摘要:隨著人們環(huán)境保護和交通安全觀念的轉(zhuǎn)變,公路邊坡防護設(shè)計與施工越來越引起人們的重視,要確保公路邊坡穩(wěn)定、安全、搞好環(huán)境保護,必須加強公路邊坡護防的綜合研究。
關(guān)鍵詞:公路邊坡;綠化
下面就梅州公路邊坡常見的防護形式做一簡單介紹:
1邊坡破壞的主要型式與機理
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,壓實度較好的邊坡,比壓實度較低的邊坡耐沖刷。
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、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;同時,高速行駛的汽車濺起的雨水,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、流動形,有時在一次崩坍中會同時具有這三種形式。
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。落石和巖石滑動易沿陡的裂面發(fā)生。裂隙張開的程度用肉眼不一定就能識別,但能滲水,由于反復(fù)凍融,長時間的微小移動,裂縫逐漸擴大,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。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,也會發(fā)生這種現(xiàn)象。此類破壞型式必須嚴格控制,崩坍滾落的巖石極易對行車構(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,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,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。
大雨時的崩坍多屬于流動型,砂、巖屑、頁巖風(fēng)化土等松散沉積土,多會受水的影響而產(chǎn)生流動型崩坍,流動型崩坍沒有明顯的剪切滑動面。
2 要防護措施
目前公路主要有以下幾種防護措施:
2.1 植物防護
采用植物防護,就是利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受大氣降水與地表徑流的沖刷。
采用植物防護,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。植物覆蓋對于地表徑流和水土沖刷有極大的減緩作用。枝葉繁茂的樹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,根系與根系的盤根錯節(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,有機械的防護作用。
2.2框格防護
框格防護是用混凝土、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,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,采用框格防護與種草防護結(jié)合起來的方法,提高了防護效果,同時美化了環(huán)境。
框格防護多用于路基下邊坡,是一種輔助性的防護措施,除具有對路基邊坡的一定防護作用外,還有對路容的美化效果,尤其在互通立交范圍內(nèi)邊坡應(yīng)用最多,近年來人們越來越重視公路對環(huán)境的影響,重視路容美化,因此往往采用這種防護形式。
框格形狀可根據(jù)人們的想象,人們對美的追求,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,漿砌片石拱形防護,漿砌片石或預(yù)制塊做成的麥穗型等。
2.3護坡
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邊坡的沖刷稱之為護坡。鋪砌方式一般采用漿砌,沖刷輕微時,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,因此必須采用護坡防護措施,防護高度應(yīng)至少在路基設(shè)計洪水位加浪高、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,也要采取護坡防護措施。
在軟土地基上的路堤護坡,無水流沖刷影響時,可采用干砌片石護坡,以適應(yīng)地基沉降引起的路堤邊坡變形。
2.4封面
封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護形式。
抹面防護、捶面防護由于其使用年限較短,各等級公路上使用較少,尤其在高速公路的邊坡上尚未采用過這樣防護措施,筆者認為,當(dāng)路基較低時采用抹面防護合理摻加草籽,既能起到建設(shè)初期的防護作用,又能起到運營期的防護與綠化作用,在今后的建設(shè)中可做嘗試。
噴漿防護與噴射混凝土防護
噴漿防護和噴射混凝土防護適用于邊坡易風(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,保護邊坡不發(fā)生落石崩坍。
在公路上廣泛采用的封面防護措施是噴射混凝土,該防護要求在混凝土內(nèi)設(shè)置菱形金屬網(wǎng)或高強度聚合物土工格柵,并通過錨桿或錨固墩固定于邊坡上,這主要是為防止混凝土硬化收縮產(chǎn)生裂縫或剝落。
2.5護面墻
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,稱為護面墻。
護面墻多用于易風(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。可以有效地防止邊坡沖刷,防止滑動型、流動型及落石型邊坡崩坍,是上邊坡最常見的一種防護型式。
護面墻除自重外,不擔(dān)負其它荷載,亦不承受墻后土壓力,因此護面墻所防護的挖方邊坡坡度應(yīng)符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。
護面墻有實體護面墻、孔窗式護面墻、拱式護面墻等。實體護面墻用于一般土質(zhì)及破碎巖石邊坡;孔窗式護面墻用于坡度緩于1:0.75的邊坡,孔窗內(nèi)可捶面(坡面干燥時)或干砌片石;拱式護面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護上部邊坡者。用護面墻防護的挖方邊坡不宜陡于1:0.5。
為增強護面墻的穩(wěn)定性,在護面墻較高時應(yīng)分級砌筑,視斷面上基巖的好壞,每6~10米高作為一級,并在墻頂設(shè)≥1米的平臺;墻背每4~6米高設(shè)一耳墻,耳墻寬0.5~1米。
護面墻頂部應(yīng)用原土夯實或鋪砌,以免邊坡水流沖刷,滲入墻后引起破壞。修筑護面墻前,對所防護的邊坡應(yīng)清除松動巖石、松散土層。對風(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)立即修筑護面墻。
在我國山區(qū)高等級公路的防護設(shè)施中,護面墻是上邊坡采用較多的防護形式,而且多是實體護面墻,一般根據(jù)邊坡的高度、巖石的風(fēng)化程度及巖土的工程地質(zhì)特性采取半防護或全防護措施。在半防護措施中,有時采用坡腳護面墻,由于路塹的開挖,改變了空氣的流向,在路塹內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流,雨天,該氣流攜帶著雨對坡腳的沖刷破壞能力最大,同時汽車高速行駛濺起的雨水也直接沖刷坡腳;自然降水自坡頂沿坡面向下流,流至坡腳時,速度最大,沖刷最嚴重,因此在坡腳處設(shè)置矮墻是最起碼的防護措施。
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)管理,建安全之路、建生態(tài)之路、優(yōu)美之路。
參考文獻
[1]《公路排水設(shè)計規(guī)范》(TJT019-97),人民交通出版社。
[2]《公路路基設(shè)計規(guī)范》(TJT093-95),人民交通出版社。
[3]《公路設(shè)計手冊》(路基),人民交通出版社。
[4]《道路綠化和美化工程》孫丙湘編著,人民交通出版社。