高速公路邊坡防護的注意事項與類型選擇

白炳波,楊 濤

(溫州繞城高速公路有限公司,浙江溫州 325000)

高速公路施工涉及高填深挖情況時,為保證路基安全與穩(wěn)定,邊坡防護設計顯得尤為重要。防護類型的選擇應以現(xiàn)行《公路路基設計規(guī)范》為準則,與排水設施相結合考慮,降低坡面雨水沖刷作用;根據(jù)不同邊坡坡面、地質情況,采用合適的防護形式,并注意高邊坡防護分級處理;防護加固時應融合綠化設計理念,兼顧綠化、美化效果,為高速公路行駛營造良好的路側視覺景觀,創(chuàng)建生態(tài)工程;防護工程施工時,應編制完善可行的施工組織設計,注意工序上下銜接關系,并按規(guī)范及圖紙要求,切實履行各道工序內容。

1 邊坡防護的注意事項

1.1 與排水設施的結合

邊坡防護設計需與排水設施結合考慮,以防止或減少坡面雨水沖刷,避免坡面經(jīng)受過多的干濕循環(huán),導致強度衰減和剝蝕。

填方邊坡路基排水設施常見有邊坡排水溝、傍山路堤排水溝、護坡流水槽等結構形式。填方邊坡一般于坡腳設置排水溝,并常采用護坡流水槽與路基排水管相連接。除此之外,還需注意于坡面采取導流措施,如填方邊坡采用漿砌片石框格防護時,需增設混凝土擋水條以引導邊坡水至坡腳排水溝,減少水流對框格內培土與草皮的漫流沖刷及保持路基的干燥。

圖1 某邊坡防護的截水溝設置

挖方邊坡排水方案,需將坡頂截水、坡面排水、坡體導水、坡腳疏排等多種形式結合考慮。坡頂線外 5m處需設置截水溝;坡面平臺根據(jù)需要采用小型截水溝;坡體根據(jù)基巖裂隙水的發(fā)育情況,設置深淺疏密不一的瀉水孔;坡腳除采用排水邊溝以保證路基干燥外,還需根據(jù)實際情況設置排水盲溝,如圖 1。

1.2 高邊坡防護分級處理

當邊坡過高時,單純的一級邊坡防護已不能保證邊坡穩(wěn)定和適應不同開挖高度的應力要求,須進行分級設計。

高填方邊坡防護分級設置時,若路基填高超過 8m,一般以 8m為一級,路基頂向下每 8m處設置寬 2m的護坡道,坡率從第一級的 1∶1.5往下逐漸趨緩。但這樣分級設置會導致坡腳滑移及對土地的擠占浪費?，F(xiàn)在一般設置路肩擋墻或路堤擋墻以收縮坡腳。

深挖方邊坡防護設計時,邊坡穩(wěn)定情況相對更復雜,須更加嚴謹、科學。一般根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》(JTG D 30-2004)的有關規(guī)定和“路塹工程地質勘察報告”,對挖方路塹采用穩(wěn)定性分析驗算與工程經(jīng)驗相結合的方法,確定分級挖方防護的邊坡坡率與各級高度。深挖方邊坡防護分級設置時,分級坡率由下至上逐漸變緩,并每級設置護坡平臺,如圖2。

圖2 某高挖方邊坡分級斷面

1.3 生態(tài)防護綜合考慮

純粹的高強度圬工防護雖有利于提高防護效果,增強邊坡穩(wěn)定性,但將造成視覺污染,不利于生態(tài)平衡,不符合高速公路綠化、美化的建設理念要求。路線兩側若有良好的生態(tài)防護,一方面可利用植被制造氧氣、吸收汽車尾氣,改善環(huán)境質量,另一方面司機在高速公路長途駕駛,綠意盎然的生態(tài)景觀也有利于緩解視覺疲勞,營造視覺美感,某種程度上體現(xiàn)出人文的關懷。因此,科學的邊坡防護需將防護加固與綠化設計綜合考慮,互相協(xié)調,有機結合,創(chuàng)造生態(tài)防護,提高高速公路的建設品位。

1.4 施工注意事項

邊坡防護施工,需本著安全、合理、科學的原則,編制詳細的施工組織設計,以保證工程安全、質量、進度。并注意執(zhí)行不同邊坡特殊地質情況的施工規(guī)范要求。根據(jù)邊坡防護的各種形式,邊坡防護施工中主要含有測量放線、排水、土石方開挖、砌體、混凝土噴射、邊坡錨固、生態(tài)防護、監(jiān)控量測與預報等不同工序內容。

測量放線為各種防護施工的第一步,是檢驗圖紙設計是否符合現(xiàn)場實施的重要步驟。路塹高邊坡開挖施工前,需按設計圖紙嚴格測放坡頂線及截排水溝位置。遇有坡面地質、地形與設計差異較大時,需通知設計及時調整或變更。

排水工程是防護設計的重要組成部分,坡面防護設計施工時需予重視。地表截排水溝需在路塹邊坡土石方開挖前施做,提早發(fā)揮作用,以減少地表水對坡面沖刷和入滲坡體的不利影響。

路塹邊坡土石方施工要嚴格遵循從上到下依序逐級開挖,做到開挖一級防護加固一級。須待上一級防護加固工程完成并能發(fā)揮出防護作用后,方可進行下一級土石方作業(yè)。爆破開挖前,應對坡頂上部的滾石、孤石和坡面浮石、浮土等予以清除,減少施工安全隱患。在接近設計坡面位置時要采用控制爆破,保證施工坡面到達設計線形。開挖后實際揭露地層情況與設計不符時,需向設計反映是否調整原防護設計。

砌體工程要求砂漿砌筑飽滿。采用未風化且不易風化之硬石砌筑。石質均勻,尺寸符合規(guī)定。

混凝土噴射時,噴頭應垂直于坡面,距坡面 1.0m左右,并螺旋式反復噴射,以保證噴射厚度均勻。注意每 15～20m設置伸縮縫,按設計間距布置泄水孔(出水集中區(qū)域可按實際需要進行調整)?；炷羾娚渑c鋼筋網(wǎng)片常常結合使用,鋼筋網(wǎng)片鋪設工序應在混凝土噴射之前,網(wǎng)片需與巖面密實貼緊,隨坡面起伏鋪設,并保證搭接長度。

邊坡錨固工程主體為隱蔽工程,需加強施工時段的監(jiān)理和質量檢測,嚴格按照有關錨固工程施工與驗收技術規(guī)范和質量檢驗評定標準進行。還須作好錨桿抗拔力、長度檢測及注漿質量檢測。

生態(tài)防護,即用植被綠化提高高速公路的環(huán)境質量和感觀層次,施工的好壞很大程度上取決于草籽苗木的種植質量和養(yǎng)護情況。在設計未指定草種時,施工應依據(jù)當?shù)氐臍夂?、土質條件及施工季節(jié)盡量選用易成活、生長快、根系發(fā)達、葉莖矮或有匍匐莖的多年生草種。施工后要灑水養(yǎng)生,用無紡布將裸露的坡面及時覆蓋,一方面保持坡面濕潤,另一方面防止雨水沖刷將坡面破壞。綠化基材配置嚴格按設計要求執(zhí)行,基材噴射應從正面進行,凹凸部及死角要補噴,厚度需保證在設計偏差范圍內。

監(jiān)控量測與預報,是進行高邊坡防護動態(tài)設計和信息化施工的必要條件。監(jiān)測項目主要包括坡體位移、坡體變形,有時視防護類型不同增加其他監(jiān)測內容。施工時,一般在高邊坡的坡頂和典型斷面上布置監(jiān)測點,開挖過程中作好變形觀測記錄,每天 1次以上,并結合現(xiàn)場情況布置地表觀測樁,檢測坡體位移;施工完成后,每周還必須作 1次以上的監(jiān)測記錄,遇持續(xù)暴雨天氣,應減少監(jiān)測時間間隔,作到每天 1次;監(jiān)測成果應存檔成冊,和邊坡開挖過程所揭露的巖層資料定期反饋至設計部門,若發(fā)現(xiàn)邊坡變形持續(xù)增長、變形速率不收斂和巖層地質與設計不符,應及時通知設計部門進行處理。

2 邊坡防護的類型選擇

高速公路邊坡防護從填挖性質上劃分,可分為填方邊坡防護與挖方邊坡防護。防護類型應以規(guī)范為要求,根據(jù)不同邊坡坡面、地質情況,進行邊坡穩(wěn)定性分析驗算,采用合適的防護形式。按規(guī)范要求,當填方坡面坡率緩于 1:1且填土不高時,一般可直接采用植物防護;當坡面坡率緩于 1∶0.75時,一般采用漿砌片石或混凝土骨架植草護坡,若工程所處區(qū)域降水量過大時,骨架形式宜做成截水溝形;當填土過高時,一般以 8m為單級高度進行分級,各級間設置護坡平臺,平臺做綠化處理,但這樣設計將導致路基斷面過寬、增加征地費用,現(xiàn)一般設置路肩擋墻或路堤擋墻以收縮坡腳。

挖方邊坡防護相較填方邊坡防護,設計情況及施工難度相對復雜,高挖方邊坡地段一般需配備有路塹工程地質報告,作為設計的參考依據(jù)。高挖方邊坡一般分級設置,分級坡率從下至上逐漸趨緩,各級間設置護坡平臺,平臺采用漿砌片石或混凝土防護,有時也采用植樹綠化。根據(jù)開挖邊坡的穩(wěn)定情況和可能出現(xiàn)的失穩(wěn)破壞形式,坡面采用不同的支擋加固與防護形式:①對于坡體深部抗滑處理,常采用帶框架梁或墩座的預應力錨索;②對于坡體淺層加固,常采用系統(tǒng)錨桿(掛網(wǎng)錨噴)、六角空心磚植草等;③對于坡腳應力集中區(qū)的支擋,常采用仰斜式擋墻;④對于坡體表面防護,常采用窗孔式護面墻、六角空心磚植草、掛網(wǎng)噴射混凝土、噴播植草及三維植被網(wǎng)防護等形式。填挖邊坡防護形式的選擇,除了需保證防固效果外,應盡可能綜合考慮綠化護坡的結合因素,使邊坡防護不僅成為公路建設的安全屏障,也成為一條渲染視覺美感的綠化走廊。

圖4 某高邊坡不同高度的防護類型

3 結束語

高速公路邊坡防護一方面可以防治路基病害、保證路基穩(wěn)定,另一方面起著改善環(huán)境景觀、保護生態(tài)平衡的重要作用,既是公路建設的安全屏障,也是體現(xiàn)生態(tài)設計的景觀帶。隨著我國基礎設施的發(fā)展,中國高速公路將出現(xiàn)新型的防護形式,但防護加固與生態(tài)設計相結合的理念不會變。邊坡防護工程的設計、施工水平,也將隨著一代代中國公路建設從業(yè)人員的傳承與努力,不斷前進。

[1]JTG D 30-2004公路路基設計規(guī)范[S]

[2]鄧學鈞.路基路面工程(第二版)[M].人民交通出版社,2005

[3]李嘉.公路設計百問[M].人民交通出版社,2003