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青兰高速山西段黄土高边坡优化设计探究中图分类号：P9 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2012）06-0073-01 摘要：本文主要针对青兰高速山西段黄土高边坡的具体情况，在边坡稳定的前提下，建立不同的坡体设计模型，并对所得模型进行比较分析得出其高边坡的最优设计。 关键词：黄土高边坡 稳定 比较分析 0 前言 由于黄土独特的物质组成、结构及其所处的地貌和构造环境，在切割强烈、地形起伏较大的黄土沟壑和塬、梁、峁区修建高速公路，因技术要求和条件限制，不得不进行大量的开挖，形成髙陡的公路黄土边坡。 1 试验段概况 试验段地处黄河中游，位于山西西南边隅，吕梁山南端，东以石头山、金岗岭、姑射山为界与蒲县、尧都区、乡宁接壤，西临黄河与陕西宜川相望，南以下张尖为界与乡宁昌宁镇相接，北以处壑沟为界与大宁相临。 试验段边坡位于黄土低中山区，微地貌为中缓坡，陡坎，路线左侧为刘家沟，沿路线走向地势右高左低，地面总体向刘家沟倾斜。植被发育，主要为荒草灌木，分布于整个路堑范围内。 2 边坡优化理论 本文将采取“陡坡宽台”的设计理念，即在保持边坡总坡率不变的情况下，合理的减少原设计中每一级坡的高度并且增加其单级坡的的坡角。与此同时，增加其各平台的宽度并达到所要求的总坡率。对原坡型进行设计比较，以便找到更适合各区的公路黄土高边坡的合理坡型。 3 优化方案 以三种不同坡型对原坡型进行设计，其具体设计如下所示： （1）原坡型:第一级坡高8m，坡率为1:0.5，平台宽4m；第二级坡高8m，坡率为1:0.75，平台宽2m；其余每8m高设一级，每级边坡坡率为1:0.75，并设2m宽平台。在32m和40m高处设8m和4m的宽平台（图3-1）。 （2）方案一:第一级坡高8m，坡率1:0.4，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.4，并设2m宽平台。在16m、32m和40m高处设4m、6m和6m宽平台（图3-2）。 （3）方案二:第一级坡高8m，坡率1:0.3，平台宽度4m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.3，并设2m宽平台。在16m、24m、32m和40m高处设4m、4m、8m和6m宽平台（图3-3）。 （4）方案三:第一级坡高8m，坡率1:0.5，平台宽度3m；其余每4m高设一级，每级边坡坡率1:0.5，并设2m宽平台。在32m和40m高处设6m和6m宽平台（图3-4）。 3-1 山西省原公路边坡设计 图3-2 1:0.4坡型设计 图3-3 1:0.3坡型设计 图3-4 1:0.5坡型设计 4 优化经济对比 由于坡率和坡高的不同会引起坡型的改变，从而导致土石方的削方量不同，使其工程预算也随之改变。然而，预算的不同往往能影响投资者和施工者对该工程的期望和施工。因此，设计一个结构上稳定、经济上合理、外观上美观的边坡是至关重要的，本文对不同坡率的设计坡型与原坡型在其削方量上进行对比，其对比结果如表4.1所示。 表4.1 不同坡率的设计坡型与原坡型在削方量上对比 根据山西省工程预算定额的规定，按要求根据上述的汇总数据对以上四种不同坡型的土坡进行工程预算，其中包括直接工程费、施工技术措施费、施工组织措施费、综合费用、规费、税金及总价等一系列的资费。其总预算如表4.2所示。 5 结论 在坡体稳定的基础上，对原设计和优化设计的四种不同的坡型经过经济比对可知，坡率为1:0.3的坡型所需的预算最少，原设计方案所需的预算最高，坡率为1:0.4和1:0.5的坡型所需的预算居中，达到对坡体进行优化的效果。 参考文献： [1]中华人民共和国行业标准.公路路基设计规范（JTJ013-95）.人民交通出版社，1995.11 [2]交通部第二公路勘察设计院.路基（第二版）.人民交通出版社，1995.11 [3]交通部铁路第一设计院.铁路地质手册.人民交通出版社，1995.11 [4]铁路工程设计技术手册《路基》（修订版）.中国铁道出版社，1992 [5]倪万魁.黄土高边坡可靠性分析及优化设计.西安工程学院博士学位论文，1999 1