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摘要：边坡加固工程设计是铁路设计中一项必不可少的内容。在实际的铁路工程中，设计人员要对边坡加固工程的设计引起足够的重视，结合当地的环境、地质和气候等因素进行综合分析，因地制宜地选择经济、实用的工程措施，确保铁路的行车安全和稳定。此外，在进行边坡加固工程设计时，还应注意与环境保持协调，达到环境平衡和美化铁路的效果
关键词：岩土工程；边坡加固工程；施工技术
前言
随着城市道路交通的飞速发展，因工程建设的需要，不可避免地需要开挖岩土体，形成大量工程高边坡，而边坡岩体在其上覆荷载及侧向约束解除或削弱的情况下，在一定深度和宽度范围内，因岩体内部应力发生重分布而出现松弛岩带，通常表现为：表部岩体崩塌、松动、位移明显、结构松弛、完整性变差；新的结构面产生，原有结构面在其尖端表现出裂纹扩展，充填次生物，一些近地表结构面拉开张裂，力学性能降低，从而影响工程安全。因此，如何保证高边坡土体的稳定性是工程建设的重中之重。文中针对某高边坡开挖支护工程，对二次劈裂注浆边坡稳定性控制机理以及边坡防护关键技术措施进行了分析和阐述。
1边坡加固工程的设计原则
边坡加固工程的设计原则，主要包括以下几个方面：反馈性、绿色性、智能性和并行性。
1.1反馈性
反馈设计又称动态设计、监控设计或者信息设计。反馈设计是在监测基础上建立起来的一种设计方式。该方法是在上世纪九十年代由潘家铮院士为代表的学者提出来的。反馈设计以施工期间的监测结果和地质条件为基础，对岩体工程进行动态设计，以实现优化设计的目的。以现场监测资料为依据，对原设计进行反分析是反馈设计的前提条件。反馈设计目前在高边坡工程和深基坑支护工程得到了初步的应用。
1.2绿色性
现代边坡工程设计中的一个重要组成部分就是绿色设计。几十年的铁路建设发展，让我们知道，铁路环境治理中不可忽视的一项重要内容就是生物环境工程。生物环境工程在铁路环境治理工程中占据着主导地位，铁路设计和规划的过程应重视生物环境工程。铁路环境工程的内涵，是使用现代先进的绿化工程技术对植被进行恢复与重建。所以，在对边坡加固工程进行设计时，应充分考虑铁路附近区域的气候、地质和地形等因素，正确设计出科学实用的边坡加固工程。
1.3智能性
智能科学在边坡工程领域的应用是最近几年开始兴起的一个研究方向，它对边坡加固工程的设计具有重要的意义。目前，该研究正处于开创性的阶段。21世纪，在边坡加固工程的设计中，采用智能科学的方法进行决策和规划，是一个重要的发展方向，代表着边坡加固工程设计的未来发展趋势。
1.4并行性
现代设计中的内容除了以上三种，还有并行设计。并行设计，在综合集成制造系统领域中得到了广泛的应用。边坡工程的条件十分复杂，因此无法根据相关的边坡工程要求将边坡治理过程分为设计、勘察和施工等阶段。但是，并行设计需要以可行性研究为基础。国内比较具有代表性的边坡加固工程中，长江三峡链子岩危岩加固工程是一个很成功的并行设计的案例。在铁路边坡加固工程的设计中，采用并行性思路进行设计的还没有见诸于报道。
2边坡加固工程的设计方法
边坡加固工程的设计方法，主要包括以下几个方面：极限平衡力学设计法、工程地质类比法、数值计算设计法和非线性大变形设计法。
2.1极限平衡力学设计法
边坡稳定系数是工程施工中经常用来评价边坡稳定性的指标，它的计算以极限平衡理论为基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆极限平衡法，以边坡破坏时破坏面与相关的破坏准则相一致为基本假设，这里所指的破坏面可以是圆弧面、不规则面，也可以是多级折面和平面。早期的边坡稳定性分析，具有代表性的计算方法有：瑞典条分法、简布法、瑞典圆弧法和推力传递法等。极限平衡力学设计法是目前边坡加固设计中最主要的方法。极限平衡力学设计法的具体做法如下：1）根据工程的实际情况，确定排水方案和开挖放坡的方案，并对边坡的稳定性进行评估，确定滑移面。2）针对稳定性较差的边坡，可以选择两个至三个可行的加固方法。3）对所选定的加固结构采用力学模型进行简化。4）使用极限平衡理论对边坡加固过程中需要提供的外力进行计算。5）设计支护结构。6）在坚持环保的基础上，选用经济实用的加固方案。
2.2工程地质类比法
边坡加固设计的唯一检验标准就是工程实践。因此，在进行边坡加固工程的设计时，要以前人的实践经验为基础，进行加固设计。工程地质类比法是边坡加固设计的最基础的方法，它主要包括以下两个方面的内容：1）根据工程经验对边坡加固设计的方案进行判定，不需要进行稳定性计算。这一阶段主要是针对一般的和简单的边坡加固工程。2）对于一些比较疑难、特殊和复杂的边坡加固设计，首先要了解国内外的相似设计方案，然后再进行类比分析，最后结合工程实际对边坡加固工程进行设计。工程地质类比法长期以来在铁路、坝堤、建筑基坑和铁路等边坡加固工程的设计中得到了广泛的应用。
2.3数值计算设计法
数值计算程序如离散元程序UDEC、有限单程序ANSYS和理正岩土计算程序等，这些数值计算程序通常是与其他方法结合使用，作为其他方法的辅助设计工具，因为这些数值计算程序不能直接在边坡加固设计中使用。数值计算设计发在多方案的优化设计和比较中用得较多。
2.4非线性大变形设计法
大部分边坡加固设计方法的理论基础都是刚体力学平衡、经验类比和线性小变形力学理论，它研究的对象是弹性体或者不变形体。这种方法多用于小变形硬岩边坡工程加固设计，比较有代表性的研究者是1974年的Bgerrum、1960年的Terzaghi、1972年的Davision和1977年的Denby。非线性大变形设计法适用于大变形的软岩边的岩土工程，这方面的代表人物是1970年的朱维申、1968年的孙钧和1974年的Taif、1979年的刘建航。在岩土工程的建设中，边坡加固工程需要得到施工人员的高度重视，为了保证边坡加固的稳定性需要对施工的工期、资金投入量以及工程的整体特点等进行深入探讨和分析，同时还应该根据国家的相关建设标准来保证工程进行的科学性和合理性。这样才能在节约成本的基础上，提升工程的整体质量。
3结论
随着经济的不断发展，我国铁路建设行业也取得了良好的发展成果，边坡加固工程的设计在铁路建设中越来越受到关注。通过本文的分析，我们可知边坡加固工程设计中，应坚持的设计原则有反馈性、绿色性、智能性和并行性。在对边坡加固设计的过程中，坚持以上设计原则，采用适当的设计方法，设计出经济实用的优质方案，对铁路的建设和发展以及促进铁路质量的提升具有重要的意义。
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论文作者:雷云峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：工程论文; 铁路论文; 方法论文; 力学论文; 稳定性论文; 反馈论文; 数值论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;