基于绿色环保理念的路堑边坡加固防护设计

曾 小 波

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610000)

面对自然生态环境被严重破坏等新形势，党的十八大提出大力推进生态文明建设，走人与自然和谐发展之路。在铁路、公路等工程建设中，尽管难以避免路堑开挖等破坏自然生态环境的现象，但若我们能转变既有设计理念，强化绿色环保意识，尽可能减少对自然环境的破坏，或破坏后尽可能恢复至破坏前的自然环境，甚至恢复为更加绿色、环保、和谐的生态环境，使基础工程与自然环境和谐共生，从而更好地推进生态文明建设，更加顺应新时代发展的要求。

1 既有铁路路堑边坡加固防护设计

为保证路堑边坡安全稳定，其边坡稳定性应满足相应规范要求，既有路堑边坡加固防护设计一般遵循“固脚强腰”的设计思路，通常是指在路堑边坡坡脚设置挡土墙、桩板墙、桩间挡土墙、桩间土钉墙等支挡结构加强坡脚加固；在路堑边坡中部设置抗滑桩、锚索(杆)框架梁等主动约束措施，增加边坡的稳定性。边坡坡面防护一般常用截水骨架、锚索(杆)框架梁，或采用浆砌片石封闭等加固防护措施，截水骨架内、框架梁内常用灌草护坡、喷混植生等绿色防护措施。既有绿色防护设计，在工程建设初期，仅为植物提供营养土，很少在植物的生长习性、种类选择、适应气候条件、营养需求及生态循环系统等方面进行有针对性地设计，以致后期绿化防护效果差，甚至失效，导致水土流失进而引起边坡浅表面工程滑塌，从而引发运营事故。既有路堑边坡加固防护设计通常如图1所示。

既有路堑边坡加固防护设计具有两个明显特点：1)以保证边坡安全稳定为设计出发点。路堑边坡坡脚设置大量钢筋混凝土支挡结构，如桩间挡土墙、桩板墙等悬臂式支挡结构，特别是遇到深、长路堑时，两侧均设置了大量圬工支挡结构，它们暴露在自然环境中，既影响驾驶员视线和乘车舒适度，其视觉效果又与周边自然环境呈现出明显的不和谐性。2)缺乏绿色环保系统设计。边坡绿化设计时，对适合铁路养护、适合当地气候生长的植物种类选择、植物生长习性和生态循环系统等细部研究较少，采用简单覆绿方式，短时间内达到了绿化效果，几年过后，植物不能持续生长，生态系统失去平衡，边坡绿化防护随之失效，水土慢慢流失，边坡稳定性降低，进而可能引发边坡浅表面工程滑塌，造成运营安全事故。

2 基于绿色环保理念的路堑边坡加固防护设计

在分析了既有路堑边坡加固防护设计基础上，为大力推进生态文明建设，笔者认为我们应转变既有路堑边坡加固防护设计理念，即设计出发点应从保证边坡安全稳定转变为：在强化绿色环保设计基础上保证边坡安全稳定。

2.1 总体设计思路

1)选线设计时，应尽量减少路堑边坡，特别是尽可能避免深、长路堑边坡。2)若遇深、长路堑边坡时，应进行抬高线路标高，以及桥梁、隧道和路基方案综合比选，确定最优通过方案。3)当面临不可避免的深、长路堑边坡时，应根据全线设计原则、边坡所在区域气候条件、地形地质条件等进行个别设计，尽量保证全线路堑边坡整体协调性，综合比选断面形式、边坡坡率和工程措施等，最大限度地满足边坡绿色环保要求，同时保证边坡的安全稳定。

2.2 横断面及支挡结构设计

为使铁路建设与自然环境和谐发展，边坡设计时应尽量少用桩板墙、桩间挡土墙等外露圬工较多的悬壁式支挡结构。当不可避免需采用悬臂式支挡结构加固路堑坡脚时，悬臂高度不宜设置过高，尽量降低与周边环境的不协调性，减少对自然环境的影响，利于列车驾驶员瞭望。坡面加固防护宜采用抗滑桩、锚杆或锚索框架梁等埋式挡护结构，既能保持与自然环境和谐共生，又能保证边坡的安全稳定。横断面设计优先采用全断面缓边坡的断面形式，特别是硬质岩路堑边坡加固防护设计时，虽然硬质岩自身稳定性好，边坡稳定坡率较陡，仍建议放缓路堑边坡坡率至1∶1及以上，既可大大降低边坡危岩落石风险，增加的石方开挖量可用作填料，减少线路范围外的取石场，且缓边坡利于边坡绿化，增加列车驾驶员视野，保障行车安全。

基于绿色环保理念的路堑边坡加固防护设计见图2。

2.3 边坡的绿化设计

推动铁路生态文明建设，除边坡横断面形式和加固防护措施需利于绿色环保设计外，还应加强边坡绿化防护系统性设计，关于绿化防护设计，建议重点考虑以下几个方面：

1)统筹设计。边坡绿化设计应与当地人文元素等民族文化相呼应，与沿线景区、站区、城市规划相结合，与边坡断面形式和工程措施相适应。

2)植物选择。调查并选择适应当地气候条件，适合当地生长的植物，并与建设功能需求相匹配。

3)植物搭配。采用种草和灌木相结合的高矮搭配形式，兼顾短期生长型和长期生长型植物相结合。与建设规划和功能需求相适应，选择花、草和树木等多样化的植物类型。

4)生态循环系统。设计者应充分了解植物生长习性及所需营养成分，结合边坡横断面形式和加固防护措施，设计因地制宜的固土措施，并为植物生长提供营养及土壤等基础环境。植物生长过程中，辅以人工养(维)护，根据植物生长情况适时补给所需养分，直至植物生长成型，融入周边自然环境，坡面绿化得以实现。再经过一段时间，当植物自身可以在自然条件下自由循环生长，便形成了自身的生态循环系统，从而达到生态文明建设目的。

3 路堑边坡设计思考

既有路堑边坡加固防护设计以保证边坡安全稳定为设计出发点，随着全面倡导生态文明建设，笔者认为：1)应转变设计理念，以绿色环保为设计出发点，同时兼顾边坡安全和稳定。2)应强化绿色环保意识，加强边坡绿化防护系统性设计，让边坡绿化防护措施长期有效，一方面，实现工程建设与自然环境和谐共生，推动生态文明建设；另一方面，绿色防护具有固土作用，可防止水土流失，保证边坡的安全和稳定。3)应尽量放缓路堑边坡设计坡率，不仅可以提高边坡稳定性，而且便于边坡绿化防护设计，同时增加了列车驾驶员视线，降低了运营安全风险。例如今年某线因降雨和特殊地质条件，路堑边坡突发滑塌上道，加之雨天有雾，且前方为高路堑地段，司机瞭望距离不足，紧急制动停车不及，列车与线路上的滑塌体相撞，导致列车脱轨，事故造成直接经济损失超过2 000万元，由此可见，放缓路堑边坡设计坡率，对增加边坡稳定性，便于驾驶员瞭望，减少铁路事故的作用巨大。