老集高速公路邊坡防護的多樣性工程實踐

　　隨著公路等級和高等級公路服務標準的提高，路基邊坡防護日漸引起公路部門的高度重視。由于高速公路線形標準高，路基高填深挖現(xiàn)象普遍，路基邊坡安全顯得至關重要。而路塹與路基構(gòu)成上部空間圍合關系，對行車視線影響較大，同時影響行車舒適和交通安全，故公路路塹邊坡景觀的優(yōu)劣對整個路域邊坡景觀的影響尤為突出。邊坡綜合防護設計是公路設計的重要內(nèi)容之一，其主要目的是保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，防止和延緩巖土表面的風化、破碎、剝蝕，保護路基的整體穩(wěn)定，誘導司機視線，改善景觀。

　　1 路基邊坡穩(wěn)定影響因素

　　路基是公路的主要組成部分，路基邊坡質(zhì)量好壞直接影響到路基穩(wěn)定和使用質(zhì)量。邊坡本身的穩(wěn)定性不夠，隨著時間的推移，邊坡發(fā)生徐變變形而最終失穩(wěn)，形成整體或局部滑坡破壞。另一方面，因邊坡坡面常年暴露于自然環(huán)境中，承受自然條件影響，其中水的沖刷滲入作用尤為明顯。由于水流對邊坡侵蝕、浸潤，使邊坡土體顆粒間抗剪能力減小而導致邊坡土體失穩(wěn)。巖土的成因類型、組成成分、巖土結(jié)構(gòu)和強度等是決定邊坡穩(wěn)定性的重要因素。由堅硬、礦物穩(wěn)定、抗風化性好、強度較高的巖土構(gòu)成的邊坡，其穩(wěn)定性一般較好，反之較差。此外，巖體的結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)面性狀及其與坡面的關系也是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定的控制因素。水的滲入使土體質(zhì)量增大，巖土因被軟化而抗剪強度降低，并使孔隙水壓力升高;地下水的滲流將對巖體產(chǎn)生動水力，水位升高將產(chǎn)生浮托力;地表水對岸坡的侵蝕使其失去側(cè)向或底部支撐等，這些都對邊坡穩(wěn)定不利。

　　風化作用使巖土體裂隙增多、擴大，透水性增加，抗剪強度降低。地形地貌也有比較重要影響，臨空面的存在以及邊坡高度、坡度等都是直接與邊坡穩(wěn)定有關的因素。此外，地震使邊坡巖土體的剪應力增大、抗剪強度降低。需要指出，開挖邊坡使坡體內(nèi)巖土的初始應力狀態(tài)改變，坡腳附近出現(xiàn)剪應力集中帶，坡頂和坡面一些部位可能出現(xiàn)拉應力區(qū);在新構(gòu)造運動強烈地區(qū)，開挖邊坡使巖土中殘余構(gòu)造應力釋放，可直接引起邊坡變形破壞。邊坡穩(wěn)定的人為因素也不可忽視，邊坡不合理設計、開挖或加載，大量施工用水的滲入及爆破擾動等都能造成邊坡失穩(wěn)。

　　2 邊坡沖刷作用

　　坡面沖刷過程包括降雨濺蝕和徑流沖刷引起土顆粒分離、泥沙轉(zhuǎn)移和沉積三大過程。濺蝕作用主要表現(xiàn)在三方面：

　?、?雨滴直接沖擊土體表面，使土粒分散、破壞、遷移，土體結(jié)構(gòu)遭破壞，為后續(xù)的徑流搬運提供了豐富的松散顆粒;

　　② 雨滴直接沖擊徑流，引起徑流紊動，增加徑流的動能，可使徑流挾砂能力大大提高;

　?、?雨滴長時間的擊濺，會產(chǎn)生大量泥漿細粒物填塞土體孔隙，從而降低土體的滲透性，雨滴落地后轉(zhuǎn)化為徑流，增大了濺蝕與坡面徑流聯(lián)合侵蝕作用，加劇了坡面沖刷。

　　在降雨過程中，當降雨強度超過土壤地表入滲強度后，坡面開始產(chǎn)生徑流。徑流的作用之一就是對坡面上被雨滴濺擊或水流分離出來的孤立土粒進行搬運。由于徑流水流相對集中，摩阻力減小，坡度大，重力作用明顯，流速較大，水流的攜沙能力明顯增強，一些大的土粒土塊都有可能攜帶下去而不易沉積。

　　3 老集高速公路邊坡防護工程實踐

　　老集高速公路起于蒙冀分界的老爺廟，終于內(nèi)蒙古烏蘭察布市集寧區(qū)南。該地區(qū)屬典型的大陸性氣候。氣候干燥，風天較多，降水量少且集中于6、7、8三個月。暴雨多，蒸發(fā)量大，晝夜溫差大，屬季節(jié)性冰凍地區(qū)。路線范圍內(nèi)地形較為平緩。路線主要分布在波狀丘陵、玄武巖臺地及山間盆地、溝谷洼地之上，沿線主要地層為陸相碎屑巖、玄武巖及第四紀砂土、粉土等，含水量小，密實度較好。地下水位較低，一般埋深5～10 m。根據(jù)上述氣候、水文、地質(zhì)情況，老集高速公路采用了多種邊坡防護形式。

　?、?護面墻。

　　挖方路塹的邊坡防護方案主要是漿砌片石護面墻。該方案能防止巖土風化，防止水分滲入，所需材料是片石、砂漿，易做到就地取材，工程造價低，方便施工。在公路防護中大量采用。

　?、?植被防護。

　　公路建設不可避免地要對道路通過地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為改變地形地貌、破壞植物群落、降低生物多樣性、影響局部氣候、增加水土流失的危險性等，如不實施保護措施，不僅公路自身的設施安全和行車安全得不到保障，還將對周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。因此，路域生態(tài)環(huán)境的恢復與重建，將成為今后公路工程中不可缺少的重要內(nèi)容。植物防護已逐漸成為未來公路防護發(fā)展的主要方向和指導思想。植被防護是隨著時代的進步而產(chǎn)生的一種防護形式，采用植被防護是保護公路環(huán)境的最佳方案。利用植被根系與土的緊密結(jié)合，使地表層土壤形成不同深度的、牢固的穩(wěn)定層，極大地減緩了坡面徑流水對邊坡的沖刷，對邊坡具有很強的加固作用。同時可降低公路對自然環(huán)境的破壞，使公路與大自然和諧的融合在一起。老集高速公路K274+140"-K292+980段挖方較多，挖方邊坡以土質(zhì)為主，在邊坡穩(wěn)定的基礎上，采用的主要護坡方案是：邊坡下一定高度內(nèi)仍然做護面墻，其上剩余部分采用植草防護。技術(shù)要點是先在坡面錨固金屬網(wǎng)，然后噴附基質(zhì)。選擇的草種是適合本地區(qū)生長的蒙古冰草、無芒雀麥、紫花苜蓿、草木樨、檸條。這些草種大都有地下莖，根系發(fā)達(人土深度1～5 m)，耐干旱，生長迅速，蔓延力強，能與土壤牢固結(jié)合，有效保持水土，護坡效果突出。達到了快速覆蓋、牢固邊坡、群落穩(wěn)定、景觀優(yōu)美、無需養(yǎng)護的邊坡生態(tài)恢復目的。除此以外，植被防護還能有效降低噪音，改善行車環(huán)境，使人仿佛行駛在風景秀麗天然綠色的長廊里，體現(xiàn)以人為本的人文關懷。雖然植物防護的造價較高，但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)水平的提高，其造價會日趨合理;另外隨著經(jīng)濟實力的增強，植被防護的造價也會進入可承受的范圍。

　?、?砼預制六棱空心磚植草。

　　空心磚本身可以防止坡面水沖刷形成沖溝，減緩水流速度，植草可利用根系與土的結(jié)合穩(wěn)定邊坡坡面土體，技術(shù)上可行?？招拇u預制簡單，鋪設快，工期縮短。同時改善生態(tài)環(huán)境，美化路容。即可應用于填方路堤防護，也可用于挖方路塹邊坡。如K316+600～K316+760等段落內(nèi)的挖方邊坡原設計為護面墻防護，后經(jīng)過分析比較，認為空心磚植草防護能夠達到防護目的，工期短，路容好，采用了該方案防護。此護坡形式應成為公路邊坡防護的主要形式之一。

　?、?拱形骨架內(nèi)植草防護。

　　老集高速公路大部分填方路基邊坡采用混凝土預制塊拱形骨架防護，其防護功能強，成本低，工期短。隨著工程進行，設計不斷完善，邊坡防護也不斷發(fā)展、創(chuàng)新。起點處K273+680"-K274+030段挖方路塹設計了拱形窗式護坡即是大膽的嘗試和創(chuàng)新。效果十分明顯。

　　⑤ 錨桿護面墻與掛網(wǎng)噴錨。

　　K323+800m--K324+800m段邊坡巖層出露較為破碎，節(jié)理發(fā)育，局部出現(xiàn)滑塌。K323+930～K324+110段一級邊坡布置C25鋼筋混凝土錨索地梁，二級邊坡布置400 m等厚護面墻，護面墻上布置錨桿，錨桿水平、垂直方向間距3 m，呈梅花型布置，錨桿長度9m，傾角25。。三、四級護面墻只設護面墻不設錨桿。K324+110～K324+190段一級邊坡設400 mm 護面墻配錨桿，二級以上只設護面墻不設錨桿。K324+190~ K324+740段一級邊坡設錨索地梁，二級、三級設護面墻配錨桿，四級以上采用掛網(wǎng)噴錨防護。護面墻后面設錨桿可以使護面墻與山體緊密的結(jié)合在一起防止巖體滑塌，雖然其固坡能力不如錨索地梁，但在地質(zhì)條件允許的條件下更經(jīng)濟。掛網(wǎng)噴錨的錨桿長5 m錨固在長9 m的孔中，孔內(nèi)用水泥砂漿灌注。坡體噴射C15混凝土。第一次噴50 mm，待混凝土形成一定強度后掛 8鋼筋網(wǎng)，焊接鋼筋網(wǎng)與錨桿后再噴50 mm 混凝土。掛網(wǎng)噴錨可以封閉巖土體表面的節(jié)理、裂隙，提高節(jié)理裂隙間的粘結(jié)力;防止巖面風化、剝落、松動、掉塊等的產(chǎn)生;在邊坡表面形成整體，與巖體組成“整體結(jié)構(gòu)”共同作用。

　?、?矮墻。

　　在起點處砌筑1～2 m 矮墻，不再設置護面墻。在矮墻上設置城墻垛口，表面用料石鑲面。這樣既降低工程造價又可以防止碎落物進人路面，且可引導司機視線，美化環(huán)境。

　　4 結(jié)語

　　公路邊坡防護越來越受到重視，其多樣性已成為公路景觀的主要特色。所以，根據(jù)沿線區(qū)域的降雨強度、地下水、地形、土質(zhì)、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，從環(huán)境保護，以人為本的角度出發(fā)，因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟、美觀的工程措施，確保公路的穩(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，美化公路。

 更多信息請訪問：公路監(jiān)理師頻道     公路監(jiān)理師論壇
?09年公路監(jiān)理考試輔導由申玉辰、王志義等老師聯(lián)合主講
?2009年公路監(jiān)理師考試必備指南
?2009年公路監(jiān)理工程師考試網(wǎng)上遠程輔導招生簡章！
?老師輔導每天24小時不限時間隨時反復學習！
?09年公路監(jiān)理師將全部采用視頻教學.