讨论岩质边坡综合防护系统设计

摘要：边坡综合防护作为边坡绿化的一个重要组成部分,对于防止水土流失、稳固路基、保障行车安全等有着重要的意义。

关键词：岩质边坡；综合防护

中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：

由于岩质边坡直接受各因素不利组合的影响,会使边坡出现剥离、掉块、沟槽、碎落,严重时可造成边坡失稳,影响行车安全。

1岩质边坡综合防护系统的设计理念

1)岩质边坡防护应按照设计、施工和养护相结合的原则,根据以上不利因素的影响程度和当地的材料供应情况,本着因地制宜、就地取材的原则,有针对性地选取合理的硬防护、柔性防护或两者相结合的综合防护系统;

2)对风化破碎的软质岩质路堑边坡,开挖后应及时进行防护,防止进一步风化;

3)应结合公路等级、投资规模和工程的重要程度,养护的难易程度,综合考虑确定防护措施;

4)坡面防护一般不考虑边坡地层的上压力,边坡应具有足够的稳定性;稳定性较差时应根据情况采用挡墙或锚索、锚杆等进行支挡。

2岩质边坡综合防护形式

2.1硬防护

l)浆砌片石护坡(护面墙或挡墙)防护

一般情况,硬质岩边坡路段开挖出的块片石可以作为砌体材料,既能够就地取材,又能减少弃方,少占耕地,故在传统设计中采用较多。这种结构形式的优点是适用范围广,适用于风化严重的泥岩、砂岩、页岩及其他软质岩石,以及坡面风化破碎的硬质岩,并能防止较为严重的坡面变形和小型塌方。缺点:一方面是人工挖方痕迹太重,未能与自然环境和谐统一,且大量的岩石视觉效果非常差,也不利于吸收阳光和汽车尾气,另一方面在软质岩路段还需远运优质的砌筑材料,使其造价增高。

综合其优缺点,这种防护形式还应该保留,特别是在硬质岩表层风化破碎路段,在第一级边坡还应该推广使用。

2)喷射混凝土防护和锚杆铁丝网喷射混凝土防护

喷射混凝土适用于易风化但尚未遭受严重风化的软质岩、裂隙和节理发育的硬质岩边坡,对坡面有渗水时严禁采用,对严重风化的软质粘土岩边坡也不宜采用;当坡面破碎较严重,而喷射混凝土不能有效发挥作用时,为加强坡面防护,可采用锚杆加铁丝网加固。其优点是能防止岩石进一步风化、剥落和碎落石;其缺点与护面墙相同,且造价也较高。另外,从已建公路的使用效果上来看,由于长时间的日晒雨淋,雨水渗人其内,造成大面积混凝土层剥落。根据使用情况及与现有防护设计理念,这种防护形式不宜再采用。

2.2柔性防护

柔性防护系统的防护理念是可靠性和经济性、柔性和整体性、良好的地形适应性、美观与环保、施工快速方便、施工干扰小、标准化与定型化、结构均衡性及防腐与维护。柔性防护技术对地貌和植被具有良好的保护性,使得具备植物生长条件的边坡能够实现自然生长发育,同时也保持了进行后期人工绿化的既有条件。柔性防护技术轻型化带来了结构小型性及开放式结构带来了视觉通透性。

1)植草防护

岩质边坡上直接采用植草防护有较大限制,无论从技术上还是经济上都有一定困难,须采用固定网将种植土固定才能实施,其可行性较低。

2)三维植被网植草防护

三维植被网植草防护是将一种带有凸出网包的多层聚合物固定在边坡上,在网包中敷土植草从而达到绿化边坡的方法。由于其与原坡面的联结不够紧密,故其适用范围较小,只适用于边坡坡率较缓(大于1:1)的强风化泥页岩边坡。

本防护形式宜与浆砌片石护面墙（挡墙）综合使用，用于软质岩和硬质岩相间的边坡。

3）锚杆菱形镀锌铁丝网加植草袋防护

锚杆菱形镀锌铁丝网加植草袋防护是采用锚杆和铁丝网固定在边坡上,起到防止落石、稳定表层破碎层的作用.并在铁丝网与岩层之间坑槽处预置植草袋以绿化边坡。其适用于表层风化破碎的弱风化、节理裂隙发育较少的硬质岩边坡,对于强风化和节理裂隙发育的硬质岩,需加大锚杆的长度,投资增加较大,应多方比较后选用;软质岩边坡严禁采用。本防护形式也宜与浆砌片石护面墙(挡墙)综合使用,用于硬质岩边坡。

4)喷混植草防护

喷混植草防护是指将含有草根的有机质混凝土喷在岩石坡面,并用铁丝网和锚杆固定,使草种在岩面上萌芽、生长,从而绿化边坡的方法,是现在风头正健的一种新型防护技术,其适用于各种岩质边坡,但造价较大,且施工工艺还不够完善。

本防护形式可用于城镇近郊,投资宽松,以美化环境和路容为主的路段,且宜与浆砌片石护面墙(挡墙)综合使用。

2.3生态防护

岩质边坡坡面的浅层破坏主要是在降雨或水流作用下所产生的坡面冲蚀及浅层溜塌。坡面水流的强弱和坡面土粒之间结合力的大小,共同决定了坡面侵蚀强度。坡面水流的侵蚀力,也与降雨强度、降雨时间、边坡高度等一系列因素有关。生态植被的茎叶能拦截雨滴,使其击打坡面的机会大大降低,减小了击溅侵蚀强度。此外,生态植被根系具有很好的固土能力,增强了浅层土的抗剪强度,具有浅层加固作用。当植被通过根部吸收及蒸发作用改变了斜坡水文条件时,它的根和茎就增加了土体斜坡的稳定性,在雨季中土的抗剪强度可提高(30-65)%。

（1）液压喷播法

液压喷播法主要是利用流体原理把草坪种子混入装有一定比例的水、木纤维、泥炭、粘合剂、保水剂、肥料、土壤等所组成的基材的容器内,利用离心泵把混合料通入软管输送到待喷播的坪床上,形成均匀的覆盖物保护下的草种层,多余的水渗入土中。纤维、胶体形成半透明的保湿表层大大减少水分的蒸发,给种子发芽提供水分、养分和遮荫条件。纤维胶体和土体表面粘合,使种子遇风、陈雨、浇水不会冲失,具有良好的固种保苗作用。

(2)OH液植草护坡技术

现在国外新开发了一项边坡化学植草防护措施,称OH液植草护坡技术。它主要是通过专用机械设备,将其专用的新型化工产品HYCEL一OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表面土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3一6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽,生长成熟。尽管OH液植草具有理想的边坡防

护功能,但OH液的价格却比较的昂贵,只有京九线个别工点进行了尝试性试验。

(3)土工网植草护坡

土工网植草护坡的主要过程是先在平整过的边坡上铺设土工网,然后在其中摊铺松土,再在其上人工播种或进行液压喷播,然后在其上覆盖上一定厚度的砂土。该技术的主要特点在于应用一种经特殊工艺进行加工生产的三维土工网,这种土工网不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽萌芽、生长的作用。随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护、绿化作用。土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,而在铁路公程仅在京九线等铁路的个别防护工点使用。但是土工网植护坡技术主要是对于土质边坡而进行的一种生态护坡技术,对于岩质边坡,它很难与坡面稳定的结合,存在先天上的不足。

(4)蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡技术是一种将生物的建巢特性应用于植草护坡之上,类似于干砌片石护坡的边坡防护技术,是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护新措施。该技术所用的框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺张边坡上能有效地分散直坡面雨水的径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中。

结语

岩质边坡防护一直是公路建设的重点之一,传统的防护理念存在人工痕迹太重、与自然环境不够协调等问题,采用植物和绿色防护一方面工程实践较少,施工方法还在探索阶段,而且其作用机理及作用效果的定量分析方面还有待进一步深化;另一方面其前期投资较大,有一定的局限性。因此,岩质边坡防护宜因地制宜、就地取材,有针对性地采用硬防护和柔性防护相结合的综合防护系统。

参考文献：

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[2］张磊，高文龙.岩质边坡稳定性分析方法与治理方案探讨［J］.电力勘测设计，2006，02.