公路路塹邊坡防護技術探討

龔東雪 趙 鑫

（1.南陽路遠公路工程試驗檢測有限公司 南陽 473000； 2.南陽市交通基本建設工程質量監督站 南陽 473000）

長期以來，公路路基邊坡的防護技術是公路修筑中的一個薄弱環節。隨著我國公路建設的飛速發展，特別是高等級公路在全國興起，由于高速公路對縱斷面要求比較平緩，在微丘和山嶺區必然造成大填大挖，因此邊坡的防護問題也日益突出。因此，如何根據不同的施工條件和地質情況，加強對路塹邊坡的防護工程措施，成為公路工程技術人員研究的重點。對此，筆者在多年工作經驗基礎上，對公路路塹邊坡防護技術及未來發展趨向進行簡要介紹。

1 選擇防護技術的原則

路塹邊坡防護技術的種類和方法是多種多樣的，但應符合“因地制宜、就地取材、經濟適用、照顧景觀”的原則。因地制宜，就是要結合實際地形、地質條件，確定防護方法，過高的防護標準將會增加工程造價，過低的防護標準則又達不到防護的目的，因而結合實際情況制定出適宜的防護措施是非常必要的。就地取材，就是盡量利用在當地適合植物生長的土質路段，優先選用植物防護；經濟適用，就是要力求節省工程費用和其他開支，既要少花錢，多辦事，又要經濟耐用和養護工作量小；照顧景觀，就是不但要能保護邊坡，而且還應當力求適合當地環境，美觀一些。雖然修建公路對其周邊經濟發展起到了巨大的促進作用，但對環境也造成一定的破壞，所以應當盡可能采取符合環保要求并與周圍景觀相協調的防護措施，以彌補對生態環境造成的損害，所以要與環境效益結合考慮。

2 防護技術的類型

公路路塹邊坡防護技術大體上可分為2種類型，即植物防護和工程防護。

2.1 植物防護

植物防護就是在邊坡上種植草叢或樹木或兩者兼有，以減緩邊坡上的水流速度，利用植物根系固結邊坡表層土壤以減輕沖刷，從而達到保護邊坡的目的。這對于一切適合種植的土質邊坡都是應當首先選用的防治措施。植物防護還可以綠化環境，和周圍景觀相協調，也是一種符合環保要求的防護辦法。草種應就地選用覆蓋率高，根部發達、莖葉低矮、耐寒耐旱且具有匍匐莖的多年生植物品種，也可引進適應當地土壤氣候的優良草種，其中屬于禾木科的如蘭莖冰草、扁穗冰草和無芒雀麥等；豆科植物有紅豆草、小冠花和檸條等。草種有條播法、噴撒法、密鋪法、框架內植草等方法。還有植樹法。植樹不僅可以加強邊坡的穩定性，防風固沙，減輕冰雪對路面的危害，還可以美化路容，調節小氣候。大量栽樹還可以獲得部分木材，增加收益。但是高大喬木不能植于公路彎道內側，以免影響視線。

2.2 工程防護

對不適宜植物生長的土質或風化嚴重、節理發育的巖石路塹邊坡，以及碎石土的挖方邊坡等，只能采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型很多，有護面墻防護、干砌片石防護、錨桿防護、抗滑樁防護和擋土墻防護。各種防護技術都各有其優、缺點和適用條件。一般說除錨桿、抗滑樁和擋土墻外，其他各種防護皆不承受荷載，所以只要邊坡穩定，可以不進行內力分析，直接根據適用條件選擇使用。現簡單介紹如下。

2.2.1 坡面防護

坡面防護包括抹面、捶面、噴漿、噴射水泥混凝土等形式。

（1）抹面防護。對于易受風化的軟質巖石，如頁巖、泥灰、千枚巖等材料的路塹邊坡，暴露在大氣中很容易風化剝落而逐漸破壞，因而常在坡面上加設一層耐風化表層，以隔離大氣的影響，防止風化。常用的抹面材料有各種石灰混合料灰漿、水泥砂漿等。抹面厚度一般為3～7cm，可使用6～8年。為防止表面產生微細裂縫影響抹面使用壽命，可在表面涂一層瀝青保護層。

（2）捶面防護。捶面防護與抹面防護相近，其使用材料也大體相同。為便于捶打成型，常用的材料除石灰、水泥混合土外，還有石灰、爐渣、粘土拌和的三合土與再加適量砂粒的四合土。一般厚度10～15cm，捶面厚度較抹面厚度要大，相應強度較高，可抵御較強的雨水沖刷，使用期約8～10年。抹面、捶面是我國公路建設中常用的防護方法，材料均可就地采集，造價低廉，但強度不高，耐久性差，手工作業，費時費工。

（3）噴砂漿和噴水泥混凝土防護。噴砂漿和噴水泥混凝土防護適用于易風化軟巖、裂隙和節理發育、坡面不平整、破碎較嚴重的石質挖方邊坡。對于這些邊坡采用抹面、捶面防護的方式就難以奏效，故應采取機械噴射水泥砂漿或水泥混凝土加固。噴漿或噴射混凝土可以防止坡面進一步風化、剝落，同時可使裂隙間破碎石塊得到砂漿充填而加固。由于水泥砂漿和水泥混凝土均具有很高的強度，因而可以收到較好的防護效果。

2.2.2 砌石防護

砌石防護包括護面墻、干砌片石防護、漿砌片石護坡。

（1）護面墻。護面墻是采用漿砌片石結構，覆蓋在各種軟質巖層和較破碎的挖方邊坡，使之免受大氣影響而修建的墻體，以防止坡面繼續風化。在缺乏石料的地區，也可以采用現澆水泥混凝土或用預制混凝土塊砌筑。護面墻除自重外，不擔負其他荷載，也不考慮承受墻后的土壓力，因此護面墻除防護邊坡外，也能增加路塹美觀。所以在巖石甚至在一些土質路塹邊坡也可砌筑一定高度的護面墻，以美化路容。

（2）干砌片石防護。干砌片石防護適用于土質、軟巖及易風化、破壞較嚴重的填、挖方邊坡，以防止雨、雪水流沖刷。在砌面防護中，宜首選干砌片石結構，這不僅為了節省投資，而且可以適應邊坡有較大的變形。干砌片石受水流沖擊時，細小土顆粒易被水流沖刷帶走而引起較大的沉陷，為防止坡面土層被水流沖擊和減輕漂浮物的撞擊力，應在干砌防護下面設置碎石或砂礫構成的墊層。干砌片石坡腳應視土質情況設置不同埋深的基礎。

（3）漿砌片石防護。漿砌片石防護也是公路路塹邊坡防護中常用的工程防護方法。漿砌片石是用水泥砂漿將片石間隙填滿，使砌石成為一個整體，以保護坡面不受外界因素的侵蝕，所以比干砌片石有更高的強度和穩定性。干砌或漿砌片石防護在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。砌石防護的優越性是顯而易見的，它堅固耐用，材料易得，施工工藝簡單，防護效果較好，因而在公路的邊坡防護中得到了廣泛的應用。

2.2.3 錨桿防護

錨桿防護適用于坡面為碎裂的硬巖或層狀結構的不連續地層以及坡面巖石與基巖分離并有可能下滑的路塹邊坡，特別對巖層傾角接近邊坡坡腳和有裂隙的原層巖石，更為適合。施工時，在巖石邊坡上盡量垂直于巖層傾角，用鑿巖機械鉆孔至穩定基巖區。將錨桿插入，用水泥砂漿錨固，使坡面巖體和有下滑可能的巖石與基巖連成整體。若巖石邊坡破碎，節理發育時，可在錨桿與坡面間同時采用噴漿或掛網噴漿以提高防護能力。錨固深度應根據巖體性質確定，并伸入到穩定基巖內。錨孔插入鋼筋錨桿后，即用壓力灌注水泥砂漿。若采用掛網噴漿時，鐵絲網可使用較細的普通鍍鋅鐵絲編制。也可以采用高強度聚合物土工格柵代替鐵絲網。

2.2.4 抗滑樁防護

滑坡是路塹邊坡中經常遇到的一種自然災害。大的滑坡災害的發生可造成交通中斷，對人民的生命和財產構成極大的威脅。因此應采取有效的措施對其進行整治。設置抗滑支擋結構，阻止坡體的滑動，這是目前工程中應用最廣的方法，其結構型式有多種類型，如抗滑擋墻、抗滑樁、抗滑錨索樁等，其中以抗滑樁的應用最為廣泛。抗滑樁防治滑坡的基本原理是在滑坡中的適當位置設置一系列樁，樁穿過滑面進入下部穩定滑床，利用錨固段阻止坡體的滑動。

2.2.5 擋土墻防護

公路路塹邊坡防護工程中，大量的擋土結構得到了廣泛應用。擋土墻按斷面的幾何形狀及特點，常見的形式有：重力式、錨桿式、土釘墻、懸臂式、扶臂式、柱板式和豎向預應力錨桿式等。各種擋土墻都有其特點及適用范圍，在處理實際擋土工程時，應對可能提供的一系列擋土體系的可行性作出評價，選取合適的擋土結構型式，做到安全、經濟、可行。

（1）重力式擋土墻。重力式擋土墻是以擋土墻墻自身重力來維持其在水土壓力等作用下的穩定，是我國目前常用的一種擋土結構型式。重力式擋土墻可用磚、石、素混凝土、磚塊等建成，其優點是就地取材、結構簡單、施工方便、經濟效益好；缺點是工程量大，地基沉降大，它適合于擋土墻高度在5～6m的小型工程。

（2）錨桿擋土墻。錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土面板及錨桿組成的支擋結構物。面板起支護邊坡土體并把土的側壓力傳遞給錨桿的作用，錨桿通過其錨固在穩定土層中的錨固段所提供的拉力來保證擋土墻的穩定，而一般擋土墻是靠自重來保持其穩定。

（3）土釘墻。土釘墻是由放置在土體中的土釘體、被加固的土體和噴射混凝土面板組成，三者形成一個類似重力式墻的土擋土墻。土釘的復合土體起著箍束骨架作用，從而提高了原位土體強度。由模擬試驗表明，土釘墻在超載作用下的變形特征，表現為持續的漸進性破壞，而素土表現為脆性破壞。

（4）錨釘墻。錨釘墻支護技術有著比單純錨桿支護或土釘支護更廣泛的適用范圍，它可結合錨桿深部加固和土釘淺部加固的優點，來對邊坡進行加固處理。

（5）懸臂式擋土墻。懸臂式擋土墻是鋼筋混凝工結構，由立臂、墻趾板和墻踵板3個懸臂部分組成，墻身穩定主要依靠墻踵板上的填土重力來保證，斷面尺寸較小。

（6）扶臂式擋土墻。扶臂式擋土墻也是鋼筋混凝土結構，由立臂（墻面板）、墻趾板、墻踵板和扶肋組成，沿懸臂式擋土墻的墻長，每隔一定距離增設扶肋，把立臂與墻踵板連接起來。

（7）柱板式擋土墻。柱板式擋土墻由鋼筋混凝土立柱、擋板底梁、底板、基座和鋼拉桿組成，借底板上部土體的自重作用平衡全墻。該墻適用于土質路塹高邊坡或處治邊坡坍塌。

（8）豎向預應力錨桿式擋土墻。豎向預應力錨桿式擋土墻是將錨桿豎向錨固在地基中，并砌筑于墻身內，最后張拉錨桿，利用錨桿的彈性回縮對墻身施加預應力來提高擋土墻的穩定性。適用于巖質地基，多用于抗滑擋土墻。

3 路塹邊坡防護技術發展趨向

3.1 工程防護逐漸減少

工程防護形式的防護能力強，但是美化效果差。修建較早的公路路塹邊坡防護大都是不見草木，尤其在北方地區更普遍。采用漿砌片石網格、預制混凝土網格、預制混凝土六角塊等相對美觀，但從與周圍環境相協調的角度來看，都有明顯的人工跡象。隨著我國公路的高速發展，對公路沿線景觀的要求不斷提高，美觀及與自然環境相協調越來越受到人們的重視。工程防護的應用在不斷減少，除了有些地方必須采用這種防護方式外，許多高速公路都盡量避免這種形式，以達到較好的環境景觀效果。

3.2 大力發展生態型防護

生態型植被護坡不僅能起到保護路塹邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及溫度變化的影響，防止延緩軟弱巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變進程，保護邊坡的整體穩定性，而且在一定程度上還可以兼顧美化、恢復生態環境和協調自然環境的作用。在當今全社會對環境保護非常重視的環境中，生態型護坡必然成為今后公路邊坡防護的主流形式。大力發展和研究新型的邊坡生態防護技術是今后發展的趨向。目前，許多高速公路邊坡上還大量采用了植被防護的形式，并采用了不同的植被類型，取得了較好的環境景觀效果。

4 結語

公路及其附屬建筑物的邊坡穩定是保證其正常使用的前提條件。邊坡的防護技術類型很多，本文只介紹了一些較常用的類型，對其各自的特點及適應性進行了描述，并探討了路塹邊坡防護技術今后的發展方向。在實際工作中，還要強調自然界和人為因素的到為作用，強調巖土參數的準確性，因地制宜地選用上述方法，進行符合實際的準確設計計算，達到邊坡防護的目的。