高边坡是人类生存及工程活动中最常见最基本的自然地质环境之一。高边坡的稳定性受控于边坡所在岩土体的基本特性——地层岩性、地质构造、岩体结构、坡体结构及水文地质条件等,以及人为改造的程度——开挖高度、坡形和坡度等,由于地质体的复杂性、多变性和不均质性,使得高边坡设计也十分复杂,至今还作为一种特殊设计而无章可循。本文对保证高边坡稳定的、有利于环境保护并具有景观美学效应的支护结构型式—棚洞结构进行了深入研究。本论文的研究内容主要分为以下几个方面:一.总结归纳了沿河傍山公路可能遇到的各类自然灾害及工程危害。针对我国沿河傍山公路隧道的特点,重点研究了泥石流、滑坡、坍方等常见灾害的特点以及目前主要采取的防护措施,以及棚洞防护的类型及优势。二.典型地质条件下棚洞结构型式和力学模型研究。通过ADINA有限元软件分析,论证了棚洞结构与边坡相互作用支护机理,讨论了棚洞结构的合理结构型式,研究了棚洞结构的力学模型及典型结构形式下的棚洞力学特性,以及棚洞结构与边坡耦合机理研究。三.合理的棚洞结构措施及施工技术研究。通过对对棚洞结构各施工阶段结构本身及边坡的稳定分析,评价各施工阶段结构及边坡的安全性,对施工的安全性和工程措施进行了评判。总结了棚洞结构设计与施工关键技术。研究表明:采用锚喷支护与棚洞结构相结合的新型结构型式是安全合理的,既充分发挥锚杆喷射混凝土护面的作用,又发挥棚洞结构的支挡作用,使之形成一个互为补充的完整受力体系。计算表明只要保证边坡开挖的临时稳定,一旦棚洞结构建起来后,就可以保证整个边坡的永久安全,这样就大大减小了开挖量,保护了周围的原生态自然环境,也大大减小了对自然地质体的扰动,减少了诱发地质灾害的可能性。