浅谈公路路基边坡防护

浅谈公路工程路基边坡防护赵守轩时光匆匆，转眼G215线柳敦公路维修改造工程全线施工已接近尾声，自今年3月复工以来，工程进展顺利，至今日如期完成了工程建设所有任务。自进入此项目以来，我主要从事路基防护及防排水方面的工作，对此以前是一无所知的，通过各位前辈的言传声教，以及自己慢慢学习，逐渐了解了一些有关路基防护以及防排水方面的只是，掌握了基本的施工工艺以及注意事项。以下就是我的一些不成熟的理解：随着我国公路建设的迅速发展，为保持公路路基的强度和稳定性，减少公路路基病害的发生，确保行车安全，公路路基边坡的防护具有重要的作用。公路路基边坡的防护分为两类：一种是边坡的生态防护，所谓边坡生态防护是指单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相集合的固坡措施。第二种是边坡的工程防护，它主要是利用堆砌混凝土、砖块或其它材料对边坡进行防护，是公路边坡防护的传统方法之一。目前常用的方法包括：浆砌片石、干砌片石、水泥砼预制块防护等。就目前边坡防护方法的研究来看，不应停留在单纯的工程防护或生态防护方法上，应将两者结合起来，发挥其各自的长处，避免其缺点，达到优势互补。目前，我们项目主要采用的是浆砌片石护坡。一、生态防护生态防护即采用植被护坡的方法护坡，植被护坡一般多采用在边坡上种植草、植树或铺草皮，以减缓边坡上的水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的作用。随着土工材料植草护坡技术的引进，三维植被网护坡、土工格室植草护坡等护坡技术在边坡工程中陆续获得应用。在借鉴国外客土喷播护坡技术的基础上，我国开发了喷混植生技术，以及岩石边坡厚层基材喷射植被护坡技术〔1〕。植物防护不仅可以美化公路环境，调节边坡的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，而且又比较简单、经济，还起到美化协调环境的作用，对于土质边坡是一种有效的防护措施。路基植被防护分为地上部分和地下部分〔4〕。一、地上部分：即植物茎叶枝干．它能够降低雨水冲击速度，有效削弱雨滴对土壤的破坏作用。植被的覆盖率越高，拦截效果越好。覆盖度是水土保持研究中一项重要指标，加速植被的恢复和建设，提高覆盖率．成为当前水土流失防治的重要途径和措施。二、地下部分：即植物的根系，能使土壤增加根孔，提高土壤透水性和持水性．增加土壤的抗蚀，抗冲性能，从而起到减少地表径流和土壤冲刷的作用。基于以上的特点，高速公路路基边坡进行植被恢复时，必需选择合适的植被种类才能达到预期的效果。1.生态防护的种类、适用条件及特点（1）种草种草防护，适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微的路基边坡上。草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上，同时做好浇水、养护管理。路蜇较陡或较高时可通过实验，将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上，草的品种应适应当地自然条件，应选用根系发达有良好的固土和护坡效果、覆盖度大、密度大，多年生长易于管理的品种。种草坡面防护方法比较简单，能够美化环境而且所需成本相对较低，有较好的经济效益。（2）种树植树应在l：1．5或更缓的边坡上，或在边坡以外的河岸及漫滩外。树种应选用能迅速生长且根深枝密的低矮灌木类。种植树木对公路边坡防护，公路绿化等有着重要的作用，但是树木的品种和种植位置及宽度的选择，应根据防护的要求并且结合当地自然情况来确定，方法按设计要求，施工时应注意季节。树种应采用耐寒、耐旱，容易成活的树种。规范规定，高速公路、一级公路边坡上严禁种植乔木。（3）铺草皮铺草皮护坡是在边坡铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施，具有施工简单、工程造价较低等特点，适用于附近草皮来源较易，边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩边坡防护工程。由于其可以预先在选定的地点培植，需要时从培植地运至坡面铺植就能起到防护作用，还具有成坪时间短、护坡功能见效快、施工季节限制少的特点。但其前期管理难度大，新铺的草皮容易遭受各种灾害，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失、坍滑等边坡灾害，因此，在新铺草皮养护期间，必须加强管理。（4）三维植被网植草护坡三维植被网护坡是利用植物结合三维土工网等工程材料对边坡进行加固。三维植被网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点，能起到复合护坡的作用。具有固土性能优良、消能作用明显、网络加筋作用突出、保温功能良好等特点。适用坡度较缓的各种土质、强风化岩石边坡。（5）土工格室植草护坡土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。采用土工格室植草，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格室还能增加坡面的排水性能。适用于坡度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡。（6）喷混植草护坡喷混植草技术是一种将草种、有机质、肥料、水泥、酸碱改良剂和土壤的混合物等通过混凝土喷射机喷附在岩石坡面上的边坡绿化方法，适用于所有开挖后的岩石坡面的绿化。尤其是坡面较陡、缺乏土壤母质、立地条件恶劣的坡面。2、生态防护的优缺点植物防护可以〔6〕改善环境、保持生态平衡；调节净化空气，降低环境污染；降低汽车噪声污染；调节气候、保护道路；美化环境，减轻疲劳；调和自然环境、生活环境；合理规划苗木栽植位置，有助于引导驾驶员视线，集中注意力；调整景观借助密集连续的绿墙遮掩路旁不雅观的景物，达到美化路容的效果。由于植物防护的技术方法简单，造价便宜，效果明显，植物防护在短期内能防止边坡的冲刷和恢复公路沿线的绿色景观，能保持土壤的温度和水分的相对稳定、缓和地表水的冲刷、减少坡面径流和降低流速，减少水土流失，可在很大程度上改善生态环境。但植物防护初期效果比较差，植物防护需要不断进行养护与管理等丁作，日常养护管理主要是及时检查、灌水、除草松土、施肥修剪、防治病虫害和补植等。二、工程防护1、工程防护的种类、适用条件及特点（1）抹面防护抹面是将二合土(石灰、炉渣)、三合土(水泥、石灰、炉渣)或水泥砂浆均匀的摊在路基边坡，经压实，提浆、抹光后形成的一种边坡防护层。它适用于各种易风化但尚未严重风化的岩石边坡。常用的抹面材料主要有石灰浆等，抹面的厚度不宜超过30mm，表层可涂软化点稍高于当地气温的沥青保护层，抹面防护使用年限为8～10年，高速公路路基边坡不宜采用抹面防护。（2）喷浆和喷射混凝土防护对坚硬易凤化，但是未严重风化的岩石边坡，为防止进一步风化，可在坡面上喷射—层水泥砂浆，形成保护层，喷浆可用于高而陡的边坡，但所防护的坡面必须干燥和坚硬，地下水发育或成岩作用差的黏土岩边坡不宜使用，喷浆防护厚度不宜小于50mm，采用砂浆强度不应低于M1O，喷射混凝土防护的厚度不宜小于80mm，混凝土强度不应低于C15，喷浆和喷混凝土防护坡面应设置泄水孔和伸缩缝。喷射混凝土法分为素喷法和锚喷法。素喷法为直接将高标号砂浆喷射在大致平整的岩面上，使坡面易松散的颗粒得以稳固，保证行车及行人的安全。它用于表层易松散的风化岩面。锚喷法，其工作原理是利用锚杆将滑动体固定在山体上，以锚杆约束山体的滑动，并在滑动体表面锚头上加挂钢筋网并喷射混凝土，在滑动体表面形成钢筋混凝土板体结构，这样可以将松散的岩石固定为一个整体，以达到彻底根治滑坡的目的。锚喷法适用于大部分岩石土和碎石土等地质结构山体和易产生滑坡地段，它可预防早期滑坡的产生。只要产生滑动的区域面积不很大，滑动层不很厚，都可以采用此方法。喷射混凝土护坡在具有重量轻、防止风化、施工简单等优点的同时，也具有费用高、厚度难控制等缺点。（3）护面墙防护护面墙防护适用于防护易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，边坡不宜陡于1：0．5。护面墙类型应根据边坡地质条件确定，窗孔式护面墙防护的边坡不应陡于l：O．75，拱式护面墙适用于边坡下部岩层较完整而上部需防护路段，边坡应缓于1：0．5，单级护面墙的高度不宜超过10m，并应设置伸缩缝和泄水孔。护面墙的基础应设置在稳定的地基上，埋置深度应根据地质条件确定：冰冻地区，应埋置在冰冻深度以下不小于250mm，护面墙前趾应低于边沟铺砌的地面。（4）浆砌片石防护浆砌片石防护适用于坡度缓于l：1的易风化的岩石和土质路堑边坡或易受水侵蚀的土质边坡，浆砌片石护坡的厚度不宜小于250mm，砂浆强度不应低于M5，应设置伸缩缝和泄水孔。浆砌片石设置在浸水路堤及可能发生坡面被冲刷的土质边坡，应做好排水与防护的结合，否则不宜采用。当水流速度较大时(如4-5m／s)，波浪作用较强，以及河流可能有流木及其他撞击物等冲击作用时，宜采用浆砌片石防护，必要时可与浸水挡墙或护面墙同时设置。浆砌片石护坡优点是耐久性较好，适宜防护不同控制边坡中的岩土层和不同位置的边坡，且造价适中，故适用于上下边坡中的一般坡面。（5）干砌片石防护当边坡为缓于1：1．25的土质或土夹石边坡，较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍，或有严重剥落的较质岩层边坡，周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。可采用干砌片石护坡。干砌片石防护厚度不宜小于250mm．千砌片石防护可有效的防止雨水或地面水流的冲刷，干砌片石结构，不仅为了节省费用，而且可以适应边坡有较大的变形。但干砌片石受水流冲击时，细小颗粒易被流水冲刷带走而引起大的沉陷。干砌片石应使用不易风化的坚硬岩石。（6）水泥混凝土预制块防护在选择设计路基边坡冲刷防护类型时，有些地区缺乏片石、块石材料，此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击(其容许水流速度在4—8m／s以上、容许波浪高度可在2m以上)，还能抵抗较强的冰压力。水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块，并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力，在预制板块时可留出整排的孔眼。2、工程防护的优缺点工程防护技术的优点是见效快，能迅速保证边坡的稳定性，但由于很多工程防护与环境绿化与景观之间的关系不能很好的协调，所以很多工程防护坡面呈现外观颜色单调，缺乏生气，例如锚杆挂网喷射混凝土坡面，在行车视线中呈现大片的灰色，不能满足公路对环保绿化以及消除驾驶疲劳等多方面的要求，并且工程防护造价较高。柳敦公路处于西北戈壁地带，边坡沿公路分布的范围广，自然环境恶劣，常年处于干旱缺水状态，且地质条件为碱性地质，对路基路面的影响很大，并且雨季时易发洪水，如果我们的路基防护工程做不好，后果不堪设想。所以我们的路基防护一定要吸取上一次的惨痛教训，争取做到面面俱到，禁得住考验。一点建议：如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。