淺談公路邊坡的支護(hù)

【摘 要】隨著我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，在公路修建過(guò)程中出現(xiàn)的邊坡及其防護(hù)問(wèn)題越來(lái)越重要。本文系統(tǒng)介紹了近幾年國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的支護(hù)形式及其適用條件。

【關(guān)鍵詞】公路邊坡；支護(hù)

Shallow talk a highway side of the ascent to protect

Sun De-qian

(The Changtai superhighway limited liability company Jian Jiangsu 343000)

【Abstract】Along with the our country Gao grade highway construction of fly soon development， appear in the highway build the process of side ascent and its protection problem more and more importance.This text system introduction is domestic and international familiar for the last few years of protect a form and it apply a condition.

【Key words】Highway side ascent;Protect

目前，我國(guó)山區(qū)高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展。在高等級(jí)公路的修建中，出現(xiàn)大量的深挖路塹與高填路堤邊坡，其防護(hù)問(wèn)題非常突出。為了滿足安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理雙重目標(biāo)，對(duì)高邊坡病害特征的深入分析和對(duì)其治理工程方案的慎重選擇顯得十分重要。

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(lái)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。

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。

對(duì)公路邊坡進(jìn)行防護(hù)，必須考慮以下問(wèn)題：邊坡穩(wěn)定：保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差與溫度變化的影響，防止和延緩軟巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過(guò)程，從而保護(hù)路基的整體穩(wěn)定性。環(huán)境保護(hù):使工程對(duì)環(huán)境的擾亂程度減少到最小，并謀求人工構(gòu)造物與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。綜合效應(yīng)：綜合防光，防眩，防煙，誘導(dǎo)司機(jī)視線，改善景觀等目的進(jìn)行邊坡綠化防護(hù)，充分發(fā)揮防護(hù)工程的綜合效益。

1. 工程防護(hù) 

1.1 抹面與捶面。

1.1.1 適用條件：

1.1.1.1 對(duì)各種易于風(fēng)化的軟巖層（如泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖、千枚巖、泥質(zhì)板巖等）邊坡，當(dāng)巖層風(fēng)化不甚嚴(yán)重時(shí)。

1.1.1.2 所防護(hù)的邊坡，本身必須是穩(wěn)定的，但其坡面形狀、陡度及平順性不受限制。

1.1.1.3 所防護(hù)的邊坡，必須是干燥、無(wú)地下水的巖質(zhì)邊坡。

1.1.2 構(gòu)造要求：

1.1.2.1 抹面厚度一般為5～7cm，捶面厚度為10～15cm，一般為等厚截面。

1.1.2.2 抹面與捶面工程的周邊與未防護(hù)坡面銜接處，應(yīng)嚴(yán)格封閉。如在其邊坡頂部做截水溝，溝底與溝邊也要做抹面或捶面防護(hù)。

1.1.2.3 大面積抹面或捶面時(shí)，每隔5～10m應(yīng)設(shè)伸縮縫。

1.2 灌漿與勾縫。灌漿適用于石質(zhì)堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、巖層內(nèi)部節(jié)理發(fā)育，但裂縫寬度較小的巖質(zhì)路塹邊坡。勾縫適用于石質(zhì)較堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、張開(kāi)節(jié)理不甚發(fā)育，且節(jié)理縫較大較深的巖石路塹邊坡上。

1.3 水泥土護(hù)坡。

1.3.1 適用條件：

1.3.1.1 適用于粉土、粉砂、粉質(zhì)粘土、粘土等填方邊坡。

1.3.1.2 易受洪水浸淹的路基填方邊坡。

1.3.1.3 可用于鹽漬土地區(qū)。

1.3.2 構(gòu)造要求：水泥土護(hù)坡厚度一般為10～20cm。水泥摻量一般為8％～15％，具體摻量施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

1.4護(hù)面墻。

1.4.1 適用條件：

1.4.1.1 多用于易風(fēng)化的云母巖、綠泥片巖、千枚巖及其它風(fēng)化嚴(yán)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。

1.4.1.2 所防護(hù)的邊坡本身必須是穩(wěn)固的。

1.4.1.3 護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻和肋式護(hù)面墻。實(shí)體護(hù)面墻適用于一般土質(zhì)及碎石邊坡；空窗式護(hù)面墻用于邊坡緩于1：0.75，孔窗內(nèi)可采用捶面（坡面干燥時(shí)）或干砌片石；拱式護(hù)面墻用于邊坡下部巖層較完整，而需要防護(hù)上部邊坡者或通過(guò)個(gè)別軟弱地段時(shí)，邊坡巖層較完整且坡度較陡時(shí)采用肋式護(hù)面墻。

1.4.2 構(gòu)造要求：

1.4.2.1 實(shí)體護(hù)面墻。

（1） 厚度視墻高而定，一般采用0.4～0.6m，底寬一般等于頂寬加H/10～H/20;單級(jí)護(hù)墻的高度一般不超過(guò)15m，多級(jí)護(hù)墻的總高度一般不超過(guò)30m。

（2） 沿墻身長(zhǎng)度每隔10m設(shè)置一道2cm的伸縮縫，縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。在泄水孔后用碎石和砂做成反濾層，以排除墻后排水。

（3） 修筑護(hù)面墻前，對(duì)所有的邊坡清除風(fēng)化層至新鮮巖層，對(duì)風(fēng)化迅速的巖質(zhì)（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(hù)面墻。

（4） 頂部應(yīng)用原土夯填，以免水流沖刷。

1.4.2.2 孔窗式護(hù)面墻。

孔窗式護(hù)面墻的窗孔通常為半圓拱形，高2.5～3.5m，寬2～3m，半徑1～1.5m。其基礎(chǔ)、厚度、伸縮縫等與實(shí)體護(hù)面墻相同，窗孔內(nèi)視具體情況，采用干砌片石、植草或捶面。

1.4.2.3 拱式護(hù)面墻。拱跨較小時(shí)（2～3m），拱圈可采用10#水泥砂漿砌片石，拱高視邊坡下面完整巖層高度而定，拱跨較大時(shí)，可采用砼拱圈。

1.5噴漿或噴射混凝土防護(hù)。

1.5.1 適用條件:。

1.5.1.1 適用于巖性較差、強(qiáng)度較底、易風(fēng)化或堅(jiān)硬巖層風(fēng)化破碎、節(jié)理發(fā)育、其表層風(fēng)化剝落的巖質(zhì)邊坡；

1.5.1.2 當(dāng)巖質(zhì)邊坡因風(fēng)化剝落和節(jié)理切割而導(dǎo)致大面積碎落，以及局部小型坍塌、落石時(shí)，可采用局部加固處理后，進(jìn)行大面積噴漿（噴射混凝土）。

1.5.1.3 不能承受山體壓力，邊坡須是穩(wěn)定的。

1.5.2 構(gòu)造要求：

1.5.2.1 噴漿厚度不宜小于1.5～2cm，噴射混凝土的厚度以3～5cm為宜。

1.5.2.2 為防止坡面水的沖刷，沿噴漿（噴射混凝土）坡面頂緣外側(cè)設(shè)置一條小型截水溝。

1.5.2.3 漿體兩側(cè)鑿槽嵌入巖層內(nèi)。

1.6噴錨防護(hù)。

1.6.1 適用條件。凡易于噴漿（噴射混凝土）防護(hù)的巖質(zhì)邊坡，當(dāng)巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育，在破碎巖層較厚的情況下，如果繼續(xù)風(fēng)化，將導(dǎo)致墜石或小型崩塌，從而影響整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。它具有較高的強(qiáng)度，較好的抗裂性能，能使坡面內(nèi)一定深度內(nèi)的破碎巖層得以加強(qiáng)，并能承受少量的破碎體所產(chǎn)生的側(cè)壓力。

1.6.2 構(gòu)造要求：

1.6.2.1 為防止坡面水的沖刷，沿噴漿（噴射混凝土）坡面頂緣外側(cè)設(shè)置一條小型截水溝。

1.6.2.2 錨固深度視邊坡巖層的破碎程度及破碎層的厚度而定，用1：3的水泥沙漿固結(jié)。

1.6.2.3 噴漿厚度不小于3cm，噴射混凝土的厚度不小于5cm。

1.6.2.4 錨桿的類型有樹(shù)脂錨桿、全長(zhǎng)砂漿錨桿、塑料錨桿、水泥錨桿和縫管錨桿。

1.6.2.5 提高錨桿承載力的措施主要有延長(zhǎng)錨固段長(zhǎng)度、二次壓漿、采用端頭擴(kuò)大或多段擴(kuò)大頭錨桿、重復(fù)高壓灌漿和改變錨桿傳力特征的剪力或壓力型錨桿。其中二次壓漿和重復(fù)高壓灌漿比較實(shí)用有效。

1.7土釘墻。土釘墻是一種較新式的結(jié)構(gòu)物，它主要由“釘”（即錨桿）、混凝土面板（掛網(wǎng)噴射混凝土）、錨板組成。

1.7.1 作用機(jī)理。通過(guò)規(guī)則排列的錨桿（“釘”）、面板、錨板將邊坡一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行原位加固，形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu)式的墻-土釘墻，墻后土壓力由土釘墻承擔(dān)。

1.7.2 適用條件。主要適用于風(fēng)化破碎較嚴(yán)重的巖石邊坡，也可用于粉土、礫石和砂土邊坡。承受土壓力一般，其最大優(yōu)點(diǎn)是從上往下逐層開(kāi)挖土石方并及時(shí)對(duì)邊坡進(jìn)行封閉加固，能有效減少邊坡因開(kāi)挖臨空而帶來(lái)的英里釋放，使邊坡保持原來(lái)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，避免坍塌。

1.7.3 構(gòu)造要求：

1.7.3.1 施工程序?yàn)椋撼煽祝蹇祝媒睿{－噴射第一層細(xì)石混凝土－裝掛鋼絲網(wǎng)－噴射第二層細(xì)石混凝土。

1.7.3.2 第一層細(xì)石混凝土厚7～10cm，第二層細(xì)石混凝土厚8cm。

1.8 預(yù)應(yīng)力錨索梁。預(yù)應(yīng)力錨索梁是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型加固措施。結(jié)構(gòu)分為錨索和錨梁兩部分。1.8.1 作用機(jī)理、把破碎松散巖層組合連接成整體，并錨固在地層深部穩(wěn)固的巖體上，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力，使錨索長(zhǎng)度范圍內(nèi)的軟弱巖體（層）擠壓密實(shí)，提高巖層層面間的正壓力和摩阻力，阻止開(kāi)裂松散巖體位移，從而達(dá)到加固邊坡的目的。這種方法的最大特點(diǎn)是：可保持既有坡面狀態(tài)下深入坡體內(nèi)部進(jìn)行大范圍加固；預(yù)先主動(dòng)對(duì)邊坡松散巖層施加正壓力，起到擠密鎖固作用；同時(shí)，錨索孔高壓注漿，漿液充填裂隙和孔隙，又可提高破碎巖體的強(qiáng)度和整體性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低廉。

1.8.2 適用條件。裂隙和斷層發(fā)育、防緩邊坡工作量巨大的高陡邊坡。

1.8.3 構(gòu)造要求：

1.8.3.1 錨梁：錨梁為鋼筋混凝土梁，采用C30混凝土澆注，它不僅為預(yù)應(yīng)力錨索提供反力裝置，而且也對(duì)邊坡巖土有著框箍和壓緊作用。

1.8.3.2 錨梁的施工順序?yàn)椋悍谰€挖槽-綁扎鋼筋-支模-澆注混凝土。

1.8.3.3 錨梁與錨索交叉部位預(yù)留塑料套管，便于錨索從中間穿過(guò)；在錨頭部位預(yù)埋承壓鋼板，并與錨梁澆注成整體。

1.8.3.4 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序?yàn)椋悍劈c(diǎn)鉆孔-編制鋼絞線-注漿-張拉鎖定。

1.8.3.5 可與噴射混凝土或框格護(hù)坡相結(jié)合。

2. 植物防護(hù) 

2.1 種草。

2.1.1 適用條件。邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡，一般要求邊坡坡度不陡于1:1，邊坡坡面水徑流速度不超過(guò)0.6m/s，長(zhǎng)期浸水邊坡不適用。

2.1.2 種植方式。根據(jù)施工方法不同，有以下幾種方式:

2.1.2.1 種子撒播法：適用于邊坡土質(zhì)較軟，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及邊坡緩于1：1的情況。

2.1.2.2 噴播法：適用于礫間有砂的礫質(zhì)土，或厚度在25mm以下的砂質(zhì)土，厚度在23mm以下的粘性土、亞粘土土坡，或當(dāng)厚度在25mm以上的硬質(zhì)土?xí)r，在常降暴雨地區(qū)，則與鋪席工程并用。

2.1.2.3 客土噴播法：客土噴播技術(shù)是一種改善邊坡植生環(huán)境，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，從而在普通條件下無(wú)法綠化或綠化效果差的邊坡上實(shí)現(xiàn)立體綠化、恢復(fù)自然植被的新技術(shù)?？屯羾姴シň哂袕V泛的適應(yīng)性，土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡都適用。

2.1.2.4 點(diǎn)穴、挖溝法 。

方法：點(diǎn)穴法是在邊坡上用鉆具挖掘直徑5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米約8～12個(gè)，將固體肥料等防入，用土、砂等將洞埋住后，再種種子。挖溝法是在邊坡大致按水平間隔50cm左右，挖掘10～15cm深的溝，放入肥料后，撒播種子。

適用于：公路兩側(cè)的綠化用地立地條件較差的情況，如硬質(zhì)土或花崗巖風(fēng)化砂土挖方邊坡。 

2.2鋪草皮。

2.2.1 適用條件。

各種土質(zhì)邊坡，特別是坡面沖刷比較嚴(yán)重、邊坡較陡（可達(dá)60°），徑流速度達(dá)0.6m/s時(shí)。

2.2.2 鋪草皮的方式。平鋪、水平疊鋪、垂直坡面或與坡面成一半破腳的傾斜疊置，以及采用片石等鋪砌成方格或拱形邊框、方格內(nèi)鋪草皮等。

2.3植樹(shù)。適用于：各種土質(zhì)邊坡和風(fēng)化極嚴(yán)重的巖石邊坡，邊坡坡度不陡于1：1.5，在路基邊坡和漫水河灘上種植植物，對(duì)于加固路基與防護(hù)河岸收到良好的效果?？梢越档退魉?，種在河灘上可促使泥沙淤積，防止水流直接沖刷路堤。植樹(shù)最好與植草相結(jié)合。高等級(jí)公路邊坡上嚴(yán)禁種喬木。

3. 柔性支護(hù) 

3.1 三維植被網(wǎng)。三維植被網(wǎng)又稱防侵蝕網(wǎng)，以熱塑樹(shù)脂為原料。結(jié)構(gòu)分為上下兩層，上層為一個(gè)經(jīng)雙面拉伸的高模量基礎(chǔ)層，強(qiáng)度足以防止植被網(wǎng)的變形，并能有效防止水土流失，下層是一層彈性的、規(guī)則的、凹凸不平的網(wǎng)包組成。

3.1.1 作用機(jī)理：。三維植被網(wǎng)是由多層塑料凹凸網(wǎng)和高強(qiáng)度平網(wǎng)復(fù)合而成的立體網(wǎng)結(jié)構(gòu)。面層外觀凹凸不平。材質(zhì)疏松柔韌，留有90%以上的空間可填充土壤及沙粒，將草籽及表層土壤牢牢護(hù)在立體網(wǎng)中間。

3.1.2 特點(diǎn)。

3.1.2.1 固土效果極好。實(shí)驗(yàn)證明：在草皮形成之前，當(dāng)坡度為45度時(shí)，三維植被網(wǎng)的固土阻滯率高達(dá)97.5%。即使坡面角達(dá)到90°時(shí)，三維植被網(wǎng)仍可保留阻滯住60%的土壤。

3.1.2.2 抗沖刷能力強(qiáng)。三維網(wǎng)墊及植物根系可起到淺層加筋的作用，這種復(fù)合體系具有及強(qiáng)的抗沖刷能力，能夠達(dá)到有效防護(hù)邊坡的目的。

3.1.2.3 網(wǎng)墊原材料采用聚乙烯，無(wú)毒且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可靠，埋在地下壽命可達(dá)50年以上，即使暴露在陽(yáng)光下壽命也長(zhǎng)達(dá)10多年。

3.1.2.4 草種采用混合草種，生長(zhǎng)成坪快；抗逆性強(qiáng)、耐貧瘠、耐粗放式管理等。

3.1.3 適用條件。

設(shè)計(jì)穩(wěn)定的土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡，特別是土質(zhì)貧瘠的邊坡和土石混填的邊坡可以起到固土防沖并改善植草質(zhì)量的良好效果。

3.2 鋼繩網(wǎng)主動(dòng)防護(hù)。通過(guò)錨桿和支撐繩以固定方式將鋼繩網(wǎng)蓋在坡面上。

作用機(jī)理為通過(guò)固定在錨桿或支撐繩上并施以一定預(yù)張拉的鋼繩網(wǎng)，以及在用作風(fēng)化剝落、溜塌或坍落防護(hù)中抑制細(xì)小顆粒、灑落或土體流失時(shí)鋪以金屬網(wǎng)或土工格柵，對(duì)整個(gè)邊坡形成連續(xù)支撐。其預(yù)張拉作業(yè)使系統(tǒng)緊貼坡面形成了局部巖坡或土體移動(dòng)或發(fā)生細(xì)小位移后將其裹縛于原位附近的預(yù)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)其主動(dòng)防護(hù)的功能。其系統(tǒng)作用原理類似噴錨支護(hù)等層面防護(hù)體系。然其柔性特征能使系統(tǒng)將局部體中下滑力向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的防護(hù)能力，從而使系統(tǒng)能承受較大的下滑力，同時(shí)它與三維植被網(wǎng)一樣與植物配套實(shí)現(xiàn)植物防護(hù)，使植物根系的固土作用與坡面防護(hù)系統(tǒng)結(jié)為一體，實(shí)現(xiàn)最佳邊坡防護(hù)和環(huán)保。

3.3 鋼繩網(wǎng)被動(dòng)防護(hù)。該方法是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網(wǎng)，由鋼繩網(wǎng)、固定系統(tǒng)、減壓環(huán)和鋼柱四部分組成。

3.3.1 適用條件。巖體交互發(fā)育、坡面整體性差，有巖崩可能的高路塹邊坡。

3.3.2 作用機(jī)理。當(dāng)落石沖擊攔石網(wǎng)時(shí)，其沖擊力通過(guò)網(wǎng)的柔性得以首先消散，并將剩余荷載從沖擊點(diǎn)向繩網(wǎng)系統(tǒng)周邊逐級(jí)加載，最終傳到錨固基巖和地層，且由錨桿及其基礎(chǔ)承受的最終剩余荷載以達(dá)很小的程度。 

4. 綜合防護(hù) 

4.1 巖質(zhì)邊坡綠化噴播技術(shù)。綠化噴播技術(shù)，其核心是在巖質(zhì)坡面營(yíng)造一個(gè)既能讓植物生長(zhǎng)發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。它利用特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖面上，由于水泥的粘結(jié)作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植免遭沖蝕，而空隙內(nèi)填有種子、土壤、保水材料等，空隙既是種植基質(zhì)的填充空間，又是植物根系的生長(zhǎng)空間。

4.1.1 適用條件。不僅適用于所有開(kāi)挖后的巖體邊坡，而且對(duì)于巖堆、軟巖、碎裂巖、散體巖、極酸性土巖以及擋土墻、護(hù)面墻、混凝土結(jié)構(gòu)邊坡等不宜綠化的惡劣環(huán)境。

4.1.2 施工方法。