根据不同类型主要由边坡坡面分为各种类，高边坡的含义在公路中主要由坡体土质和高度来衡量划分的，当岩质边坡高度大于30米或者土质坡体高度大于20米被称作高边坡。在公路路线进行选线过程时会必不可少的遇到地形起伏较大、地势较为险峻的不良地质，因此在进行道路设计时，保证边坡稳定性防止出现滑坡等地质自然灾害是工程建设中最关注的问题。通过建立边坡模型，对边坡开挖和施工步骤进行模拟分析，论证边坡发生破坏时的内在变化规律[1]。同时根据建立的模型对边坡进行相关试验分析，并进行分析边坡失稳的机理[2]。通过对边坡进行破坏机理分析，得出了边坡破坏的内在联系[3]。
1 工程概况
新建的G107国道左辅道路基左侧边线距离21#终端塔2.94m，距离加固后的电塔基础最小距离为1.11m，与加固后的电塔基础承台相邻。因此，为了确保路基开挖后电塔的安全，ZFDK0+280～ZFDK0+334段路基左侧采取抗滑桩+锚索的支挡防护设计方案。
ZFDK0+301～ZFDK0+323段设置8根锚索抗滑桩。抗滑桩采用钻孔灌注桩，桩径1.2m，间距3m；桩长15m，埋深10m；桩顶设1m高冠梁；桩间挂板，面板厚0.3m，采用钢筋混凝土现浇板。Z1、Z3、Z4、Z5、Z7和Z8六根抗滑桩桩头均设一根6束预应力锚索，预应力锚索钻孔直径为φ150mm，索体采用6束φ15.2mm高强度低松弛预应力钢绞线，锚索长24m，锚固段17m，同时确保锚索与电塔基础最小净距不小于50cm。ZFDK0+280～ZFDK0+301、ZFDK0+323～ZFDK0+334段为渐变过渡段。本段采用挡土墙支挡防护，挡土墙高3.5～6.5m（含埋深），渐变过渡。挡墙墙顶坡面修整平顺，并采用喷薄植草绿化防护。
2 支护结构稳定性分析
考虑到21#高压电塔及其基础会对锚索抗滑桩支挡体系产生影响，同时也为了确保施工期间及运营期间21#高压电塔的安全，因此，需对锚索抗滑桩支挡体系进行有限元分析，以确保设计方案的合理。本次采用midas GTS NX软件对锚索抗滑桩支挡进行模拟分析，midas GTS NX（New eXperience of Geo-Technical analysis System）是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，支持静力分析、动力分析、渗流分析、应力-渗流耦合分析、固结分析、施工阶段分析、边坡稳定分析等多种分析类型，适用于地铁、隧道、边坡、基坑、桩基、水工、矿山等各种实际工程的准确建模与分析。
2.1 基本说明
1、三维分析目的：通过对边坡支护结构及周边环境进行三维建模，分析边坡土方开挖各工况下支护结构的水平位移，进而分析对坡顶高压线塔的影响。
2、三维分析使用软件：MIDAS GTX NX 2015 R1。
3、高压线塔部分的荷载等效为：水平荷载：11.04KN/m，作用于支护结构冠梁上；坡顶分布荷载：三角形分布，作用宽度12.73m，最大值为31.42KPa，距离放坡边2.2m。
4、材料的物理力学参数取值如下表所示。
2.2边坡开挖工况
根据项目特点，边坡土方开挖分以下三个工况：
1、工况一：施工支护灌注桩、锚索（未张拉）、冠梁，并将冠梁顶原始边坡按1:1坡比进行削坡，边坡土方开挖深度累计2.0m；
2、工况二：锚索施加预应力300KN，边坡土方开挖累计深度维持2.0m；
3、工况三：边坡土方开挖至完成面标高，开挖深度累计7.0m。
特别说明：坡顶面荷载和水平荷载仅在工况三施加。理由：前两个工况边坡累计开挖深度仅2.0m，该过程水平向的边坡变形对高压线塔的影响较小，可忽略不计，对高压线塔影响最大的工况是工况三。
2.3 各工况下边坡（含支护桩）水平位移分析
1、工况一
该工况下边坡土方累计开挖深度为2.0m，边坡最大水平位移为5.089mm，边坡典型剖面水平向变形情况如下图所示。
图1 工况一下边坡典型剖面水平位移图 图2工况二下边坡典型剖面水平位移图
2、工况二
该工况下边坡累计开挖深度2.0m，坡顶锚索张拉完毕并施加了300KN的预应力，边坡最大水平位移为5.142mm，边坡典型剖面水平向变形情况如图2所示。
3、工况三
该工况下，边坡已开挖至完成面标高，累计开挖深度7.0m，此时高压线塔简化后的荷载已全部作用于坡顶和支护桩上，支护桩最大水平位移为11.12mm，冠梁顶水平位移约为4.42mm，边坡（含桩体）水平向变形情况如图3～5所示。
图3 工况三下边坡周边土体水平位移等值线图 图4 工况三下边坡土体水平方向变形云图
图5 工况三下典型位置支护桩水平位移图
根据三维分析可知，边坡水平位移最大值为11.12mm，位于地面下约5m；桩锚支护冠梁顶由于设计有锚索且施加了预应力，故冠梁顶的变形较小，该位置最大水平位移约4.42mm。
3结语
本文对广深高速公路改扩建（新塘立交改造）工程G107国道左辅道21#高压塔支挡设计进行了实践分析, 概述了支护结构设计的基本原理、设计方法及稳定性分析。对广深高速公路改扩建（新塘立交改造）工程G107国道左辅道21#高压塔支挡进行了详细的设计。根据场地地质资料，选择抗滑桩+锚索的支护方案；其次，根据相应的规范去进行抗滑桩的配筋设计、锚索设计；再者，进行了模拟计算分析；分析了开挖过程中位移值和稳定性，梳理了抗滑桩+锚索设计的原理，探讨了边坡工程这一门学科在工程实践中的应用。对于支护结构的设计、施工及其应用具有一定的参考价值。
参考文献:
[1]吕文兵.公路高边坡设计方案比选研究[J].城市道桥与防洪，2021（01）:58-60+9-10.
[2]刘顺锋,雷向阳.降水入渗对山区公路边坡稳定状态的影响分析[J].西部交通科技，2020（09）:84-87+98.
[3]贾宏伟.公路高边坡稳定分析方法及支护优化设计[J].交通世界，2020（22）:60-61.
