公路邊坡防護安全與生態美化

　　一、邊坡破壞的主要型式與機理

　　1、公路下邊坡：路基下邊坡一般為填土路堤。受力穩定的路堤邊坡的破壞，主要表現為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來自大氣降水對邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷，使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝，沖溝不斷發展導致路基發生破壞；沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪區內的路堤，還要受到洪水的威脅，這種威脅表現為沖毀路堤坡腳導致邊坡破壞。

　　邊坡破壞還與路基填料的性質、路基邊坡高度、路基壓實度有關系。一般地，砂性土邊坡較粘性土邊坡易于遭受沖刷而破壞，較高的路基邊坡較較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷，壓實度較好的邊坡，比壓實度較低的邊坡耐沖刷。

　　2、公路上邊坡

　　上邊坡是人工開挖的斜坡，其強度應滿足穩定邊坡的要求，這樣的穩定邊坡在降雨、融雪、凍脹，及其它形式的風化等作用下，邊坡主要破壞形式為沖刷、崩坍等。

　　沖刷破壞一般發生于較緩的土質邊坡，如砂性土邊坡、亞粘土邊坡、黃土邊坡等，在大氣降水的作用下，沿坡面徑流方向形成許多小沖溝，如不采取任何防護措施，有逐年擴大的趨勢；在邊坡坡腳，冬季往往發生積雪，造成坡腳濕軟，強度降低，上部土體失去支撐，發生破壞；同時，高速行駛的汽車濺起的雨雪水，也沖刷坡腳。總之，土質邊坡的坡腳部位，是邊坡的最薄弱環節。

　　邊坡的崩坍，一般分為三類：落石型、滑坡型、流動形，有時在一次崩坍中會同時具有這三種形式。

　　落石型一般指較陡的巖石邊坡，易產生落石的巖層必然是節理、層理、或斷層影響下裂隙發育，被大小不一的裂面分割成軟弱的斷塊，這些裂面寬而平滑，有方向性。落石和巖石滑動易沿陡的裂面發生。裂隙張開的程度用肉眼不一定就能識別，但能滲水，由于反復凍融，長時間的微小移動，裂縫逐漸擴大，由于降雨，裂縫中充滿水，產生側向靜水壓力作用，造成崩坍。一般裂隙發育巖體，更易發生落石現象，此外硬巖下臥軟弱層時，也會發生這種現象。此類破壞型式必須嚴格控制，崩坍滾落的巖石極易對行車構成威脅。

　　滑坡型崩坍，指巖層在外力作用下剪斷，沿層間軟巖發生順層滑動，多發生于傾向于路基、層間有軟弱夾層的巖體中。另外，當基巖上伏巖屑層、巖堆等松散的堆積物時，堆積物也易沿巖層的層理面、節理面或斷層面發生崩坍。

　　大雨時的崩坍多屬于流動型，砂、巖屑、頁巖風化土等松散沉積土，多會受水的影響而產生流動型崩坍，流動型崩坍沒有明顯的剪切滑動面。

　　很顯然，邊坡高度大時，以上邊坡破壞的類型都較低邊坡容易發生。

　　由上面的分析可知在邊坡的防護設計中，既要做好坡面防護設計、排水防水設計、控制好水的問題，又要根據地質條件、巖體性質、巖層產狀、邊坡高度做好邊坡坡面設計。

　　二、要防護措施

　　目前河北省內公路主要有以下幾種防護措施：

　　1、植物防護

　　采用植物防護，就是利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用，保護路基邊坡免受大氣降水與地表徑流的沖刷。

　　采用植物防護，增加植被面積，減少地表徑流，可從根本上減少路基的水土流失。植物覆蓋對于地表徑流和水土沖刷有極大的減緩作用。枝葉繁茂的樹冠能夠截留一部分降水量，龐大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分，還可穩定地表土層。而沒有植被覆蓋的地方，降水量全部落在地表面，形成徑流，造成水土侵蝕和沖刷。植被的根系能與土層密切地結合，根系與根系的盤根錯節，使地表層土壤形成不同深度的、牢固的穩定層，從而有效地穩定土層，固定溝坡，阻擋沖刷和塌陷，有機械的防護作用。

　　在我國溫暖多雨的南方地區，植物防護已較多地用于土質上下邊坡的防護中，既保護了邊坡，又美化了環境。在北方地區，植物防護措施還僅限于下邊坡的防護，上邊坡經常干旱缺水，不易養護，況且坡度較陡不利于植物生長。在西北黃土地區，黃土路塹邊坡往往陡于1：0.75，邊坡較高時才放緩到1：1.在河北，土質邊坡坡度一般采用1：1，靠邊坡自然降水維持植物生長往往比較困難，因坡面較陡，水分難以保持，植被成活率較低。

　　近年來有不少綠化專家試圖在北方較陡的上邊坡搞公路的綠化防護，采用三維土工網等措施，但沒有在公路上大面積推廣。因此，上邊坡植物防護問題仍需進一步研究，給北方地區光禿禿的上邊坡披上綠裝。

　　植物防護包括在邊坡上種草、植草皮、植樹等。在河北，由于一般地區供挖取使用的草皮缺乏，所以，種草、植樹更便利一些。種草一般選取多年生、耐寒、耐旱、根系發達的草種，植樹優選容易成活的樹種（包括灌木）。

　　黑麥、小冠花均是耐寒、耐旱植物。黑麥、小冠花聯合種植技術在北方較寒冷、干旱的一些地區獲得了成功，較適用于北方地區的氣候條件。黑麥生長快，當年就能長成，但其扎根較淺，適宜短期防護；小冠花生長慢，一年以后才能長成，但扎根較深，尤其耐旱，并且其蔓延繁殖能力強，適合于路基邊坡的長期防護，二者結合起來就能達到短期防護與長期防護相結合的目的。

　　在植樹方面，河北省多年來在多條公路邊坡上栽種紫穗槐，已經取得了許多寶貴的經驗，比如京石高速公路、大秦鐵路唐山段、石黃高速公路等，都采用了這

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　　2、框格防護

　　框格防護是用混凝土、漿砌塊（片）石等材料，在邊坡上形成骨架，能有效地防止路基邊坡在坡面水沖刷下形成沖溝，同時，提高了邊坡表面地表粗度系數，減緩了水流速度。一般沖刷僅限于框格內局部范圍，采用框格防護與種草防護結合起來的方法，提高了防護效果，同時美化了環境。

　　框格防護多用于路基下邊坡，是一種輔助性的防護措施，除具有對路基邊坡的一定防護作用外，還有對路容的美化效果，尤其在互通立交范圍內邊坡應用最多，近年來人們越來越重視公路對環境的影響，重視路容美化，因此往往采用這種防護形式。

　　框格形狀可根據人們的想象，人們對美的追求，做出各式各樣的造型，如斜45度大框格，六角形混凝土預制塊防護，漿砌片石拱形防護，漿砌片石或預制塊做成的麥穗型等。

　　滬寧高速公路部分路段和目前既將竣工通車的貴陽至黃果樹高速公路下邊坡均采用了漿砌片石拱形防護，北京八達嶺高速公路下邊坡部分路段采用大45度框格內鑲六角形混凝土預制塊的小框格，河北省石黃高速公路部分路段的麥穗型，都給人以美的享受。

　　框格防護措施同時可用于土質上邊坡防護，既增加美的效果，并可防止邊坡出現沖刷，但由于框格需在上邊坡中嵌槽鑲進，施工難度大，僅在重要景點使用，一般較少采用。

　　3、護坡

　　在穩定的邊坡上鋪砌（漿砌或干砌）片石、塊石或混凝土預制塊等材料以防止地表徑流或坡面水流對邊坡的沖刷稱之為護坡。鋪砌方式一般采用漿砌，沖刷輕微時，可采用干砌。

　　位于河灘或滯洪區內的路基，往往處于洪水的直接威脅之下，因此必須采用護坡防護措施，防護高度應至少在路基設計洪水位加浪高、壅水高及0.5米安全值以上。另外當路基沿溪，路基邊坡侵占河道時，也要采取護坡防護措施。

　　在軟土地基上的路堤護坡，無水流沖刷影響時，可采用干砌片石護坡，以適應地基沉降引起的路堤邊坡變形。

　　4、封面

　　封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護形式。

　　1）、抹面防護、捶面防護由于其使用年限較短，各等級公路上使用較少，尤其在高速公路的邊坡上尚未采用過這樣防護措施，筆者認為，當路基較低時采用抹面防護合理摻加草籽，既能起到建設初期的防護作用，又能起到運營期的防護與綠化作用，在今后的建設中可做嘗試。

　　2）、噴漿防護與噴射混凝土防護

　　噴漿防護和噴射混凝土防護適用于邊坡易風化、裂隙和節理發育、坡面不平整的巖石邊坡，其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙，阻止大氣降水及坡面流水侵入，從而阻止裂隙中側向水壓和冰裂，防止邊坡巖石繼續風化，保護邊坡不發生落石崩坍。

　　在公路上廣泛采用的封面防護措施是噴射混凝土，該防護要求在混凝土內設置菱形金屬網或高強度聚合物土工格柵，并通過錨桿或錨固墩固定于邊坡上，這主要是為防止混凝土硬化收縮產生裂縫或剝落。在河北石太高速公路及山西太舊高速公路上處理裂隙發育巖石邊坡，效果很好，尤其是河北用于處理蝕變安山巖邊坡，非常成功，處理后，落石崩坍不再發生。但在某段坡體采用噴射混凝土防護，亦產生了剝落現象。該巖體為全風化石灰巖，新噴射混凝土與之結合不好，接觸不均勻，局部強度很低，加之噴射混凝土未加設金屬網或土工格柵，整體性不好，從而在內部與外界雙重因素作用下，產生局部剝落。

　　由此，在施工噴射混凝土防護前，坡面不應有風化碎渣、風化土層；全風化巖石不宜采用噴射混凝土防護措施；為防止噴射混凝土硬化收縮產生裂縫或剝落，加設防裂金屬網或高強聚合物土工格柵是必要的。當巖體具有沿傾向路面的巖層順層滑動的潛在危險時還應采取加抗剪錨桿的錨固措施。

　　5、護面墻

　　為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質邊坡，免受大氣影響而修建的墻，稱為護面墻。

　　護面墻多用于易風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質灰巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖層和較破碎的巖石地段，以防止繼續風化。可以有效地防止邊坡沖刷，防止滑動型、流動型及落石型邊坡崩坍，是上邊坡最常見的一種防護型式。

　　護面墻除自重外，不擔負其它荷載，亦不承受墻后土壓力，因此護面墻所防護的挖方邊坡坡度應符合極限穩定邊坡的要求。

　　護面墻有實體護面墻、孔窗式護面墻、拱式護面墻等。實體護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡；孔窗式護面墻用于坡度緩于1：0.75的邊坡，孔窗內可捶面（坡面干燥時）或干砌片石；拱式護面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護上部邊坡者。用護面墻防護的挖方邊坡不宜陡于1：0.5。

　　為增強護面墻的穩定性，在護面墻較高時應分級砌筑，視斷面上基巖的好壞，每6～10米高作為一級，并在墻頂設≥1米的平臺；墻背每4～6米高設一耳墻，耳墻寬0.5～1米。

　　護面墻頂部應用原土夯實或鋪砌，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。修筑護面墻前，對所防護的邊坡應清除松動巖石、松散土層。對風化迅速的巖層如云母巖、綠泥片巖等邊坡，清挖出新鮮巖面后，應立即修筑護面墻。

　　在我國山區高等級公路的防護設施中，護面墻是上邊坡采用較多的防護形式，而且多是實體護面墻，一般根據邊坡的高度、巖石的風化程度及巖土的工程地質特性采取半防護或全防護措施。在半防護措施中，有時采用坡腳護面墻，由于路塹的開挖，改變了空氣的流向，在路塹內形成旋轉氣流，雨雪天氣，該氣流攜帶著雨雪對坡腳的沖刷破壞能力最大，同時汽車高速行駛濺起的雨雪水也直接沖刷坡腳；自然降水自坡頂沿坡面向下流，流至坡腳時，速度最大，沖刷最嚴重，因此在坡腳處設置矮墻是最起碼的防護措施。從另一方面講，在坡腳設置護面墻還起到誘導行車視線的作用。對于土質邊坡，技術、經濟條件允許時，還可以搞綠化，種植一些藤本植物，美化環境。

　　總之，搞好公路建設，確保公路邊坡穩定、安全、搞好環境保護，要深入了解公路邊坡破壞的型式與機理，針對不同工程對象的土質、水文、氣候等特點，靈活采用不同的防護型式，加強設計，加強施工建設管理，建安全之路、建生態之路、優美之路。

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