基于綠色環(huán)保理念的路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)

曾 小 波

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610000)

面對自然生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞等新形勢，黨的十八大提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，走人與自然和諧發(fā)展之路。在鐵路、公路等工程建設(shè)中，盡管難以避免路塹開挖等破壞自然生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象，但若我們能轉(zhuǎn)變既有設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化綠色環(huán)保意識，盡可能減少對自然環(huán)境的破壞，或破壞后盡可能恢復(fù)至破壞前的自然環(huán)境，甚至恢復(fù)為更加綠色、環(huán)保、和諧的生態(tài)環(huán)境，使基礎(chǔ)工程與自然環(huán)境和諧共生，從而更好地推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，更加順應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的要求。

1 既有鐵路路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)

為保證路塹邊坡安全穩(wěn)定，其邊坡穩(wěn)定性應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范要求，既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)一般遵循“固腳強(qiáng)腰”的設(shè)計(jì)思路，通常是指在路塹邊坡坡腳設(shè)置擋土墻、樁板墻、樁間擋土墻、樁間土釘墻等支擋結(jié)構(gòu)加強(qiáng)坡腳加固；在路塹邊坡中部設(shè)置抗滑樁、錨索(桿)框架梁等主動約束措施，增加邊坡的穩(wěn)定性。邊坡坡面防護(hù)一般常用截水骨架、錨索(桿)框架梁，或采用漿砌片石封閉等加固防護(hù)措施，截水骨架內(nèi)、框架梁內(nèi)常用灌草護(hù)坡、噴混植生等綠色防護(hù)措施。既有綠色防護(hù)設(shè)計(jì)，在工程建設(shè)初期，僅為植物提供營養(yǎng)土，很少在植物的生長習(xí)性、種類選擇、適應(yīng)氣候條件、營養(yǎng)需求及生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)等方面進(jìn)行有針對性地設(shè)計(jì)，以致后期綠化防護(hù)效果差，甚至失效，導(dǎo)致水土流失進(jìn)而引起邊坡淺表面工程滑塌，從而引發(fā)運(yùn)營事故。既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)通常如圖1所示。

既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)具有兩個(gè)明顯特點(diǎn)：1)以保證邊坡安全穩(wěn)定為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)。路塹邊坡坡腳設(shè)置大量鋼筋混凝土支擋結(jié)構(gòu)，如樁間擋土墻、樁板墻等懸臂式支擋結(jié)構(gòu)，特別是遇到深、長路塹時(shí)，兩側(cè)均設(shè)置了大量圬工支擋結(jié)構(gòu)，它們暴露在自然環(huán)境中，既影響駕駛員視線和乘車舒適度，其視覺效果又與周邊自然環(huán)境呈現(xiàn)出明顯的不和諧性。2)缺乏綠色環(huán)保系統(tǒng)設(shè)計(jì)。邊坡綠化設(shè)計(jì)時(shí)，對適合鐵路養(yǎng)護(hù)、適合當(dāng)?shù)貧夂蛏L的植物種類選擇、植物生長習(xí)性和生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)等細(xì)部研究較少，采用簡單覆綠方式，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了綠化效果，幾年過后，植物不能持續(xù)生長，生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，邊坡綠化防護(hù)隨之失效，水土慢慢流失，邊坡穩(wěn)定性降低，進(jìn)而可能引發(fā)邊坡淺表面工程滑塌，造成運(yùn)營安全事故。

2 基于綠色環(huán)保理念的路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)

在分析了既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，為大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，筆者認(rèn)為我們應(yīng)轉(zhuǎn)變既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)理念，即設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)應(yīng)從保證邊坡安全穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)椋涸趶?qiáng)化綠色環(huán)保設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上保證邊坡安全穩(wěn)定。

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

1)選線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少路塹邊坡，特別是盡可能避免深、長路塹邊坡。2)若遇深、長路塹邊坡時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抬高線路標(biāo)高，以及橋梁、隧道和路基方案綜合比選，確定最優(yōu)通過方案。3)當(dāng)面臨不可避免的深、長路塹邊坡時(shí)，應(yīng)根據(jù)全線設(shè)計(jì)原則、邊坡所在區(qū)域氣候條件、地形地質(zhì)條件等進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)，盡量保證全線路塹邊坡整體協(xié)調(diào)性，綜合比選斷面形式、邊坡坡率和工程措施等，最大限度地滿足邊坡綠色環(huán)保要求，同時(shí)保證邊坡的安全穩(wěn)定。

2.2 橫斷面及支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為使鐵路建設(shè)與自然環(huán)境和諧發(fā)展，邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量少用樁板墻、樁間擋土墻等外露圬工較多的懸壁式支擋結(jié)構(gòu)。當(dāng)不可避免需采用懸臂式支擋結(jié)構(gòu)加固路塹坡腳時(shí)，懸臂高度不宜設(shè)置過高，盡量降低與周邊環(huán)境的不協(xié)調(diào)性，減少對自然環(huán)境的影響，利于列車駕駛員瞭望。坡面加固防護(hù)宜采用抗滑樁、錨桿或錨索框架梁等埋式擋護(hù)結(jié)構(gòu)，既能保持與自然環(huán)境和諧共生，又能保證邊坡的安全穩(wěn)定。橫斷面設(shè)計(jì)優(yōu)先采用全斷面緩邊坡的斷面形式，特別是硬質(zhì)巖路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，雖然硬質(zhì)巖自身穩(wěn)定性好，邊坡穩(wěn)定坡率較陡，仍建議放緩路塹邊坡坡率至1∶1及以上，既可大大降低邊坡危巖落石風(fēng)險(xiǎn)，增加的石方開挖量可用作填料，減少線路范圍外的取石場，且緩邊坡利于邊坡綠化，增加列車駕駛員視野，保障行車安全。

基于綠色環(huán)保理念的路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)見圖2。

2.3 邊坡的綠化設(shè)計(jì)

推動鐵路生態(tài)文明建設(shè)，除邊坡橫斷面形式和加固防護(hù)措施需利于綠色環(huán)保設(shè)計(jì)外，還應(yīng)加強(qiáng)邊坡綠化防護(hù)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，關(guān)于綠化防護(hù)設(shè)計(jì)，建議重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面：

1)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。邊坡綠化設(shè)計(jì)應(yīng)與當(dāng)?shù)厝宋脑氐让褡逦幕嗪魬?yīng)，與沿線景區(qū)、站區(qū)、城市規(guī)劃相結(jié)合，與邊坡斷面形式和工程措施相適應(yīng)。

2)植物選擇。調(diào)查并選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，適合當(dāng)?shù)厣L的植物，并與建設(shè)功能需求相匹配。

3)植物搭配。采用種草和灌木相結(jié)合的高矮搭配形式，兼顧短期生長型和長期生長型植物相結(jié)合。與建設(shè)規(guī)劃和功能需求相適應(yīng)，選擇花、草和樹木等多樣化的植物類型。

4)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者應(yīng)充分了解植物生長習(xí)性及所需營養(yǎng)成分，結(jié)合邊坡橫斷面形式和加固防護(hù)措施，設(shè)計(jì)因地制宜的固土措施，并為植物生長提供營養(yǎng)及土壤等基礎(chǔ)環(huán)境。植物生長過程中，輔以人工養(yǎng)(維)護(hù)，根據(jù)植物生長情況適時(shí)補(bǔ)給所需養(yǎng)分，直至植物生長成型，融入周邊自然環(huán)境，坡面綠化得以實(shí)現(xiàn)。再經(jīng)過一段時(shí)間，當(dāng)植物自身可以在自然條件下自由循環(huán)生長，便形成了自身的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，從而達(dá)到生態(tài)文明建設(shè)目的。

3 路塹邊坡設(shè)計(jì)思考

既有路塹邊坡加固防護(hù)設(shè)計(jì)以保證邊坡安全穩(wěn)定為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，隨著全面倡導(dǎo)生態(tài)文明建設(shè)，筆者認(rèn)為：1)應(yīng)轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)理念，以綠色環(huán)保為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)兼顧邊坡安全和穩(wěn)定。2)應(yīng)強(qiáng)化綠色環(huán)保意識，加強(qiáng)邊坡綠化防護(hù)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，讓邊坡綠化防護(hù)措施長期有效，一方面，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與自然環(huán)境和諧共生，推動生態(tài)文明建設(shè)；另一方面，綠色防護(hù)具有固土作用，可防止水土流失，保證邊坡的安全和穩(wěn)定。3)應(yīng)盡量放緩路塹邊坡設(shè)計(jì)坡率，不僅可以提高邊坡穩(wěn)定性，而且便于邊坡綠化防護(hù)設(shè)計(jì)，同時(shí)增加了列車駕駛員視線，降低了運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)。例如今年某線因降雨和特殊地質(zhì)條件，路塹邊坡突發(fā)滑塌上道，加之雨天有霧，且前方為高路塹地段，司機(jī)瞭望距離不足，緊急制動停車不及，列車與線路上的滑塌體相撞，導(dǎo)致列車脫軌，事故造成直接經(jīng)濟(jì)損失超過2 000萬元，由此可見，放緩路塹邊坡設(shè)計(jì)坡率，對增加邊坡穩(wěn)定性，便于駕駛員瞭望，減少鐵路事故的作用巨大。