发布时间：2022-09-11 03:31:49
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的边坡工程论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题，也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调，导致了人类赖以生存环境的生态破坏，同时也制约了社会经济的可持续发展，对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此，项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题，在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境，是我们必须正视和认真对待的问题。
公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广，土石填挖工程形成的大量土石边坡，破坏了既有植被，对当地生态环境影响较大，以往通常采用单纯的工程防护，如浆（干）砌片石、喷锚防护等，这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护，国务院下达了［2000］31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”，工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程，这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。
2.边坡生态防护现状
近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。
根据不同的边坡土质条件，采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为：①人工种草护坡；②平铺草皮护坡；③液压喷播植草护坡；④土工网植草护坡；⑤OH液植草护坡；⑥行栽香根草护坡；⑦蜂巢式网格植草护坡；⑧客土植生植物护坡；⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。
2.1人工种草护坡
人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。
2.2平铺草皮护坡
平铺草皮护坡，是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程，是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一，但由于施工后期养护管理困难，平铺草皮易被冲走，且成活率低，工程质量往往难以保证，达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失、坍滑等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来，由于草皮来源紧张，使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。
2.3液压喷播植草护坡
液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是：①施工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致；③防护效果好，正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，二个月后形成防护、绿化功能；④适用性广；⑤工程造价低。目前，国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。
2.4土工网植草护坡
土工网植草护坡，是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料，是通过特殊工艺生产的三维立体网，不仅具有加固边坡的功能，在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟，坡面逐渐被植物覆盖，这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护，绿化作用，土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷，在一定条件下可替代浆（干）砌片石护坡。目前，国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多，铁路部门相对较少。
2.5OH液植草护坡
该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械，将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面，使之在极短时间内硬化，而将边坡表土固结成弹性固体薄膜，达到植草初期边坡防护目的，3～6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解，此时草种已发芽、生长成熟，根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果，具有施工简单、迅速，不需后期养护，边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果，但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化，使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右，故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。
2.6行栽香根草护坡
香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，具有长势挺立，在3～4月内可长成茂密的活篱笆；根系发达、粗壮，一年内一般可深入地下2～3m；根系抗拉强度大，达75MPa，耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施，该技术充分利用了香根草的优良特征，具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能，大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少，还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。
2.7蜂巢式网格植草护坡
蜂巢式网格植草护坡，是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后，在网格内铺填种植土，再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产，其受力结构合理，拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草皮生长。这种护坡施工简单，外观齐整，造型美观大方，具有边坡防护、绿化双重效果，工程造价适中，略高于浆砌片石骨架护坡，该技术多用于填方边坡的防护。
2.8客土植生植物护坡
客土植生植物护坡，是在边坡坡面上挂网机械喷填（或人工铺设）一定厚度适宜植物生长的土壤或基质（客土）和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方，从而具有广泛的适应性，多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和，挂网实施容易，因此施工的机械化程度高，速度快，无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越，而且植被防护效果良好，基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用，在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。
2.9喷混植生植物护坡
喷混植生植物护坡，是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后，采用专用喷射机，将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上，植物依靠“基材”生长发育，形成植物护坡的施工技术，具有防护边坡、恢复植被双重作用，可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成，其种植基材的配方是成功的关键，良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。
3.边坡绿化工程中的难点问题
随着边坡植物防护技术的推广应用，各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分，但也存在一些难点问题。
3.1边坡植草的退化
在公路、铁路等工程建设中，其边坡绿化防护上投入的资金比例较低，在低投入、低养护或无养护情况下，边坡草坪处于自生自养状态，极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一，随着时间的增长，在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象，这是一个十分突出和严重的问题，若草被退化得不到解决，不仅造成重复建设、资金浪费，而且起不到边坡绿化防护效果，最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。
3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态
在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态，施工者将面临：①植物种子的配比如何确定；②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比；③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析，才能正确指导施工，否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。
3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁
开挖后的岩石边坡，岩石层厚、整体性好，坡体高陡，对边坡进行植物绿化后，随着时间的增长，秋冬季干旱、夏伏季炎热，土体养分逐渐流失，土壤肥力降低，如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁，这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。
4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点
可持续发展，是指在人类与自然和谐的前提下，不断提高人类的生活质量和环境承载能力，满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求；满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求，边坡绿化工程中应着眼于与自然环境（生态系统）的协调性和环保生态功能，结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题，提出以下对策与建议。
4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入
在公路、铁路设计与建设中，人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上，而生态功能的设计与投资力度不足，生态防护工程往往采取低价中标的方式，这种低投入、低质量的恶性循环，使边坡生态环境发展不够好，抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金，在设计上要深入细化，根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计，注重落实边坡的生态环境保护方案。
4.2边坡植草退化的防治技术
防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合，尽量模拟出当地的植物群落结构，走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的，在较高的贫瘠土质或石质边坡上，采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工，可以将草种和灌木树种进行混播，早期以草坪防护为主，后期以灌木防护为主，构建乔灌草立体防护生态体系，达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路，以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合，还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物，这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体，建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。
4.3积极引进开发边坡生态防护新技术
边坡绿化工程中的难点问题，是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战，边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科，必须不断在这些理论领域有所突破，积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备，充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验，注重国际和行业间的技术交流与合作。总之，提高边坡生态防护技术的科技含量，是边坡绿化防护工程成败的重要环节。
目前在边坡绿化防护工程中，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术；在边坡绿化养护工程中，滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术；在土壤肥力方面，ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用，具有促进植物生根、生长和发育，提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中，还有许多问题和工艺需要探讨、改进，使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入，其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。
5.结论
①在边坡植物绿化防护施工措施中，根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术，符合边坡绿化工程可持续发展的理念，值得普遍推广应用。
②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上，在边坡生态防护方面，针对难点问题有必要开展系列研究，加大这方面的科研投入，积极引进先进的技术和设备，鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展，为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。
【关键词】：预应力锚索；高速公路；高边坡工程；应用
中图分类号： U412.36+6文献标识码：A 文章编号：
一.引言
近年来预应力锚索施工在高速公路高边坡工程中的应用使其可以在地质条件十分复杂的情况下发挥作用。本技术特别是适用于岩石、砂性土、砂性粘土类的高边坡加固工程。对大断层、古滑坡、破碎带等地质有着比较好的整治效果，有着明显的经济效果。也能应用在地下工程的地层加固、预支护等工程当中。本文就预应力锚索施工在高速公路高边坡防护中的具体应用作简要的分析。
二.工艺原理
当施工开挖高速公路后对自然应力产生了重大的改变，这是导致边坡失稳的最直接原因。预应力锚索的一端和工程结构物质连接，而另一端则锚固在地基的岩层或土层当中，用以承受结构物的拉拔力、上拉力以及土压力，它利用地层的锚固力作用于地梁从而使得边坡稳定。
当锚索完成注浆之后，和地基胶结在一起，此外加上局部的浆液扩散到地层裂隙当中，相应的增加了地基的摩阻系数，更加利于传递预应力锚索的抗拔力。锚索在进行张拉后，在锚索的长度值范围之内岩层挤压，大大增加了岩层板间的摩擦阻力，导致挠度和内应力变小，也增加了锚索范围值内岩体的整体抗弯压能力。相邻的锚索锥体由于压缩而相互重叠，产生一定厚度的连续压缩带，使无粘结力的碎石体能够承受相当负荷的重量，主要表现在预应力锚索的挤压加固作用。
三.预应力锚索施工技术
施工技术流程(见图1)。
四.施工技术、注意事项及相关问题处理
1.预应力锚索的施工技术
预应力锚索施工主要包括下索、钻孔、制作锚索、注浆、张拉锁定与封锚等。
下索：用人力分为多点将锚索塞入到锚孔中。
钻孔：对锚索孔的成孔需要使用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机或者土质地层专用钻机，从而确保不加水成孔，并且满足设计的孔径、钻孔角度、钻孔深度等要求。在进行施工时要确保钻孔深度比设计锚索孔长0.5m。
制作锚索：对经过认真审查而符合规范的钢绞线，应按照锚索的设计长度再加上1.5m，按照设计所要求的根数在特殊的支架上来编制锚索。对每根钢绞线进行涂防护油，并且使用外套内径值为2.0cm的PVC管来作为预应力的失效部分，对锚固段使用特定制作的紧箍件、扩张环按1m的间距来进行定位并且外裹铁网。在实施本工序过程中要严格使用止水材料或粘胶带来封堵锚同段与自由段的分界处。此外在成索的过程中一定要预先埋设注浆管。
注浆：在安放好锚索后应及时注浆，锚孔注浆采取水灰比为0.45的纯水泥浆一次性注浆与多次高压补浆来完成。在进行首次注浆时应采用水下注浆法，也就是通过注浆管从孔底开始进行注浆。将孔内残留物以及渗水排出到孔外，直到孔口溢出浆液，进而确保灌浆的质量。在完成预应力张拉后，再通过锚垫板补浆孔来进行多次的高压补浆，保证浆液对锚索完全有效的包裹。
张拉锁定：等到注浆体以及地梁混凝土达到设计的强度，用标定过的张拉设备对各锚索钢铰线实施张拉。
封锚：在完成张拉之后，在确保留有8～10cm钢绞线头外，应切除多余的部分，并进行特殊防锈处理，最后对锚端头实施封端处理。
2.施工过程中应注意的事项
由上述预应力锚索施工的工作原理能够看出，锚索预应力钢绞线按照设计要求的张拉到设计的吨位持荷是实施本防护工程措施的重点。通过结合现场的实践工作对下面几点实施严格的控制。
工序的组织安排必须要紧凑：多级边坡遵循从上至下的施工防护步骤。在安排施工方面应该精心组织，保证工序衔接的紧凑，并且在每开挖出一级边坡后，即行施工，尽量避免高边坡开挖后长期曝晒，尤其是在雨季时节。
选择钻孔机型，满足干钻作业的需要：应结合不同地质层的结构类型、深度、成孔的直径以及现场的作业条件来选择使用钻孔设备。机具在进行工作时要确保干钻，坚决杜绝在钻井中加水用以加快钻井的速度等。常见的风动干钻技术的机型有：MG50型、K2J.100型、潜孔钻机Q25―100型等。
准确进行放样孔位，做好钻井的详细记录：在已经成型并且经整修满足需要的高边坡上，按照设计的参数来准确测定放孔位置能够确保每根预应力锚索支固边坡土体的应力区间。考虑到钻孔机具在高边坡施工中所搭设的支架平台上展开工作，而满足动荷作用下的平台稳定性也是确保正常钻机、成孔角度的―个重要因素。
在施工过程中，必须要详细记录钻孔过程中的进度情况，以便在实施后续注浆时来作为参考。
匀速持压注浆：以孔口的反冒浆来作为注浆饱满的依据。同时应确保孔口补浆的到位。
地梁密实，混凝土表面力求美观、亮洁：对处在坡率l：0.5～1的边坡浇筑的地梁混凝土，施工起来尤为不便，因此在施工过程中应加强管理，保证地梁内实与外美。
做好地梁间坡面防护工作：对于已经完成预应力锚索施工的坡面，要尽快采用7.5#浆砌片石将地梁间坡面作封面，避免雨水浸蚀地梁、冲刷坡面。
3.施工过程中相关问题的处理办法
退钻困难：在施工过程中可能会遇到成孔之后出现退钻困难的情况，通常可以采取强风出渣进退转杆的方法来进行处理。
亏坡和坡面溶洞：由于边坡开挖亏坡和坡面溶洞显露在边坡上，为了确保地梁浇注紧密着张拉和边坡的需要，通常采取回填片石灌浆、填塞浇注混凝土、浆砌片石等方法来进行处理。
地质条件的变化：对于实际地质条件的变化情况，应该及时上报，专题研究解决。
下索困难：在较大裂缝部位出现下索困难或成孔经过溶洞时，应该使用长直钢管越过这些部位来过渡，再行通过钢管下索。有时也会因为保护成孔口不慎，导致落物下索的受阻，针对这种情况应该采用机原位，开钻清孔来进行解决。
注浆不满：裂缝、岩溶发育部位，按照正常注浆量孔口仍然没有出现冒浆，有时甚至会出现超设计注浆量几倍用量的情况。为此在注浆之前要依据各钻孔的记录资料加以反映，除了做好水泥用量提前供应之外，还应该通过探察钢筋，对于锚固端是采取持续不断的注浆方案来进行解决，而对自由端则可以采用下钢管套来进行注浆，从而减少超量注浆的发生。
五.结束语
锚固工程施工因为工序多，而且又多是交叉作业，因此要协调好各工序的施工场地和作业时间。每个作业组应该把责任岗位落实到每一个人，从而有利于各个工序的衔接与协调，确保工程质量和进度。预应力锚索在高速公路高边坡工程中的应用，对有效防止边坡开挖产生临空面，从而导致边坡不稳定有着十分明显的效果。
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关键词：岩质边坡；赤平投影；三维地质模型；楔体稳定性分析
中图分类号： C35 文献标识码： A
1引言
大量实例表明，在岩质边坡中，岩体发生失稳破坏的主要形式为由几组结构面和临空面切割的楔体破坏。因此，研究多结构面岩质边坡楔体稳定性问题具有重要意义[1~4]。
论文在楔体稳定分析理论的基础上，对某大型水电站边坡地质资料中的结构面信息进行统计整理，运用赤平投影分析人工边坡可能的失稳破坏模式及失稳块体的边界条件，通过采用三维极限平衡方法对可能失稳块体的计算模型进行分析,得到块体的稳定系数，对块体的稳定性进行详细评价,对类似工程提供可以借鉴的经验。
2楔体稳定分析的刚体极限平衡法
目前，三维刚体极限平衡法是岩质边坡楔形体稳定分析中应用最多的一种方法，该方法假定滑动面上剪力方向与两结构面交线平行，从而使问题静定可解。楔形体受力示意图如图1所示。楔形体由两组相交结构面(左侧结构面1、右侧结构面2，法线矢量记为，)切割边坡(坡顶面3、坡面4，法线矢量记为，)形成四面楔形体。结构面、边坡面均假定为平面。楔形体受自身重力(大小为，方向矢量记为)、结构面作用力(法向反力大小为，、切向剪力大小为，，方向矢量为交棱线矢量)、地下水压力（大小为，）及外荷载(大小为T，方向矢量为，包括表面集中力、分布力、地震力、锚固力等)作用。
图1楔形体受力示意图
已知楔体双滑面产状分别为（倾向／倾角）、，则其法线矢量为：
（1）
设双滑面交棱线的产状为，则交棱线矢量为：
（2）
根据正交性质，交线矢量垂直于双滑面法线所构成的平面，故得
（3）
（4）
建立平衡方程坐标系为，三轴正交，符合右手定则。与楔形体交棱线平行，指向前方，垂直正交于，指向下方，水平，各轴在坐标系中的单位矢量分别为：
（5）
在垂直交棱线的平面（平面）内建立平衡方程：
（6）
通过（6）式可解出结构面对楔形体的法向反力大小、。沿结构面交线的下滑力可表达为：
（7）
假定结构面切向剪力与法向反力满足Mohr～Coulomb强度准则，则楔形体安全系数可由结构面所提供的抗滑力与楔形体实际所受下滑力确定：
（8）
式中：、、、为结构面强度参数，、为滑动面面积。
3工程实例
3.1结构面特征及物理力学参数
某水电站枢纽区工程边坡地形地质条件复杂，岩体内断层、裂隙、岩脉等结构面发育，形成大量的块状、次块状结构、碎裂～块裂结构，岩体质量较差，边坡稳定主要受风化卸荷和结构面及其组合影响。该电站右岸坝顶以上边坡总高度约220m，坡向NE26°，设计开挖坡比1：0.5～1：0.7。坡体内发育有β5（F1）、γL6、γL5、β203、β202（f191）、β4（f174）、XL316-1、XL322-3、XL9-15等特定结构面，上述结构面相互组合，可能形成不稳定块体。块体稳定分析计算选取的力学参数见表1，岩体容重为26.5kN/m3。
表1结构面计算参数
3.2可能块体组合及失稳模式判断
根据右岸坝顶以上边坡结构面产状，进行赤平投影分析，得出右岸边坡可能失稳的块体组合。右岸边坡赤平投影图如图2所示，从图中可以看出，XL322-1、XL321-1、XL321-2、XL316-1等卸荷裂隙走向与开挖边坡走向小角度相交，缓倾坡外，可能形成块体失稳的底滑面；f202断层走向与边坡走向大角度相交，且倾角较陡，可能形成块体失稳的侧边界；β5、γL5、β202等岩脉陡倾坡里，可能形成后缘拉裂面，故这些结构面组合可能形成不稳定块体。典型的滑移模式为f202+γL5+XL321-1+剪断表层Ⅴ1类岩体，下文以该模式为例建模分析三维块体的稳定性。
图2右岸坝顶以上开挖边坡赤平投影图
（1、f2022、γL53、XL322-14、XL321-15、XL321-26、XL316-1 7、β5 8、β202 9、β203
10、β205 11、开挖边坡）
3.3计算模型及计算工况
采用大型分析软件Ansys建立三维块体模型，如图3所示。在结构面上施加三维水压力，查询结构面面积、扬压力以及块体体积作为程序计算前处理数据，地震荷载按0.25g的水平惯性力施加。计算工况为：
自重工况（不考虑降雨影响及地震条件）；
暴雨工况（按结构面充满水考虑）；
地震工况（文中按8度地震计算，水平向加速度取为0.25g）。
图3右岸坝顶以上开挖边坡三维计算模型
3.4计算成果
根据f202、γL5、XL321-1产状，建立该三组结构面组合形成的半定位块体，该块于右岸坝顶以上边坡，γL5为后缘拉裂面，f202为侧滑面，XL321-1为底滑面，考虑XL321-1前缘Ⅴ1类岩体被剪断，形成的块体如图4所示。该组合块体稳定性分析成果见表2。
图4右岸坝顶以上开挖边坡潜在失稳块体计算模型
表2右岸坝顶以上开挖边坡潜在失稳块体稳定性成果表
4结语
论文总结了三维楔体稳定性分析理论，结合某大型水电站工程边坡，整理分析该边坡结构面信息，经赤平投影分析得到了可能的失稳块体及失稳模式，并通过三维软件Ansys建立三维地质模型,根据结构面产状切割形成三维块体，可以清楚看到各软弱结构面在三维空间的展布规律，快速获取结构面面积、块体体积、块体滑移方向等几何信息，根据三维楔体稳定性分析理论编制程序快速定量判定块体在各种工况下的稳定系数，从而指导现场工作人员开挖边坡时遇到边坡失稳或可能存在失稳的迹象时，准确采取处理措施，防止边坡进一步恶化。
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关键词：边坡稳定性；可靠度
中图分类号： U213 文献标识码： A
1、边坡稳定性研究现状
边坡的稳定性分析是岩土工程的重要研究课题之一，近一百年来，许多学者致力于这一工作，因此边坡稳定分析的内容十分丰富。
边坡稳定性分析方法很多，如:各种极限平衡条分法，有限元法，极限分析法，边界元法等。但是，各种边坡稳定分析的定值法存在一个共同的缺点，即没有考虑边坡工程中存在的不确定性，这就造成了一些边坡的安全系数大于临界安全系数，可事实上还是发生破坏的现象。那么，要想正确分析边坡的稳定性，必须考虑边坡工程中存在的种种不确定性。对于边坡工程而言，土层剖面与边界条件的不确定性；现场与实验室测定的岩土性质指标的不确定性；土的性质的天然可变性；勘探取样方法与试验方法的误差；试验数量与勘探数量的不足；外加荷载大小与分布的不确定性；计算模式的不确定性等都可造成边坡稳定分析结果的误差。因此，必须进行边坡稳定的可靠度分析。
2、可靠度方法研究现状
可靠度理论萌芽于第二次世界大战期间并在战后得到完善与发展。二战期间由于军事的上的需要，德国在研究飞弹失灵及美国在电子元件失效的问题上，均引用了“概率理论和数理统计”的方法。这些围绕着军事项目的研究工作最终孕育了一门崭新的学科——可靠度理论。
可靠度理论在岩土工程领域的应用始于1950年代。作为岩土工程可靠度研究的基础一一土性指标的概率统计分析是岩土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然历史的产物，其不确定性远比人工材料复杂，从20世纪60年代开始到现在，对土性参数的统计性质、概率模型的研究和区域资料的统计分析一直在进行当中。在这方面有许多学者做了大量的工作，对可靠度理论在岩土工程中的应用做出了较大贡献。
Vanmarke建立了土体各向同性随机场模型，提出了“相关距离”的概念及计算方法，在土性参数概率模型研究方面做出了开创性的贡献。
高大钊等人研究了土工指标的变异特性及其分布规律。对土的抗剪强度指标的统计提出了一种全回归的统计方法，并建议用分布来拟合、切的联合概率密度，并经统计给出了上海地区软土的几个主要指标的概率分布特性。
冷伍明等人根据影响土工参数不确定性的主要因素，探讨了土工参数不确定性的一种计算途径。改进了相关距离计算的递推空间法，用双曲线的形式来拟合方差折减系数，消除了作图时人为因素的影响。
陈立宏，陈祖煜，刘金梅，通过收集整理的多个水利工程中丰富的长序列的抗剪强度试验资料，在此基础上利用K-S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计分析，认为一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布，而选择对数正态分布能够避免出现物理量为负的现象，在许多情况下这样处理更为合理、简便。
虽然许多学者在这方面做了大量的研究，但是目前还是呈现百家争鸣的状况，没有较权威的结论，因此还需进行进一步的研究。这也是岩土工程可靠度分析没有被广泛应用的重要原因之一。
3、边坡可靠度分析
传统上，一直以安全系数作为边坡工程稳定性的评价指标，然而，安全系数不是一个常数，而是一个由设计因素的变异性所决定的随机变量。20世纪70年代后期，边坡工程界开始接受不确定性的概念，构造随机模型，采用概率论和数理统计知识，如可靠指标和破坏概率来评价边坡的安全度。即借助于概率论和数理统计方法，便可以求得边坡可靠度，即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下，肯定地达到预计状态的程度，或保证边坡稳定的概率。因为可靠概率与破坏概率之和为全概率，所以有：。因此，可靠度分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性，包括频率分布上的和结果可信程度上的不确定性，不但给出边坡设计可采用的平均安全系数，还同时给出相应的可能承担的风险，即破坏概率。这样就避免了“绝对化”，只要破坏概率很小，小到公众可以接受的程度，就认为边坡设计是可靠的。可见，用破坏概率比用安全系数作为评价指标更能客观、定量地反映边坡的安全性。在实际应用上，对于鉴别具有相同安全系数、不同破坏概率的两个边坡的安全性，破坏概率比安全系数具有更突出的优点。
所以说，可靠度方法是一个有发展前途的领域，也在世界范围内受到岩土工程界的极大关注，已成为世界各国岩土工程学者的热门话题之一。在我国，虽然边坡可靠度研究工作开展较晚，但许多学者对边坡稳定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的贡献。祝玉学出版了《边坡可靠性分析》一书，系统地阐述了运用可靠度理论解决边坡稳定的各种问题，是国内研究此方面成果的集中体现。包承刚、高大钊、姚耀武等对土质边坡的可靠性进行了研究；张骄培、姚耀武、武清玺等将有限元与可靠度理论结合，计算出单元和整个边坡的失效概率、可靠度指标；在近期，陈祖煜等人在其各自著作中都系统地阐述了边坡稳定风险分析的理论及方法。祝玉学还指出可靠度分析方法只是所有安全度问题的一种方法，是确定性方法的发展与补充，且该方法还刚刚走向实际工程应用阶段，还有许多课题需要进一步研究。可以预计，边坡稳定可靠度分析将更加深入、广泛地应用于工程实际中。
4、结语
边坡稳定的可靠度分析是一个庞大的系统工程，牵涉到勘察、设计、施工等方方面面。如何在实际工程中进行可靠度分析评价，并同确定性分析方法相互印证，还远没有达到实际应用的程度。总之，边坡可靠性理论还在进一步发展当中，有许多问题还待进一步分析研究。
参考文献
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关键词：基坑，应急加固，施工方案
拟建某住宅项目由2＃住宅楼、3＃住宅楼以及地下车库三部分组成。其中地下车库地下2层，筏板基础，设计基底标高-10.0m，基坑深度9.4m；基坑支护方案为土钉墙护坡。护坡施工完工后第16天，该边坡发现不明水源，造成土钉墙墙面潮湿，并有渗水现象，施工方通过增设导水管，对其进行导水。第二日晨发现此段边坡顶局部出现裂缝，通过边坡位移观测，发现边坡水平位移突然增至64.0mm，并有继续增大的趋势。论文格式。施工方马上在坡脚进行堆土反压加固，第三日凌晨5点，回填至地表下2.5m位置，通过持续监测表明边坡已经得到有效控制，基坑变形没有发展。
根据现场情况编制如下应急预案：
坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先，保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法律和经济活动的要求；给企业员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”。
1、场地条件分析
拟建场地地形较平坦。论文格式。在勘察深度范围内按地层沉积年代、成因类型及岩性将其划分为人工堆积层、新近沉积层、第四纪沉积层三个大层。根据岩土工程勘察资料，场地天然地表下4.00～6.00m时见地下水，静止水位1.40～2.20m，标高42.57～43.29m，为上层滞水。地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替状态下均无腐蚀性。现场已采取了降水措施，施工过程中，现场出现局部滞水已经完全排干，根据导水管出水量判断导致坡面变湿边坡位移的水源为非上层滞水。论文格式。
2、周边环境分析
基坑上口线距离建筑红线（围墙）3.1m；红线外3.7m有一座二层住宅楼，基础埋深2.0m；建筑红线内围墙脚下有一高压电缆，埋深0.5m；建筑红线内距围墙1.0m有两道150mm直径天然气管线，埋深1.2m。
3、边坡加固方案：
施工再次开挖基坑时，拟采用钢花管加锚杆加固措施，以增加支护结构的整体强度和对变形的约束力。
钢花管：设三道钢花管，采用直径1.5寸钢管，水平间距2.0m，钻孔直径Φ120，钢管内外注M10水泥浆。
第一道钢花管：长9.0m，布置在地表下2.3m处（2.7m以上），倾角15度；
第二道钢花管：长9.0m，布置在地表下4.1m处，倾角15度；
第三道钢花管：长6.0m，布置在地表下7.3m处，倾角15度；
锚杆：设两道锚杆。
第一道锚杆，锚杆长度为18m，两根Φ15.2钢绞线，自由段长度5.0m，水平间距2.0m，锁定荷载250kN。锚杆布置在地表下2.7m处，倾角15度；腰梁采用22b槽钢；承压板规格：200×200×16mm；锚具规格：QM15-2。
第二道锚杆，锚杆长度为15m，一根Φ15.2钢绞线，自由段长度5.0m，水平间距2.0m，锁定荷载150kN。锚杆布置在地表下5.6m处，倾角15度；腰梁采用20b槽钢；承压板规格：180×180×16mm；锚具规格：QM15-1。
4、现场风险分析
鉴于目前基坑边坡已经发生了较大的变形(坡顶水平变形最大变形70mm)，根据目前状况，加固施工期间可能发生的风险有以下几点：
A．基坑变形继续发展，导致坍塌；
B．基坑东侧建筑物倾斜，造成无法正常使用；
C．天然气管线泄漏；
D．高压电缆无法正常使用。
5、应急物资准备
现场安排挖掘机、推土机挖土运土机械应急使用；
现场备锚杆钻机、压力注浆机应急临时支护使用；
现场安排面包车、小客车运送人员；
联系附近旅馆安置居民，联系社区医院做好居民保健工作；
临时支护材料：φ60钢管、锚杆、水泥；
消防器材：防止电源短路、煤气泄漏起火；
防汛器材：防止自来水、雨水、污水等管道破坏断裂，造成漏水，准备足够的潜水泵、污水泵、排水管、电缆等。
6、应急预案的启动前提
(1) 坡顶水平位移增量大于等于1.5mm/日，总位移累计大于90mm；
(2) 建筑物倾斜达到0.2％时或沉降速度达到1.0mm/d；
(3) 突降大雨、暴雨（大雪、暴雪）；
(4) 意外事故造成边坡局部塌陷、崩塌。
(5) 煤气公司、供电局检测数据表明，煤气管线、高压电缆等生活设施出现险情：
(6) 建设单位、总包、监理单位认为需要的其他紧急情况。
7、管理措施
① 加固施工引起边坡水平变形及坡顶沉降、引起煤气管线及高压电缆的变形的指挥与控制。
通过变形监测，若发现坡顶水平位移增量大于等于1.5mm/日，总位移累计大于90mm；时，采取的措施如下：
A 立即停止基坑开挖，联系煤气公司人员检测煤气管线运行状况，联系供电公司检测高压电缆的运行情况；
B 根据煤气公司检测人员的意见，采取煤气管线加固措施，或断气处理；
C 根据供电公司检测人员的意见，采取电缆加固措施，或用备用电缆替换，保证供电安全；
D 据现场情况采取进行堆土反压（加高、加宽）措施。
② 加固施工引起地面不均匀沉降，引起附近建筑物的倾斜的指挥与控制。
当发现附近建筑物倾斜达到0.2％或沉降速度达到1.0mm/d时，采取的措施如下：
A 立即停止基坑开挖，加强基坑加固方案；
B 邀请有关专家或加固单位共同制订建筑物的纠偏方案并组织实施。
C 建筑物墙体发现裂缝时，联系物业、餐馆，组织建筑物内住户外迁。
② 突降大雨或大雪时，立即起动备用水泵抽水（突降大雪或暴雪时，立即组织清扫、外运坡顶积雪），并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。
8、公共关系
项目部办公室为项目部各信息收集和的组织机构，人员包括，办公室届时将起到项目部的媒体的作用，对事故的处理、控制、进展、升级等情况进行信息收集，并对事故轻重情况进行判断，有针对性定期和不定期的向外界和内部如实的上报，向内部上报主要是向项目部内部各工区、集团公司的上报等，外部主要是向建设、监理、设计等单位的上报。
9、预案解除
充分辩识加固过程中存在的危险，当监测数据表明边坡处于安全稳定状态时，经甲方、监理工程师认可，由现场紧急抢险组长宣布解除紧急抢险状态，恢复正常工作状态。
【参考文献】
[1]建筑边坡工程技术规范. GB50330—2002.
[2]建筑地基基础设计规范. GB50007—2002.
关键词：深基坑；边坡；稳定性；地震荷载
中图分类号: P621+.6 文献标识码：A文章编号：
1引言
近年来，在各大城市用地日趋紧张的情况下，建筑业趋向地面与地下共同发展，楼房越建越高，地下车库越建越深，而基础对应的越埋越深。由于受周围客观环境的影响，深基坑开挖不可能按自然休止角放坡，只能根据场地的地质条件及其场地周边附加荷载情况，在安全、经济、施工方便的条件下，选取最佳支护方式及最优支护设计参数。显然，不同的地层条件下，深基坑边坡支护计算模式的选择，成为深基坑支护设计安全经济、成功与否的关键。
数值分析和模型试验法能较真实地模拟边坡在地震作用过程中的动力特性和破坏机制，是边坡地震反应分析的两种主流方法。目前，常用于边坡地震稳定性分析的数值方法主要为有限单元法和有限差分法。它们在模拟含众多不连续结构面的岩体问题中有一定的局限性，而离散单元法在求解岩体这类不连续介质的问题中弥补了有限单元法和有限差分法的某些不足。
2边坡处治基本理论及稳定性分析
2.1边坡稳定性概念
边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体。在坡体本身重力及其他外荷载作用下，整个坡体有从高势能处向低势能处滑动的趋势，同时，由于坡体自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩)体内部某一个面上的下滑力在接近或超过了土(岩)体抗滑力，边坡将产生滑动，即失去稳定；反之，如果滑动力小于抗滑力，则认为边坡是稳定的。
在工程设计中，判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。l955年，毕肖普(A. W. Bishop) 明确了土坡稳定安全系数的定义：
式中：τf-沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；τ-沿整个滑裂面上的平均剪应力；Fs-边坡稳定安全系数。
按照上述边坡稳定性概念，显然，Fs >1，土坡稳定；Fs
Bishop的边坡稳定安全系数公式物理意义明确，概念清楚，表达简洁，应用范围广泛，在边坡工程处治中也广泛应用。该公式应用的关键难点是如何寻求滑裂面，如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度τf和平均剪应力τ。
在工程建设中，常见的边坡滑动有两种类型。一种是天然边坡由于原来的地质条件改变而产生的滑动，如暴雨后的边坡因蓄水过多而导致的土质变软产生滑动，通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度；另一种是由于工程建设而人为开挖或填筑形成的人工边坡，由于建筑空间有限而使的设计坡度较陡，或由于工作条件的变化改变了边坡体内部的应力状态，使局部的剪切破坏发展成一条连贯的剪切破坏面，边坡的稳定平衡状态遭到破坏而产生滑坡。本文所要讨论的主要针对第二种滑坡，或第二种边坡稳定问题。
2.2影响边坡稳定性的因素
边坡的稳定是一个比较复杂的问题，影响边坡稳定性的因素较多，主要包括以下几方面：
(1)边坡体物理力学性质；
(2)边坡的形状和尺寸；
(3)边坡的开挖及支护方式；
(4)边坡的所受荷载的条件；
(5)边坡的补水情况；
3、基于ADINA的某边坡在地震作用下稳定性分析
本例为一个两层的边坡，土的参数如表1所示，在ADINA中，该模型被划分为831个节点和250个四边形单元。边界条件为底部是固定的，两侧土体的水平位移是固定的，边坡用锚杆进行加固。分析中对该模型施加重力荷载和地震波。地震波形分别采用如图1所示。
表1土的参数表
图1地震波形图
模型网格划分如图2所示。
3.1地震荷载作用时边坡主应力分析
对地震荷作用前后边坡主应力进行分析，进行竖向位移分析，得出地震前、后边坡的主应力和剪应力云图。图3为地震作用引起的边坡主应力分布云图，图4为地震作用引起的边坡剪应力分布云图。
图2网格划分图
(a) 地震前主应力
(b) 地震后主应力
图3 地震前后边坡主应力云图
通过分析两种应力云图可以发现，基坑边坡面附近的应力迹线均明显偏转，表现为最大主应力与边坡面近于平行，并向坡体内部逐渐恢复成初始应力状态。由于边坡的应力重分布，在坡面附近产生应力集中带。不同部位其应力状态是不同的，在坡脚附行坡面的切向应力显著升高，而垂直坡面的径向应力显著降低，由于应力差大，
于是就形成了最大剪应力增高带，容易发生剪切
（b）地震前剪应力
（b）地震后剪应力
图4地震前后边坡剪应力云图
破坏。在坡肩最大剪应力增高带，容易发生剪切破坏。在坡肩附近,在一定条件下坡面径向应力和坡顶切向应力向拉应力转化，形成拉应力带。因此，坡肩附近最易形成拉裂破坏。此次模拟边坡一次开挖成型，开挖过程中，基坑边坡并没有发生损伤。
3.2地震荷载作用时位移分析
（a） 地震前边坡土体竖向位移
(b) 地震后边坡土体竖向位移
图5地震作用前、后边坡土体竖向位移云图
对比图5中（a）和（b）两幅图，可知地震作用改变了边坡土体竖向位移场的分布。地震荷载作用使得边坡坡面处产生不均匀位移，自坡顶至坡脚处位移逐渐减小。
4结论
（1）从边坡稳定性概念入手，介绍了边坡稳定性分析的基本理论，分析了边坡稳定性的影响因素，提出了边坡稳定性的处理措施；
（2）利用大型有限元分析软件ADINA，对地震荷载作用下某深基坑边坡稳定性分析进行数值模拟。数值模拟结果表明：地震荷载作用后基坑边坡面附近的主应力迹线均明显偏转，易形成剪应力增高带，从而使边坡产生剪切破坏。地震荷载也引起了边坡的位移重新分布，在边坡稳定性分析中，地震荷载引起的边坡失稳不容忽略。
参考文献
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关键词: 赤平投影图; 勘察作业; 结构面组合分析; 推广应用
Abstract: in the process of engineering investigation, red flat projection map is structure analysis, and get a combination relations face to rock mass boundary condition means favorable. In some areas of the prospecting operations, often will meet red layer formation and the lava area formation, the direct measurement of the structure parameters often face difficulties or along the accuracy of measurement is low. Combined with red flat projection map as auxiliary measurement method, can obtain high precision is representative of the parameters, so as to improve the accuracy of exploration work. But the traditional red flat projection operation method is more complex, the low efficiency, low accuracy, in actual work is not easy to get promotion, paper with advanced computer technology by making flat projection drawing of red, this paper analyzes the structure surface combination relations, realize the easy to use, simple operation and reliable data for the target and promote the popularity in the exploration work, eventually to improve the accuracy of the investigation purposes.
Keywords: red flat projection map; Survey and homework; Structure surface combination analysis; application
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
赤平投影是把三维问题平面化, 借助极射投影的方法，把三维空间内的几何要素映射在投影平面上再进行处理研究, 比较适合用以表示线与面的方向、角度的关系以及轨线特征, 兼有简便、形象、直观与综合性强的优点。所以, 赤平投影在勘察工作中得到广泛的运用。制作出赤平投影图， 对其进行正确分析, 把较难测量的空间参数值转化成间接求取或平面测量, 这是工程勘探过程中获取各地质参数、 运行结构面组合关系分析行之有效的方法。传统操作中，手工图解过程和参数求解过程都比较复杂, 精度不高, 这势必会降低计算结果的准确性。 因此, 需要找到一种既简单又方便的制作赤平投影图方法, 并且能根据数据或图直接解读出参数, 在本论文中，为了操作自动化，借助了先进计算机技术辅助作图来完成赤平投影过程, 这样可批量化的处理数据，再进行结构面组合关系的分析。赤平投影图依据投影对象在投影球体的位置不同可划分成上半球投影与下半球投影, 其投影结果关于投影大圆的原点对称, 但反映出的参数结果是一致的。本文中的探讨均采用上半球投影为例。
1、赤平投影的结构面组合关系分析
考虑二组结构面的情况。由两组结构面控制的边坡的稳定性，主要结构面的组合交线与边坡关系分析，一般分为如下五种类型：
两结构面的交接点在边坡投影弧的人工边坡及天然边坡的对侧，表明组合交线的倾斜方向与边坡倾斜方向相反，因此不可能产生顺层滑动，是最稳定结构。
两结构面的交点与边坡投影弧的人工边坡及天然边坡在同一侧，但在人工边坡的内侧，说明两结构面交线的倾斜方向与边坡倾斜方向一致，倾角大过天然坡角，是稳定结构。
两结构面的交点与边坡投影弧的人工边坡及天然边坡在同一侧，但在天然边坡的外侧，说明两结构面交线的倾斜方向与边坡倾斜方向一致，倾角比天然坡角小，在坡顶没有出露点，是较稳定结构。
两结构面的交点与边坡投影弧的人工边坡及天然边坡在同一侧，但在人工边坡和天然边坡的中间，说明两结构面的交线的倾斜方向与坡面倾斜方向一致，但倾角大于天然坡角而小于开挖坡角，在坡顶具有出露点，但出露点与离开挖坡面相距较远，结构面的交线没有出露在开挖坡面上，而是插在坡角以下，对结构起到相应的支撑作用，是较不稳定结构。
两结构面的交点与边坡投影弧的人工边坡及天然边坡在同一侧，但在人工边坡和天然边坡的中间，说明两结构面的交线的倾斜方向与坡面倾斜方向一致，但倾角大于天然坡角而小于开挖坡角，在坡顶具有出露点，但出露点与离开挖坡面相距较远，结构面交线在两种坡面上都有出露，是不稳定结构。
赤平投影不但可以推断边坡上和临空面的组合关系、推断边坡上不确定的楔形结构体的形态、大小以及其空间位置与分布，而且可以推断不稳定的结构体潜在变形移动方向，直观地对边坡稳定性状态进行评价，赤平投影是边坡稳定性分析经常采用的一种手段。
2、赤平投影图在工程勘探中的运用及推广
在工程勘探中, 赤平投影在结构面组合关系的分析、 判断边坡稳定性等方面的直接应用已经得到广泛普及, 但是在数据收集方面还有很大的应用潜力, 可以有效地帮助提高数据精度值、解决无法直接测量的数据，例如:
2.1 “飞”产状
可溶岩地区里, 地质层面通常因溶蚀变得凹凸不平,常用的方法是在地层上垫纸板后再测量, 但溶蚀起伏的领域越大, 所测得产状的精度越差, 进而只能反映局部小范围的状态, 无法准确反映总体情况, 导致野外填图在很大范围性状稳定, 界限明确, 但所测产状于某点作图时, 其远距离的分隔线却不出露在实际位置。 可用罗盘测量在远方不同坡面上出露地层的总体延伸线, 让罗盘的长边与该线平行, 选择该方向倾角为测量倾角, 再直接或间接测出该坡面走向, 组成两个视产状, 在另一方向用相同的方法再测量出一对产状。 此时可用赤平投影中的求真产状功能来求取可溶性岩的总体产状, 其精度通常会高于直接测量。这种方法也可以扩展至陡崖区的产状或裂隙的测量, 关键是要找到两个方向上的出露线。操作过程是获得两组野外视产状后, 首先直接作出这两组产状的投影弧, 然后利用两投影弧中点反求参数, 求出真产状。
2.2 从 “线”到 “面”获取岩层产状
在某些地区的勘探工作中, 常常遇到红层区地层, 它以泥岩为主、层面特征不明显、 很难直接测量产状, 而且找到一个能够测量的层面都困难。 但岩层中常常由于岩性差异伴有粉砂质条带,条带具有颜色差异、厚度很小、成线状分布, 这样虽找不到层面却能反映岩层的产出性状,并能够直接在断面现场测量这些线在边坡的侧伏角。在两个不同断面方向上测量断面方向和侧伏角即可, 随后仍旧运用赤平投影工具中两视产状再求真产状的功能就可轻松求得场地地层产状。
2.3 水力坡度及地下水流向测定
判断场地的水力坡度及地下水流方向，当然可以通过流网等求取, 但是绘制起来比较复杂, 有时并不需要详细了解地下水的水力坡度及总体流向, 这时可利用赤平投影来做。选取三个位于不同直线上的钻孔水位, 求出两个方向上的水力坡度, 然后就可用赤平投影来求出水力坡度及地下水的流向的投影且能求出参数。推广这种方法后就可解决场地覆盖良好, 周边范围很大也找不到出露的情况时不能直接测量地层性状的问题, 用三个在不同直线上的钻孔中某个标志层位于两个方向连线倾角和剖面方向来反求场地的地层性状。
通过上述例子可以看出, 在工程勘探的实际过程中, 求解空间平面的参数, 当直接测量困难时大部分可以通过赤平投影图中两视产状反求真产状的功能来解决, 可以应用的方面是非常多的。
3、结语
(1)传统赤平投影操作方法复杂、精度低、效率低, 在实际工程勘探中很难得到推广, 若采用计算机技术辅助制图则能达到操作方便、使用简单、获得可靠分析数据的目的, 并且还可成批处理数据从而推动赤平投影在勘探工作中的普及, 最终使勘察精度得到提高。
(2)针对工程勘探实际, 于圆弧形拱部设置测量锚杆, 采用本论文方法能方便对塑性区及松动区进行判断和估计, 从而动态指导设计, 求取相关参数, 得出围岩的稳定状况。
(3)平投影法既可以确定边坡临空面和边坡上的结构面的空间组合关系、确定边坡上可能的不确定楔形结构体的几何形态、规模大小以及它们的空间位置与分布，也可以确定不稳定结构体的潜在变形位移方向。
参考文献：
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关键词:高速公路;边坡防护技术;锚杆施工;喷射混凝土;浆砌石防护
中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0014-02
边坡防护形式与边坡稳定状况、破坏类型及规模、工程经济、环境保护、施工方案、工后维护等多种要素密切相关。在工程应用上,如何把那些成熟的经验准则予以定量化,或者转换为半定性半定量的防护决策模型,具有现实的工程指导意义。
一、工程概况
公路穿越山区地段,地层复杂多变,地质构造复杂。大量开凿石山削坡,形成众多人工边坡。其中K861+800～K862+020、K921+460～K921+660等处上边坡因开凿爆破和风化以及强降雨作用,部分边坡坡面及坡眉线附近常有岩块崩落,严重影响高速公路安全和行车安全,需及时防护,以确保安全。现分述如下:
1.K861+970～+990右上边坡:该边坡下部采取了浆砌片石加固防护措施,但上部仍有风化碎块分布,现部分已经松动甚至掉落,威胁到下方公路安全。
2.K921+460～+660左上边坡:该边坡下部已做浆砌片石加固防护处理,上部岩石节理裂隙发育,在长期风化及强降雨作用下,边坡有崩塌落石发生。
3.K926+680～+722右上边坡:该边坡为土石混合边坡,在长期风化及强降雨作用下,边坡岩土体发生崩落,具有继续发展潜势。
二、边坡防护决策
边坡防护与边坡类型密切相关。边坡分类方法很多,按照边坡物质组成类型,公路边坡可分为岩质边坡、土质边坡和复合边坡等三种。其中,岩质边坡根据其完整性和结构效应,一般可分为完整岩石边坡、破碎岩质边坡和受优势结构面控制的岩体边坡等三类,优势结构面控制岩质边坡稳定性;土质边坡按照土层均匀性和宏观结构面发育特征,大致也可分为纯土质(均质土坡、非均质土坡)和类土质边坡等两类,其中类土质边坡是一种受宏观结构特征控制的非均质土坡,在公路工程中,类土质边坡包括残坡积土质边坡、风化土边坡、崩塌(滑)堆积土边坡和复杂结构土质边坡等,其破坏模式既有土坡特征,又与岩质相似,受宏观结构面工程性状的控制影响。复合边坡是公路工程最为常见的边坡,其坡表通常为土质边坡,下部坡体为岩质结构,具有多种复合破坏模式。
三、加固防护设计方案
都安至南宁高速公路穿越山区地段,地层复杂多变,地质构造复杂。大量开凿石山削坡,形成众多人工边坡。其中K861+800～K862+020、K921+460～K921+660等十一处上边坡因开凿爆破和风化以及强降雨作用,部分边坡坡面及坡眉线附近常有岩块崩落,严重影响高速公路安全和行车安全,需及时防护,以确保安全。
根据上述边坡的危害性调查,为防止边坡土体及危岩崩落,经分析计算,采用锚喷、挂尼龙网喷射砼的加固防护方案,各边坡加固防护方案见表1:
四、防护加固技术要求
(一)锚杆施工要求
1.先清理坡面危岩、松动石、浮土等。用凿岩钻机或锚杆钻机在先定出孔位处采用干作业法成孔,孔深按设计要求,且穿越破碎岩石和不稳定层,进入稳定岩层。孔位及孔深变更需经监理工程师同意签字确认。
2.灌注水泥(砂)浆:注浆出浆口应插入距孔底100～300mm处,浆液自下向上连续灌注,且确保孔内顺利排水、排气且浆液应足够。注浆材料应按设计要求确定,宜选用灰砂比1∶0.5～1∶1的水泥砂浆或水灰比0.45～0.50的纯水泥浆。浆液应搅拌均匀并在初凝前用完。
3.锚杆体制作、存储按设计要求,制作前钢筋应平直、除油和防锈。
(二)喷射混凝土施工要求
1.采用干法喷射混凝土,其水泥、砂、石重量比宜为1.0∶4.0～1.0∶4.5;水灰比宜为0.4～0.45。干混合料宜随伴随用,无速凝剂掺入混合料时,存放时间不超2小时,掺速凝剂后,存放时间不超过20min。
2.喷射混凝土前应做好准备工作。喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序自下而上,也可依实际情况酌情调整。
3.喷混凝土一次喷射厚度,不掺速凝剂时为30～70mm,掺速凝剂时为50～100mm。
4.经分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若超过终凝1小时后喷射,应先用风、水清洗喷层表面。
5.喷射混凝土后应养护,喷射砼终凝2小时,应喷水养护,养护时间一般不少于7d,遇雨天可适应减少喷水养护次数。
(三)浆砌石防护
本工程仅局部浆砌石防护,按浆砌石工程要求进行。
(四)挂尼龙网喷射砼防护
坡面相对平整且岩石较完整的边坡采用该防护方案。首先清除坡面危岩、松动石及浮土,然后挂ML-1.86×6尼龙网,并采用φ10 mm,L=12cm的钢筋按1.0×1.0m固定,入坡面深度0.1m,然后喷射C20细石砼,厚度5cm。挂网及喷射砼范围应超出坡眉线不少于1.0m。图1给出了采用挂网喷射砼防护的K868+500下行线边坡防护断面图。
五、质量要求及验收
1.为控制工程质量,应加强施工质量管理与检查。对主要原材料进行取样和试验,进行施工检查和工程验收。
2.钢筋、水泥和砂子等按相关要求进行检验。
3.施工中应对锚杆位置、孔径、孔深和角度,锚杆长度和杆体插入长度进行检查。对浆液配合比、压力、注浆量等进行检查。对挂网顺直、搭接、固定等进行检查。
4.宜根据喷射混凝土现场,每个施工段或每喷射50～100m3应制取1组样进行评价其均匀性和平均抗压强度。评价标准见《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)。
5.质量检验要求。(1)所有本工程使用原材料满足规范及设计要求。(2)锚孔位置、深度、角度;挂网范围、面积;喷砼范围、厚度等施工检查结果满足要求。(3)防护后,在其防护范围内无岩块崩落至路面及边沟。喷射混凝土后养护满足要求。
6、工程竣工后,应按设计要求和质量合格条件下进行工程验收,并按要求提供相关资料。
六、结语
为保证施工正常进行,控制工程质量,应加强施工质量管理与检查。对主要原材料进行取样和试验,进行施工检查和工程验收;钢筋、水泥和砂子等按相关要求进行检验;施工中应对锚杆位置、孔径、孔深和角度,锚杆长度和杆体插入长度进行检查。对浆液配合比、压力、注浆量等进行检查。对挂网顺直、搭接、固定等进行检查。锚孔位置、深度、角度;挂网范围、面积;喷砼范围、厚度等施工检查结果满足要求。
防护后,在其防护范围内无岩块崩落至路面及边沟。喷射混凝土后养护满足要求。工程竣工后,应按设计要求和质量合格条件下进行工程验收,并按要求提供相关资料。
参考文献
[1]SarmaS.K,Stability Analysis of Embankment And slopes [J].Geotechnique,1973,23(3).
[2]李荣伟,侯恩科.边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势[J].西部探矿工程,2007,(3).