山区高等级公路的边坡防护设计

２０１１年第１Ｏ期　（总第２１２期）　黑龙江交通科技　

ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪｌ　Ｎｏ．１０，２０１１　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２１２）　

山区高等级公路的边坡防护设计　金青岭　（新疆公路规划勘察设计研究院）　

摘要：简要介绍了山区高等级公路边坡防护设计工作的重要性，分析了山区高等级公路的边坡破坏形式及　其产生的原因，针对我国山区高等级公路边坡防护提出了路堑草灌护坡、客土喷播护坡等设计方案，并对设　计中应注意的问题进行了探讨。　关键词：山区高等级公路；边坡防护；设计　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１１）１０—０１５５—０１　

１引　言　山区高等级公路边坡防护设计是公路路基设计的主要　内容之一。山区高等级公路路基较宽、挖填较大，高填深挖　较多，且开挖后边坡坡面所反映的地质状况各不相同，若边　坡防护设计措施不当，极易引发各种边坡病害。因此，必须　加强边坡防护的综合分析和研究，采用灵活有效的防护方式　进行科学合理的设计。　２　山区高等级公路边坡破坏的主要形式及其原因分析　２．１公路下边坡部分　山区高速公路的下边坡通常为填土路堤，其坡面的破坏　主要由来自自然降水对边坡的直接冲刷，边坡因冲刷会形成　沿水流方向的冲沟，而路基边坡最终会因冲沟的发展而遭到　破坏。　２．２公路上边坡部分　（１）边坡冲刷破坏。冲刷破坏通常发生于砂性土、亚粘　土或者黄土等较缓的土质边坡。自然降水情况下，雨水沿坡　面径流方向形成的冲沟、冬季积雪所造成的坡脚湿软等，都　会降低土体强度而逐渐失去支撑作用；　（２）边坡崩塌破坏。边坡崩塌破坏又可分为落石型、滑　坡型和流动型三种形式。它们有时单独发生，有时同时出　现。　①较陡的岩石边坡，极易发生落石型崩塌。岩石边坡，　其裂面大小不一，降雨时，裂面渗水，由此产生的侧向静水压　力，会造成崩坍。山区高等级公路此类崩塌形式极为危险，　因为滚落的岩石会对行车构成威胁；　②滑坡型崩坍多发生于路基与层间有软弱夹层的岩体　中，外力作用下易发生剪断，形成崩坍；　③流动型坍塌。由降水冲刷不断发展和扩延而形成的　坍塌体。多发生于坡面未做任何防护、大面积裸露的砂性边　坡上。　因此，边坡防护设计中，边坡的防护设计应综合考虑自　然降水、地形地貌及地质的影响因素，既要根据岩体和岩层　的性质状况和边坡高度，确定合理的刷坡坡率、坡高等坡面　设计，又要从山区高等级公路实际出发，控制水流，做好坡面　防护设计。　３我国山区高等级公路边坡防护设计原则与方案探讨　３．１设计原则　（１）边坡防护设计应围绕就地取材、以防为主、确保施　工这一综合设计思想；　（２）边坡防护设计应在对山区气候环境、工程地质和材　料状况全面掌握的基础上，将设计、施工与养护三者有机、合　理地结合起来，因地制宜地选择适当的工程设计类型；　（３）边坡防护设计应就地取材。根据山区沿线不同水　文地质条件和土质岩性等，选择适宜的植物防护和工程防护　等防护设计方案；　收稿日期：２０１１—０７—０５　（４）对于相对稳定的边坡，采用草灌护坡、三维网植草　灌护坡、客土喷播护坡等普通防护设计就能满足边坡防护要　求；　（５）对不稳定边坡，则需要对地形地貌、地质岩层及边　坡受水等影响因素进行综合考虑，通常采取治理与防护设计　相结合的方式，如有效控制水对边坡稳定性的影响、采用钢　筋混凝土方格骨架锚杆护坡、预应力锚索护坡等一种或多种　边坡防护设计相结合的设计方案。　３．２典型设计方案探讨　（１）草灌护坡。草灌护坡是一种广为使用的生态护坡　设计方案，适用于边坡稳定、冲刷轻微的边坡防护。设计时，　应对当地山区气候和地质土壤条件进行深入细致的调查和　评估，选用根系发达、枝繁叶茂、生长迅速的低矮灌木。　（２）三维网植草灌护坡。三维网植草是将含草种、肥　料、纤维素等多种有机物和水配制而成的泥浆，直接喷送到　坡面上的一种边坡防护设计方案，特别适合于植物不易生长　的山区风化岩、沙质土等恶劣的山区边坡防护，其造价低，边　坡绿化效果较好。　（３）客土喷播护坡。客土喷播是将含有植物生长所需　营养的配制好的土壤基质材料，即一种混合胶结材料，用空　压机和混凝土喷射机喷附于岩基坡面，在岩基坡面形成有利　于该植物生长的透气性、牢固性均与自然表土相互接近的土　质板块。在这板块上种植并成长的植物，不仅最大限度地改　善了边坡的土质条件、有效保护了边坡免受雨水冲刷、延缓　岩石的风化，从而确保了边坡的长期稳定性，而且该设计方　案对周围环境影响小，可达到人与自然的和谐统一，符合我　国的环保和节能减排的理念。　（４）排水系统的设计。边坡开挖成型后，长期暴露在大　气中，常年经受风吹、日晒、雨淋，其中水是影响边坡稳定的　重要因素之一，排水系统的规划与设计是十分重要的。　①应对坡顶截水沟进行合理设计；　②为及时排走坡面积水，避免水对边坡的侵害，应设置　多级边坡平台排水沟；　③为将坡体内的水及时导出，将水对边坡的不利影响降　到最低，应在边坡内合理设置仰斜排水孔。　此外，路堑挡土墙和桩板墙、浆砌片石拱型骨架内草灌　护坡、抗滑桩、钢筋混凝土方格骨架锚杆护坡等也是较好的　边坡防护方法。　４边坡设计中应注意的问题　４．１坡率、坡高及防护方案的确定　边坡防护设计中，合理确定边坡的坡率及坡高是防护设　计方案的关键。边坡的稳定性取决于山区的地质环境条件　和人为的改造，所以在进行边坡设计时，应使设计的边坡既　要符合边坡自身岩土的结构和强度特征，又要使边坡在满足　（下转第１５７页）　

・１５５・　第１Ｏ期　林月：公路路基边坡破坏形式及防护技术　总第２１２期　冲刷，保护路基，减少水土流失；施工完毕后不再需要人工管　理；该技术适用于我国大部分地区的气候条件，适合各种岩　质边坡；施工效率高，而且成本比较低。但是，由于喷播作业　时风压控制不稳定、喷播后未覆盖土工薄膜，受雨水和养护　水冲刷以及造浆时未搅拌均匀急于喷播，喷播厚度没掌握好　等原因，使得草籽分布不均匀，部分茂盛部分稀疏，如果严格　控制各道程序，这一问题可以得到解决。　（３）三维土工网垫技术。　三维土工网垫植草防护技术适用于弱膨胀土性的膨胀　土路堑边坡，边坡土质粘性较大，空隙不发育。该技术一般　用于路堑边坡高度为３—６　ｍ的坡面防护，当膨胀土路堑边　坡高度大于６　ｍ时，一般采用液压喷播植草防护。土工网垫　是一种由高分子合成材料ＰＥ制成的三维网状结构，质地疏　松、柔韧、具有良好的弹性及使用寿命、留有９０％的空隙可　充填土壤，植物的根可以穿过其间隙均衡地生长，生长后的　草皮使网垫、草皮、土壤表面牢固地结合在一起，形成一层坚　固的绿色复合保护层。　施工步骤：首先购置符合各项技术指标并经检验合格的　土工网垫和加工固定土工网垫的锚钉。然后根据测设的边　桩位置，先采用机械开挖，当挖至靠近边坡时，改为人工修　坡，清除坡面浮土，刷坡成型，使坡面大致平顺，坡度符合设　计要求。接着是网垫铺设，施工中采用竹杆穿于整卷网垫，　从堑顶开始，顺坡拉出网垫，用锚钉先把网垫上端固定，自上　而下铺设，直到边坡底部。剪掉剩余网垫，再用锚钉固定网　垫，锚钉呈梅花状布置，间距２．０　ｍ。网垫在护坡顶端铺设　时，网垫纵向连接处应有６０。夹角，埋人土中３０　ｅｍ，坡底应　有５０　Ｃｎｌ以上的水平面。因工程中坡面上端的含水量比下　层低得多，不利于草籽发芽，应在离网垫２０　ｃｍ坡顶处沿地　势开一条蓄水沟，以利于灌水。网垫搭接长度为２　ｃｍ，搭接　处须设置锚钉，其间距（沿边坡方向）为１．０　ｍ。最后撒草　籽，根据气候条件选择适合当地生长的根系长且发达的草　籽，在适宜生长的季节，人工播撒草籽，其后及时覆盖表土并　适当拍压，每日进行洒水养护管理，直至植物成长覆盖坡面。　草籽播种深度根据墒情而定，草籽应落在网垫中，这样更能　加强复合保护层的效果。　２．２工程防护　工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上，防护方式　多样，针对不同的工程环境进行选取。　（１）抹面防护。抹面防护适用于易风化而表面比较完　整、尚未剥落的石质挖方坡面。目的是预防表层风化成害。　当边坡有地下水作用时，不宜采用此法。常用的抹面材料有　石灰炉渣混合灰浆，三合土或四合土等，其中石灰为胶结材　料，要求精选，炉渣颗粒宜细。混合料中可加纸筋等提高强　度，防止开裂，也可适量掺加卤水，使抹面加速硬化和预防开　裂。抹面厚度一般２—１０　ｅｍ。施工前，应清理坡面，填坑补　洞，洒水润湿。抹面后应拍浆、抹平和养生。　（２）喷浆防护。喷浆防护是以灰浆均匀地喷射在坡面　上来保护坡面，适用于易风化而坡面不平整的岩石挖方边　坡。施工简便，效果较好。喷浆的水泥用量较大，可用于较　高等级公路上。较经济的喷浆材料采用水泥、石灰、河砂及　水，按重量配合比１：１：６：３。喷浆前，应清理坡面，填坑补　洞，洒水润湿，喷浆后拍浆、养生。　（３）勾缝与灌浆防护。勾缝用水泥砂浆或水泥石灰砂　浆，勾在岩石缝隙不大且较浅的岩石边坡上，以防水渗入缝　隙成害。灌浆用水泥砂浆灌注在岩石缝隙较大、较深的岩石　边坡上，当裂缝很宽时，也可用水泥混凝土灌注、勾缝与灌浆　适用于比较坚硬的岩石坡面。　（４）石砌护坡防护。石砌护坡即为防止地面水流或河　水冲刷而设置的干砌片石护面。石砌护坡，要求坡面稳固，　先垫以砂砾层（一般１Ｏ一１５　ｃｍ厚），然后自下而上平整地铺　砌片石。片石应嵌紧并错缝，干砌要勾缝，护面顶部封闭以　防渗水。　（５）护面墙防护。护面墙是浆砌片石的坡面覆盖层，用　于软质岩层路堑边坡。护面墙除自重外一般不承受墙后的　侧压力。墙面应紧贴坡面，表面抹平，厚度一般为０．４—　０．６　ｍ。护面墙高每６—１０　ｍ为一级。中间设宽度不小于　１　ｍ的平台，墙背可设耳墙，纵向每１０　ｍ设一条伸缩缝，墙　身应预留泄水孔，顶部予以封闭。若遇软弱墙基，可设拱跨　过。坡面上的凹陷处，应用石块和土填平。　３结语　随着我国公路建设事业的快速发展，路基边坡的坡面防　护技术也进入了一个崭新的时期。为了保护生态环境和可　持续发展，国内外一致提倡采用生物坡面防护，在其不能满　足要求时，应利用工程防护甚至是设置抗滑墙、抗滑桩、预应　力锚固等来稳定边坡。对高等级公路路基边坡，有必要把生　态防护和工程防护结合起来，不仅稳定了边坡，而且保护了　自然生态环境。在公路建设过程中，应针对不同工程对象的　岩土质、水文、气候等特点，灵活采用不同的防护型式及其组　合方式，以建设安全之路、生态之路、人文之路和优美之路。　

参考文献：　［１］刘志明，李建中，张可能．公路边坡工程中的植物生态防护技　术［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（６）：１０２５—１０２８．　［２］冯俊德．路基边坡植被护坡技术综述［Ｊ］．路基工程，２００１，　（５）：２０－２３．　［３］丰培洁．公路边坡防护与绿化对策［Ｊ］．２００５，１２（１）：１９９—　２ｏｏ．　［４］　王永霞．三维土工网垫植草在边坡防护工程中的应用［Ｊ］．山　西建筑，２００２，２８（３）：１４６—１４７．　［５３周德培，张俊云．植被护坡工程技术［Ｍ］．北京：人民交通出版　社，２００３．　［６］于跃，王慧肾，安震．高速公路路基边坡防护浅析［Ｊ］．黑龙江　交通科技，２００７，（１２）：１２．