淺論公路邊坡防護的幾個方法

　　摘要：隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，高等級公路邊坡綜合防護系統(tǒng)研究日漸引起公路部門的重視。邊坡綜合防護設(shè)計是高等級公路設(shè)計的重要內(nèi)容之一，需根據(jù)公路等級、降雨強度、地下水、地形、土質(zhì)、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟、美觀的工程措施，確保高等級公路的穩(wěn)定和高速行車安全，同時達到與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境的相對平衡，美化高等級公路的效果。

　　關(guān)鍵詞：公路   邊坡防護   植物

　　一、邊坡破壞的主要型式與機理

　　1、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。坡面沖刷主要來自大氣降水對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)為沖垮路堤坡腳導(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輕易遭受坡面流水沖刷，壓實度較好的邊坡，比壓實度較低的邊坡耐沖刷。

　　2、公路上邊坡

　　上邊坡是人工開挖的斜坡，其強度應(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，如不采取任何防護措施，有逐年擴大的趨勢；在邊坡坡腳，冬季往往發(fā)生積雪，造成坡腳濕軟，強度降低，上部土體失去支撐，發(fā)生破壞；同時，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)。

　　二、邊坡防護類型及公路植物特性

　　按照材料將路基防護分為3類：植物防護、柔性支護和綜合防護。通過對公路植物的特性研究，可得以下結(jié)論：

　?。?）路基邊坡土質(zhì)、酸堿度、氣候、降雨等是影響公路植物的主要因素，由于路基邊坡防護的特殊性，故草種、樹種的選擇有別于園林綠化；

　?。?）應(yīng)根據(jù)植物的類型、氣候適應(yīng)性、土壤適應(yīng)性、抗病性、抗侵蝕沖刷，易粗放管理等要求選擇適易的物種用于公路邊坡防護；

　?。?）盡量選用本地的物種，其適應(yīng)性遠遠優(yōu)于引進物種。

　　1、植物防護

　　1.1 種草

　　1.1.1適用條件

　　邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡，一般要求邊坡坡度不陡于1：1，邊坡坡面水徑流速度不超過0.6m/s，長期浸水邊坡不適用。

　　1.1.2種植方式

　　根據(jù)施工方法不同，有以下幾種方式：

　　（1）種子撒播法：適用于邊坡土質(zhì)較軟，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及邊坡緩于1：1的情況。

　　（2）噴播法：適用于礫間有砂的礫質(zhì)土，或厚度在25mm以下的砂質(zhì)土，厚度在23mm以下的粘性土、亞粘土土坡，或當(dāng)厚度在25mm以上的硬質(zhì)土?xí)r，在常降暴雨地區(qū)，則與鋪席工程并用。

　　（3）客土噴播法：客土噴播技術(shù)是一種改善邊坡植生環(huán)境，促進植物生長，從而在普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡上實現(xiàn)立體綠化、恢復(fù)自然植被的新技術(shù)?？屯羾姴シň哂袕V泛的適應(yīng)性，土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡都適用。

　?。?）點穴、挖溝法

　　方法：點穴法是在邊坡上用鉆具挖掘直徑5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米約8～12個，將固體肥料等防入，用土、砂等將洞埋住后，再種種子。挖溝法是在邊坡大致按水平間隔50cm左右，挖掘10～15cm深的溝，放入肥料后，撒播種子。

　　適用于：公路兩側(cè)的綠化用地立地條件較差的情況，如硬質(zhì)土或花崗巖風(fēng)化砂土挖方邊坡。

　　1.2 鋪草皮

　　1.2.1適用條件

　　各種土質(zhì)邊坡，特別是坡面沖刷比較嚴(yán)重、邊坡較陡（可達60°），徑流速度達0.6m/s時。

　　1.2.2鋪草皮的方式

　　平鋪、水平疊鋪、垂直坡面或與坡面成一半破腳的傾斜疊置，以及采用片石等鋪砌成方格或拱形邊框、方格內(nèi)鋪草皮等。

　　1.3 植樹

　　適用于：各種土質(zhì)邊坡和風(fēng)化極嚴(yán)重的巖石邊坡，邊坡坡度不陡于1：1.5，在路基邊坡和漫水河灘上種植植物，對于加固路基與防護河岸收到良好的效果?？梢越档退魉?，種在河灘上可促使泥沙淤積，防止水流直接沖刷路堤。植樹最好與植草相結(jié)合。高等級公路邊坡上嚴(yán)禁種喬木。

　　2、柔性支護

　　2.1 三維植被網(wǎng)

　　三維植被網(wǎng)又稱防侵蝕網(wǎng)，以熱塑樹脂為原料。結(jié)構(gòu)分為上下兩層，上層為一個經(jīng)雙面拉伸的高模量基礎(chǔ)層，強度足以防止植被網(wǎng)的變形，并能有效防止水土流失，下層是一層彈性的、規(guī)則的、凹凸不平的網(wǎng)包組成。

　　2.1.1作用機理：

　　三維植被網(wǎng)是由多層塑料凹凸網(wǎng)和高強度平網(wǎng)復(fù)合而成的立體網(wǎng)結(jié)構(gòu)。面層外觀凹凸不平。材質(zhì)疏松柔韌，留有90%以上的空間可填充土壤及沙粒，將草籽及表層土壤牢牢護在立體網(wǎng)中間。

　　2.1.2特點

　　① 固土效果極好。實驗證明：在草皮形成之前，當(dāng)坡度為45度時，三維植被網(wǎng)的固土阻滯率高達97.5%.即使坡面角達到90°時，三維植被網(wǎng)仍可保留阻滯住60%的土壤。

　　② 抗沖刷能力強。三維網(wǎng)墊及植物根系可起到淺層加筋的作用，這種復(fù)合體系具有及強的抗沖刷能力，能夠達到有效防護邊坡的目的。

　　③ 網(wǎng)墊原材料采用聚乙烯，無毒且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可靠，埋在地下壽命可達50年以上，即使暴露在陽光下壽命也長達10多年。

　?、?草種采用混合草種，生長成坪快；抗逆性強、耐貧瘠、耐粗放式管理等。

　　2.1.3適用條件

　　設(shè)計穩(wěn)定的土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡，特別是土質(zhì)貧瘠的邊坡和土石混填的邊坡可以起到固土防沖并改善植草質(zhì)量的良好效果。

　　2.2 鋼繩網(wǎng)主動防護

　　通過錨桿和支撐繩以固定方式將鋼繩網(wǎng)蓋在坡面上。

　　作用機理為通過固定在錨桿或支撐繩上并施以一定預(yù)張拉的鋼繩網(wǎng)，以及在用作風(fēng)化剝落、溜塌或坍落防護中抑制細(xì)小顆粒、灑落或土體流失時鋪以金屬網(wǎng)或土工格柵，對整個邊坡形成連續(xù)支撐。其預(yù)張拉作業(yè)使系統(tǒng)緊貼坡面形成了局部巖坡或土體移動或發(fā)生細(xì)小位移后將其裹縛于原位附近的預(yù)應(yīng)力，從而實現(xiàn)其主動防護的功能。其系統(tǒng)作用原理類似噴錨支護等層面防護體系。然其柔性特征能使系統(tǒng)將局部體中下滑力向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的防護能力，從而使系統(tǒng)能承受較大的下滑力，同時它與三維植被網(wǎng)一樣與植物配套實現(xiàn)植物防護，使植物根系的固土作用與坡面防護系統(tǒng)結(jié)為一體，實現(xiàn)最佳邊坡防護和環(huán)保。

　　2.3鋼繩網(wǎng)被動防護

　　該方法是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網(wǎng)，由鋼繩網(wǎng)、固定系統(tǒng)、減壓環(huán)和鋼柱四部分組成。

　　2.3.1.適用條件

　　巖體交互發(fā)育、坡面整體性差，有巖崩可能的高路塹邊坡。

　　2.3.2作用機理

　　當(dāng)落石沖擊攔石網(wǎng)時，其沖擊力通過網(wǎng)的柔性得以首先消散，并將剩余荷載從沖擊點向繩網(wǎng)系統(tǒng)周邊逐級加載，最終傳到錨固基巖和地層，且由錨桿及其基礎(chǔ)承受的最終剩余荷載以達很小的程度。

　　3、綜合防護

　　3.1巖質(zhì)邊坡綠化噴播技術(shù)

　　綠化噴播技術(shù)，其核心是在巖質(zhì)坡面營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。它利用特制噴混機械將土壤、肥料、有機質(zhì)、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖面上，由于水泥的粘結(jié)作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植免遭沖蝕，而空隙內(nèi)填有種子、土壤、保水材料等，空隙既是種植基質(zhì)的填充空間，又是植物根系的生長空間。

　　3.2框格護坡

　　3.2.1適用條件：

　　風(fēng)化較嚴(yán)重的巖質(zhì)邊坡和坡面穩(wěn)定的較高土質(zhì)邊坡。

　　3.2.2框格形式選擇

　　框格護坡可選用菱形框格、六邊形框格、主從式框格等

　　3.2.3構(gòu)造要求：

　?、倏蚋駜?nèi)植草，通常采用借土噴播法或植草皮等方法。

　?、诳蚋裥问街饕姓叫?、菱形、拱形、主肋加斜向橫肋或波浪形橫肋以及幾種幾何圖形組合等形式，框格及橫肋寬0.4～0.6m，主肋寬一般1m左右，框格間距2.5～3.5m.

　　③應(yīng)根據(jù)情況設(shè)置固定樁或錨固筋固定。

　　三、結(jié)語

　　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，要深入了解公路邊坡破壞的型式與機理，針對不同工程對象的土質(zhì)、水文、氣候等特點，靈活采用不同的防護型式，加強設(shè)計，加強施工建設(shè)治理，建安全之路、建生態(tài)之路、美麗之路。