我國(guó)高速鐵路邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)綜述

謝曉倩

（四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng)618000）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速鐵路以高速、舒適的特點(diǎn)在我國(guó)鐵路系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，截至2020年年底，我國(guó)高速鐵路總里程達(dá)到3.79×104km，八縱八橫高速鐵路路網(wǎng)加速成型。高速鐵路的出現(xiàn)及發(fā)展逐漸改變了人們的出行模式，同時(shí)，它也成為我國(guó)一張亮麗的名片。我國(guó)高速鐵路的高速性、舒適性和安全性是我國(guó)高速鐵路技術(shù)輸出的重要標(biāo)準(zhǔn)。所以，高速鐵路的安全性也逐漸成為人們最關(guān)心的問題之一。高速鐵路的安全性分別涉及設(shè)計(jì)階段、施工階段及運(yùn)營(yíng)階段。本文主要探討高速鐵路運(yùn)營(yíng)階段邊坡引起的安全問題。

2 我國(guó)高速鐵路邊坡現(xiàn)狀

高速鐵路路網(wǎng)的成熟伴隨著高速鐵路中路基段、隧道洞口或棄土場(chǎng)等建設(shè)活動(dòng)的開發(fā)，避免不了進(jìn)行山體高填深挖，工程活動(dòng)對(duì)已穩(wěn)定的土體產(chǎn)生擾動(dòng)，在產(chǎn)生高陡邊坡的同時(shí)也帶來一系列邊坡失穩(wěn)、水土流失等問題。而被擾動(dòng)后的土體在外界因素的作用下造成的水土流失和生態(tài)景觀的破壞，與傳統(tǒng)的水土流失的機(jī)理及危害程度有很大的不同。雖然，隨著設(shè)計(jì)理念的更新，在高速鐵路建設(shè)活動(dòng)中，高填深挖的情況在逐漸減少，但一些線路受國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工程項(xiàng)目布局及規(guī)劃、地形地貌等條件限制，仍不可避免會(huì)出現(xiàn)高陡邊坡。所以，高速鐵路高陡邊坡穩(wěn)定性仍是高速鐵路安全性的重要問題之一。邊坡失穩(wěn)對(duì)鐵路線路會(huì)造成極大的危害，輕則導(dǎo)致線路中斷，重則造成嚴(yán)重的列車脫軌事故，造成重大的人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，強(qiáng)降雨、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣引發(fā)的較大山體滑坡事故1件；2020年3月，T179次列車撞上滑坡體導(dǎo)致1人死亡、4人重傷、123人輕傷，事故造成直接經(jīng)濟(jì)損失2 235.317 2萬(wàn)元。因此，保證高速鐵路高陡邊坡穩(wěn)定性在極大程度上保障了高速鐵路的運(yùn)營(yíng)安全，而保障高速鐵路高陡邊坡穩(wěn)定性最重要的措施即是選擇高可靠度的邊坡防護(hù)形式。

目前，針對(duì)高速鐵路高陡邊坡的傳統(tǒng)防護(hù)措施較多，考慮角度也不同，部分措施僅從滿足邊坡安全性角度出發(fā)，采用圬工防護(hù)，如實(shí)體式護(hù)墻、片石護(hù)坡等，較少考慮防護(hù)的生態(tài)性、觀賞性；部分植物防護(hù)措施僅強(qiáng)調(diào)植物體系觀賞和綠化能力，忽略植物體系固土能力及可持續(xù)性；部分措施考慮將綠色植被與輕型工程結(jié)合，在低投入、低養(yǎng)護(hù)的狀態(tài)下，植被退化死亡現(xiàn)象嚴(yán)重，忽略植被的可持續(xù)性。

早在2013年中國(guó)鐵路總公司擬定的《鐵路工程綠色通道建設(shè)指南》（鐵總建設(shè)〔2013〕94號(hào)）作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提出路基、隧道等綠化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)邊坡綠色防護(hù)、控制水土流失、減輕生態(tài)災(zāi)害。2016年，習(xí)近平總書記提出綠色發(fā)展三大思路：綠色惠民、綠色富國(guó)、綠色承諾，鐵路工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)是否可以協(xié)同發(fā)展成為當(dāng)下熱門的話題。在高速鐵路高陡邊坡安全性問題中，將邊坡防護(hù)與環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來的綠色生態(tài)防護(hù)措施既能滿足邊坡穩(wěn)定性，同時(shí)也起到環(huán)保作用，所以綠色生態(tài)防護(hù)已越來越受到人們的重視。截至“十三五”末，全國(guó)鐵路綠化里程已達(dá)53 826 km，線路綠化率已達(dá)到87.25%。

3 邊坡綠色生態(tài)防護(hù)現(xiàn)狀

邊坡生態(tài)防護(hù)即以環(huán)境保護(hù)和工程項(xiàng)目的穩(wěn)定結(jié)合為目的，利用有生命的植物或者是其與工程材料相結(jié)合的防護(hù)手段，是坡面防護(hù)中的一種有效的手段。現(xiàn)有的具體生態(tài)防護(hù)措施大致分2類：（1）單純植物護(hù)坡；（2）植物+工程措施護(hù)坡。

3.1 純植物護(hù)坡

單純植物護(hù)坡是基于穩(wěn)定的邊坡，利用植物來抵抗雨水沖刷力，一般不考慮植物對(duì)邊坡加固的功能。如坡面噴播植草、撒草籽種草、客土植生、鋪人工草皮、噴混植生、種植草、三維網(wǎng)格客土植生、植生袋等措施。曹東華提出采用迎春、云南黃馨、絡(luò)石、小葉女貞、夾竹桃等“草+灌”的植物配置形式，運(yùn)用在嘉興南站邊坡綠化，以達(dá)到科學(xué)性、觀賞性的效果[1]；張英龍?zhí)岢鼋柚鷩姴C(jī)械將植物纖維、土壤、肥料、黏合劑或團(tuán)粒劑等混合物經(jīng)噴播槍口噴附在鐵路路基坡面，借助團(tuán)粒化反應(yīng)制成噴播體，并強(qiáng)烈黏附在路基邊坡上的噴播生態(tài)防護(hù)技術(shù)，并在京雄城際鐵路路基邊坡工程中應(yīng)用[2]；楊琳等提出人工植被，構(gòu)筑喬（如銀杏、廣玉蘭等）、灌（如小葉女貞、金葉女貞、紅繼木等）、草（沿階草、蔥蘭、地被菊等）、花多層結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于成灌高鐵沿線綠化，建立鐵路沿線綠色生態(tài)廊道體系[3]；國(guó)外也運(yùn)用“土壤衛(wèi)士”植草護(hù)坡和行栽香根草進(jìn)行護(hù)坡。單純利用植被進(jìn)行坡面防護(hù)施工簡(jiǎn)單方便，且可達(dá)到較好的綠化效果，緩解工程與生態(tài)破壞之間的矛盾，但純植物防護(hù)措施中部分植物體系配置單一、層次不鮮明，且由于植物根系進(jìn)入邊坡土壤的深度有限，對(duì)于高陡邊坡這類容易產(chǎn)生滑動(dòng)的邊坡，僅采用植物護(hù)坡技術(shù)，無(wú)法保證邊坡的穩(wěn)定性。

3.2 植物+工程措施護(hù)坡

為了有效地避開純植物護(hù)坡的弊端，植物+工程措施相結(jié)合的防護(hù)方式應(yīng)運(yùn)而生。將工程防護(hù)作為植物防護(hù)的基礎(chǔ)，既提高護(hù)坡的強(qiáng)度，又可保證生態(tài)環(huán)境。如傳統(tǒng)的空心磚客土植生防護(hù)、片石或混凝土骨架護(hù)坡、孔窗式護(hù)墻及錨桿框架梁防護(hù)。趙晶提出由生態(tài)袋、扎口袋、縫袋線及三維排水聯(lián)結(jié)扣等組成的三維柔性生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，這是集生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能與柔性結(jié)構(gòu)于一體的邊坡防護(hù)技術(shù)，并在新建云桂鐵路廣西段進(jìn)行運(yùn)用[4]；張存興結(jié)合武岡城際鐵路邊坡防護(hù)問題，提出將三維柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)用于邊坡防護(hù)；趙靜怡提出在綠化混凝土這種新型混凝土材料表面種植植物，植物在綠化混凝土空隙內(nèi)發(fā)芽、生長(zhǎng)，以達(dá)到綠化與工程結(jié)合的目的[5]；朱杰提出用拱形骨架+紅葉石楠、海桐、麥冬等組成植物體系的防護(hù)形式，運(yùn)用于杭黃高速鐵路金鍋嶺隧道出口，在綠色通道試驗(yàn)段路塹邊坡采用重力式擋土墻+空心磚+邊坡；采用紅葉石楠、海桐相間+側(cè)溝平臺(tái)；采用金森女貞球搭配蔥蘭+塹頂；采用高桿石楠和夾竹桃的防護(hù)形式，組成高速鐵路綠色通道的一部分[6]；宣立華提出采用錨桿、鋼絲網(wǎng)、生態(tài)袋及鋼繩格柵網(wǎng)防護(hù)體系對(duì)巖質(zhì)邊坡進(jìn)行加固，再將生態(tài)袋緊密固定于坡面上，使基巖邊坡與再造植物土壤基質(zhì)層聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，具有可靠的抗沖刷性能，并應(yīng)用于京張高鐵北京八達(dá)嶺段巖質(zhì)邊坡[7]；柯堯等提出以豆科灌木（如山毛豆、木豆、豬屎豆等）為主、模擬自然植被群落結(jié)構(gòu)的措施，并與工程防護(hù)相結(jié)合，以達(dá)到系統(tǒng)性、生態(tài)性、協(xié)調(diào)性、可持續(xù)性相結(jié)合的邊坡防護(hù)方案，運(yùn)用于南廣高速鐵路通道工程[8]；宋向榮提出一種采用可回收、綠色裝配式土釘墻的裝配式邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)，這種防護(hù)方式具有施工便捷、施工可控、環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，并應(yīng)用于京雄鐵路機(jī)場(chǎng)2號(hào)線明挖隧道邊坡工程[9]；崔維孝通過分析我國(guó)高速鐵路常用的防護(hù)形式的相關(guān)參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合植物防護(hù)臨界高度，針對(duì)穩(wěn)定邊坡提出優(yōu)化方案（如鑲邊優(yōu)化、混凝土骨架優(yōu)化等），以大幅度增加植物防護(hù)面積，顯著減少防護(hù)工程投資[10]。雖然植物體系+工程措施這樣的生態(tài)防護(hù)措施能保證穩(wěn)定性和生態(tài)性，但生態(tài)防護(hù)不僅要關(guān)注當(dāng)下的防護(hù)效果，更重要的是需要重視其長(zhǎng)期防護(hù)效果。但現(xiàn)有部分鐵路低養(yǎng)護(hù)的狀態(tài)下，植物退化死亡現(xiàn)象嚴(yán)重，邊坡裸露，雨水沖刷侵蝕作用加大，邊坡穩(wěn)定性無(wú)法保證。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，有較少措施綜合考慮邊坡防護(hù)措施的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)性及觀賞性，且高速鐵路高陡邊坡存在它本身的特質(zhì)，所以，在研究高速鐵路高陡邊坡的綠色生態(tài)防護(hù)時(shí)，應(yīng)將生態(tài)防護(hù)措施的穩(wěn)定性、可持續(xù)性、觀賞性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，這是高速鐵路高陡邊坡防護(hù)未來的研究方向。