雙長公路生態(tài)邊坡防護(hù)設(shè)計

文/馬威 中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司遼寧北方分公司 遼寧沈陽 110021

1、引言

在公路設(shè)計日益成熟的今天，道路交通環(huán)境問題成為了交通行業(yè)關(guān)注的重要問題，公路邊坡防護(hù)的設(shè)計日趨重要。傳統(tǒng)的坡面防護(hù)方式中雖然有種草、植樹，但始終是以礦料加固邊坡為主導(dǎo)，對生態(tài)景觀考慮不足。

2、項目概況

本項目位于大連市甘井子區(qū)。路線起點K0+000與已建成的錦雙線二期道路丁字交叉，路線終點K5+327與長城鎮(zhèn)內(nèi)下穿土羊高速瀝青路丁字交叉。路線全長5.33Km。

道路設(shè)計等級：一級公路；

設(shè)計時速：60km/h；

設(shè)計安全等級：1級；

環(huán)境類別：Ⅱ類；

抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g；

本項目為山嶺重丘區(qū)，沿線途徑林地及耕地，根據(jù)該地區(qū)地勘報告顯示：K0+000～K2+320范圍內(nèi)為中風(fēng)化片麻巖巖樣，K2+320～ K5+327范圍內(nèi)為粉土土樣。

3、設(shè)計思路

本次設(shè)計的初衷是為了改善邊坡的環(huán)境，恢復(fù)因道路建設(shè)而受到破壞的生態(tài)環(huán)境，并在生態(tài)護(hù)坡的基礎(chǔ)上，對邊坡的排水設(shè)施以及植物護(hù)坡的形式進(jìn)行了設(shè)計。在具體設(shè)計中針對本項目中兩個不同地質(zhì)的邊坡進(jìn)行分別的生態(tài)防護(hù)設(shè)計，并根據(jù)每一種地質(zhì)設(shè)計適合于改善以及恢復(fù)邊坡環(huán)境的生態(tài)防護(hù)方式。

4、邊坡穩(wěn)定性

《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2015）P19中表3.7.7路塹邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)相關(guān)要求如下表：

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4.1 路塹邊坡穩(wěn)定性計算

取路塹挖方最大的一處進(jìn)行計算，通過查取資料可知最大的挖方處在K0+490處，挖方為15.041m，故初擬邊坡高度為15m，邊坡坡度為1：0.75，由于此處的邊坡地質(zhì)為中風(fēng)化片麻巖。依據(jù)同濟(jì)啟明星邊坡穩(wěn)定分析計算軟件SLOPE1.0，采用瑞典條分法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定計算，計算得出邊坡安全系數(shù)為1.34，根據(jù)計算結(jié)果可知邊坡穩(wěn)定性滿足規(guī)范中相關(guān)要求。考慮到巖質(zhì)路塹邊坡在暴雨或連續(xù)降雨狀態(tài)下穩(wěn)定性與正常狀況下基本相同，故也滿足非正常狀況Ⅰ要求；

5、中風(fēng)化片麻巖段邊坡防護(hù)設(shè)計

根據(jù)平面圖和地勘資料，可知K0+000～K2+

320的邊坡地質(zhì)情況為中風(fēng)化片麻巖，在這一段內(nèi)共有一座橋梁，總長為390.845m；并有路塹段1049.65m，路堤段219.50m，既有道路660m。在邊坡防護(hù)設(shè)計時，此段邊坡防護(hù)設(shè)計的主要目的是為了改善段的環(huán)境，恢復(fù)原始的美麗環(huán)境，故選擇客土噴播作為本段道路植被防護(hù)的設(shè)計方案。

5.1 客土噴播

客土噴播是以團(tuán)粒劑使客土形成團(tuán)?；Y(jié)構(gòu)，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網(wǎng)絡(luò)加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風(fēng)侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優(yōu)的多孔穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)。

5.2 植物選擇原則

結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刂芳皻夂蚯闆r，確定植物選擇的基本原則如何：

（1）選用月見草、紫羊茅等植物作為早期種植的草本種類，以便在客土噴播施工后早期的草本層能夠迅速地發(fā)芽、覆蓋，從而形成有利于其他后期植物生長的、良好的立地環(huán)境。

（2）考慮到草、灌、喬的組合方式，設(shè)計中盡量減少優(yōu)勢草種的使用量，為后期灌木及喬木的生長創(chuàng)造有利條件。

（3）胡枝子、紫穗槐、檸條作為后期的建群植物，在前期的種子存活率遠(yuǎn)小于草本植物。

5.3 客土的選擇

要使客土穩(wěn)定地存留在沒有土壤層的堅硬坡面上，并且能保證植物的生長發(fā)育， 必須要具備以下幾個條件：

（1）良好的質(zhì)地組成。纖維物、沙粒、粘粒要比例適中。具有一定的粘性且能與坡面粘連形成一個整體，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性且材料不宜流失。

（2）充足的養(yǎng)分含量。選用富含鉀、磷、氮等有機(jī)質(zhì)、 酸堿度適宜邊坡設(shè)計植物生長、具有較強(qiáng)的保水性及保肥性的土壤。

（3）適宜的土層厚度。根據(jù)設(shè)計噴播植物種類及特性需求選用適宜該物種生長發(fā)育的最小土層厚度。

6、粉土土樣段邊坡防護(hù)設(shè)計

根據(jù)地勘資料查得K2+320～ K5+327范圍內(nèi)為粉土土樣，在這一路段內(nèi)一共有2座橋梁，且此路段的填挖方均不超過10m，故邊坡不用分級修筑。

粉土性質(zhì)的路基邊坡由于自身的一些特性，其極易受到雨水的沖刷與侵蝕。為了確保粉土路基邊坡土層的不被破壞，工程上一般較常采用水泥或砌石網(wǎng)格防護(hù)、邊坡表面噴灑混凝土等邊坡穩(wěn)定的方法，但從環(huán)保的角度，近期設(shè)計邊坡防護(hù)更多地采用植物防護(hù)的方法，對于坡率較陡的粉土質(zhì)邊坡，應(yīng)先保持邊坡土層的穩(wěn)定，使得邊坡土能夠長久的保持土中的水分，從而使所種植物能快速的生長并盡快的覆蓋于邊坡表面。

6.1 新材料SEU-1型液體固化劑在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

SEU-1型液體固化劑噴灑在粉土邊坡表層，利用溶液與土顆粒之間的相互作用，使邊坡表層土快速固化，使之具有一定強(qiáng)度和抗沖刷能力，并有利于植物的生長。

6.1.1 液體固化劑的固化機(jī)理

氯化亞鐵水溶液室溫下與石灰水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵納米粒子，反應(yīng)物噴灑在公路邊坡的表土層，反應(yīng)物中的Fe(OH)2納米粒子能迅速地附著在表土層的土顆粒表面，并與空氣中的氣體發(fā)生相關(guān)化學(xué)反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化成含鐵氧化物，進(jìn)而使其周圍的土顆粒粘結(jié)在一起，從而達(dá)到快速固化的效果。

6.2 具體防護(hù)中的應(yīng)用

將三維植被網(wǎng)固定在待施工道路邊坡上，經(jīng)三維網(wǎng)篩后，將制備好的表土和有機(jī)肥均勻撒布在網(wǎng)墊上，自上而下拍打、壓實。最后將種子與粘膠劑及液體固化劑一起混合攪拌后均勻地噴播在已施工的坡面上，使其對坡面能夠形成連續(xù)的、持久的保護(hù)。

結(jié)語：

在本設(shè)計中，筆者對生態(tài)護(hù)坡的初步理解是根據(jù)不同的邊坡選擇合適的植物搭配，以改善因道路修建而對周圍環(huán)境產(chǎn)生的破壞，所以在設(shè)計中都是以恢復(fù)環(huán)境，讓道路與周圍自然環(huán)境形成一體為主要目標(biāo)。