浅析高速公路边坡防护

浅析高速公路边坡防护

余啟仁1姜学芝2

余啟仁1姜学芝2

1贵州省公路工程集团有限公司

2贵阳市固定资产投资审计评审中心

摘要：随着我国高速公路里程不断增长，人们对高速公路的要求也越来越高，不仅仅要求道路的通畅，也要求高速公路的绿化和美化。高速公路边坡的生态防护作为高速公路绿化的一个重要组成部分，对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等有着重要意义。本文主要介绍了影响边坡稳定的因素并对各类边坡防护技术进行比较。

关键词：高速公路；边坡防护；影响因素；技术

1.高速公路的边坡特点

1.1呈现条带状分布，地域性明显

一条高度公路一般数十公里，乃至几百公里，公路沿线自然环境差异极大。气温差别大，气候可分为中亚热带、北亚热带、南温带和中温带等。沿线有农田、丘陵和林地等多种自然景观。因此，在边坡植被变化较多，在进行边坡植物种植时，必须充分考虑地域特点，做到适地适树。

1.2原有生态系统受到破坏

高速公路的边坡，特别是挖方边坡，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。坡面完全是生土，几乎不含有机质，缺乏微生物活动，且掺有大量的水泥、混凝土、砂石料等，土壤条件差，不利于植物的生长。开挖后，每一个边坡地质状况不同，同一边坡上往往砂岩、泥岩、石灰岩等交错排列，交替出现，有的坚硬，有的易风化。对于贵州地区，近几年冬天路面也长结冰，需要在路面撒盐除冰，往往造成边坡土壤中盐分过高，从而抑制植物生长，甚至引起植物死亡。边坡的坡度大，土壤渗透性差等原因，边坡土壤对降水截留较小，这一方面容易造成水土流失和光、水的再分配，另一方面由于水土流失导致坡面土壤贫瘠，立地条件差，不利于植物生长，原有的生态系统受到破坏。而高速公路修建后，对地表进行破坏，生态系统受到破坏后，短时间内很难进行恢复。

1.3交通污染影响植被的正常生长

汽车污染主要分为噪音污染和大气污染，而高速公路恰恰是汽车污染最为集中的地方。汽车的尾气中主要含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫及微粒等，造成了严重的污染。尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光充足、无风等条件下还会发生光化学反应，产生毒性较大的浅蓝色烟雾，即光化学烟雾，从而构成二次污染。由于高速公路路基通常较高，地形开阔，空气对流快，造成冬季气温相对当地其他地方更低，使植物冻伤死亡；春季地温回升慢，夏季温度较高，使植物灼伤甚至死亡。

1.4植物对边坡的防护作用

增加植被面积，减少地表径流，可从根本上减少路基边坡的水土流失。植物覆盖对于地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用，枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量，庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，还可稳定地表土层。植被的根系能与土层密切地结合，根系与根系的盘根错节，使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层，从而有效地稳定土层、固定沟坡、阻挡冲刷和塌陷，有机械防护作用。

2．边坡防护技术

2．1片石护坡和护面墙

片石护坡分为浆砌和干砌两种。护面墙比护坡厚,有一定的抗推力作用。其优点是能就地取材、工艺简单,但自重大,不宜在高边坡上使用。

2．2菱形网格护坡

菱形网格护坡,可预制安装也可用水泥混凝土现浇和石砌。工艺简单,网格内可植草。但只适用于填方边坡和土质挖方边坡。

2．3六角空心砖护坡

六角空心砖护坡是近几年才发展起来的用水泥混凝土预制安装的一种边坡防护形式,似蜂巢状。施工工艺简单,空洞内可填土绿化,有一定观赏价值。但自重大、费用高,且还会阻碍边坡水的排出,对边坡稳定不利,要慎重选用。

2．4喷射混凝土护坡

对一些较高的风化岩石边坡,采用喷射混凝土作护坡可阻止风化,且重量轻,施工所需设备简单。但费用较高,厚度难以控制,对景观有一定影响,应尽量少采用。

2．5窗孔肋式护坡

窗孔肋式护坡一般用浆砌片石或片石混凝土做肋,用水泥预制混凝土块做成拱形窗台,坡面水从肋上排出,窗内可植草,目前是一种较为理想的防护形式。但肋厚容易被偷工减料,应加强施工管理和质量监理。

2．6生物防护

生物防护除植树属传统防护形式外,植草或铺草皮是近年来才在高速公路上兴起的一种绿色防护形式。其优点是能在短期内恢复公路沿线的绿色景观和防止边坡冲刷,但养护费用高,要随时保持绿色有一定困难。

2．7护脚墙与抗滑墙

护脚墙与抗滑墙本质上没有多大区别,仅只是断面大小和埋深不同而已。护脚墙起到保护坡脚不受冲刷和破坏的作用,不能抵抗推力;抗滑墙除有护脚墙的作用外,还具有抗推力作用,要根据具体情况选用。

2．8抗滑桩

抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混凝土结构,是一种较理想的抗滑设施,但投资较大。

2．9预应力锚索

用预应力锚索处理单斜构造岩石边坡,对保证该类边坡的稳定有较好的效果,但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。

2．10压浆锚柱

压浆锚柱简单地说就是往地层注入水泥浆以改变土体物理力学性质从而稳定边坡的一种方法。其施工设备简单、占地面积小、工期短、见效快、加固地层的深度可深可浅,但难以检测注入范围和判断固结状态。

2．11排水固结

排水固结主要用于表层地下水较多处的边坡加固。有树枝状盲沟、塑料排水管等方式。工艺简单、耗用材料少,但遇到有滑层的地方,需配设支挡构造物才能达到满意的效果。

3．稳定边坡的办法

边坡和路面是反映公路修建质量的两面镜子,随着人们观念的改变和环保方面的要求,公路边坡不但要求稳定,而且还要美观。结合某高速公路边坡的治理情况和在施工过程中反映出来的不足以及已建边坡的利弊,提出下列稳定边坡的措施或方案。

3．1坡比与台高

首先值得一提的是,公路边坡不能太陡,但也不是越缓越好。对于填方边坡采用1∶1.5～1∶2已基本够用,而挖方边坡特别是高边坡却值得认真研究。下面根据不同地质情况就挖方边坡提出建议方案,总的原则是坡度设置不宜太缓,而用增加台数的方式来解决稳定问题,这样可减少斜坡面汇水面积,对边坡稳定有利。

3．2防护与加固

①加固

防护是在边坡自身稳定的基础上进行的,首先应当考虑边坡的加固,加固的方法很多,较有效的方法有:抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱等。这里值得一提的是“边坡防排水”也应作为间接加固边坡的一种方法给予重视。边坡坍塌几乎都是在雨季出现,所以,其作用是显而易见的。对防排水系统的设置为,坡顶截水沟按常规方式设置,而坡面碎落台截水沟不必每台都设置,在第一台上设置一道水泥混凝土截水沟即可。以上各台浇筑坡度2%、厚度10cm的水泥混凝土封闭,在边缘设置拦水带,每20m左右设一道竖向排水沟,将水排入第一台截水沟就能达到理想的排水效果;此外,所设竖向排水沟还可起到对边坡加肋的作用,取消高边坡碎落台上的截水沟可以避免由于施工质量不佳而造成的渗漏水现象。另一个非常值得重视的问题是,在土质或强风化岩石上边坡的坡脚也就是路基侧沟边缘,应设置抗滑墙或抗滑桩,以避免牵引式滑坍的产生。

②防护

以往的边坡防护主要考虑防冲刷、防风化即可,现在的边坡防护还要考虑美观和环保问题。为了减小水对边坡的危害,还应加上防渗水问题。根据以上几个方面的要求,对边坡防护提出下列建议。

4．结束语

边坡对高速公路的作用很大，设计单位要重视前期勘察工作,尽量将地质、气候、水文等情况掌握详细些,尽量减少高填深挖,而用桥梁和隧道代替,这样既可以减少对自然环境的破坏,也可消除或减轻为搞好边坡防护与加固带来的问题,从而减少高速公路的隐患。

参考文献：

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[2]马良，陈麦侠.高等级公路植物防护篱的营造与管理[J].公路，1999，（3）.

[3]张华君.边坡生态防护方法和植物的选择[J].公路交通技术，2004，（4）.