黃山區(qū)龍門至甘棠路基防護(hù)的探討

宋鵬翀

(黃山市交通建設(shè)總公司，安徽黃山 245700)

1 概述

黃山區(qū)地處黃山北麓太平盆地，是安徽省“兩山一湖”(黃山、九華山、太平湖)黃金旅游區(qū)的集散地和休閑度假中心。境內(nèi)的黃山風(fēng)景區(qū)(市直轄)是舉世聞名的國際名山，太平湖是目前全省最大的人工湖，也是全省唯一的部屬水庫。

目前省道S322涇縣至黃山區(qū)龍門段建成通車，尚余黃山區(qū)龍門至甘棠段現(xiàn)為四級(jí)公路，通行狀況較差。為了改善交通出行環(huán)境，完善路網(wǎng)布局，同時(shí)帶動(dòng)黃山區(qū)龍門、太平湖和涇縣桃花潭鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及小城鎮(zhèn)發(fā)展的需求，對(duì)黃山區(qū)龍門至甘棠13．25 km進(jìn)行改建。

2 項(xiàng)目地質(zhì)特點(diǎn)

本項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域地表形態(tài)主要為丘陵及中、低山地貌，山體巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化至中風(fēng)化的硅質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖、硅碳質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和砂頁巖等。節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體多被切割成碎塊狀，碎塊間結(jié)合性差，經(jīng)雨水浸潤、沖刷及削坡擾動(dòng)后，易產(chǎn)生坡體楔形體向路基方向產(chǎn)生崩落、掉塊等不良地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)邊坡穩(wěn)定不利。

3 防護(hù)工程方案比選論證

在細(xì)部設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)“環(huán)保、和諧、舒適”的理念，力爭讓道路工程融于自然，實(shí)現(xiàn)路與自然的和諧統(tǒng)一。堅(jiān)持一體化設(shè)計(jì)，將路基防護(hù)設(shè)計(jì)與水土保持、環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，在防護(hù)設(shè)計(jì)中盡量采用綠色防護(hù)和柔性支護(hù)。

1)填方路堤段。

路堤邊坡根據(jù)實(shí)地情況及路堤邊坡高度，采用不同的防護(hù)措施，對(duì)全線進(jìn)行防護(hù)。本項(xiàng)目填料基本為挖方段的全、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖和花崗巖，抗沖刷能力弱。為避免坡面雨水沖刷，初期的坡面防護(hù)必須及時(shí)。設(shè)計(jì)中采用的防護(hù)形式有:草毯護(hù)坡、拱圈配合草灌混植噴播、浸水護(hù)坡等。

2)挖方路塹段。

根據(jù)公路路基開挖的巖土特征、風(fēng)化破碎情況以及邊坡高度等，綜合分析影響邊坡穩(wěn)定的不利因素，在確保邊坡自然穩(wěn)定的前提下，主要采用石質(zhì)邊坡柔性化的生物防護(hù)措施，并在邊坡綠化中盡量做到草、灌混播。

對(duì)欠穩(wěn)定的軟巖、強(qiáng)風(fēng)化巖石挖方段，坡面采用錨桿、錨索框架配合噴播植草防護(hù);對(duì)穩(wěn)定的軟巖、強(qiáng)風(fēng)化巖石挖方段，坡面采用掛網(wǎng)客土噴播植草，客土噴播厚度不小于8 cm，坡口處采用圓弧過渡，坡面植草可采用濕式噴播技術(shù);對(duì)于穩(wěn)定、新鮮、完整堅(jiān)硬巖石邊坡，采用掛網(wǎng)客土噴播護(hù)坡或者不防護(hù)，以突出巖石的剛毅(見圖1)。

3)高邊坡治理方案。

邊坡的加固方式眾多，如錨桿、錨索、SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、漿砌片石擋墻、抗滑樁、注漿等，但不論哪一種方式，均有其適用的條件。本著安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等公路設(shè)計(jì)新理念的要求對(duì)邊坡常用的加固方案進(jìn)行比選。在邊坡的安全性得到保證，邊坡穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求的情況下，設(shè)計(jì)將采用與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的生態(tài)防護(hù)方案;若邊坡的安全性難以得到保證，邊坡穩(wěn)定性不能滿足規(guī)范要求，公路人工切坡可能引發(fā)更大規(guī)模滑坡的情況下，須對(duì)邊坡進(jìn)行必要的工程加固，以保證邊坡在公路施工期及營運(yùn)期的安全。

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，針對(duì)性地選取GPS2柔性防護(hù)網(wǎng)、錨網(wǎng)噴、護(hù)面墻、錨桿格構(gòu)及擋土墻等工程方案措施綜合防治比選，各方案優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

根據(jù)各段邊坡工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，綜合分析評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性，開挖邊坡高陡，穩(wěn)定性差，有可能發(fā)生工程滑坡，巖質(zhì)邊坡主要是坡面崩塌及碎落災(zāi)害。結(jié)合邊坡巖性、穩(wěn)定性、破壞形式、開挖方案及周圍自然環(huán)境景觀等方面綜合考慮，各段邊坡防護(hù)推薦方案、比選方案見表1。

表1 方案比選表

4)路基防護(hù)方案比選。

草灌混植與植草:植草防護(hù)在我省以前的項(xiàng)目中使用范圍較廣，施工簡單，造價(jià)低。草灌混植防護(hù)形式貫徹了交通部典型示范工程的精神，它同樣具有造價(jià)低和施工方便的優(yōu)點(diǎn)，灌木的使用在一定程度上增加了邊坡的抗沖刷能力和防護(hù)的空間層次感，不同花期灌木的采用使邊坡顏色隨季節(jié)而變化，與自然相協(xié)調(diào)，增強(qiáng)了美觀性。因此，本項(xiàng)目邊坡防護(hù)工程中綠化部分均推薦草灌混植形式(見圖2)。

a．生態(tài)防護(hù)與圬工鋪面。

本項(xiàng)目砂巖、頁巖、泥巖、灰?guī)r為主的地質(zhì)條件決定了路塹邊坡巖石本身可風(fēng)化的特點(diǎn)，并在開挖后存在繼續(xù)風(fēng)化的可能。

雖然生態(tài)防護(hù)和圬工鋪面都具有防止風(fēng)化、保護(hù)邊坡的作用，但兩者在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面卻差異顯著。生態(tài)防護(hù)通過植被、土和鐵絲網(wǎng)等輔助體形成的有機(jī)結(jié)構(gòu)層實(shí)現(xiàn)防護(hù)功能，并通過植被的生長和繁衍提高并維持結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和防護(hù)功能，同時(shí)在滿足防護(hù)要求的基礎(chǔ)上發(fā)揮巨大的生態(tài)效益，改善道路環(huán)境;圬工鋪面是簡單的無機(jī)結(jié)構(gòu)，施工完成后即能夠發(fā)揮防護(hù)功能，但由于其防護(hù)機(jī)理是對(duì)坡面的硬化，坡面生態(tài)能力消失，防護(hù)工程本身在視覺上也是對(duì)道路環(huán)境的嚴(yán)重污染，所以本項(xiàng)目穩(wěn)定的路塹邊坡優(yōu)先采用生態(tài)防護(hù)。

圖1 掛網(wǎng)客土噴播植草

圖2 草灌混植

b．路基邊坡防護(hù)與排水綜合設(shè)計(jì)方案比較。

方案一:通過設(shè)置圬工拱形骨架+植被的方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。利用分散式排水，減少邊坡沖刷。施工進(jìn)度快，質(zhì)量容易得到保證，整體美觀效果較好，使用壽命長，綠化面積多，排水效果好。缺點(diǎn)是工程造價(jià)較高，施工工藝較復(fù)雜且工期較長(見圖3)。

圖3 圬工拱形骨架+植被

方案二:利用拱形結(jié)合人字肋骨架+植被的方式進(jìn)行邊坡防護(hù)。該方案具有坡面穩(wěn)定性好，便于培土植草，使用壽命較長，坡面排水效果較好的優(yōu)點(diǎn)，但方案二與方案一相比，整體美觀效果較差，綠化面積少，施工工藝復(fù)雜和成本較高。

綜上所述，考慮當(dāng)?shù)厮?、氣候條件，本項(xiàng)目推薦采用方案一，該方案施工簡單，效果可靠，工程造價(jià)低廉，環(huán)保美觀。

c．支擋形式的比選。

本項(xiàng)目以山嶺重丘為主，地形橫坡較陡，路基填挖高度較大，為保證路基的穩(wěn)定性，在一些段落增設(shè)擋墻。

方案一:重力式擋墻主要通過自身重力維持路基穩(wěn)定性，污工體積最大，對(duì)地基承載力要求最高，造價(jià)最高。優(yōu)點(diǎn)是墻背填土壓實(shí)較易、占地適中，工序獨(dú)立性較高。

方案二:仰斜式擋墻所受的土壓力最小，圬工體積較小，對(duì)地基承載力要求適中，但占地最多，墻背填土壓實(shí)困難，墻體自身穩(wěn)定性差，需及時(shí)進(jìn)行臺(tái)背填土。

方案三:衡重式擋墻自身具有重力、仰斜式擋墻的優(yōu)點(diǎn)，適用性較廣，墻高一樣的前提下圬工體積最小，占地最少，對(duì)地基承載力要求適中，但施工工藝較復(fù)雜，墻背填土壓實(shí)較困難，墻體自身穩(wěn)定性較差，需及時(shí)進(jìn)行臺(tái)背填土。

方案四:石籠加筋土擋土墻及石籠擋墻。石籠加筋土擋土墻是在土中加入格柵，利用格柵與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程特性，從而達(dá)到穩(wěn)定土體的目的，利用石籠作為擋土板利于坡面的綠化。高度較小路段直接采用石籠擋墻無需加筋(見圖4)。

圖4 石籠加筋土擋土墻

石籠加筋土擋土墻為柔性結(jié)構(gòu)物，能夠適應(yīng)地基輕微的變形，填土引起的地基變形對(duì)加筋土擋土墻的穩(wěn)定性影響比對(duì)其他結(jié)構(gòu)物小，地基的處理也較簡便，抗震能力強(qiáng)，造型美觀，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，考慮當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)條件，本項(xiàng)目支擋工程高度在10 m以下時(shí)采用重力式擋墻;支擋工程高度超高10 m時(shí)，推薦采用衡重式擋墻，對(duì)于石籠加筋土擋土墻，設(shè)計(jì)中結(jié)合國內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)例，認(rèn)真加以研究。在充分考慮安全性和耐久性的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目選擇合適的試驗(yàn)段進(jìn)行施工研究。

4 不利條件下的防護(hù)及對(duì)策措施

1)陡坡路堤:本項(xiàng)目K0+420～K0+740，K1+015～K1+375等路堤修筑在陡坡(地面橫坡超過1∶1．25)上。通過驗(yàn)算陡坡路堤沿基底或軟弱層帶的滑動(dòng)穩(wěn)定性來判斷路基的穩(wěn)定狀況，當(dāng)抗滑穩(wěn)定系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定值時(shí)，采取改善基底條件、增設(shè)支擋構(gòu)造物來保證路基穩(wěn)定。

施工過程中根據(jù)地質(zhì)、地形情況，布置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過施工中反饋信息驗(yàn)證和完善設(shè)計(jì)，控制施工速率，保證路堤的穩(wěn)定性，合理確定路面的鋪筑時(shí)間。

2)重視支擋工程。

受地形影響，本項(xiàng)目支擋工程設(shè)置較多。在我省類似地形已建成的公路項(xiàng)目中，部分支擋工程由于種種原因出現(xiàn)了開裂、基礎(chǔ)掏空等現(xiàn)象，影響了公路的正常運(yùn)營。山區(qū)公路支擋工程的質(zhì)量必須引起設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)單位的高度重視。

3)重視深路塹。

對(duì)于不穩(wěn)定的邊坡路塹進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，路塹設(shè)計(jì)以地層巖性、產(chǎn)狀、構(gòu)造為依據(jù)，參考我院在相同地區(qū)項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，一般采用錨桿、錨索框架法加固，框架內(nèi)采用植生袋回填。設(shè)計(jì)和施工過程中采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)地質(zhì)條件的揭露和變化，實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語

1)總體遵循安全可行、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保美觀的設(shè)計(jì)原則。

2)確保公路施工過程以及運(yùn)營中邊坡的穩(wěn)定，保證公路運(yùn)輸安全。

3)路塹邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)本著早治理，采取主動(dòng)防護(hù)的原則，在保證邊坡穩(wěn)定安全的前提下，盡量節(jié)約治理投資。

4)高邊坡設(shè)計(jì)采取工程防護(hù)與截排水相結(jié)合的綜合防護(hù)手段，達(dá)到安全、生態(tài)、美觀的防護(hù)目的。

5)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息化施工，必要時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)。

［1］ JTG D30-2004，公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［2］ JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］．

［3］ 中國公路學(xué)會(huì)．交通工程手冊(cè)［M］．北京:人民交通出版社，1998．