公路路基防护设计与环境保护

　2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012　第2期总第252期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.2T o tal N o.252浅谈公路路基防护设计与环境保护X

张晓宁

(鄂尔多斯市公路勘测设计院,内蒙古鄂尔多斯　017000)

摘　要:以国道208线赛汉塔拉至白音察干段为例,详细介绍了内蒙古自治区路基边坡防护建设过程中利用柔性防护系统的优势,解决了以往路基防护形式对环境造成的破坏。

关键词:环境保护;路基设计;公路;柔性防护系统

中图分类号:U418.9(226) 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)02—0038—03

高速公路环境和路基设计是高速公路设计的重要组成部分,路基设计是带状构造物,是为高速行驶的车辆提供安全稳定的重要组成部分,也是高速公路设计质量的关键。

随着内蒙古自治区高速公路建设的全面展开,环境保护越来越引起业内人士的高度重视,高速公路建设在极大推动国民经济发展的同时,也带来了严峻的环境问题:¹大量的高填深挖破坏了原始岩层及土层的稳定性,导致大量不稳定因素的出现,给交通安全带来隐患。º大量的边坡防护工程破坏了原始地貌,使得沿线植被难以恢复。»植被的破坏加剧了水土流失。¼当一段边坡位于自然景区时,必然会给自然景观的和谐性带来影响,从而改变人们的视觉平衡。植物不仅对生态环境起着决定性的作用,而且也是自然景观最美丽的皮肤。边坡的开挖和处治本身要占用自然空间,这就等于撕掉自然景观的一块皮肤。在环境生态价值减少的同时,也会给自然景观带来严重的损害[1]。½运营期的噪声、废气、污水、废弃物等对环境的污染。

国外发达国家和地区非常重视保护生态环境。这些国家建设高速公路的时间比较早,他们很早就已将生态保护和恢复措施纳入了高速公路建设之中,并且为此进行了长期的研究和大量的实践。如今这些国家已基本废除了浆砌片石和喷射水泥砂浆护面等破坏自然环境的工艺在边坡防护中的大量应用。取而代之的是柔性防护和绿化措施,基本实现了全路段绿化。

鉴于此,在2004年交通部提出了更新设计理念,提高设计水平,借鉴吸收国外的先进的思想和技术,提出了“建绿色通道,走环保之路”的思路,笔者从事路基防护及排水工作多年,现就内蒙古自治区公路边坡的防护和绿化措施谈一下自己的认识。

1　目前边坡治理中存在的问题

我国高速公路建设相比国外起步较晚,无论从观念上、技术上和建设规模上与发达国家还有一定的差距。而这些差距给高速公路建设和国家发展的长远利益带来各种不同程度的负面影响。主要是不利于生态保护。具体来说,内蒙古自治区目前的路基边坡防护存在着以下几个方面的问题。

1.1　路基防护形式设计单一

主要是设计笼统、针对性差、边坡比较陡以及防护措施简单。对边坡垮塌凹陷一般通过养护来处理。由于高速公路一方面线形标准高,常出现大的高填深挖路段,简单的设计不能确保边坡的稳定;另一方面,高速公路作为运输干道,通车量大,行车速度快,路基边坡一旦出现事故,对交通运输和生命财产的影响是巨大的;再一方面,简单的设计往往仅仅是暂时节约了资金,以后的养护费用反而大大增加。因此,笔者认为高速公路的设计应合理采用边坡防护措施,充分地确保路基的稳定,消除后患。

1.2　填方路基填料对防护形式的构成有着直接的关系

路基护坡应以边坡稳定为前提,现阶段高速公路的边坡防护设计同样是沿袭过去普通公路设计的习惯,不论路基填料为何种土质,凡是填方路基高度大于等于3.0m时全部采用拱形骨架边坡或其他防护形式。由于受桥梁和通道的控制,路基填高大于3.0m的路段占的比例非常之大,设计人员按此原则设计的后果,使得大量的圬工砌体置于路基边坡表面,这些灰蒙蒙材质的防护与自然景观极不协调,而且大量的劳动力也使得防护工程造价很高,所以说,在这里我们设计人员要勇于打破常规的设计习惯,要充分考虑路基填料这一因素。

1.3　对生态保护重视不够

许多高速公路的设计文件中都没有对环境保护进行专门设计。大量采用的浆砌片石及喷射水泥砂浆等防护方式完全破坏了植物生长的环境,传统的设计手段都是以破坏环境和美观为代价来实现的,回顾过去留下的随处可见的灰色单调,千篇一律的边坡防护结构,由于高速公路开挖面破坏的自然植被永久不能恢复。少量的绿化设计往往只是播撒草籽,后期的养护管理机制的不健全,没有对边坡整个植被的逐步恢复进行考虑。缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于水土保持,大量的雨水直接流失,裸露的岩石和混凝土视觉效果非常差,在一定程度上也给高速公路的行车带来不安全因素,与高速公路快捷

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X收稿日期:2011-11-28

　张晓宁・浅谈公路路基防护设计与环境保护2012年第2期

舒适的特点不相协调。

2　公路边坡防护的设计思路

表1 内蒙古自治区边坡生态防护绿化工程常用备选植物

序号类型

名称

中文名拉丁名

生态习性

1灌木带兴安胡

枝子

L espedeza

bicolor

落叶灌木。喜光稍耐阴,耐寒,

耐干旱,耐瘠薄,耐水湿,根系

发达,并具根瘤,有固氮作用。

枝条披垂,花期较晚,淡雅秀

丽。

2灌木带

柠条

锦鸡儿

Carag ana

K orshinski

i Kom.

为落叶灌木,根系极为发达,

耐旱、耐寒、耐高温,是干旱草

原、荒漠草原地带的旱生灌

丛。柠条适应性强,成活率高,

是中西部地区防风固沙,保持

水土的优良树种。

3灌木带丁香Syring a

o blat a

落叶灌木或小乔木,耐寒,喜

阳。开花早,又具有美丽秋叶,

春季鲜花盛开,清香四溢,人

们极为喜爱。

4护坡植物老芒麦Elym us

sibi ricus

Linn.

多年生草本,对土壤的要求不

严,在瘠薄、弱酸、微碱或含腐

殖质较高的土壤中均生长良

好。在pH7—8,微盐溃化土壤

中亦能生长。

5护坡植物披碱草

Elym us

dahuricus

T urcz.

多年生禾本科草本植物,具有

一定的抗旱、抗寒能力。是牧

草中分布最广、最为常见的种

类之一

6护坡植物草木樨

Melil o tus

suav eolens

L edeb

多年生豆科植物,具有很强的

抗旱性和抗寒性,适于在干燥

寒冷地区生长,植株高大生长

迅速。

7护坡植物肇东苜蓿M edicago

sat iv

多年生豆科草本植物,以“牧

草之王”著称;适应性广,可以

在各种地形、土壤中生长。

8护坡植物碱茅Pucc inelli a

di st ans

适于下湿地生长的多年生禾

本科牧草。主要用于盐碱土

地区草坪建植和公路护坡。

2.1　考虑填方路基防护高度和路基填料

如细粒土、粗粒土(砂砾、碎石土、卵石)。对雨水的抗冲刷能力有着非常大的区别,根据土质的特性和环境气候条件等定出合理的设计原则。在满足安全要求的前提下,以选择刚性结构与柔性结构相结合,多层防护与生态植被相结合的方法进行边坡治理,只要有利于生态植被绿化,都应尽量绿化防护,边坡的防护措施应该多采用新的技术。

2.2　更新设计理念

在满足路堤稳定的前提下,因地制宜,首先选择贴近自然的流线型路基横断面形式及边坡坡率,有了前者接下来再考虑路基边坡的防护形式[2]。公路路基护坡一般情况下分为骨架、浆砌片石和植草防护,往往是兼而有之。实际上,路基边坡的防护和绿化是紧密联系的,应将其综合起来考虑,合理的搭配才能显现出最佳的效果,这就需要运用综合的设计思想来选择方案。草木结合要走向本地化,确定边坡绿化方案,尽量做到边坡有绿色,尽可能实现全路段绿化,以乡土植物为主,贴近自然,顺便在这里简要介绍一下适合内蒙古自治区沿线边坡生态防护绿化工程常用的备选植,详见表1。

2.3　倡导动态设计的原则

主要是针对挖方边坡。由于用于路基的地质资料不够准确,长而深的路堑地质情况又具有多变性,开挖后裸露边坡的实际地质情况常常与设计不符。因此,边坡的处理措施必须随着开挖后出现的情况而不断调整,才能保证边坡的稳定。

2.4　刚性防护

传统的浆砌片石防护,如护面墙、挡土墙等,这些防护形式对边坡都有着较好的支撑和封闭作用,但是一旦出现开裂,则防护效果急剧下降,而且破坏自然环境。

3　从设计入手

工程设计中的“人性化”和“环保性”并不是现今时髦的口号,它是各种工程技术发展过程中始终不渝的追求目标,只是在过去经济技术水平较低的情况下,人们还无暇顾及而已。随着经济技术水平的提高,自然地就应该得到更大的重视,与传统的圬工防护措施比较而言,目前应用较为广泛的SN S柔性防护系统柔性挂网具有柔性、开放性和对复杂地形的良好适应性。

下面以国道208线赛汉塔拉至白音察干段(第1合同段)挖方路堑边坡的防护设计为例,说明主动防护系统的应用。主线K97+860～K98+220段原设计为拱形骨架和窗孔式护面墙配合的防护形式,路堑边坡所在位置自然山坡高达35.0m,自半山腰向下开挖,边坡高度从10.0m到30.0m不等,坡角也在30°～60°之间变化,路堑边坡则出现了泥质砂岩和少量的粉质粘土、突出的风化的破碎岩石,使得边坡坡面凹凸不平。

如采用原设计方案,砌体的自身稳定性问题难以解决,由于岩石的凸起体正是主要的落石来源,要保证防护工程的可靠性,就必须对坡面适当的平整,这就必然给施工造成很大的难度,且圬工砌体结构的整体稳定性问题隐患依然存在,封闭式的圬工结构使该段边坡完全丧失自然植被生长发育的可能性,而从周边草原的自然条件看,裸露的岩石边坡在

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