山區(qū)公路巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)與生態(tài)防護(hù)問題探究

張海偉

（保定市保通公路勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 保定 071000）

1 工程概述

某地政府為了緩解當(dāng)?shù)亟煌▔毫?，為人們的出行提供方便，擬修建“油小線”公路工程，該工程全長(zhǎng)8.21 k m，并在全線需要布置3座立交橋。該工程概況如下：

（1）土質(zhì)特征。通過勘測(cè)沿線的地層和巖土性質(zhì)得知，工程沿線的土質(zhì)為第四系堆積物，主要土質(zhì)類型為耕土、粘性土、紅粘土，呈褐黑色和灰褐色，層厚為0.00～15.00 m之間。

（2）巖質(zhì)特征。第一層為碳酸鹽巖石地層，巖性為灰?guī)r和頁(yè)巖，巖體較為完整，強(qiáng)度高，單軸抗壓強(qiáng)度為20.33～52.44 MPa。第二層為含煤線泥頁(yè)巖地層，巖石節(jié)理發(fā)育，較為破碎，裂隙較多，強(qiáng)度較低，單軸抗壓強(qiáng)度為15.2～20.33 MPa。

另外，該道路工程定位為景觀路，不僅要確保整個(gè)工程建設(shè)質(zhì)量，注重與周圍自然環(huán)境的協(xié)調(diào)，為了保證公路邊坡的安全，還需要采取相應(yīng)的剛性治理措施，包括擋土墻法、錨固法、噴漿法等等。這些技術(shù)在公路工程建設(shè)中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，技術(shù)比較成熟，對(duì)工程加固，確保工程安全方面發(fā)揮著重要的作用。但也容易對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)較為嚴(yán)重的破壞，不利于環(huán)境保護(hù)工作。所以，為了改變這種情況，確保道路工程質(zhì)量和道路美觀，避免對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)破壞，有必要采取相應(yīng)的柔性防護(hù)措施和生態(tài)防護(hù)方法。

本文主要圍繞山區(qū)公路巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)和生態(tài)防護(hù)問題進(jìn)行探討。

2 邊坡崩塌類型與項(xiàng)目路段特征

2.1 邊坡崩塌的類型

人工開挖巖質(zhì)邊坡時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，主要有以下3種形式：①落石崩塌。容易在較陡的巖石邊坡出現(xiàn)這種情況，表現(xiàn)為巖層節(jié)理、層理、裂隙發(fā)育，巖石容易滑動(dòng)形成裂面。同時(shí)在滲水、凍脹作用的影響下，裂縫往往出現(xiàn)逐漸擴(kuò)大的情形，再在降水的影響下，產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力，從而導(dǎo)致崩塌情況的出現(xiàn)。另外裂隙發(fā)育的巖體也容易出現(xiàn)這種情況，所以必須采取措施控制落石崩塌，確保行車安全；②滑坡崩塌。在外力作用下，巖層發(fā)生滑動(dòng)，出現(xiàn)這種情況的主要部位為：路基、層間有軟弱夾層的巖體、松散堆積物、層理面、節(jié)理面、斷層面等。這種情況的出現(xiàn)往往造成大面積的破壞，嚴(yán)重影響車輛的安全通行；③流動(dòng)崩塌。這種情況主要出現(xiàn)在大雨天，在大量降水的情況下，砂、巖屑、頁(yè)巖風(fēng)化土等受到水的沖刷而出現(xiàn)流動(dòng)崩塌的情形，往往會(huì)給行車安全帶來(lái)嚴(yán)重的影響，也破壞了公路工程沿線的景觀［1］。

2.2 “油小線”路段邊坡的類型與特征

勘察顯示，“油小線”部分路段巖石是節(jié)理和裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖層容易受到風(fēng)化，形成軟弱結(jié)構(gòu)面。根據(jù)聲波測(cè)井資料，對(duì)該路段地質(zhì)情況進(jìn)行分析，具體情況如下。上部巖石是二疊系灰?guī)r，中風(fēng)化強(qiáng)度，比較破裂，完整性系數(shù)K＝0.48；下部巖石為三疊系灰?guī)r，弱風(fēng)化，強(qiáng)度較高，完整系數(shù)K＝0.64；而結(jié)合部為順向坡，嚴(yán)重影響邊坡的穩(wěn)定性。所以，必須根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以防止出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，確保邊坡的穩(wěn)定，為安全行車創(chuàng)造良好的條件。

3 巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)與生態(tài)防護(hù)方案的實(shí)施

通過分析該路段邊坡特征及可能出現(xiàn)的崩塌現(xiàn)象，考慮施工的實(shí)際需要和處理效果，決定在該路段采用柔性防護(hù)與生態(tài)防護(hù)方案。

3.1 巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)方案

通過對(duì)地質(zhì)資料的調(diào)取，分析巖土體物理力學(xué)參數(shù)，結(jié)合該工程特征，決定采用柔性主動(dòng)加固系統(tǒng)和錨桿錨固作為邊坡防護(hù)手段，以實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的有效防護(hù)，確保邊坡的穩(wěn)定和行車的安全。該防護(hù)系統(tǒng)的工作原理是：采用常用的極限平衡理論，從抵抗巖土體滑動(dòng)的基本功能入手，采取相應(yīng)的措施，防止巖土體滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)固的目的。在柔性防護(hù)體系中運(yùn)用柔性網(wǎng)代替以前的剛性結(jié)構(gòu)，并與錨桿、錨墊板結(jié)為一體，以抵抗巖土體失穩(wěn)下滑的反作用力，從而確保巖土體的穩(wěn)定。根據(jù)該線路的具體情況，在邊坡防護(hù)形式上選用GTC主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)的鋼絲強(qiáng)度高，高達(dá)1 770 MPa以上，同時(shí)采用了鋼筋錨桿確保系統(tǒng)穩(wěn)定。在GTC主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)中，錨桿布置形式為梅花形，并且間距不受網(wǎng)狀規(guī)格限制，在整個(gè)巖質(zhì)邊坡上，隔柵能夠形成一個(gè)連續(xù)的網(wǎng)。同時(shí)，錨桿的布置形式，能夠使得可能發(fā)生破壞的最大塊體被限制在一定的范圍內(nèi)，防止巖體滑動(dòng)，確保巖體的穩(wěn)定［2－3］。此外，在系統(tǒng)的布設(shè)中，還需要施加錨桿預(yù)張拉，將錨桿拉緊。在錨桿上主動(dòng)施加預(yù)應(yīng)力，可以將錨墊板和隔柵壓緊在坡面上，這種力能夠調(diào)動(dòng)滑動(dòng)面摩擦阻力，不僅有利于巖土體的整體穩(wěn)定性，還有利于錨桿的局部穩(wěn)定性。另外，如果局部巖土體出現(xiàn)滑動(dòng)破壞，隔柵必然發(fā)生變形以阻止滑動(dòng)破壞的力，錨墊板把鋼絲壓緊，提供預(yù)張力，主動(dòng)提供抗滑力，從而防止了潛在的破壞，確保邊坡的穩(wěn)定。

3.2 巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)方案

該線路為景觀公路，在工程建設(shè)中，不僅需要保證線路的安全，還應(yīng)該滿足人們的審美要求和環(huán)境保護(hù)的需要。結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?、氣候水文特征，在生態(tài)防護(hù)過程中可以采取以下措施。

（1）客土噴播。該技術(shù)措施在國(guó)外生態(tài)防護(hù)中運(yùn)用得比較多，并且取得了良好的效果。具體的實(shí)施方法為：利用客土噴射系統(tǒng)將綠化基材、植物種子、植壤土、水等按照規(guī)定的比例進(jìn)行攪拌，使其成為均勻的混合物，并按照設(shè)計(jì)厚度均勻地噴射到防護(hù)的石質(zhì)邊坡上，從而為植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的環(huán)境。客土噴播措施主要通過基材、錨桿、復(fù)合材料網(wǎng)、植被共同發(fā)揮作用，從而達(dá)到防護(hù)坡面的目的。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)為：通過植被覆蓋能夠保護(hù)土壤免受雨水直接沖刷，阻止水流形成；在表土層形成根系，從而能夠抑制暴雨侵蝕邊坡，提高土體抗剪能力，有利于增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，提高邊坡抗雨水沖刷的能力，進(jìn)而達(dá)到對(duì)邊坡有效防護(hù)的目的，確保公路工程安全，也起到美化周圍環(huán)境的目的［4］。

（2）草包技術(shù)。將植物的種子播撒在2層布質(zhì)或者紙質(zhì)無(wú)紡布中間，制成草包，裝土之后就能夠長(zhǎng)成草坪。在山崖之間形成具有特色的自然景觀，既能夠體現(xiàn)植物的頑強(qiáng)生命力，還能夠起到美化環(huán)境的作用。

（3）輪胎固土。采取措施將輪胎固定在坡面上，在上面覆蓋土并播種，從而形成類似掛網(wǎng)噴播的景觀，達(dá)到美化周圍環(huán)境的效果。

（4）植生帶技術(shù)。將帶有種子的植生帶鋪在坡面上，然后對(duì)其進(jìn)行固定，從而能夠形成景觀，美化周圍環(huán)境。

（5）噴混植生。這是一項(xiàng)新的技術(shù)措施，既具有邊坡防護(hù)的效果，也具有生態(tài)綠化的作用［5］。它能夠使植物在短時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)，并達(dá)到良好的綠化效果。具體的實(shí)施方式為：采用錨桿加固鐵絲網(wǎng)技術(shù)，利用特制噴混機(jī)械將混合干料加水后噴射到巖面上，其中混合干料包括土壤、有機(jī)核心料、粘結(jié)劑、植物種子等，噴射到巖面上后能夠形成10 c m厚的硬化體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡工程的防護(hù)和生態(tài)綠化的效果。

4 巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)與生態(tài)防護(hù)實(shí)施效果

4.1 柔性防護(hù)方案的實(shí)施效果

在該工程施工中運(yùn)用柔性防護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)邊坡的有效加固，邊坡的抗外力干擾能力增強(qiáng)，整體穩(wěn)定性增加，滿足山區(qū)公路巖質(zhì)邊坡防護(hù)的需要，取得了令人滿意的效果。

4.2 生態(tài)防護(hù)方案的實(shí)施效果

依托工程試驗(yàn)段，進(jìn)行了一年的養(yǎng)護(hù)工作，并對(duì)生態(tài)防護(hù)效果進(jìn)行了觀測(cè)。在生態(tài)防護(hù)中運(yùn)用混播植物，既有暖季型草種，又有冷季型草種，植被具有交替生長(zhǎng)的特性，確保了坡面的四季常青，不僅促進(jìn)了生態(tài)植被得到良好的恢復(fù)，還有利于水土保持，取得良好的防護(hù)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

盡管剛性治理措施也能夠保證公路邊坡的安全，為安全行車創(chuàng)造有利條件，但它不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。而柔性防護(hù)措施改變了傳統(tǒng)的邊坡防護(hù)理念，不僅能夠達(dá)到加固工程和保障邊坡安全的目的，還盡量降低了對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)的不利影響。在整個(gè)柔性防護(hù)區(qū)域內(nèi)，土體得到有效的保持，巖石穩(wěn)固，并且還根據(jù)工程的具體情況，通過人工的方式植樹種草，對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行綠化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)周圍環(huán)境的有效保護(hù)。今后在類似工程防護(hù)過程中，應(yīng)該考慮工程的具體情況，靈活采取相應(yīng)的邊坡柔性防護(hù)和生態(tài)防護(hù)措施，確保工程的安全，保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境，提高山區(qū)公路工程建設(shè)的綜合效益。

［1］ 王芝堯，張登藩.山區(qū)公路巖質(zhì)邊坡柔性防護(hù)與生態(tài)防護(hù)初探［J］.西部交通科技，2008（4）：81-85.

［2］ 林孝松，許 江，陳洪凱，等.山區(qū)公路高切坡整體安全評(píng)價(jià)方法研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2011（4）：718-722.

［3］ 侯連君.高等級(jí)公路巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析和生態(tài)防護(hù)設(shè)計(jì)研究［D］.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2004.

［4］ 劉相逵，謝 鍇.吉懷高速公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)淺析及新技術(shù)應(yīng)用［J］.公路工程，2011（3）：161-166.

［5］ 李 純，李從昀.北京地區(qū)公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)護(hù)坡中噴混植生技術(shù)的適宜性研究［J］.交通環(huán)保，2012（1）：41-45.