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谈公路路堑边坡的防护

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摘要:随着我国公路事业的飞速发展和人们生活水平的提高,公路边坡尤其是路堑边坡的安全以及环境保护之间的矛盾也越来越突出。本文通过简要介绍路堑边坡病害的原因,并根据边坡的特点,提出相应的边坡防护形式。

关键词:公路边坡安全 路堑边坡 防护类型

中图分类号:U213.1+2 文献标识码:A文章编号:

引言:目前,我国处于高速发展时期,公路的建设更是如火如荼地进行,其中有不少是需要通过地形、地质条件复杂且自然坡陡的山岭重丘地带,开挖路堑时会形成大量高而陡的边坡,一旦发生边坡的崩塌或滑坡,将会对道路的运营和人民的生命财产安全带来极大的危害。为了满足安全可靠、经济合理和保护生态环境的多重目标,对高边坡的深入分析和对其治理方案的慎重选择显得非常重要。

1、公路路堑边坡的特点

对于路堑边坡,原山体本来是自然稳定的,由于深挖引起应力释放才导致边坡滑动。与此同时,开挖后使地表植被遭到破坏,原有表土与植被之间的平衡关系失调,表土抗蚀能力减弱,在雨滴和风蚀作用下水土极易流失。另一方面由于高速公路的阳坡接受的热能辐射量较大,边坡白天升温快,晚上降温快,土壤昼夜温差大,干湿交替较频繁,物理风化强烈,导致抗冲刷能力差。

2、边坡防护措施的发展过程

边坡防护主要是保护边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差及温度变化的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性,在一定程度上还可美化路容,协调自然环境。早期高速公路、铁路的边坡防护设计方案以保证边坡安全为重点,设计时环保与绿化的理念运用得较少,主要以浆砌片石满铺砌、挂网喷混凝土为主。后期则从安全、美化的角度逐步研究发展了更多的护坡形式,主要有浆砌石拱形骨架、浆砌石窗孔式护面墙、锚索(杆)框架梁、混凝土框格、SNS防护网等,其共同理念是“留孔、绿化”。这些护坡方式既安全又经济美观,在实践中得到了广泛的应用。

3、常见边坡防护类型

3.1生物防护的常见方式

生物防护是目前公路生态环境建设的主要方向和趋势,它是指利用植物群落来稳定边坡,防止其坍塌滑落,同时创造良好景观效果的一项措施。它具有美化路域、稳定边坡、可持续防护和造价低廉等优点。

3.1.1植草护坡

当坡率不超过1:1,坡高小于3m,土壤和气候条件较好时,可采用直接播种、栽植或喷播草籽的方式建植。如果建植时间不适宜采用播种和栽植的方式进行,或环境条件比较恶劣,采用种子和栽植方式建植很难成活,一般采用铺草皮的方法进行护坡。它具有成坪时间短、护坡功能见效快、施工季节限制少等的优点,依靠其地表覆盖,在一定程度上可减弱雨水的溅蚀及坡面径流,降低水土流失,迅速发挥护坡功能。

3.1.2植生带护坡

植生带是把草种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可自然降解的无纺布或其它材料上,经过机器的滚压和针刺的复合定位工序制作而成的带状的复合体。植生带可以有效吸收雨水冲击所产生的能量,能有效阻止土壤颗粒的移动,减小了雨水形成径流对土壤地表的冲刷力;植生带不受人为因素和水流冲刷的扰动,能保持良好的绿化效果,适用于<60°的土质边坡、风化岩石和沙质边坡。

3.1.3三维植被网护坡

三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,通过植物的生长对边坡进行加固的技术。通过植物的生长活动,可在坡面形成茂密的植被覆盖层,在土体表层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,减小孔隙水压力和土体自重,从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。实践证明,三维植被网在坡度大于60°时比其它生物防护措施的效果更好,而且能经受住暴雨的袭击。

3.1.4植树护坡

适用于坡率缓于1:1.5的边坡。植树优选易成活根深枝密的低矮灌木类,例如京石高速公路、石黄高速公路等都采用栽种紫穗槐的防护措施,并取得了成功,既防护了边坡又美化了公路。

3.2工程防护的常见方式

工程防护主要利用堆砌混凝土、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。常用于公路地质条件极其恶劣,不宜进行生物防护或生物防护达不到保护边坡目的的情况。

3.2.1客土喷播

是以工程力学、土壤学和生物学理论为依据,利用客土掺混粘结剂和锚杆加固铁丝网技术,运用特制喷混机械将土壤、肥料、有机物质、保水材料、粘结材料、植物种子等混合干料加水后喷射到锚固有镀锌铁丝网的岩面上,形成10cm左右厚度的具有连续空隙的硬化体,在岩石坡面上营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的永久性的多孔稳定结构,种子可以在空隙中生根、发芽、生长。

3.2.2锚杆挂网喷混支护

锚喷支护技术是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,以减小岩土体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡;或虽为坚硬岩层,但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落,以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡;或岩质边坡因爆破施工,造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部,边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。

3.2.3网格植草防护

网格防护也是国内高速公路常采用的防护形式,浆砌片石带或预制混凝土带组成的网格作为骨架,再满铺草皮。预制块方格网护坡较浆砌片石护坡相比,网格由直镶边石构成一个正方形大网格,在中间不设小网格,便于在网格中铺设草皮或播种,效果比较美观漂亮;镶边石顶面与土表面平齐,浆砌片石顶面比土表层低5cm,这样由镶边石和浆砌片石带构成了斜交的流水槽,大大增加了此种防护能力的排水性能,从而也提高了它的抗冲刷能力。

3.2.4锚杆(索)混凝土框架梁

锚杆(索)混凝土框架梁植草防护是近年来总结锚杆挂网喷混防护的经验教训后发展起来的,既保留了锚杆(索)对风化破碎岩石边坡的主动加固作用,防止岩石边坡经开挖卸荷和爆破松动而产生的局部楔形破坏,又吸收了混凝土和浆砌片石骨架植草方法的美观绿化性能。且可以和多种防护形式如挂三维土工网、土工格室、混凝土空心块、喷播植草等相组合。此类防护形式适用于边坡高度较大、稳定性较差的土质边坡和岩石路堑边坡。坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡,宜采用非预应力的系统锚杆。

3.2.5护面墙

护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙等,是为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,使其免受大气影响而修建的墙。它可以有效地防止边坡冲刷,防止滑动型、流动型及落石型边坡崩坍,是路堑边坡最常见的一种防护型式。实体护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡;孔窗式护面墙用于坡度缓于1:0.75的边坡,孔窗内可捶面(坡面干燥时)或干砌片石;拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整而需要防护上部边坡者。用护面墙防护的路堑边坡不宜陡于1:0.5。

3.3山体落石防护的常见方式

3.3.1主动防护网

主动防护网的作用原理是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌,或将落石控制于一定范围内运动。主动防护网主要用于山坡下无缓冲地带且落石较少、较小的边坡防护工程。

3.3.2被动防护网

被动防护网由钢丝绳网、环形网、(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳)减压环和钢柱四个主要部分构成。钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体,对所防护的区域形成面防护,从而阻止崩塌岩石土体的下坠,起到边坡防护作用。此种防护体系主要用于山坡下有缓冲带而且防护要求较高的山坡,被动防护网也可以与主动防护网配合安装防护,从而使防护更全面、安全。

4、结语

边坡的防护是一个系统的工程,防护形式也复杂多样。通过实践,人们已经意识到边坡防护技术不仅要考虑安全性和经济性因素,而且应考虑公路生态环境和公路景观等因素。生态防护能长期发挥固土作用,同时植被具有不可低估的环境经济效益。而生态护坡也有其局限性,如植被根系的延伸使土体产生裂隙,增加了土体的渗透率。因此生物护坡技术应与工程防护措施结合,发挥二者各自的优点,可有效解决工程防护与生态环境破坏的矛盾,既保证了边坡的稳定,又实现坡面植被的恢复,达到人类活动与自然环境和谐共处的目的。

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