摘 要：浙江西北部地处山区，山区公路由于山势险峻水系复杂，给公路建设带来极大的麻烦，尤其是由于开山劈岭形成许多边坡，边坡的稳定直接关系到交通运输安全，本文根据浙江西北部山区公路工程条件，并对公路工程条件进行分析，从而确定边坡工程对策。因此采用不同的有效的处理方法确保山区公路边坡的安全，这是山区公路建设的一项重要任务。
关键词：山区公路；工程条件；边坡；工程对策
1 引言
随着现代化建设的步伐，浙江西北部地区的公路建设进一步加快。浙江西北部地区大部地处山区地带，山区公路由于山势险峻水系复杂，给公路建设带来极大的麻烦，尤其是由于开山劈岭形成许多边坡，由于原自然山坡的坡角较陡，开挖公路的坡角受到限制，难以形成合适的人工坡角，因此形成的边坡稳定性较差。对于边坡稳定性较差的边坡有必要进行加固，增强其稳定性。岩土锚固工程的设计、施工研究工作，首先要了解工程对象的特性—岩土物理力学性质［1］。自己多年从事公路边坡设计、施工指导等技术工作，对山区公路建设的经历较多，在此根据工程的实际条件，并对其进行分析评价，从而提出边坡工程的对策。边坡的稳定直接关系到交通运输安全，本文根据浙江西北部山区公路工程条件，对边坡的稳定进行了分析，从而提出了边坡稳定方法。能为山区的公路建设提供值得借鉴的经验。能在公路建设的实践中得到有效的运用，这是作为公路建设者的应尽责任。
2 边坡工程调查与分析
在公路的修建中往往出现一些边坡不稳的险情，充分利用揭露边坡面，收集地质资料，把资料用于重新设计，研究边坡开挖中出现的新问题［2］。
2.1 公路沿线地层岩性的调查与分析
对公路沿线的地层岩性进行调查，按照岩土特性，进行分层，对各岩土层进行详细描述。同时根据公路建设的要求，分析其岩土特性，有必要采取岩土试样进行力学试验，求取各层岩土力学参数，为设计提供依据。本文以长兴318国道公路工程为例。
地质层组特征描述：
依据工程地质层组的划分原则，将本段线路勘察深度以内的岩土层分为12个工程地质层，28个工程地质亚层，现按岩土体的成因时代由新到老顺序分述如下：
①素填土(meQ)
杂色，松散，湿，主要由碎石、粘性土等人工回填而成，以粘性土为主，局部为种植土，性质不均。层厚0~2.50m。
②亚粘土(al-mQ4(2))
灰褐色，灰色，软塑，饱和，含少量铁锰质斑点，顶部为耕土，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0.70~4.60m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=120~125kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=20~25kPa。
③1淤泥质粘土(m Q4(2))
灰色，流塑，饱和，含少量有机质，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。该层含水量W＝44.8%,天然孔隙比e=1.256，液性指数IL=1.32。层厚0~9.60m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=55~70kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=10~18kPa。
③2淤泥 (m Q4(2))
灰色，流塑，饱和，含大量有机质，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。该层含水量W＝51.8%,天然孔隙比e=1.554，液性指数IL=1.39。层厚0~10.00m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=50~60kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=10~15 kPa。
④1亚粘土(al-l Q4(1))
灰黄色，硬塑，饱和，含少量铁锰质斑点，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚1.70~10.50m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=170~200kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=40~50kPa。
④2亚粘土(al-l Q4(1))
灰黄色，灰色，软塑，饱和，局部夹亚砂土薄层，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0.60~9.60m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=125~165kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=25~35kPa。
④3亚粘土(al-l Q4(1))
灰黄色，硬塑，饱和，含少量铁锰质斑点，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0~7.10m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 185~220kPa, 桩周土极限摩阻力值τi= 45~55kPa。
④4夹亚砂土(al-l Q4(1))
灰色，稍密，湿，含少量云母碎屑，局部为亚粘土薄层，干强度中等，摇震反应快，韧性弱。层厚0~13.30m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=125~160kPa, 桩周土极限摩阻力值τi= 30~40kPa。
⑤亚粘土(淤泥质亚粘土)(m Q4(1))
灰色，软塑，饱和，局部为流塑状淤泥质亚粘土，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。该层含水量W＝34.5%,天然孔隙比e=0.968，液性指数IL=1.13。层厚0~17.20m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=70~110kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=15~28kPa。
⑥1亚粘土(al-l Q3(2))
灰黄色，硬塑，饱和，含少量铁锰质斑点，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚1.30~11.20m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=180~220kPa, 桩周土极限摩阻力值τi= 45~55kPa。
⑥2亚砂土(al-l Q3(2))
灰色，稍密，湿，含少量云母碎屑，局部为亚粘土薄层，干强度中等，摇震反应快，韧性弱。层厚0~9.80m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=130~170kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=30~40kPa。
⑥3亚粘土(al-l Q3(2))
灰色，软塑~硬塑，饱和，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0.70~20.00m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=150~165kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=35~40kPa。
⑦1亚粘土(m Q3(2))
灰色，软塑，饱和，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。该层含水量W＝42.0%,天然孔隙比e=1.200，液性指数IL=0.94。层厚0.70~12.20m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=100~120kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=22~30kPa。
⑦2亚粘土(m Q3(2))
灰色，硬塑，饱和，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0~8.90m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=170~220kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=35~50kPa。
⑧1粉砂(al-m Q3(2))
灰色，中密~密实，饱和，含少量云母碎屑，局部为砾砂夹层。层厚0~8.30m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 180~250kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=45~60kPa。
⑧2亚粘土(al-m Q3(2))
灰色，硬塑，饱和，局部软塑，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0~9.50m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=180~200kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=40~55kPa。
⑨1细砂(粗砂)(al Q3(1))
灰色，中密~密实，饱和，含少量云母碎屑。层厚1.40~7.50m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=185~240kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=45~60kPa。
⑨2砾砂(al Q3(1))
灰色，中密~密实，饱和，砾石粒径0.50~1.50cm，含量25~40%，其余为砂及粘性土。层厚0.60~16.60m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=265~270kPa, 桩周土极限摩阻力值τi=65~70kPa。
⑨3圆砾(al Q3(1))
灰色，中密~密实，饱和，卵石粒径2~4cm，含量10~30%,砾石粒径0.20~1.50cm，含量30~40%，其余为砂及粘性土。层厚≥11.80m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=300kPa, 桩周土极限摩阻力值 τi=80kPa。
⑨夹亚粘土(al Q3(1))
灰色，硬塑，饱和。局部为细砂夹层，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0~5.00m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 185~220kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=45~55kPa。
⑩1含粘性土角砾(dl-pl Q)
灰黄色，稍密~中密，饱和，角砾粒径0.20~1.80cm，含量50~60%，碎石少量，其余为粘性土。层厚0~5.80m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 240~250kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=55~60kPa。
⑩2含粘性土碎石(dl-pl Q)
灰黄色，碎石含量占50～70％，一般粒径1～5cm ,最大达10cm，角（圆）砾含量占20～30％，以粘性土充填，密实，层厚约0～21.2m，局部分布（主要分布于K0+000～K5+600一带）。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 350~400kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=80~120kPa。
⑩夹1亚粘土(dl-pl Q)
灰黄色，硬塑，饱和，含少量碎石，干强度高，摇震反应无，韧性中硬。层厚0~3.00m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 180kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=45kPa。
⑩夹2块石(dl-pl Q)
灰色，中密，饱和，块石粒径20~30cm，含量50%左右，碎石粒径2~3cm，含量20~30%。层厚0~1.40m。推荐地基土容许承载力值［σ0］= 350kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=90kPa。
B11全风化粉砂岩(K2j)
紫红色，风化强烈，岩芯呈砂土状，原岩结构可见。层厚0~3.70m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=200kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=50kPa。
B11强风化粉砂岩(K2j)
紫红色，泥质结构，层状构造，岩芯呈小碎块状，节理裂隙发育。层厚1.50~3.10m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=350kPa， 桩周土极限摩阻力值τi=90kPa。
B11中风化粉砂岩(K2j)
紫红色，泥质结构，层状构造，岩芯呈短柱状，节理裂隙不发育。层厚≥3.30m。推荐地基土容许承载力值［σ0］=800kPa。
B12中风化钙硅角岩（Q3W）：灰色，由柱状透闪石、硅岩石组成，粒状变晶结构，岩石坚硬，致密，钻机速度慢，主要分布于K0+000～K5+000一带。推荐地基土容许承载力值［σ0］=1500kPa。
根据各个路段的工程地质条件进行分层描述是必要的。
2.2 公路沿线地质构造及断层的调查与分析
强调岩土锚固理论与分析方法的正确应用，关键在于正确的工程概念与指导思想［3］。对公路沿线的地质构造及断层进行调查，为公路路基及边坡的稳定性分析评价提供依据。
经过工程地质调查，结合岩石力学参数进行赤平投影分析，由此了解边坡岩体的破坏方式，从而确定对边坡的加固方法［4］。赤平投影分析见图1。
由赤平分析图可以得到，岩层倾向与边坡倾向近乎一致，岩层倾角小于边坡倾角，因此极易产生顺坡向滑塌。
2.3 公路沿线节理裂隙的调查与分析
对公路沿线的节理裂隙进行统计分析，可以发现不良地质结构面对公路边坡稳定性影响的情况，见下列赤平分析图2。
由赤平分析图可以得到，节理对场地边坡的影响不大，但有个别与边坡倾向较接近的结构面可能造成局部小型平面破坏，在设计中有必要对坡向方及两侧适当作加强处理。
2.4 公路沿线水文的调查与分析
水对公路路基及公路边坡的影响都很大。对公路沿线的水文进行调查主要是地表水和地下水。
地表水的调查主要是地表径流的方向及流量，这可为公路沿线修建截排水沟提供资料和可靠水力参数［5］。地下水的调查可通过地质钻孔或在坡面的露头中测取。
地下水对边坡的影响主要体现在下列两个方面：一是改变了某些岩石的含水量特别是页岩会加速它的风化；对不连续面而言软化滑动面断层泥，降低其摩擦系数减小了潜在破坏面的抗剪强度，从而降低边坡的稳定性［6］。二是张裂缝中的水压增大了致滑力，致使边坡稳定性降低。
3 边坡稳定对策
通过岩质边坡破坏方式的分析，对边坡的稳定情况更加了解。因此，对不稳定的边坡采取相应的措施确保其稳定，对稳定程度较差即安全系数较低的边坡提高其稳定性即提高安全系数是摆在公路建设者面前的重要任务。以下从合理坡角、边坡加固、坡面支护、坡面防护、做好截排水、边坡安全防护等方面进行介绍。
3.1 确定合理的边坡坡角
通过详细工程地质调查，根据边坡岩性特征，采用合理的边坡角是保证边坡稳定的首要条件。一般来说，岩性好，岩石力学强度高的边坡，边坡角可以设计得陡一些。由于边坡的岩体往往分布着岩层、断层、节理等结构面，这些结构面切割破坏了边坡岩体的完整性，改变了岩石的力学性质。边坡岩体的稳定是受地质结构面控制的，有无地质结构面、地质结构面的大小多少、地质结构面的分布特征对边坡岩体的稳定都有着直接的影响，因此，相同的岩石，由于经受地质结构面切割的情况不同，边坡稳定状态也不一样［7］。根据经验，强风化岩及土体边坡，采用≦45°的坡角比较合适；微风化至中风化岩区采用50°的坡角比较合适；较新鲜的岩石同时又比较完整的区段可采用≧50°坡角。
3.2 对不稳定的边坡采用加固方法
在公路建设中，根据边坡岩体的力学结构的差异，进行不同方式的加固是完全必要的［2］。自从锚固工程技术大量地被运用于公路边坡加固后，有效地保证了公路建设的速度和营运期的安全。
由此可见，采用岩土锚固技术对公路的边坡进行加固是较为合适的。
视边坡地质情况也可以采用锚索、抗滑桩等方法进行加固。坡脚采用石砌挡墙可以压脚稳坡，但挡墙必须坐落在基岩上。
加固力由下列公式来确定［6］。见图3。
WsinΨ+ V―Tcosβ=cA + (WcosΨ―U + Tsinβ) tanΦ
F =cA + (WcosΨ―U + Tsinβ) tanΦWsinΨ+ V―Tcosβ
其中：
W──岩块重量；
Ψ──滑面倾角；
V──张裂缝中的水力；
T──锚杆拉力；
β──锚杆与滑面的夹角；
c──粘结力；
A──岩块的底面积；
U──水的上举力；
Φ──摩擦角；
F──安全系数；
R──抗剪力；
公路边坡是永久性边坡，采用1.5的安全系数比较合适。
3.3 对不稳定的坡面进行支护
由于公路边坡属于永久性边坡，对于坡面岩石比较破碎，或岩层风化较强的坡面应当进行支护，支护后的坡面可防止水土流失和滚石发生，而且有利于边坡坡面复緑。坡面的支护可采用框架式，预制网格式，挂网喷浆等方法。目前采用较多的还是框架式。由于框架式对于坡面支护、坡面防护（植被）持久耐用，格式灵活，整体效果突出等都较为优越。
框架的结构及形状可根据所需支护坡体的情况而确定，坡面情况较差而且边坡又较高则需要采用钢筋混凝土框架，如需要也可在框架交叉处布设一定长度的锚杆以增加框架的抗滑力，保持框架整体的稳定性。
如果坡面条件尚好，坡体又不很高，坡角不陡，则框架柱梁可采用浆砌块石建造。
3.4 坡面防护
通过边坡治理,根据各区段边坡的具体情况,对不稳的边坡进行削坡,清坡, 消除了崩塌、滑坡和滚石等安全隐患，大大提高了边坡的稳定性，同时对不稳定的区段进行了加固和坡面支护，这就更进一步增加了边坡的稳定程度。由于边坡长期暴露，坡面容易遭受风化破坏，也易产生水土流，因此进行坡面防护是十分必要的。对边坡坡面防护的方法有喷水泥浆、砌石块、生态复緑等。其中生态复緑为坡面防护的最佳方案。
在坡面上进行生态复緑防护工程, 通过生态复绿，促使岩质边坡植被恢复，这不仅使坡面得到稳定防护的效果,而且改善了公路沿线的生态环境。
有的公路边坡采用浆砌块石进行大面积的封闭式护坡，这种方法不利于生态复緑，与周边自然环境差异较大。因此建议留出一定的空穴来进行植被緑化，可改善生态环境。
3.5 在边坡顶部及台阶上修建截排水沟
公路边坡地表水随自然山势径流，由于边坡较高又长，遇大雨天，雨水地表水将对坡面冲刷破坏，因此，应在坡顶处及边坡的台阶上设置截水沟，将地表水引出坡面，避免雨水冲垮坡面［8］。在坡顶上修建截水沟是为了将坡面上外围的地表水截入水沟内而排到边坡以外去。在修建时必须将截水沟镶入坡体中，让地表水顺坡流入截水沟。沟外壁可高出地面。
坡底的排水沟在削坡时就应考虑水沟水流的走向。挡土墙外侧排水沟与台阶平台上的排水沟一样，根据边坡的汇水面积、当地降水量等，设计合理的沟宽和沟深,防止大雨天出现满沟溢出现象。
3.6 对边坡进行安全防护
对由于坡角较陡，虽然采用了加固、支护等措施，但由于公路边坡服务年限长，雨水、冰冻、风化等自然作用，车辆通过的震动等动力作用，因此很难确保边坡山上不掉（滑落）石块，因此采用耐腐蚀、强度高，经济实用的主动防护网进行安全防护很有必要。见数码照片1。
4 结束语
山区公路路堑边坡具有点多线长面广的特点，工程问题表现在人工开挖边坡或路堑爆破，往往造成路堑失稳而形成滑坡及崩塌，有时因勘测设计与施工不尽合理也可能出现边坡滑塌事故。路堤边坡滑塌表现在填土沿斜坡或下卧基岩面的滑动破坏，有时路堤边坡坡率设计过陡或填筑质量差造成高填路堤滑塌针对不同性质的边坡，因此采用不同的有效的处理方法确保山区公路边坡的安全，这是山区公路建设的一项重要任务。
参考文献
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［6］［英］E.Hoek J. W..Bray, 岩石边坡工程［M］.卢世宗等译.北京：冶金工业出版社，1983:142-143.
［7］冯顺剑,徐礼根,余清仔.高速公路建设中岩质边坡的破坏方式及确保边坡稳定的方法，岩土工程界，2006(9):65-66.
［8］闫莫明, 徐祯祥, 苏自约. 岩土锚固技术手册［M］.，人民交通出版社，2004:15.
作者简介：
周枫(1981-), 男,工程师，浙江省德清县交通投资集团有限公司。主要研究方向：道路桥梁建设。
