淺談東北地區(qū)公路路基邊坡的破壞成因及保護(hù)措施

　　祁長(zhǎng)寶

　　[摘要] 近幾年來東北地區(qū)公路交通快速發(fā)展，為建立區(qū)域統(tǒng)一市場(chǎng)、優(yōu)化資源配置、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展等創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，公路事業(yè)發(fā)展迅速，公路的養(yǎng)護(hù)日漸重要，路基的坡面保護(hù)成為了重中之重，如何保護(hù)公路路基邊坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及協(xié)調(diào)自然環(huán)境成為本文討論重點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：路基防護(hù)

　　近幾年來，東北地區(qū)公路交通快速發(fā)展，為建立區(qū)域統(tǒng)一市場(chǎng)、優(yōu)化資源配置、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展等創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。目前東北地區(qū)初步形成了以北京至沈陽(yáng)、哈爾濱至大連等進(jìn)關(guān)出海、連接中心城市的高速公路為骨架，以國(guó)道和省道為干線，以縣鄉(xiāng)公路為基礎(chǔ)的公路網(wǎng)絡(luò)。與“九五”初期相比，東北三省公路總里程增長(zhǎng)24%，其中高速公路增長(zhǎng)4.8倍;二級(jí)以上公路增長(zhǎng)1.7倍，在路網(wǎng)中的比例提高了10個(gè)百分點(diǎn);通公路的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村比例分別達(dá)到99.2%和86.6%，通瀝青(水泥)路的比例分別達(dá)到73.9%和42.4%。三省已擁有客貨運(yùn)輸?shù)燃?jí)站場(chǎng)1009個(gè)，其中二級(jí)以上客、貨運(yùn)站場(chǎng)比重分別達(dá)到32.2%和27.6%，營(yíng)運(yùn)性載貨和載客汽車分別突破50萬輛和20萬輛，通公路的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村客運(yùn)班車通達(dá)率分別達(dá)到99.8%和95.6%。

　　路基防護(hù)是保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的重要措施之一,防護(hù)的重點(diǎn)是路基邊坡,由于地形的變化,適路設(shè)計(jì)標(biāo)高與天然地面標(biāo)高的相互關(guān)系不同,會(huì)出現(xiàn)高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路塹和介于前兩者之間的半填半挖路基。由巖土體填挖而成的路基,改變了原地層的天然平衡狀態(tài),且暴露于自然環(huán)境中,長(zhǎng)期受各種自然因素的影響,巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生較大的變化,引起巖土體變形、移動(dòng),破壞邊坡的穩(wěn)定,甚至導(dǎo)致一系列環(huán)境地質(zhì)問題和生態(tài)環(huán)境問題,如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蝕和植被破壞等。因此為保證路基的穩(wěn)定和防治各種路基病害,除做好路基排水工作外,還需結(jié)合當(dāng)?shù)厮�文、地質(zhì)及材料等情況,采取有效措施,對(duì)各類土、石邊坡進(jìn)行必要的防護(hù)。

　　一、邊坡破壞形式及原因

　　路基邊坡的滑塌是最常見的路基病害之一,根據(jù)邊坡土質(zhì)類別、破壞原因和規(guī)模不同,主要破壞形式為溜方、滑坡、剝落和碎落崩塌四種。溜方是由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成,即邊坡上薄的表層土下溜,通常是由于降水、降雨等流動(dòng)水沖刷邊坡或施工不當(dāng)而引起的。滑坡是指一部分土體在重力作用下沿邊坡的某一滑動(dòng)面滑動(dòng),主要是因土體的穩(wěn)定性不足引起的。路堤邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡坡度過陡或坡腳被挖空,或填土層次安排不合適等;路塹邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡高度和坡度與天然巖土層次的性質(zhì)不相適應(yīng)。剝落和碎落是指邊坡風(fēng)化巖層表面,在各種外界環(huán)境的影響下使表層巖石從坡而上剝落下來的破壞形式。崩塌通常是指較大的石塊脫離邊坡表面沿坡而滾落下來。

　　二、路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)原則

　　公路邊坡沿公路分布的范圍廣,對(duì)自然環(huán)境的破壞范圍大,如果在防護(hù)的同時(shí),能夠注意保護(hù)環(huán)境和創(chuàng)造環(huán)境,采用適當(dāng)?shù)木G化防護(hù)方法來進(jìn)行,則會(huì)使公路具有安全、舒適、美觀、與環(huán)境相協(xié)調(diào)等特點(diǎn),也將會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。因此,邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“安全綠色、水土保持、恢復(fù)自然、環(huán)保之路”的設(shè)計(jì)原則。

　　三、路基邊坡防護(hù)方法

　　1.植草防護(hù)。植物防護(hù)則是在邊坡上種植草或植樹,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固結(jié)邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達(dá)到保護(hù)邊坡的作用。植物防護(hù)不僅可以美化公路環(huán)境,調(diào)節(jié)邊坡的濕溫,起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用,而且又比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

　　植草防護(hù)應(yīng)選擇根系發(fā)達(dá)、莖矮葉茂耐旱草種,嚴(yán)禁采用生長(zhǎng)在泥沼地的草皮。直接植草護(hù)坡方法如下:其一,在土質(zhì)坡面上用草籽、肥料、水拌和,直接噴灑在坡面上,優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、施工方便、成本較低,但易受風(fēng)雨的侵蝕;其二,在修整好的坡面上,將粘土、種子、肥料、水等混合物用噴漿機(jī)直接噴射于坡面,與原土壤粘合,種子發(fā)芽后便會(huì)植根于邊坡土壤中,形成整體保護(hù)。上述兩種方法在植草初期,應(yīng)免受風(fēng)雨的侵蝕,可覆蓋纖維網(wǎng),由于坡面沒有任何的加筋處理,在暴雨和徑流的沖蝕下極易導(dǎo)致坡面破壞,因此一般應(yīng)在每年3-5月進(jìn)行。

　　2.工程防護(hù)。工程防護(hù)主要是針對(duì)不適宜植物生長(zhǎng)的土質(zhì)填、挖方邊坡或風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育不良的巖石路基邊坡等,采取工程防護(hù)措施即設(shè)置人工構(gòu)造物防護(hù)。

　　3.干砌片石。干砌片石適用于保護(hù)邊坡免受大氣降水和地面徑流的侵害,以及保護(hù)浸水路堤邊坡免受水流沖刷。對(duì)嚴(yán)重潮濕或有凍害的路段、長(zhǎng)期承受主動(dòng)土壓力地段一般不宜采用干砌片石防護(hù),可用于下邊坡中的土質(zhì)邊坡防護(hù),坡度為1:1.5-1:2。

　　4.漿砌片石。漿砌片石設(shè)置在浸水路堤及可能發(fā)生坡面被沖刷的土質(zhì)邊坡,應(yīng)做好排水與防護(hù)的結(jié)合,否則不宜采用。當(dāng)水流速度較大時(shí)(如4-5m/s),波浪作用較強(qiáng),以及河流可能有流木及其他撞擊物等沖擊作用時(shí),宜采用漿砌片石防護(hù),必要時(shí)可與浸水擋墻或護(hù)面墻同時(shí)設(shè)置。漿砌片石護(hù)坡優(yōu)點(diǎn)是耐久性較好,適宜防護(hù)不同控制邊坡中的巖土層和不同位置的邊坡,且造價(jià)適中,故適用于上下邊坡中的一般坡面。

　　5.拱式、網(wǎng)格防護(hù)。這種防護(hù)方式克服了魚鱗狀砌石防護(hù)排水抗沖刷能力弱和污工量大的特點(diǎn),最大限度地綠化坡面,外觀較好,在高填方、長(zhǎng)直線的護(hù)坡段,能達(dá)到美化、綠化的雙重效果,是近年來公路防護(hù)常用的方法之一。缺點(diǎn)是施上較繁瑣,勞動(dòng)強(qiáng)度大,對(duì)坡面要求嚴(yán)格,拱內(nèi)必須填土植草或進(jìn)行其他工程防護(hù),否則易被雨水沖蝕。

　　6.預(yù)制塊鋪砌防護(hù)。這是目前高速公路上應(yīng)用較多的護(hù)坡方法之一,由于預(yù)制塊的規(guī)格一致,易于施工,外觀整齊,最大限度地減少了坡面防護(hù)對(duì)植草綠化的依賴性,即使坡面綠化效果不好,也不容易造成太嚴(yán)重的沖刷現(xiàn)象,所以,目前大多數(shù)高速公路采用這種方式,缺點(diǎn)是造價(jià)高,施工難度大。

　　7.噴射混凝土防護(hù)。噴射混凝土法分為素噴法和錨噴法。素噴法為直接將高標(biāo)號(hào)砂漿噴射在大致平整的巖面上,使坡面易松散的顆粒得以穩(wěn)固,保證行車及行人的安全。它用于表層易松散的風(fēng)化巖面。錨噴法,其工作原理是利用錨桿將滑動(dòng)體固定在山體上,以錨桿約束山體的滑動(dòng),并在滑動(dòng)體表面錨頭上加掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土,在滑動(dòng)體表面形成鋼筋混凝土板體結(jié)構(gòu),這樣可以將松散的巖石固定為一個(gè)整體,以達(dá)到徹底根治滑坡的目的。錨噴法適用于大部分巖石土和碎石土等地質(zhì)結(jié)構(gòu)山體和易產(chǎn)生滑坡地段,它可預(yù)防早期滑坡的產(chǎn)生。只要產(chǎn)生滑動(dòng)的區(qū)域面積不很大,滑動(dòng)層不很厚,都可以采用此方法。

　　此外,對(duì)于邊坡破壞較嚴(yán)重的情況,如出現(xiàn)塌方、滑坡以及可能出現(xiàn)失穩(wěn)等,必須采取相應(yīng)的措施來確保邊坡的穩(wěn)定性(強(qiáng)度方面)和安全性(變形方面)。根據(jù)邊坡的不良工程地質(zhì)特征和滑坡加固治理與防護(hù)工程特點(diǎn),主要選取適用性強(qiáng)、易于操作、工程負(fù)效應(yīng)小的措施,如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等,使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學(xué)條件和地質(zhì)條件。