理工作也有很大的难度。如果选用土质边坡设计方案进行施工，设计人员必须结合所在山区的岩土体密度以及边坡高度等，合理设定公路边坡的坡度。在山区公路边坡设计过程中工作人员最好将边坡坡度值控制在1:1~1:1.75范围内，从而确保山区公路边坡的稳定。
设计岩石边坡的过程中，设计人员要全面分析周围岩石的土质特点、地形地貌以及公路边坡高度等。比如有些地方的岩石容易出现风化，因此在设计坡度时应尽可能提升坡度值。设计人员也要按照山区公路岩石边坡的土质结构，对边坡进行加固设计，制定防护措施，防止公路施工时对岩石坡面造成影响。

4.3合理优化公路边坡率
一般山区的岩石种类比较多，但是其土壤含量非常少，所以山区公路边坡稳定性不强，那么设计人员在设计时要采用新的数据标准作为参考依据，提高山区公路边坡的稳定性。例如拱形骨架坡面设计的方式适合应用在降水量少的山区公路施工现场。同时，施工人员要注意在山区公路为软土地基的边坡中使用冲击碾压的施工方式，使用该项技术需要大量的施工机械参与施工，因为山区交通条件较不便利，较大的施工机械很难进入到实际现场，因此施工单位要做好相关路段的养护工作，确保山区公路能高质量完成冲击碾压施工建设。

4.4选择合适的边坡形状以及加固防护设计
直线形、折线形和台阶形是公路边坡主要的3种形状，不同性质的山区公路选择不同的边坡形状进行施工。例如，针对岩土体的密度和破碎程度较为明显的情况，在特定的挖方高度范围内，则可以选用上陡下缓的折线形超边坡，从而提升公路边坡的稳定性。对于路埑边坡或者边坡残积层较多的边坡应有相应的防护设计，以确保边坡稳定性，但不管是何种防护手段，都是在保护自然环境，在生态、绿色的生态观念下展开的。

5 结语
本文针对造成山区公路边坡失稳因素和容易出现的灾害、合理的勘察方式以及山区高速公路边坡设计重点进行分析讨论，明确山区公路高边坡勘察设计中存在的主要问题，并提出了优化改善措施，为之后的公路设计提供了参考。