浅析边坡支护结构形式的选择

孙东哲

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南　昆明　６５００００）

本文通过简述了常见边坡的支护方式，分析了影响边坡稳定性的因素，运用理正边坡综合治理１．０对实际工程摘 要：

项目进行验证。

边坡支护方式；边坡稳定性关键词：

ＴＵ７５３　　Ａ　　１００２－５０６５（２０１８）０４－０２２９－２中图分类号：文献标识码：文章编号：

Analysis on the Selection of Support Form of Slope

SUN Dong-zhe

（Ｋｕｎｍｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　ｍｅｔａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００００，Ｃｈｉｎａ）

Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｓｌｏｐｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，　ｕｓｉｎｇ　

Ｌｉｚｈｅｎｇ　ｓｌｏｐｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　１．０　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔ．Keywords: ｓｌｏｐｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｍｅｔｈｏｄ；　ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

工程建设的迅猛发展，衍生出众多边坡治理问题，边坡支护安全成为工程建设中的重要组成部分。不稳定、潜在不稳定或者稳定系数不能满足要求的边坡是我们主要的研究对象。深入分析研究边坡的性质，采取合理的治理措施，才能控制边坡的变形和破坏。常见的边坡支护方式有重力式挡墙、扶壁式挡墙、悬臂式支护、板肋式或格构式锚杆挡墙支护、排桩式锚杆挡墙支护、锚喷支护、坡率法等。根据实际情况进行多方面的分析和论证，从多个支护方案中挑选出最优方案。保证边坡的稳定和安全，减少对周围环境的影响，避免不必要的经济浪费。

时间、开挖方式、周围荷载等都是影响边坡稳定性的因素。地形地貌反映地形的高低起伏变化，高陡边坡对稳定不利。地质构造影响边坡岩体的力学性质，构造运动强烈的区域岩土体破碎，对边坡稳定不利。岩土体的岩性、强度、完整性、结构面的发育程度是控制边坡稳定性的重要因素，必须查明土岩介质的物理力学性质、岩土体工程地质特征[1]。地表水和地下水会影响岩土体的重度，发生泥化软化崩解现象，减低边坡的强度。边坡开挖后没有及时支护，会降低边坡的稳定性。采用不同的开挖方式也会影响边坡的稳定性，例如采用放炮的方式开挖，就会严重破坏边坡的完整性[2]。周围的房屋、市政道路等建构筑物，会对边坡产生竖向侧向荷载，影响边坡的稳定。

1 常见边坡支护方式

重力式挡土墙可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙，构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。悬臂式挡土墙构造简单，施工方便，能适应较松软的地基，墙高一般在󰀁6m~9m󰀁之间。当墙高较大时，立壁下部的弯矩较大，钢筋与混凝土的用量剧增，影响这种结构形式的经济效果。锚杆挡土墙指的是由钢筋混凝土板和锚杆组成，依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。锚喷支护是锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，防止岩体松散坠落。坡率法是通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡达到合理、可行等方面分析和论证，选择合理的支护方案。

3 工程实例

（1）工程概况。某区域经多年面山采石活动，原有的地表植被及其地质环境已遭受严重破坏，水土流失严重，遗留有多处裸岩陡崖、陡坡，多处弃渣、弃石堆积场、乱石坡、凹坑、凹槽等，关停后的采石场满目疮痍，在自然风化及雨季地表水的冲刷作用下，陡崖、陡坡、陡坎分布区存在诱发岩质崩塌、岩土滑坡、危石坠落等地质灾害的可能性。弃渣、弃土堆积已在其边缘形成了多处错坎。

（2）工程地质水文地质条件。在勘察深度范围内，根据岩土层的沉积环境及工程地质特性，区内大部分地段地表为第四系杂填土(Q4ml)，局部区域有第四系残坡积层(Q4el+dl)红黏土分布,下伏地层及出露岩层为二迭系栖霞茅口组石炭系下统倒石头组（C1d）石灰岩地层，具体参数见表1。恢复治理区整体属金沙江水系，周边区域分布的主要地表水为海运河及盘龙江，此外还分布黑龙潭及西白沙河水库等；区内无河流通过，大气降水形成的地表水多顺坡径流，于拟治理区东部企业及居民生活区汇入城市污水排放系统，与周边区域地表水体无联系。

（下转231页）

自身稳定的边坡设计方法。依据工程实际情况，从安全、经济、（P1q+m）白云质灰岩、石炭系中统威宁群（C2w）石灰岩、

2 影响边坡稳定性的因素

地形地貌、地质构造、工程地质、地表水、地下水、开挖

２０１８－０２收稿日期：

男，生于１９８９年，云南曲靖人，研究生，助理工程师，作者简介： 孙东哲，研究方向：岩土工程。

2018年 2月下 世界有色金属229

到有效控制，并且机械臂的操作环境本身就存在着能够得到人为优化处理，不会具有杂乱无章和纷繁复杂等特点，这就需要在一般情况下，只需要对其加以假设处理即可，假设其中存在中间点，使得前后两段轨迹的拉伸和扭曲等对存在的障碍有效避免[2]。

因数补充处理，并且在这一过程中保持种群Pn󰀁不变。根据空间机械臂工作特性中的相关要求，适合度指标主要为fG󰀁=󰀁fob/(η1󰀁fto󰀁+η2fq+η3fl+η4ft）。

5 结语

本文根据空间机械臂的系统的相关要求，使得关节空间内基于遗传算法的轨迹避障方法成为显示，也使得空间机械臂的系统的动力学性能不断优化，使得整个机械臂对其中存在的障碍避开，空间机械臂避障轨迹规划的遗传算法应用在经过反复验证之后，具有稳定可靠且计算效率比较高等特点，在这之中，计算量最大的运算和检验之间具有一定联系。通过基因算法计算的机器人轨迹并不能够确定是最优解，但是其属于对相关约束条件加以满足的接近最优解中的一个解，为了能够得到其中存在的最优解，需要对最初的种群数量和基因算法的迭代次数的摩纳哥增加处理，对基因算法中基因交叉和变异的方式等有效改善，但是对于其中存在的轨迹规划过程而言，空间机械臂避障轨迹规划的遗传算法能够在任意自由度机器人的避障轨迹规划中加以推广和应用。[1]󰀡王一帆.基于多传感器的空间机械臂精细操作控制方法研究[D].北京

邮电大学,2017.

[2]󰀡滕根保.面向狭窄通道的机械臂避障规划与示教技术研究及应用[D].

浙江大学,2017.

 4 基因优化过程 

以适应度函数为例，遗传算法在空间机械臂避障轨迹规划中加以应用的时候，其首先需要在取值范围内进行随机解设置处理，并且将其作为基因，设这一随机解为P，并且对其中是否存在最优解加以判断处理，如果其中存在最优解的时候，则计算结束，而如果其中不存在最优解的话，就需要对末端轨迹长度以及关节角的增量和、时间超限的总和等加以计算处理，并且进行适应度指标计算，对其中适应度比较小的K1解删除处理，在取值范围之内进行K1解补充处理，并且对K2组解随机更改处理，对其中K3组的解两两之间任意值互相交换处理。判定遗传算法是否最优，是对P组基因适合度指标fG是否接近的重要方式，如果fG之间的数值的差异比较小，就能够说明种群基因之间的相似程度是比较高的，而这一基因就是最优解，随后退出程序。如果fG之间的差异相对较大，就需要根据其中存在的适合度之比对其中适合度相对比较小的基因组加以删除处理，并且在对这些基因组删除处理之后，随机使用保留的基因组对已经删除的基（上接229页）

表1  岩、土层物理力学参数

指标名称天然重力密度承载力特征压缩模量基底摩擦系数(kN/m3)fak(kPa)Es1-2 (MPa)（μ）岩土名称①杂填土18.0(19.0)/6.480.3②红粘土18.21606.440.3③-1强-中风化白云质灰岩26.0*2000/0.55③-2中风化白云质灰岩26.44000/0.63④-1强-中风化灰岩25.0*2100/0.56④-2中风化灰岩26.14500/0.66⑤-1强-中风化灰岩25.0*2000/0.55⑤-2中风化灰岩25.24000/0.63堆石坝22.0///挡土墙24.0///括号内的数值分别为饱和容重、浸水后的抗剪强度指标。粘聚力c(kPa)16.0(15.0)28.890.0130.090.0130.090.0130.03.0100.0内摩擦角Φ(°)8.0(7.0)10.527.035.027.035.027.035.030.025.0勘察钻孔深度范围内均未观测到地下水，雨季时在季节性冲沟内有地表水汇集，但冲沟汇水面积较小。

（3）采取的支护方案。经过方案论证，采取“分台填筑”的思路进行治理。边坡高度为60.0m，进行筑坝分台填土治理，在坡脚设置堆石坝，每台高度为10m，坡比为1：2.5，平台宽度为5.0m，每台设置护脚挡土墙和排水沟，墙后回填种植土，具体见图1。

（4）安全系数计算。利用理正边坡综合治理1.0对边坡工程进行计算，得到滑动安全系数为󰀁1.226，边坡处于稳定状态。

4  结论

本文根据实际边坡工程项目，通过多方面的分析和论证，选择“分台填筑”的思路进行边坡的治理。运用理正边坡综合治理1.0进行安全系数计算，得到滑动安全系数为󰀁1.226，边坡处于稳定状态。为同类工程项目提供参考依据。[1]󰀡陈柏林.构造形变类型与金矿化类型的关系[J].世界地

质,2000,19(3):217-223.

图1 边坡支护结构图

[2]󰀡李晓峰,华仁民,冯佐海.韧性剪切带变形变质作用与金的矿化富集

[J].桂林工学院学报,2001,21(3):207-212.

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