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        高速公路边坡防护

        2018-03-23

        本文通过分析高速公路边坡的特点以及现存病因,对公路边坡常见防护形式做一些简单介绍,希望能为提高公路工程的质量和延长公路的使用年限提供参考和指导。

        近年来,我国的经济迅速发展,实施全面的经济发展战略,高速公路的建设也得到了高速的发展。然而,在实施高速公路的建设中所出现的种种问题不得不引起有关部门的高度关注,比如环境问题、道路使用寿命问题、路基边坡的滑塌问题等等。

        一、高速公路边坡的特点

        1. 呈现条带状分布,地域性明显;

        2. 原有生态系统受到破坏;

        3. 交通污染影响植被的正常生长;

        4. 植物对边坡起到机械防护作用 ;

        5. 高速公路的阳坡或半阳坡对土壤的侵蚀严重。

          二、路基边坡现存病因分析

          1.路基边坡破坏

          一般表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡,如砂性土边坡、亚粘性边坡、黄土边坡等,在大气降水的作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,边坡破坏还与路基填料的性质、路基高度、路基压实度有关。如果平常不注重护理或护理不正确,逐年累月,渐渐扩大,导致坡脚变得湿软,路基强度也跟着降低,上部土体失去支撑,最后就产生破坏。由此可见,边坡坡脚是对土质路基来说最薄弱的环节,必须加强护理。

          2.路基边坡坍塌

          一般有滑动型、落石型、流动型坍塌这三种类型。并且这些类型可能单独出现,也可能同时发生。下面简单介绍一下这三种坍塌的形成。

          滑动型坍塌主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空,或填土层次安排不合适等,在路基挖地段,特别在深挖石质地段,岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石产生顺层滑动,造成坍塌,多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中。本来施工爆破开挖就已经破坏了原来岩体的稳定性,所以当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也就容易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。

          落石型坍塌是指边坡风化岩层表面,在各种外界环境的影响下使较大的石块脱离边坡表面沿坡面滚落下来的破坏形式。在较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石都是在节理、层里、断层影响下裂隙形成,被大小不一的裂面分裂成短块。这些裂面一般宽而平滑,具有一定的方向性,落石和岩石滑动易沿陡的裂面发生,裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。裂缝随着渗水、反复冻融逐渐扩大。夏天经常性地下雨会使雨水布满裂缝,产生侧向静水压力作用,最终造成坍塌。因此我们必须严格控制此类对行车安全构成很大威胁的破坏形式。在日常养护中,应加强巡视,尽早发现,提前处置。

          流动型坍塌为少量土体沿土质边坡向下移动所形成,即边坡上薄的表层土下溜,通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土在大雨冲刷下产生流动从而造成坍塌。这种坍塌在日常养护中很轻易就能发现,应及时处置。

           

          以上分析可知,要确保路基、路面的稳定性,安全性,增长道路使用寿命,必须加强路基边坡防护的综合研究。公路边坡防护从设计到施工,应紧紧抓住设计对象的地质、水文、气候等自然条件特点,采用灵活有效的防护方式,并结合环境保护,在保证边坡安全稳定的前提下,加大植被面积,建造生态公路,人文公路。因此为保证路基的稳定和防治各种路基病害,除做好路基排水工作外,还须结合当地水文、地质及材料等情况,采取有效的措施,对各类土、石边坡进行必要的防护。

          三、防护措施

          1.植草防护

           

          一般采用植灌木,种草和铺草皮形式,利用植物根系对边坡的加固作用,植被对边坡的覆盖作用,保护路基边坡免受地表径流和大气降水的冲刷。在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和铺草皮、种草配合采用,使坡面形成良好的防护层。简单来说,植物防护不仅可以美化公路环境,增加较好的视觉效果,还可以调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。不过植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。而对盐渍土、经常浸水及经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。

          2.工程防护

           

          工程防护主要是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育不良的岩石路基边坡等,一般采用框格、抹面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等框格防护用混凝土、浆砌片石等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,减缓了水流速度。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。总之,搞好公路建设,确保路基边坡安全、稳定,要搞好环境保护,就要深入了解现场,针对不同的工程土质、水文、气候等特点设计灵活的防护形式,并加强施工治理,这样,才能建设—条生态之路、人文之路、安全之路。

          3.干砌片石

           

          这种方法起到保护边坡避受到地面径流和大气降水的侵害,及保护浸水路堤边坡免受水流冲刷。但对长期承受主动土压力地段、有冻害或严重潮湿的路段不宜采用干砌片石防护,但可用于下边坡中的土质边坡防护。

          4.浆砌片石

          浆砌片石一般设置在可能发生坡面被冲刷的土质边坡及浸水路堤,同时必须做好排水与防护的结合,否则不宜采用。当河流可能有流木及其他撞击物等冲击作用及水流速度较大时(如4-5m/s),波浪作用较强时,选用浆砌片石防护比较适合,必要时可与浸水挡墙或护面墙同时设置。浆砌片石护坡适用于上下边坡中的一般坡面,而且耐久性较好,适宜防护不同控制边坡中的岩土层和不同位置的边坡,且造价适中。

          5.拱式、网格防护

          这种方法是近年来公路防护常用的方法之一,它克服了工量大和鱼鳞状砌石防护排水抗冲刷能力弱的缺点,最大限度地绿化坡面,在长直线、高填方的护坡段,能起到绿化、美化的双重效果。不过劳动强度大,且在工艺上较繁琐,对坡面要求较为苛刻,拱内必须进行其他工程防护或填土植草,否则易被雨水冲蚀。

          6.预制块铺砌防护

          预制块铺砌预防是现今高速公路上采用较多的护坡方式,优点是预制块规格相同,便于施工,最大限度地降低了坡面防护对植草绿化的依赖性,哪怕坡面绿化效果不佳,也不会造成太严重的冲刷现象,而且外观整齐,缺点是造价高,施工难度大。

          7.喷射混凝土防护

          喷射混凝土法有两种,分别是锚喷法和素喷法。

          锚喷法,适用于大部分易产生滑坡地段和碎石土和岩石土等地质结构山体,能够预防早期滑坡的发生。它的工作原理是把滑动体固定在山体上,用锚杆来束缚山体滑动,同时在滑动体表面锚头上加挂钢筋网和喷射混凝土,在滑动体表面形成钢筋混凝土板体结构,从而松散的岩石变成一个整体,进而彻底根治滑坡。

          表层易松散的风化岩面一般采用素喷法,即直接把高标号砂浆喷射于基本平整的岩面上,以便固定坡面松散的颗粒,达到保护行人和行车安全的目的。

          按照滑坡加固治理与防护工程特点和边坡的不良工程地质特征,主要选取易于操作、工程负效应小和适用性强的措施,如挡土墙、锚杆(索)、灌浆和抗滑桩削坡等,使其分别适用于不同滑坡、塌方的地质条件和物理力学条件。

          随着国民经济建设不断发展,公路交通事业日新月异,高速公路里程不断增长,给人们出行带来极大便利。但由于道路边坡失稳影响行车安全,甚至掩埋道路,中断交通,造成不可估计的经济损失事件时有发生。高速公路边坡防护作为高速公路一个重要组成部分,对于防止水土流失、减轻污染、稳固路基、保障行车安全等有着重要作用。因此,加强对高速公路路基边坡防护的研究是非常具有现实意义的。


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