高速公路边坡防护的注意事项与类型选择

白炳波,杨 涛

(温州绕城高速公路有限公司,浙江温州 325000)

高速公路施工涉及高填深挖情况时,为保证路基安全与稳定,边坡防护设计显得尤为重要。防护类型的选择应以现行《公路路基设计规范》为准则,与排水设施相结合考虑,降低坡面雨水冲刷作用;根据不同边坡坡面、地质情况,采用合适的防护形式,并注意高边坡防护分级处理;防护加固时应融合绿化设计理念,兼顾绿化、美化效果,为高速公路行驶营造良好的路侧视觉景观,创建生态工程;防护工程施工时,应编制完善可行的施工组织设计,注意工序上下衔接关系,并按规范及图纸要求,切实履行各道工序内容。

1 边坡防护的注意事项

1.1 与排水设施的结合

边坡防护设计需与排水设施结合考虑,以防止或减少坡面雨水冲刷,避免坡面经受过多的干湿循环,导致强度衰减和剥蚀。

填方边坡路基排水设施常见有边坡排水沟、傍山路堤排水沟、护坡流水槽等结构形式。填方边坡一般于坡脚设置排水沟,并常采用护坡流水槽与路基排水管相连接。除此之外,还需注意于坡面采取导流措施,如填方边坡采用浆砌片石框格防护时,需增设混凝土挡水条以引导边坡水至坡脚排水沟,减少水流对框格内培土与草皮的漫流冲刷及保持路基的干燥。

图1 某边坡防护的截水沟设置

挖方边坡排水方案,需将坡顶截水、坡面排水、坡体导水、坡脚疏排等多种形式结合考虑。坡顶线外 5m处需设置截水沟;坡面平台根据需要采用小型截水沟;坡体根据基岩裂隙水的发育情况,设置深浅疏密不一的泻水孔;坡脚除采用排水边沟以保证路基干燥外,还需根据实际情况设置排水盲沟,如图 1。

1.2 高边坡防护分级处理

当边坡过高时,单纯的一级边坡防护已不能保证边坡稳定和适应不同开挖高度的应力要求,须进行分级设计。

高填方边坡防护分级设置时,若路基填高超过 8m,一般以 8m为一级,路基顶向下每 8m处设置宽 2m的护坡道,坡率从第一级的 1∶1.5往下逐渐趋缓。但这样分级设置会导致坡脚滑移及对土地的挤占浪费。现在一般设置路肩挡墙或路堤挡墙以收缩坡脚。

深挖方边坡防护设计时,边坡稳定情况相对更复杂,须更加严谨、科学。一般根据《公路路基设计规范》(JTG D 30-2004)的有关规定和“路堑工程地质勘察报告”,对挖方路堑采用稳定性分析验算与工程经验相结合的方法,确定分级挖方防护的边坡坡率与各级高度。深挖方边坡防护分级设置时,分级坡率由下至上逐渐变缓,并每级设置护坡平台,如图2。

图2 某高挖方边坡分级断面

1.3 生态防护综合考虑

纯粹的高强度圬工防护虽有利于提高防护效果,增强边坡稳定性,但将造成视觉污染,不利于生态平衡,不符合高速公路绿化、美化的建设理念要求。路线两侧若有良好的生态防护,一方面可利用植被制造氧气、吸收汽车尾气,改善环境质量,另一方面司机在高速公路长途驾驶,绿意盎然的生态景观也有利于缓解视觉疲劳,营造视觉美感,某种程度上体现出人文的关怀。因此,科学的边坡防护需将防护加固与绿化设计综合考虑,互相协调,有机结合,创造生态防护,提高高速公路的建设品位。

1.4 施工注意事项

边坡防护施工,需本着安全、合理、科学的原则,编制详细的施工组织设计,以保证工程安全、质量、进度。并注意执行不同边坡特殊地质情况的施工规范要求。根据边坡防护的各种形式,边坡防护施工中主要含有测量放线、排水、土石方开挖、砌体、混凝土喷射、边坡锚固、生态防护、监控量测与预报等不同工序内容。

测量放线为各种防护施工的第一步,是检验图纸设计是否符合现场实施的重要步骤。路堑高边坡开挖施工前,需按设计图纸严格测放坡顶线及截排水沟位置。遇有坡面地质、地形与设计差异较大时,需通知设计及时调整或变更。

排水工程是防护设计的重要组成部分,坡面防护设计施工时需予重视。地表截排水沟需在路堑边坡土石方开挖前施做,提早发挥作用,以减少地表水对坡面冲刷和入渗坡体的不利影响。

路堑边坡土石方施工要严格遵循从上到下依序逐级开挖,做到开挖一级防护加固一级。须待上一级防护加固工程完成并能发挥出防护作用后,方可进行下一级土石方作业。爆破开挖前,应对坡顶上部的滚石、孤石和坡面浮石、浮土等予以清除,减少施工安全隐患。在接近设计坡面位置时要采用控制爆破,保证施工坡面到达设计线形。开挖后实际揭露地层情况与设计不符时,需向设计反映是否调整原防护设计。

砌体工程要求砂浆砌筑饱满。采用未风化且不易风化之硬石砌筑。石质均匀,尺寸符合规定。

混凝土喷射时,喷头应垂直于坡面,距坡面 1.0m左右,并螺旋式反复喷射,以保证喷射厚度均匀。注意每 15～20m设置伸缩缝,按设计间距布置泄水孔(出水集中区域可按实际需要进行调整)。混凝土喷射与钢筋网片常常结合使用,钢筋网片铺设工序应在混凝土喷射之前,网片需与岩面密实贴紧,随坡面起伏铺设,并保证搭接长度。

边坡锚固工程主体为隐蔽工程,需加强施工时段的监理和质量检测,严格按照有关锚固工程施工与验收技术规范和质量检验评定标准进行。还须作好锚杆抗拔力、长度检测及注浆质量检测。

生态防护,即用植被绿化提高高速公路的环境质量和感观层次,施工的好坏很大程度上取决于草籽苗木的种植质量和养护情况。在设计未指定草种时,施工应依据当地的气候、土质条件及施工季节尽量选用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种。施工后要洒水养生,用无纺布将裸露的坡面及时覆盖,一方面保持坡面湿润,另一方面防止雨水冲刷将坡面破坏。绿化基材配置严格按设计要求执行,基材喷射应从正面进行,凹凸部及死角要补喷,厚度需保证在设计偏差范围内。

监控量测与预报,是进行高边坡防护动态设计和信息化施工的必要条件。监测项目主要包括坡体位移、坡体变形,有时视防护类型不同增加其他监测内容。施工时,一般在高边坡的坡顶和典型断面上布置监测点,开挖过程中作好变形观测记录,每天 1次以上,并结合现场情况布置地表观测桩,检测坡体位移;施工完成后,每周还必须作 1次以上的监测记录,遇持续暴雨天气,应减少监测时间间隔,作到每天 1次;监测成果应存档成册,和边坡开挖过程所揭露的岩层资料定期反馈至设计部门,若发现边坡变形持续增长、变形速率不收敛和岩层地质与设计不符,应及时通知设计部门进行处理。

2 边坡防护的类型选择

高速公路边坡防护从填挖性质上划分,可分为填方边坡防护与挖方边坡防护。防护类型应以规范为要求,根据不同边坡坡面、地质情况,进行边坡稳定性分析验算,采用合适的防护形式。按规范要求,当填方坡面坡率缓于 1:1且填土不高时,一般可直接采用植物防护;当坡面坡率缓于 1∶0.75时,一般采用浆砌片石或混凝土骨架植草护坡,若工程所处区域降水量过大时,骨架形式宜做成截水沟形;当填土过高时,一般以 8m为单级高度进行分级,各级间设置护坡平台,平台做绿化处理,但这样设计将导致路基断面过宽、增加征地费用,现一般设置路肩挡墙或路堤挡墙以收缩坡脚。

挖方边坡防护相较填方边坡防护,设计情况及施工难度相对复杂,高挖方边坡地段一般需配备有路堑工程地质报告,作为设计的参考依据。高挖方边坡一般分级设置,分级坡率从下至上逐渐趋缓,各级间设置护坡平台,平台采用浆砌片石或混凝土防护,有时也采用植树绿化。根据开挖边坡的稳定情况和可能出现的失稳破坏形式,坡面采用不同的支挡加固与防护形式:①对于坡体深部抗滑处理,常采用带框架梁或墩座的预应力锚索;②对于坡体浅层加固,常采用系统锚杆(挂网锚喷)、六角空心砖植草等;③对于坡脚应力集中区的支挡,常采用仰斜式挡墙;④对于坡体表面防护,常采用窗孔式护面墙、六角空心砖植草、挂网喷射混凝土、喷播植草及三维植被网防护等形式。填挖边坡防护形式的选择,除了需保证防固效果外,应尽可能综合考虑绿化护坡的结合因素,使边坡防护不仅成为公路建设的安全屏障,也成为一条渲染视觉美感的绿化走廊。

图4 某高边坡不同高度的防护类型

3 结束语

高速公路边坡防护一方面可以防治路基病害、保证路基稳定,另一方面起着改善环境景观、保护生态平衡的重要作用,既是公路建设的安全屏障,也是体现生态设计的景观带。随着我国基础设施的发展,中国高速公路将出现新型的防护形式,但防护加固与生态设计相结合的理念不会变。边坡防护工程的设计、施工水平,也将随着一代代中国公路建设从业人员的传承与努力,不断前进。

[1]JTG D 30-2004公路路基设计规范[S]

[2]邓学钧.路基路面工程(第二版)[M].人民交通出版社,2005

[3]李嘉.公路设计百问[M].人民交通出版社,2003