边坡动态优化设计

鉴于工程地质发展水平及治理经验的不足，在滑坡稳定性评价及治理措施上，有许多问题尚待解决。如有的工程技术人员因稳定性评价或计算方法不合理及力学参数选择不当，使本不该治理或仅需简单的加固措施就能保持稳定的边坡，得到了“感冒动手术”式的花费太高的工程加固;有的因对地质原型认识不清或方案选择失误，造成了滑坡治理失败。

公路勘察设计时间紧、周期短、任务重导致设计文件不够深入细致，同时地质条件存在不确定性，开挖揭露的地质条件与设计文件可能存在偏差，因此很有必要开展动态优化设计工作。

设计过程:滑坡加固方案的选择是个最优决策问题。滑坡加固方案受技术、经济、地质条件、施工条件、工程目的等因素的制约，因此，应首先根据地质条件、施工条件、工程目的等因素设计加固的几种方案，并给出各方案的经济、技术等指标，设计过程如图7－2所示。

图7－1监控管理工作流程图

图7－2边坡防护工程优化工作流程图

针对施工期间揭露的地质条件，开展边坡地质防护方案复核及动态优化设计，对于保证山区高速公路边坡正常建设和运营，降低工程造价、提高资金利用效率具有重要的意义。边坡优化设计可以分为两个阶段，第一阶段，通过对勘察设计资料的研究分析、现场查勘与室内验算，针对设计上偏保守的支护措施进行优化设计，可以降低工程造价、提高资金利用效率。第二阶段，针对施工期间揭露的地质条件，开展支护方案复核及动态优化设计，可以保证高速公路边坡工程的正常建设和运营。经过多条高速公路实践，总结了一些常见的边坡防护及排水措施优化方案。

1)工程防护措施优化

(1)许多高速公路深路堑边坡在坡脚设置了大量重力式挡墙，而深路堑基本已开挖至中风化层，其结构面或层面的抗剪强度较高，当岩层与坡向呈大角度斜交时，中风化层岩体很难发生顺层滑移，在深路堑中风化岩坡坡脚中设置路堑挡墙意义不大，且坡脚挡墙大尺寸开挖会影响边坡卸荷加剧，影响坡体的稳定性，因此有可以对深路堑挡墙进行优化。

(2)系统锚杆较长时，安装困难，现有研究也表明全长砂浆粘结锚杆长度超过8m时，其深部基本不承担工程载荷。基于工程类比，且考虑到节省工程造价，可以对高速边坡中的锚杆长度进行优化。

(3)预应力锚索适用于整体稳定性差的高陡顺层边坡，依据地勘资料表明及开挖揭露，对于岩层走向与坡向斜交，产生顺层深部滑移概率很小的边坡，考虑到锚索施工复杂，工程造价高，可以对预应力锚索进行优化。

2)坡面防护措施优化

由于坡面防护工程不承受外力作用，设置在稳定的边坡上，宜依据现场开挖揭露情况，主要考虑施工便利，功能上保证防止冲刷与风化，外观上以美观和谐为原则进行优化。如公路坡面防护较多的采用了现浇混凝土人字形骨架，而当坡体岩性较好时，现浇混凝土人字形骨架掏槽施工困难，且刷坡面不平整时，施工质量难控制，可以对人字形骨架进行优化。

3)排水措施优化

(1)岩坡的坡顶截水沟施工及质量控制困难，可以对排水通畅的短路堑边坡的截水沟进行优化。

(2)短路堑汇水量小，采用截面尺寸大的边沟会造成不必要的浪费，且深度较大的边沟会给行车带来很大的安全隐患，可以对短路堑边沟进行优化，考虑采用蝶形边沟等排水措施。