公路边坡破坏的形式及其防护
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【摘要】本文主要论述了公路边坡破坏的主要型式与机理,并对公路边坡常见的防护形式作了简单介绍。在实际工作中,应根据公路边坡的土质、水文、气候等特点,灵活采用不同的防护型式,确保公路边坡稳定、安全、环保。
【关键词】公路;边坡;破坏;防护
随着公路等级的不断提高,边坡防护也越来越受到重视。由于有些公路路基较宽、挖填较大,特别是山岭重丘区公路,高填深挖较多,因此,积极做好边坡防护至关重要,以防止雨水、泥石流冲刷、坍塌等现象发生。
1 边坡破坏的主要形式与机理
1.1 公路下边坡
路基下边坡一般为填土路堤。受力稳定的路堤边坡的破坏,主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为冲毁路堤玻脚导致边坡破坏。
边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基压实度有关系。一般地,砂性土边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏,较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷,压实度较好的边坡,比压实度较低的边坡耐冲刷。
1.2 公路上边坡
上边坡是人工开挖的斜坡,其强度应满足稳定边坡的要求,这样的稳定边坡在降雨、融雪、冻胀及其他形式的风化等作用下,边坡主要破坏形式为冲刷、崩坍等。
冲刷破坏一般发生于较缓的土质边坡,如砂性土边坡、亚黏土边坡、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小冲沟,如不采取任何防护措施,有逐年扩大的趋势;在边坡坡脚,冬季往往发生积雪,造成坡脚湿软,强度降低,上部土体失去支撑。发生破坏;同时,高速行驶的汽车溅起的雨雪水,也冲刷坡脚。总之,土质边坡的坡脚部位,是边坡的最薄弱环节。
边坡的崩坍,一般分为三类:落石型、滑坡型、流动型,有时在一次崩坍中会同时具有这三种形式。
2 主要防护措施
2.1 边坡植物防护
植物防护对坡面进行防护,是在整体稳定情况下进行的防护。植物防护,可美化路容、协调环境、调节边坡土的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,它对于坡高不大,边坡比较平缓的土质坡面,是一种简易有效的防护设施。植物防护的方法有:种草、铺草皮和植树。应根据当地气候、土质、含水量等因素,选用易于成活,便于养护和经济的植物类种。
2.1.1 土质边坡
具有自我修复、恢复的功能。但随环境的变化有众多不确定性,要进行防护,需借助人工,结合土壤的性能,将边坡修整成20 cm~30 cm台阶状,选用适宜当地气候条件的植物进行防护。例如:在雁北地区温差大,土壤贫瘠、干旱,因此通常先用紫穗槐、沙棘、柠条等根系发达、耐干旱、耐贫瘠、抗逆性强、防护作用持久的优良灌木进行成苗种植,形成边坡防护体系,防止径流冲刷。在宜林路段,坡脚可栽植高大乔木,以保证坡脚的稳固。
2.1.2 砂砾土边坡
砂砾土边坡易侵蚀,栽植灌木、乔木施工难度大且会造成边坡不稳定的倾向,为此通常选用一些适宜的草本植物来防护。如鸢尾科多年生草本植物马蔺。马蔺直立丛生,植株高(即叶长)约30 cm,根系发达,抗性和适应性极强,耐盐碱、生命力强、耐践踏,而且具有极强的抗病虫害能力,不仅在马蔺植被中从不发生病虫害,而且由于它特殊的分泌物,使其与
其他植物混植后也极少发生病虫害,植被一旦形成,即不必进行后期养护,收到一劳永逸的效果;或选用黑麦与小冠花联合种植来稳定边坡。
2.1.3 路堑土质边坡和填石边坡
此类边坡的防护,需根据坡面的高度进行选择,坡高小于3 m的,采取坡脚散播波斯菊,坡顶间隔栽种桧柏等常青灌木;坡高大于3 m,通常选爬山虎、山荞麦等藤本植物,利用它们萌芽能力强、生长速度快、枝条粗壮、多分枝、顶端有吸盘、茎蔓接触地面极易产生不定根,能够迅速覆盖边坡的特点,在坡脚栽植一行藤本植物,不仅可起到美化和稳定边坡的作用,还具有减少噪声、吸尘、绿化环境的作用。
2.2 土工材料生态防护
近年来,一种新型的土工合成材料――土工格室开始被推广并应用于植被护坡工程。它具有立体结构、强度高、刚度大,整体性好,伸缩自如,运输方便。使用时可充填土石等材料,同时对水流起到缓解消能作用,可促使其携带物沉淀在格室中,有效避免草籽及幼苗被雨水冲走流失,可大大提高边坡的植物覆盖率。土工格室经超声波焊接而成,具有蜂窝状格室结构,做护坡的稳定性较好。根据边坡坡度陡缓情况,可采用平叠砌式护坡或平铺式护坡。土工格室铺设后不仅要对坡顶加固,而且要对坡脚进行锚固反压加固或刚性支撑加固,以确保土工格室的整体稳定性。单独采用土工格室护坡初期,因草灌种子发芽需一定时间。边坡绿色覆盖绿很低。因此通常采用土工格室上覆盖一种三维结构的似丝瓜络样的网垫――三维植被网,它质地疏松、柔韧,留有90%的空间可充填土壤、沙砾和细石,植物根系可以穿过其间,舒适、整齐、均衡地生长。在草皮没有长成之前,它可以保护土地表面免遭风雨的侵蚀。可以牢固地保持草籽均匀地分布在坡面上,免受风吹雨冲而流失。草皮长成后可使网垫、草皮、泥土表面牢固地结合在一起。因植物根系可深入地表以下30 cm-40 cm,而形成了一层坚固的绿色复合保护层,从而达到长期有效防护边坡的目的。
2.3 砌石防护与植物防护相结合
2.3.1 圬工防护
圬工防护是公路防护中运用较早的一种防护措施,在稳定的、高度在3 m以内的路堑边坡上,采用砂浆抹面的简单方法,结合人文图案及与公路相关宣传用语的装点,既防止了雨水的冲刷,又传承了公路文化。在边坡高度较高的路段,则在坡脚设置50cm高的挡墙,墙后设置50 cm宽的平台,依据气候、环境等因素。选择合适的藤木与灌木相结合进行种植,边坡整形成1:1.5坡度或可采用台阶式上升,平台中选择如柠条、紫穗槐、沙棘等灌木进行边坡稳固。
2.3.2 框格防护
采用框格防护是近年来公路人将美学与公路防护相结合白勺―个简单实例,施工人员用混凝土、浆砌块(片)石及拆除的桥栏等材料,在路堤边坡上做出各式各样的造型,如斜45。大框格,六角形、拱形、麦穗型等较稳定的框架,既增加了视觉美感,同时在路基边坡受到地表水冲刷时,减缓了水流速度,有效地防止在坡面上形成冲沟,对边坡起到了一种辅助性的防护作用。
2.3.3 蜂巢式网格植草护坡
众所周知,蜂巢是六角形所排列而成蜂窝结构。因这种结构非常坚固,且可使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间,故被众多行业应用。蜂巢式网格植草护坡亦是利用这一优点。我们可以在预制场批量生产正六边形混凝土框砖,然后运至施工现场,在修整好的边坡坡面上拼铺形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽花或种草。使边坡绿化美化与防护有效地结合。应用蜂巢式网格植草护坡措施,不仅将坡面雨水径流进行了渠化,防止了坡面冲刷,保护了草皮生长,且施工简单,结构坚固,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,同时节约能源又环保。