摘要：對(duì)于邊坡工程來說，設(shè)計(jì)往往具有超前性，而施工則直接體現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)性。這樣，二者之間不可避免地要產(chǎn)生矛盾，為解決矛盾就需要把施工中不斷獲得的新信息經(jīng)處理后傳遞給設(shè)計(jì)，以此不斷修改完善設(shè)計(jì)，直至最終解決矛盾。本文介紹了高速公路邊坡的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原理。
關(guān)鍵詞：高速公路施工監(jiān)測(cè)；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
1 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原理與方法
對(duì)于重大的深挖方路塹邊坡工程，在勘察和設(shè)計(jì)階段對(duì)其認(rèn)識(shí)是有限的。而隨著施工開挖的逐步進(jìn)行，真實(shí)的工程地質(zhì)條件逐步擺在面前。在施工完成后，對(duì)勘察、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)獲得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)歸納，則可為相似工程提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，提高施工前的認(rèn)識(shí)水平。因此，在深挖方路塹邊坡工程設(shè)計(jì)施工過程中，應(yīng)將勘察、設(shè)計(jì)、施工及施工監(jiān)測(cè)、施工后分析作為一個(gè)整體，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工。針對(duì)近年來公路建設(shè)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合公路工程特點(diǎn)，對(duì)于公路深挖路塹邊坡工程，提出如下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法
1.1 進(jìn)行詳細(xì)的施工前地質(zhì)調(diào)查和勘察，力求正確把握邊坡工程地質(zhì)條件。重視巖體結(jié)構(gòu)特性的研究，在勘察中要查明邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征，分析控制邊坡穩(wěn)定的主要結(jié)構(gòu)面。
1.2 運(yùn)用工程地質(zhì)類比分析、地質(zhì)力學(xué)綜合分析等方法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性做出定性的判斷，尤其是要判明邊坡的整體穩(wěn)定性問題。
1.3 運(yùn)用數(shù)值計(jì)算分析、極限平衡分析等對(duì)邊坡的穩(wěn)定性做出定量的判斷。
1.4 根據(jù)穩(wěn)定性分析評(píng)判的結(jié)果，進(jìn)行開挖和防護(hù)工程設(shè)計(jì)。
1.5 針對(duì)邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、薄弱環(huán)節(jié)和防護(hù)措施特點(diǎn)，進(jìn)行施工期間施工監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位、監(jiān)測(cè)方法、手段等。
1.6 開展邊坡工程開挖和防護(hù)工程施工，進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，獲取開挖揭示的工程地質(zhì)信息、變形信息、施工技術(shù)信息、防護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力信息等，并對(duì)獲取的信息進(jìn)行及時(shí)整理分析，據(jù)此以修改設(shè)計(jì)。
1.7 施工完畢后，對(duì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行綜合整理分析，對(duì)施工后的穩(wěn)定性作進(jìn)一步的判定，對(duì)邊坡的變形破壞特征進(jìn)行深入研究，分析不足，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為其他工程提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
2 施工過程中的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
2.1 該路塹高邊坡地段的最初施工設(shè)計(jì)方案為15m高擋墻，上接1-3級(jí)(15-20m)的高護(hù)墻，護(hù)墻坡率為1:0.5,1:0.75和1:1。
2.2 經(jīng)現(xiàn)場設(shè)計(jì)復(fù)查，為減少大量的高邊坡護(hù)墻施工的難度和護(hù)墻漿砌片石污工量，將擋墻頂以上的護(hù)墻改為掛網(wǎng)噴漿輕型防護(hù)。
2.3 該路塹高邊坡地段按以上修改的設(shè)計(jì)開挖。根據(jù)實(shí)際開挖和巖體變形情況，經(jīng)過進(jìn)一步的地質(zhì)工作，全面查明了巖體風(fēng)化情況和結(jié)構(gòu)面組合特征，發(fā)現(xiàn)巖體很破碎，風(fēng)化強(qiáng)烈，且存在三組不利結(jié)構(gòu)面，導(dǎo)致由其組合產(chǎn)生的楔體狀坍滑。
依據(jù)開挖后的實(shí)際地質(zhì)條件，巖體邊坡的設(shè)計(jì)參數(shù)相應(yīng)修改后，對(duì)設(shè)計(jì)和施工方案同時(shí)作調(diào)整�？紤]到邊坡高、工期緊、施工難度大，進(jìn)行了四個(gè)設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)比較。四個(gè)設(shè)計(jì)方案分別為：（1）拉桿錨樁方案，適于在邊坡下部支擋，可替代原設(shè)計(jì)的底部擋墻，但對(duì)高度達(dá)60m的邊坡，仍需放緩邊坡刷坡或采用預(yù)應(yīng)力錨索等加固，施工困難；（2）放緩邊坡方案，則邊坡高度將超過100m，土石方數(shù)量增加較大，坡面防護(hù)面積也大大增加；（3）預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案，錨索工程量大，但便于施工；（4）部分邊坡放緩與錨索、錨桿支護(hù)相結(jié)合的方案，基本不增加邊坡高度，通過錨固和擋護(hù)工程加固邊坡，并維持原設(shè)計(jì)的擋墻和邊坡坡率，對(duì)有條件刷坡且增加高度不大的地段，采取邊坡放緩與錨索、錨桿支護(hù)相結(jié)合的措施。經(jīng)綜合比較，該方案最優(yōu)，較為經(jīng)濟(jì)，便于實(shí)施。因此，采用了部分邊坡放緩與錨索、錨桿支護(hù)相結(jié)合的方案。
按照設(shè)計(jì)方案施工，中、上部開挖基本到位，中部邊坡支護(hù)仍在施工，因幾次降雨，出現(xiàn)一處巖體楔體開裂，范圍約30m，另有一處在擋墻開挖部位產(chǎn)生楔體坍塌。裸露的巖體表面，可見節(jié)理很發(fā)育。故再次設(shè)計(jì)調(diào)整中部錨索布置，并按巖體破碎程度和風(fēng)化程度，具體設(shè)計(jì)規(guī)定底部擋墻開挖支護(hù)方式和墻身尺寸調(diào)整范圍。部分坡面加密錨索;部分地段加大墻身截面，規(guī)定跳槽開挖的槽口寬不大于6m;另有部分地段增加墻背錨桿掛網(wǎng)和鋼軌臨時(shí)支護(hù)，規(guī)定跳槽開挖的槽口寬不大于3m。按調(diào)整后的設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，直至竣工，未出現(xiàn)新的邊坡變形。
3 滑坡邊坡加固設(shè)計(jì)
3.1 加固設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則
考慮到研究區(qū)邊坡高陡，要保證高速公路的安全暢通，治理設(shè)計(jì)中須遵循以下兩點(diǎn)目標(biāo):
3.1.1 邊坡整體穩(wěn)定性，即不發(fā)生依附于軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的大面積整體型滑坡。
3.1.2 坡體局部穩(wěn)定性，即不發(fā)生多組結(jié)構(gòu)面切割形成的小范圍楔形體或某級(jí)坡面的局部溜坍。
在設(shè)計(jì)中，應(yīng)以上述治理目標(biāo)為原則，以安全經(jīng)濟(jì)宗旨，按“強(qiáng)腰固腳，整體與局部相結(jié)合”的思路進(jìn)行�？紤]到地質(zhì)的隱蔽性、變異性，應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，即時(shí)反饋及調(diào)整方案，以滿足加固要求，達(dá)到信息化施工，即動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
3.2 整治加固設(shè)計(jì)
3.2.1 清坡刷方
對(duì)于已發(fā)生滑坡溜坍段：第一階擋墻不變；其余坡段坡率按原設(shè)計(jì)原位加固。
3.2.2 截、排水工程
地表水尤其是暴雨對(duì)坡體塌滑的觸發(fā)作用是非常大的，截、排水工程包括坡頂截水天溝、平臺(tái)集(排)水溝、涵洞、急流槽等的重砌及修復(fù)，坡頂?shù)牧芽p應(yīng)用粘土夯填后澆填水泥凈漿。
3.2.3 錨桿(索)地梁工程
邊坡的主體加固工程為預(yù)應(yīng)力錨桿(索)框架。錨桿(索)地梁為豎直順坡方向的一根鋼筋鹼豎梁，在豎梁的節(jié)點(diǎn)處打人預(yù)應(yīng)力錨桿(索)，錨固段應(yīng)穿過淺部高嶺土夾層并深人到穩(wěn)定的坡體中一定深度。
3.2.4 坡腳擋墻
邊坡局部以強(qiáng)風(fēng)化巖為主時(shí)，在坡腳設(shè)置護(hù)腳擋墻、半孔式擋墻。
3.2.5 其余防護(hù)工程
其余坡面視坡率及地質(zhì)條件分別采用變截面護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱型骨架植草、三維網(wǎng)植草等措施進(jìn)行防護(hù)。
3.3 動(dòng)態(tài)跟蹤設(shè)計(jì)
由于坡體地質(zhì)條件潛在變化較大，故在邊坡修整開挖后應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，并相應(yīng)地動(dòng)態(tài)調(diào)整其防護(hù)加固設(shè)計(jì)方案，主要有：
3.3.1 因地層差異風(fēng)化嚴(yán)重，故第一階擋墻為暫定防護(hù)，待開挖至第二階時(shí)，采用探槽法分段開挖(每20m開挖-Sm長的槽)，超前查明地質(zhì)，如為囊狀強(qiáng)風(fēng)化巖時(shí)，考慮動(dòng)態(tài)調(diào)整為(豎井)抗滑樁加固。
3.3.2 當(dāng)施工地質(zhì)條件變化較大(如原設(shè)計(jì)為弱風(fēng)化巖而開挖后有強(qiáng)風(fēng)化巖脈)，應(yīng)針對(duì)現(xiàn)場地質(zhì)適宜調(diào)整錨固防護(hù)工程，必要時(shí)變更防護(hù)方案。
3.3.3 仰斜平孔排水管，一般設(shè)計(jì)位置和數(shù)量均為原則性布設(shè)，在具體施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工揭示地層及含水狀態(tài)等實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整孔位、孔數(shù)和孔深，以排水孔正常出水率達(dá)50%以上為宜，確保平孔排水工程效果，同時(shí)尚做好坡腳墻后反濾層的設(shè)置。
4 結(jié)語
在邊坡工程的設(shè)計(jì)一開挖一施工的動(dòng)態(tài)循環(huán)過程中，不斷補(bǔ)充最新動(dòng)態(tài)信息是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工中的重要環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)場監(jiān)測(cè)信息更是不可缺少。前面的設(shè)計(jì)為后續(xù)的施工做準(zhǔn)備，而在施工的同時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)新的信息，及時(shí)傳給設(shè)計(jì)，不斷修改、完善設(shè)計(jì)計(jì)算模型，為下一級(jí)的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，如此往復(fù)螺旋式循環(huán)，直至最終邊坡工程完成。在這期間，監(jiān)測(cè)信息是完善模型的重要依據(jù)。這種動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工模式是符合事物的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程的，更適合高邊坡工程的特點(diǎn)，有助于安全、高效地完成高邊坡工程的設(shè)計(jì)施工。
參考文獻(xiàn)
[1]袁興無.公路邊坡生態(tài)防護(hù)分析與設(shè)計(jì)方法.散裝水泥，2008-04-15.
