淺論公路邊坡防護的幾個方法

　　摘要：隨著我國公路建設的飛速發展，高等級公路邊坡綜合防護系統研究日漸引起公路部門的重視。邊坡綜合防護設計是高等級公路設計的重要內容之一，需根據公路等級、降雨強度、地下水、地形、土質、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、經濟、美觀的工程措施，確保高等級公路的穩定和高速行車安全，同時達到與周圍環境的協調，保持生態環境的相對平衡，美化高等級公路的效果。

　　關鍵詞：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。受力穩定的路堤邊坡的破壞，主要表現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，沖溝不斷發展導致路基發生破壞；沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪區內的路堤，還要受到洪水的威脅，這種威脅表現為沖垮路堤坡腳導致邊坡破壞。

　　邊坡破壞還與路基填料的性質、路基邊坡高度、路基壓實度有關系。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，其強度應滿足穩定邊坡的要求，這樣的穩定邊坡在降雨、融雪、凍脹，及其它形式的風化等作用下，邊坡主要破壞形式為沖刷、崩坍等。

　　沖刷破壞一般發生于較緩的土質邊坡，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，冬季往往發生積雪，造成坡腳濕軟，強度降低，上部土體失去支撐，發生破壞；同時，高速行駛的汽車濺起的雨雪水，也沖刷坡腳。總之，土質邊坡的坡腳部位，是邊坡的最薄弱環節。

　　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，可得以下結論：

　　（1）路基邊坡土質、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；

　　（2）應根據植物的類型、氣候適應性、土壤適應性、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；

　　（3）盡量選用本地的物種，其適應性遠遠優于引進物種。

　　1、植物防護

　　1.1 種草

　　1.1.1適用條件

　　邊坡穩定、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土，或厚度在25mm以下的砂質土，厚度在23mm以下的粘性土、亞粘土土坡，或當厚度在25mm以上的硬質土時，在常降暴雨地區，則與鋪席工程并用。

　　（3）客土噴播法：客土噴播技術是一種改善邊坡植生環境，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立體綠化、恢復自然植被的新技術。客土噴播法具有廣泛的適應性，土質或巖質邊坡都適用。

　　（4）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：公路兩側的綠化用地立地條件較差的情況，如硬質土或花崗巖風化砂土挖方邊坡。

　　1.2 鋪草皮

　　1.2.1適用條件

　　各種土質邊坡，特別是坡面沖刷比較嚴重、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、方格內鋪草皮等。

　　1.3 植樹

　　適用于：各種土質邊坡和風化極嚴重的巖石邊坡，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。可以降低水流速，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合。高等級公路邊坡上嚴禁種喬木。

　　2、柔性支護

　　2.1 三維植被網

　　三維植被網又稱防侵蝕網，以熱塑樹脂為原料。結構分為上下兩層，上層為一個經雙面拉伸的高模量基礎層，強度足以防止植被網的變形，并能有效防止水土流失，下層是一層彈性的、規則的、凹凸不平的網包組成。

　　2.1.1作用機理：

　　三維植被網是由多層塑料凹凸網和高強度平網復合而成的立體網結構。面層外觀凹凸不平。材質疏松柔韌，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，當坡度為45度時，三維植被網的固土阻滯率高達97.5%.即使坡面角達到90°時，三維植被網仍可保留阻滯住60%的土壤。

　　② 抗沖刷能力強。三維網墊及植物根系可起到淺層加筋的作用，這種復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 網墊原材料采用聚乙烯，無毒且化學性質穩定可靠，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。

　　④ 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

　　設計穩定的土質和巖質邊坡，特別是土質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量的良好效果。

　　2.2 鋼繩網主動防護

　　通過錨桿和支撐繩以固定方式將鋼繩網蓋在坡面上。

　　作用機理為通過固定在錨桿或支撐繩上并施以一定預張拉的鋼繩網，以及在用作風化剝落、溜塌或坍落防護中抑制細小顆粒、灑落或土體流失時鋪以金屬網或土工格柵，對整個邊坡形成連續支撐。其預張拉作業使系統緊貼坡面形成了局部巖坡或土體移動或發生細小位移后將其裹縛于原位附近的預應力，從而實現其主動防護的功能。其系統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將局部體中下滑力向四周均勻傳遞以充分發揮整個系統的防護能力，從而使系統能承受較大的下滑力，同時它與三維植被網一樣與植物配套實現植物防護，使植物根系的固土作用與坡面防護系統結為一體，實現最佳邊坡防護和環保。

　　2.3鋼繩網被動防護

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

　　2.3.1.適用條件

　　巖體交互發育、坡面整體性差，有巖崩可能的高路塹邊坡。

　　2.3.2作用機理

　　當落石沖擊攔石網時，其沖擊力通過網的柔性得以首先消散，并將剩余荷載從沖擊點向繩網系統周邊逐級加載，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巖質邊坡綠化噴播技術

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

　　3.2框格護坡

　　3.2.1適用條件：

　　風化較嚴重的巖質邊坡和坡面穩定的較高土質邊坡。

　　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構造要求：

　　①框格內植草，通常采用借土噴播法或植草皮等方法。

　　②框格形式主要有正方形、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應根據情況設置固定樁或錨固筋固定。

　　三、結語

　　總之，搞好公路建設，確保公路邊坡穩定、安全、搞好環境保護，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、水文、氣候等特點，靈活采用不同的防護型式，加強設計，加強施工建設治理，建安全之路、建生態之路、美麗之路。