公路邊坡防護(hù)安全與生態(tài)美化.doc

1、前 言 生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)人類共同關(guān)注的熱門話題，也是世界各國(guó)政府和人民為之不懈努力解決的焦點(diǎn)問(wèn)題?；窘ㄔO(shè)的快速發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了人類賴以生存環(huán)境的生態(tài)破壞，同時(shí)也制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)人類的生存和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了威脅。因此，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)兼顧是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題，在工程建設(shè)中合理利用資源、保護(hù)環(huán)境、美化環(huán)境，是我們必須正視和認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。 公路、鐵路、水利等工程建設(shè)與自然環(huán)境密切相關(guān)。其工程規(guī)模大、項(xiàng)目多、涉及面廣，土石填挖工程形成的大量土石裸露邊坡，破壞了既有植被，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響較大，以往通常采用單純的工程防護(hù)，如漿（干）砌片石、噴錨防護(hù)等，這

2、些工程措施都導(dǎo)致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩(wěn)等一系列生態(tài)環(huán)境和工程問(wèn)題。國(guó)家已經(jīng)十分重視工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，國(guó)務(wù)院下達(dá)了200031號(hào)文件“關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)綠色通道建設(shè)的通知”，工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)已提上議程，這對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施起到了推動(dòng)作用。公路邊坡防護(hù)安全與生態(tài)美化一、邊坡破壞的主要型式與機(jī)理 （一）公路下邊坡路基下邊坡一般為填土路堤。受力穩(wěn)定的路堤邊坡的破壞，主要表現(xiàn)為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來(lái)自大氣降水對(duì)邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷，使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝，沖溝不斷發(fā)展導(dǎo)致路基發(fā)生破壞；沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪

3、區(qū)內(nèi)的路堤，還要受到洪水的威脅，這種威脅表現(xiàn)為沖毀路堤坡腳導(dǎo)致邊坡破壞。 邊坡破壞還與路基填料的性質(zhì)、路基邊坡高度、路基壓實(shí)度有關(guān)系。一般地，砂性土邊坡較粘性土邊坡易于遭受沖刷而破壞，較高的路基邊坡較較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷，壓實(shí)度較好的邊坡，比壓實(shí)度較低的邊坡耐沖刷。 （二）公路上邊坡 上邊坡是人工開(kāi)挖的斜坡，其強(qiáng)度應(yīng)滿足穩(wěn)定邊坡的要求，這樣的穩(wěn)定邊坡在降雨、融雪、凍脹，及其它形式的風(fēng)化等作用下，邊坡主要破壞形式為沖刷、崩坍等。 沖刷破壞一般發(fā)生于較緩的土質(zhì)邊坡，如砂性土邊坡、亞粘土邊坡、黃土邊坡等，在大氣降水的作用下，沿坡面徑流方向形成許多小沖溝，如不采取任何防護(hù)措施，有逐年擴(kuò)

4、大的趨勢(shì)；在邊坡坡腳，冬季往往發(fā)生積雪，造成坡腳濕軟，強(qiáng)度降低，上部土體失去支撐，發(fā)生破壞；同時(shí)，高速行駛的汽車濺起的雨雪水，也沖刷坡腳。總之，土質(zhì)邊坡的坡腳部位，是邊坡的最薄弱環(huán)節(jié)。 邊坡的崩坍，一般分為三類：落石型、滑坡型、流動(dòng)形，有時(shí)在一次崩坍中會(huì)同時(shí)具有這三種形式。 落石型一般指較陡的巖石邊坡，易產(chǎn)生落石的巖層必然是節(jié)理、層理、或斷層影響下裂隙發(fā)育，被大小不一的裂面分割成軟弱的斷塊，這些裂面寬而平滑，有方向性。落石和巖石滑動(dòng)易沿陡的裂面發(fā)生。裂隙張開(kāi)的程度用肉眼不一定就能識(shí)別，但能滲水，由于反復(fù)凍融，長(zhǎng)時(shí)間的微小移動(dòng)，裂縫逐漸擴(kuò)大，由于降雨，裂縫中充滿水，產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力作用，造成崩坍

5、。一般裂隙發(fā)育巖體，更易發(fā)生落石現(xiàn)象，此外硬巖下臥軟弱層時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。此類破壞型式必須嚴(yán)格控制，崩坍滾落的巖石極易對(duì)行車構(gòu)成威脅。 滑坡型崩坍，指巖層在外力作用下剪斷，沿層間軟巖發(fā)生順層滑動(dòng)，多發(fā)生于傾向于路基、層間有軟弱夾層的巖體中。另外，當(dāng)基巖上伏巖屑層、巖堆等松散的堆積物時(shí)，堆積物也易沿巖層的層理面、節(jié)理面或斷層面發(fā)生崩坍。 大雨時(shí)的崩坍多屬于流動(dòng)型，砂、巖屑、頁(yè)巖風(fēng)化土等松散沉積土，多會(huì)受水的影響而產(chǎn)生流動(dòng)型崩坍，流動(dòng)型崩坍沒(méi)有明顯的剪切滑動(dòng)面。 很顯然，邊坡高度大時(shí)，以上邊坡破壞的類型都較低邊坡容易發(fā)生。 由上面的分析可知在邊坡的防護(hù)設(shè)計(jì)中，既要做好坡面防護(hù)設(shè)計(jì)、排水防水設(shè)計(jì)

6、、控制好水的問(wèn)題，又要根據(jù)地質(zhì)條件、巖體性質(zhì)、巖層產(chǎn)狀、邊坡高度做好邊坡坡面設(shè)計(jì)。二、要防護(hù)措施 目前河北省內(nèi)公路主要有以下幾種防護(hù)措施： （一）植物防護(hù) 采用植物防護(hù)，就是利用植被對(duì)邊坡的覆蓋作用、植物根系對(duì)邊坡的加固作用，保護(hù)路基邊坡免受大氣降水與地表徑流的沖刷。 采用植物防護(hù)，增加植被面積，減少地表徑流，可從根本上減少路基的水土流失。植物覆蓋對(duì)于地表徑流和水土沖刷有極大的減緩作用。枝葉繁茂的樹(shù)冠能夠截留一部分降水量，龐大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，還可穩(wěn)定地表土層。而沒(méi)有植被覆蓋的地方，降水量全部落在地表面，形成徑流，造成水土侵蝕和沖刷。植被的根系能與土層密切地結(jié)合，根系與根系的盤

7、根錯(cuò)節(jié)，使地表層土壤形成不同深度的、牢固的穩(wěn)定層，從而有效地穩(wěn)定土層，固定溝坡，阻擋沖刷和塌陷，有機(jī)械的防護(hù)作用。 在我國(guó)溫暖多雨的南方地區(qū)，植物防護(hù)已較多地用于土質(zhì)上下邊坡的防護(hù)中，既保護(hù)了邊坡，又美化了環(huán)境。在北方地區(qū)，植物防護(hù)措施還僅限于下邊坡的防護(hù)，上邊坡經(jīng)常干旱缺水，不易養(yǎng)護(hù)，況且坡度較陡不利于植物生長(zhǎng)。在西北黃土地區(qū)，黃土路塹邊坡往往陡于1：0.75，邊坡較高時(shí)才放緩到1：1.在河北，土質(zhì)邊坡坡度一般采用1：1，靠邊坡自然降水維持植物生長(zhǎng)往往比較困難，因坡面較陡，水分難以保持，植被成活率較低。 近年來(lái)有不少綠化專家試圖在北方較陡的上邊坡搞公路的綠化防護(hù)，采用三維土工網(wǎng)等措施，但沒(méi)有

8、在公路上大面積推廣。因此，上邊坡植物防護(hù)問(wèn)題仍需進(jìn)一步研究，給北方地區(qū)光禿禿的上邊坡披上綠裝。 植物防護(hù)包括在邊坡上種草、植草皮、植樹(shù)等。在河北，由于一般地區(qū)供挖取使用的草皮缺乏，所以，種草、植樹(shù)更便利一些。種草一般選取多年生、耐寒、耐旱、根系發(fā)達(dá)的草種，植樹(shù)優(yōu)選容易成活的樹(shù)種（包括灌木）。 黑麥、小冠花均是耐寒、耐旱植物。黑麥、小冠花聯(lián)合種植技術(shù)在北方較寒冷、干旱的一些地區(qū)獲得了成功，較適用于北方地區(qū)的氣候條件。黑麥生長(zhǎng)快，當(dāng)年就能長(zhǎng)成，但其扎根較淺，適宜短期防護(hù)；小冠花生長(zhǎng)慢，一年以后才能長(zhǎng)成，但扎根較深，尤其耐旱，并且其蔓延繁殖能力強(qiáng)，適合于路基邊坡的長(zhǎng)期防護(hù)，二者結(jié)合起來(lái)就能達(dá)到短期防

9、護(hù)與長(zhǎng)期防護(hù)相結(jié)合的目的。 在植樹(shù)方面，河北省多年來(lái)在多條公路邊坡上栽種紫穗槐，已經(jīng)取得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，比如京石高速公路、大秦鐵路唐山段、石黃高速公路等，都采用了這種防護(hù)措施，并取得了成功，既防護(hù)了邊坡，又美化綠化了公路。 （二）框格防護(hù)框格防護(hù)是用混凝土、漿砌塊（片）石等材料，在邊坡上形成骨架，能有效地防止路基邊坡在坡面水沖刷下形成沖溝，同時(shí)，提高了邊坡表面地表粗度系數(shù)，減緩了水流速度。一般沖刷僅限于框格內(nèi)局部范圍，采用框格防護(hù)與種草防護(hù)結(jié)合起來(lái)的方法，提高了防護(hù)效果，同時(shí)美化了環(huán)境?？蚋穹雷o(hù)多用于路基下邊坡，是一種輔助性的防護(hù)措施，除具有對(duì)路基邊坡的一定防護(hù)作用外，還有對(duì)路容的美化效果，

10、尤其在互通立交范圍內(nèi)邊坡應(yīng)用最多，近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越重視公路對(duì)環(huán)境的影響，重視路容美化，因此往往采用這種防護(hù)形式?？蚋裥螤羁筛鶕?jù)人們的想象，人們對(duì)美的追求，做出各式各樣的造型，如斜45度大框格，六角形混凝土預(yù)制塊防護(hù)，漿砌片石拱形防護(hù)，漿砌片石或預(yù)制塊做成的麥穗型等。滬寧高速公路部分路段和目前既將竣工通車的貴陽(yáng)至黃果樹(shù)高速公路下邊坡均采用了漿砌片石拱形防護(hù)，北京八達(dá)嶺高速公路下邊坡部分路段采用大45度框格內(nèi)鑲六角形混凝土預(yù)制塊的小框格，河北省石黃高速公路部分路段的麥穗型，都給人以美的享受。框格防護(hù)措施同時(shí)可用于土質(zhì)上邊坡防護(hù)，既增加美的效果，并可防止邊坡出現(xiàn)沖刷，但由于框格需在上邊坡中嵌槽鑲進(jìn)，

11、施工難度大，僅在重要景點(diǎn)使用，一般較少采用。（三）護(hù)坡在穩(wěn)定的邊坡上鋪砌（漿砌或干砌）片石、塊石或混凝土預(yù)制塊等材料以防止地表徑流或坡面水流對(duì)邊坡的沖刷稱之為護(hù)坡。鋪砌方式一般采用漿砌，沖刷輕微時(shí)，可采用干砌。位于河灘或滯洪區(qū)內(nèi)的路基，往往處于洪水的直接威脅之下，因此必須采用護(hù)坡防護(hù)措施，防護(hù)高度應(yīng)至少在路基設(shè)計(jì)洪水位加浪高、壅水高及0.5米安全值以上。另外當(dāng)路基沿溪，路基邊坡侵占河道時(shí)，也要采取護(hù)坡防護(hù)措施。在軟土地基上的路堤護(hù)坡，無(wú)水流沖刷影響時(shí)，可采用干砌片石護(hù)坡，以適應(yīng)地基沉降引起的路堤邊坡變形。（四）封面封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護(hù)形式。1、抹面防護(hù)、捶面防護(hù)由于其使用

12、年限較短，各等級(jí)公路上使用較少，尤其在高速公路的邊坡上尚未采用過(guò)這樣防護(hù)措施，筆者認(rèn)為，當(dāng)路基較低時(shí)采用抹面防護(hù)合理?yè)郊硬葑?，既能起到建設(shè)初期的防護(hù)作用，又能起到運(yùn)營(yíng)期的防護(hù)與綠化作用，在今后的建設(shè)中可做嘗試。2、噴漿防護(hù)與噴射混凝土防護(hù)噴漿防護(hù)和噴射混凝土防護(hù)適用于邊坡易風(fēng)化、裂隙和節(jié)理發(fā)育、坡面不平整的巖石邊坡，其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙，阻止大氣降水及坡面流水侵入，從而阻止裂隙中側(cè)向水壓和冰裂，防止邊坡巖石繼續(xù)風(fēng)化，保護(hù)邊坡不發(fā)生落石崩坍。在公路上廣泛采用的封面防護(hù)措施是噴射混凝土，該防護(hù)要求在混凝土內(nèi)設(shè)置菱形金屬網(wǎng)或高強(qiáng)度聚合物土工格柵，并通過(guò)錨桿或錨固墩固定于邊坡上，這主要是為防止

13、混凝土硬化收縮產(chǎn)生裂縫或剝落。在河北石太高速公路及山西太舊高速公路上處理裂隙發(fā)育巖石邊坡，效果很好，尤其是河北用于處理蝕變安山巖邊坡，非常成功，處理后，落石崩坍不再發(fā)生。但在某段坡體采用噴射混凝土防護(hù)，亦產(chǎn)生了剝落現(xiàn)象。該巖體為全風(fēng)化石灰?guī)r，新噴射混凝土與之結(jié)合不好，接觸不均勻，局部強(qiáng)度很低，加之噴射混凝土未加設(shè)金屬網(wǎng)或土工格柵，整體性不好，從而在內(nèi)部與外界雙重因素作用下，產(chǎn)生局部剝落。由此，在施工噴射混凝土防護(hù)前，坡面不應(yīng)有風(fēng)化碎渣、風(fēng)化土層；全風(fēng)化巖石不宜采用噴射混凝土防護(hù)措施；為防止噴射混凝土硬化收縮產(chǎn)生裂縫或剝落，加設(shè)防裂金屬網(wǎng)或高強(qiáng)聚合物土工格柵是必要的。當(dāng)巖體具有沿傾向路面的巖層順

14、層滑動(dòng)的潛在危險(xiǎn)時(shí)還應(yīng)采取加抗剪錨桿的錨固措施。（五）護(hù)面墻為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質(zhì)邊坡，免受大氣影響而修建的墻，稱為護(hù)面墻。護(hù)面墻多用于易風(fēng)化的云母片巖、綠泥片巖、泥質(zhì)灰?guī)r、千枚巖及其它風(fēng)化嚴(yán)重的軟質(zhì)巖層和較破碎的巖石地段，以防止繼續(xù)風(fēng)化?？梢杂行У胤乐惯吰聸_刷，防止滑動(dòng)型、流動(dòng)型及落石型邊坡崩坍，是上邊坡最常見(jiàn)的一種防護(hù)型式。護(hù)面墻除自重外，不擔(dān)負(fù)其它荷載，亦不承受墻后土壓力，因此護(hù)面墻所防護(hù)的挖方邊坡坡度應(yīng)符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻等。實(shí)體護(hù)面墻用于一般土質(zhì)及破碎巖石邊坡；孔窗式護(hù)面墻用于坡度緩于1：0.7

15、5的邊坡，孔窗內(nèi)可捶面（坡面干燥時(shí)）或干砌片石；拱式護(hù)面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護(hù)上部邊坡者。用護(hù)面墻防護(hù)的挖方邊坡不宜陡于1：0.5。為增強(qiáng)護(hù)面墻的穩(wěn)定性，在護(hù)面墻較高時(shí)應(yīng)分級(jí)砌筑，視斷面上基巖的好壞，每610米高作為一級(jí)，并在墻頂設(shè)1米的平臺(tái)；墻背每46米高設(shè)一耳墻，耳墻寬0.51米。護(hù)面墻頂部應(yīng)用原土夯實(shí)或鋪砌，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。修筑護(hù)面墻前，對(duì)所防護(hù)的邊坡應(yīng)清除松動(dòng)巖石、松散土層。對(duì)風(fēng)化迅速的巖層如云母巖、綠泥片巖等邊坡，清挖出新鮮巖面后，應(yīng)立即修筑護(hù)面墻。在我國(guó)山區(qū)高等級(jí)公路的防護(hù)設(shè)施中，護(hù)面墻是上邊坡采用較多的防護(hù)形式，而且多是實(shí)體護(hù)面墻，一般根據(jù)邊坡的高

16、度、巖石的風(fēng)化程度及巖土的工程地質(zhì)特性采取半防護(hù)或全防護(hù)措施。在半防護(hù)措施中，有時(shí)采用坡腳護(hù)面墻，由于路塹的開(kāi)挖，改變了空氣的流向，在路塹內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，雨雪天氣，該氣流攜帶著雨雪對(duì)坡腳的沖刷破壞能力最大，同時(shí)汽車高速行駛濺起的雨雪水也直接沖刷坡腳；自然降水自坡頂沿坡面向下流，流至坡腳時(shí)，速度最大，沖刷最嚴(yán)重，因此在坡腳處設(shè)置矮墻是最起碼的防護(hù)措施。從另一方面講，在坡腳設(shè)置護(hù)面墻還起到誘導(dǎo)行車視線的作用。對(duì)于土質(zhì)邊坡，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)，還可以搞綠化，種植一些藤本植物，美化環(huán)境。總之，搞好公路建設(shè)，確保公路邊坡穩(wěn)定、安全、搞好環(huán)境保護(hù)，要深入了解公路邊坡破壞的型式與機(jī)理，針對(duì)不同工程對(duì)象的土

17、質(zhì)、水文、氣候等特點(diǎn)，靈活采用不同的防護(hù)型式，加強(qiáng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)施工建設(shè)管理，建安全之路、建生態(tài)之路、優(yōu)美之路。結(jié) 論 在邊坡植物綠化防護(hù)施工措施中，根據(jù)目前的國(guó)情、機(jī)械化施工程度、適用性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量效果比較，液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護(hù)施工技術(shù)，符合邊坡綠化工程可持續(xù)發(fā)展的理念，值得普遍推廣應(yīng)用。 正確的決策必須建立在相關(guān)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，在邊坡生態(tài)防護(hù)方面，針對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題有必要開(kāi)展系列研究，加大這方面的科研投入，積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，鼓勵(lì)和扶持施工企業(yè)朝生態(tài)防護(hù)專門化隊(duì)伍方向發(fā)展，為徹底解決邊坡生態(tài)防護(hù)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題提供堅(jiān)定的基礎(chǔ)。 在公路、鐵路設(shè)計(jì)與建設(shè)中，應(yīng)將生態(tài)功能

18、與工程功能及安全功能同等考慮，并根據(jù)具體情況相應(yīng)提高經(jīng)費(fèi)投入的比例，其可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)效益是巨大的。 邊坡生態(tài)防護(hù)工程建設(shè)，應(yīng)樹(shù)立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，采取一切措施，盡快恢復(fù)邊坡原來(lái)的自然植物，使防護(hù)工程的植被與周圍環(huán)境融為一體。根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)植物結(jié)構(gòu)，將喬、灌、草有機(jī)結(jié)合、合理配置，恢復(fù)其生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)人工強(qiáng)制綠化向自然植被的自我繁衍。 參考文獻(xiàn)【1】譚文輝 蔡美峰 邊坡工程廣義可靠性理論與實(shí)踐科學(xué)出版社出版 2010 【2】路塹高邊坡支護(hù)用預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù) 公路交通技術(shù) 2002 01 【3】淺談建筑高邊坡支護(hù)工程的施工監(jiān)理 建設(shè)監(jiān)理 2003 02 【4】深基坑順向巖層高邊坡的支護(hù)施工 建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)2004