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關(guān)鍵詞:造孔 錨索 注漿 張拉 檢測(cè)
1 工程概況
陽(yáng)左高速公路ZB5合同段位于山西省晉中市和順縣境內(nèi),施工里程為K58+600(斷鏈前)~K76+400,全長(zhǎng)17.842公里,主要由奧陶系峰峰組、第四系中更新統(tǒng)離石組、上更新統(tǒng)峙峪組黃土組成、全新統(tǒng)選仁組河谷沖積土組成;峰峰組主要巖性為中厚-厚層狀石灰?guī)r、含泥質(zhì)灰?guī)r,中夾的泥灰?guī)r等組成;離石組黃土以棕黃色粉質(zhì)粘土為主,局部夾薄層鈣質(zhì)結(jié)核層及古土壤層;峙峪組黃土以褐黃色粉質(zhì)粘土為主,局部夾層狀礫石層及礫卵石透鏡體,礫卵石層局部富集厚度較大,選仁組由砂、礫、卵石及砂性土等組成,峙峪組黃土局非自重Ⅰ級(jí)(輕微)濕陷,濕陷厚度為0-9m。
2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
K71+907~K72+005高邊坡二級(jí)邊坡,K72+099~K72+200段采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行處理,預(yù)應(yīng)力錨索的材質(zhì)為6根Φj15.24mm的高強(qiáng)度、低松弛的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,其抗拔強(qiáng)度為1860Mpa。錨索長(zhǎng)26m,根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度其荷載為600KN,坡面反向下傾與水平面夾角20°,錨索錨固段分為三個(gè)相同的錨固單元,并且錨固段的長(zhǎng)度為10m,同時(shí)按照格梁方形進(jìn)行布置,間距、截面尺寸分別為3.5×3.75m、0.5×0.5m。其張拉承壓結(jié)構(gòu)為A型錨斜托結(jié)構(gòu)。
采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)K72+030~K72+150高邊坡三級(jí)邊坡進(jìn)行處理,利用4根Φj15.24mm的高強(qiáng)度、低松弛的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線編制預(yù)應(yīng)力錨索,其標(biāo)準(zhǔn)抗拔強(qiáng)度為1860MPa。錨索長(zhǎng)26m,其設(shè)計(jì)荷載為400KN,鎖定荷載440KN,坡面反向下傾與水平面夾角為20°,錨索錨固段分為兩個(gè)相同的錨固單元,錨固段長(zhǎng)度為10m,按照格梁方形的方式進(jìn)行布置,間距和尺寸分別為3.5×3.75m、0.5×0.5m;將B型錨斜托結(jié)構(gòu)作為張拉承壓結(jié)構(gòu)。
錨索孔徑Φ130mm,采用30套OVM15-6型二級(jí)邊坡錨具,采用18套OVM15-4型三級(jí)邊坡錨具,按照25cm×25cm×2cm的尺寸設(shè)置錨斜托鋼墊板,并且在數(shù)量方面與錨索相互匹配。按照3.5×3.75m、3.5m設(shè)置錨索間距和縱梁間距,且橫梁每段長(zhǎng)為9~12m,根據(jù)坡面現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)條件對(duì)具體間距進(jìn)行調(diào)整,在坡面巖體中鑲嵌縱、橫梁厚度的一半。
3 施工方案
3.1 工藝流程
在施工過(guò)程中,準(zhǔn)備、造孔、錨索制作與安裝、砼結(jié)構(gòu)鋼筋制安、注漿、鎖定錨索張拉、驗(yàn)收、封錨7個(gè)環(huán)節(jié)是進(jìn)行錨索施工的主要內(nèi)容,具體流程如圖1所示:
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3.2 施工準(zhǔn)備
①開(kāi)挖成形設(shè)計(jì)錨固工程坡面并進(jìn)行驗(yàn)收。
②施工所用預(yù)應(yīng)力錨索等材料試驗(yàn)檢驗(yàn)合格,試驗(yàn)報(bào)告及錨固參數(shù)經(jīng)設(shè)計(jì)代表確認(rèn)合格。見(jiàn)圖2。
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3.3 造孔
3.3.1 錨孔測(cè)放。按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谝咽┕ね瓿傻钠旅嫔咸崆按_定預(yù)應(yīng)力錨桿的位置,測(cè)量放線采用全站儀進(jìn)行,對(duì)孔位及錨孔方位角進(jìn)行確定,同時(shí)用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)記。在施工過(guò)程中,如果坡面不平順或者場(chǎng)地比較特殊,在確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全的前提下,經(jīng)設(shè)計(jì)代表和監(jiān)理工程師的認(rèn)可,可以將定位精度進(jìn)行適當(dāng)放寬或者對(duì)錨孔定位進(jìn)行調(diào)整。如圖3所示。
3.3.2 鉆孔設(shè)備。根據(jù)錨固地層的類型、錨孔孔徑、深度及施工場(chǎng)地條件等,在施工過(guò)程中對(duì)鉆孔設(shè)備進(jìn)行選擇,并且鉆孔設(shè)備的性能需要經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師的認(rèn)可。
3.3.3 鉆機(jī)就位。為了確保鉆機(jī)安放牢固,鉆機(jī)施工平臺(tái)在承載力和穩(wěn)固性要滿足設(shè)計(jì)條件。錨孔開(kāi)鉆就位后,在±50mm、±100mm范圍內(nèi)控制縱橫、高程的誤差,根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆孔傾角和方向,并且其誤差分別控制在±1.0°和±2.0°。
3.3.4 鉆進(jìn)方式。在施工過(guò)程中,為了防止水流入坡體造成坡體地質(zhì)惡化,采用無(wú)水干鉆的方式對(duì)錨孔進(jìn)行鉆進(jìn),禁止開(kāi)水鉆進(jìn),同時(shí)確??妆诘恼辰Y(jié)性能;施工中,嚴(yán)格控制鉆孔速度,防止鉆孔扭曲和變徑,在一定程度上確保下錨順利,防止意外發(fā)生。
3.3.5 鉆進(jìn)過(guò)程。為了處理每個(gè)孔的地層變化,鉆壓、鉆速等鉆進(jìn)狀態(tài),以及地下水等情況,在鉆進(jìn)過(guò)程中,需要安排專人對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行記錄,同時(shí)對(duì)塌孔、縮孔等現(xiàn)象進(jìn)行停鉆處理,通過(guò)灌漿固壁的方式進(jìn)行處理,在灌漿過(guò)程中,灌漿壓力控制在0.1~0.2MPa,當(dāng)水泥砂漿初凝后,對(duì)鉆孔進(jìn)行掃孔處理,并進(jìn)行重新鉆進(jìn)。
3.3.6 孔徑孔深。鉆孔完畢后,要確??讖健⒖咨顫M足設(shè)計(jì)要求。
3.3.7 清理錨孔。當(dāng)鉆孔符合設(shè)計(jì)深度后,為了防止孔底尖滅,達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑,需要穩(wěn)鉆1~2分鐘。鉆孔完成后,對(duì)于孔內(nèi)的沉碴、巖粉及水體等通過(guò)采用高壓空氣(風(fēng)壓0.2~0.4Mpa)的方式全部清除,避免水泥砂漿與孔壁巖土體之間的粘結(jié)強(qiáng)度降低。
3.3.8 檢驗(yàn)錨孔。監(jiān)理工程師對(duì)成孔后的錨孔經(jīng)驗(yàn)收合格后,進(jìn)行下一道施工工序。
3.4 制作與安裝錨索
3.4.1 錨筋體材料。預(yù)應(yīng)力錨索為綱絞線或高強(qiáng)鋼絲。
3.4.2 組裝錨筋體。①搭設(shè)高度不小于30cm組裝平臺(tái),在組裝平臺(tái)上組裝錨索體。②錨索編束的過(guò)程中,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行下料,同時(shí)保持鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲順直,并且排列均勻,不能出現(xiàn)扭、叉現(xiàn)象,每股長(zhǎng)度的誤差控制在±50mm范圍內(nèi)。③為了確保施工質(zhì)量,采用機(jī)械對(duì)鋼絞線進(jìn)行切割處理,并進(jìn)行除油、除銹處理,剔除存在死彎、機(jī)械損傷,以及銹坑的材料等。④根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對(duì)鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲進(jìn)行平直編排,沿著錨索體軸線方向設(shè)置隔離支架,對(duì)于自由段來(lái)說(shuō)要間隔1.5~2.0m,對(duì)于錨固段來(lái)說(shuō)要間隔1.0~1.5m。⑤捆扎牢固錨索編束,捆扎材料不能選用鍍鋅材料。根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過(guò)塑料套管對(duì)錨索體自由段進(jìn)行處理,對(duì)錨固段相交處的塑料管管口用鉛絲進(jìn)行密封綁扎。⑥組裝完成錨索體隔離支架與緊箍環(huán)后,將導(dǎo)向帽接裝在其底端,在一定程度上方便下錨。依據(jù)設(shè)計(jì)要求尺寸制作相應(yīng)冊(cè)導(dǎo)向帽,在±5mm和±20mm范圍內(nèi)控制制作尺寸、接裝定位的誤差。
3.4.3 錨筋體防腐。對(duì)錨筋體自由段嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防腐與隔離處理。通常情況下,首先涂刷防銹漆,然后涂抹脫水黃油,最后外套塑料套管,進(jìn)而完成對(duì)錨筋體的防腐、隔離處理。
3.4.4 隔離支架。對(duì)于隔離支架,其制作材料通常選用鋼質(zhì)、塑料,或者選用對(duì)錨筋體無(wú)損害的材料。
3.4.5 塑料套管。通常情況下,按照設(shè)計(jì)要求,確定塑料套管的材質(zhì)、規(guī)格和型號(hào)等。在套管中不能出現(xiàn)剪斷和接頭現(xiàn)象,盡量保持套管的完整性,為了避免拉脫和破損,需要對(duì)接頭進(jìn)行牢固綁接和密封處理。
3.4.6 注漿管。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用注漿管,確保注漿管的強(qiáng)度,在一定程度上保證注漿順利,不能出現(xiàn)堵塞、爆管或拉斷現(xiàn)象。
3.4.7 錨筋體長(zhǎng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作錨筋體,在±50mm范圍內(nèi)控制錨固段長(zhǎng)度的誤差,自由段長(zhǎng)度需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確定,對(duì)張拉設(shè)備和施工工藝進(jìn)行考慮,預(yù)留長(zhǎng)度通常要超過(guò)1.0~1.5m。
3.4.8 檢驗(yàn)錨筋體。制作完成錨筋體后,檢查錨筋體各組成部件。確保各部件滿足相關(guān)規(guī)范要求,通過(guò)編號(hào)掛牌的方式進(jìn)行存放,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師認(rèn)可后才能使用。
3.4.9 儲(chǔ)存、運(yùn)輸與吊裝錨筋體。因地制宜擬定方案,對(duì)錨筋體進(jìn)行儲(chǔ)存、運(yùn)輸和吊裝。順直分開(kāi)組裝完成的錨筋體,同時(shí)進(jìn)行干燥通風(fēng)處理。運(yùn)輸和吊裝錨筋體時(shí),操作要謹(jǐn)慎,避免損傷介質(zhì)和組成部件。
3.4.10 安裝錨筋體。錨筋體入放錨孔前,對(duì)錨筋體制作質(zhì)量進(jìn)行檢查,確保錨筋體組裝符合設(shè)計(jì)要求,同時(shí)要經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師的認(rèn)可。
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3.5 注漿
3.5.1 注漿設(shè)備:注漿設(shè)備應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可。
3.5.2 注漿材料:根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇注漿材料,試驗(yàn)檢測(cè)合格才能使用。通常情況下選用水灰比0.4~0.45的純水泥漿,必要時(shí)加入適量的外加劑或摻加劑。
3.5.3 原材料要求:原材料需經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)合格,并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可,各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。
3.5.4 注漿準(zhǔn)備:按照批復(fù)的施工組織設(shè)計(jì)要求配備原材料和所需設(shè)備。注漿作業(yè)開(kāi)始和中途停止時(shí),為了防止出現(xiàn)堵管,對(duì)注漿泵及注漿管路采用水或水泥漿進(jìn)行。
3.5.5 注漿漿液:錨筋體安裝完成后應(yīng)立即進(jìn)行錨孔注漿,根據(jù)施工原則,不得超過(guò)24小時(shí)。注漿漿液嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行配置,并且攪拌均勻,注漿漿液隨攪隨用。
3.5.6 注漿結(jié)束。注漿方式采用孔底返漿的方式進(jìn)行,注漿停止的標(biāo)準(zhǔn),以孔口溢出漿液或者排氣管停止排氣為準(zhǔn)。注漿結(jié)束后,利用清水清洗干凈注漿管、注漿槍和注漿套管。
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3.5.7 注漿記錄與試驗(yàn)。注漿過(guò)程中需要詳細(xì)記錄注漿。同時(shí),對(duì)于每批次的注漿都要進(jìn)行相應(yīng)的漿體強(qiáng)度試驗(yàn),在一定程度上滿足漿體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
3.6 張拉鎖定與封錨
3.6.1 張拉鎖定設(shè)備。錨筋的張拉鎖定,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,可使用簡(jiǎn)易張拉方式和相應(yīng)鎖定器具。
3.6.2 錨索張拉。在安裝錨具的過(guò)程中,保持與錨墊板和千斤頂之間密貼對(duì)中,同時(shí)保持千斤頂軸線與錨孔及錨筋體軸線在同一條直線上。按一定程序?qū)﹀^筋進(jìn)行張拉,在正式張拉錨桿前,按照設(shè)計(jì)張拉力值的0.1~0.2倍對(duì)錨桿預(yù)張拉1~2次,確保錨固體各部分接觸密貼。
3.6.3 張拉錨筋程序:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和批復(fù)的施工組織設(shè)計(jì)實(shí)施錨筋張拉程序。
3.6.4 鎖定錨筋:張拉錨筋時(shí),當(dāng)張拉達(dá)到最大張拉荷載值后,持荷穩(wěn)定10~15分鐘,然后進(jìn)行卸荷鎖定。鎖定錨具和夾片根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量要求進(jìn)行選用。
3.6.5 錨孔封錨:錨筋鎖定后,通過(guò)機(jī)械對(duì)余露的錨筋進(jìn)行切割,同時(shí)外露錨筋留5~10cm,電弧燒割的方式嚴(yán)禁出現(xiàn)在切割過(guò)程中。利用水泥凈漿按照設(shè)計(jì)要求,地錨墊板及錨頭的空隙進(jìn)行注漿,進(jìn)行封錨,通常采用強(qiáng)度超過(guò)20MPa的砼進(jìn)行封閉。
4 錨索檢測(cè)
4.1 檢測(cè)錨索抗拔力
對(duì)錨固工程抗拔力進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn),根據(jù)普遍性和代表性的原則選取檢測(cè)孔,或者通過(guò)隨機(jī)的方式選取日常業(yè)主檢查的情況。在工程錨索總數(shù)中抽檢數(shù)量占5‰~2%。
4.2 檢測(cè)錨索長(zhǎng)度
錨固工程錨筋體長(zhǎng)度的檢測(cè),采取現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取的原則,抽檢數(shù)量為工程錨索總數(shù)的2%~5%,且同一類型錨筋不得少于1根。
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[6]陽(yáng)左高速公路施工圖紙及作業(yè)指導(dǎo)書.
關(guān)鍵詞:高速公路; 邊坡; 植被;存在問(wèn)題;對(duì)策
前言
目前在國(guó)際上,高速公路邊坡植被防護(hù)的方法有液壓噴播植草護(hù)坡、噴混植生植被護(hù)坡等,但其技術(shù)始終處于研究開(kāi)發(fā)階段,而我國(guó)高速公路邊坡植被防護(hù)技術(shù)開(kāi)展研究的時(shí)間較晚,還不是十分成熟,近十幾年來(lái),他們主要是圍繞植被護(hù)坡工程技術(shù)進(jìn)行討論,尚無(wú)或較少有人對(duì)高速公路邊坡植被防護(hù)方法中存在的不足進(jìn)行研究。所以,系統(tǒng)地介紹高速公路邊坡植被防護(hù)方法和優(yōu)缺點(diǎn)以及探索高速公路植被護(hù)坡技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展對(duì)策就顯得尤為迫切。本文通過(guò)對(duì)高速公路植被護(hù)坡方法等方面的基礎(chǔ)研究,分析現(xiàn)有高速公路植被護(hù)坡方法及其存在的不足,結(jié)合研究?jī)?nèi)容提出合理的對(duì)策與建議,僅為高速公路植被護(hù)坡工程提供參考。
1、我國(guó)高速公路邊坡植被防護(hù)工程中存在的問(wèn)題
隨著高速公路邊坡植被防護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用,在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)也有一些不足,植被防護(hù)技術(shù)暴露出了許多問(wèn)題。
1.1草坪的退化
在高速公路工程建設(shè)中,人工種植草坪在低養(yǎng)護(hù)或無(wú)養(yǎng)護(hù)情況下,極易退化、死亡, “一年一大片,兩年一條線,三年一點(diǎn)點(diǎn),四年看不見(jiàn)”是其形象寫照。因?yàn)槿斯しN植草種生長(zhǎng)力較弱、品種單一,高速公路邊坡的水分、養(yǎng)分等供應(yīng)較差,在自然狀態(tài)下,出現(xiàn)草坪退化。已竣工的廣東開(kāi)(平)佛(山)高速公路,云南昆曼大通道部分路段如玉(溪)元(江)高速路等邊坡植草都呈現(xiàn)不同程度的草坡退化,這是一個(gè)十分突出和嚴(yán)重的問(wèn)題,若草坡退化得不到解決,不僅造成重復(fù)建設(shè)、資金浪費(fèi),而且起不到生態(tài)防護(hù)效果,最終可能會(huì)引起水土流失、路面垮塌等許多不良后果。
1.2 坡面防護(hù)植物種類單一
目前,大多數(shù)高速公路護(hù)坡植物選擇較單一,常常采用牧草和草坪植物導(dǎo)致出現(xiàn)黃化、裸斑、滑坡等現(xiàn)象,其抗侵蝕能力較差,呈現(xiàn)較單一的景觀效果。單一的植物種類容易受到來(lái)自夏季高溫、冬季嚴(yán)寒的限制以及植物病蟲(chóng)害的威脅。
1.3機(jī)械噴播時(shí)植物種子配比難以控制
在高速公路建設(shè)中,采用液壓噴播的方法在較短的時(shí)間內(nèi)把開(kāi)挖的邊坡恢復(fù)到植被覆蓋狀態(tài),施工者面臨的首要問(wèn)題就是如何將植物種子配比到最佳狀態(tài),植物種子的比例將最終確定坡面植物的成型方式及護(hù)坡的效果。
1.4自然條件的惡劣對(duì)邊坡植被構(gòu)成威脅
開(kāi)挖后的巖石邊坡,巖石層厚,整體性好,坡體高陡,對(duì)邊坡進(jìn)行植被綠化后,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),秋冬季干旱,夏伏季炎熱,土體養(yǎng)分逐漸流失,土壤肥力降低,這將直接影響到邊坡植物的成活和生長(zhǎng)。某些地區(qū)的夏季,即使選擇高羊茅抗旱、耐熱品種獵狗等作為巖石邊坡的優(yōu)勢(shì)種,但由于高溫、高濕的氣候條件,使高羊茅出現(xiàn)了倒伏、死亡現(xiàn)象。灌木種子如合歡、火棘、胡枝子等在坡面的發(fā)芽、生長(zhǎng)相當(dāng)不佳,正常的發(fā)芽率不足10%。
1.5 噴播基材能否長(zhǎng)期發(fā)揮作用
采用噴播技術(shù)對(duì)巖石邊坡綠化施工后,早期會(huì)得到一定的綠化效果,但隨著時(shí)間的推移,基材的養(yǎng)分必然會(huì)因流失或被植物吸收而損失,基材肥料的緩效性、基材的保水性也會(huì)逐漸喪失,從而難以使綠化的坡面得到長(zhǎng)久的保護(hù)。如果該問(wèn)題得不到解決,那么巖石邊坡的植被綠化技術(shù)將面臨巨大挑戰(zhàn)。
2、根據(jù)存在問(wèn)題給出的措施與建議
2.1 灌、草結(jié)合走本土化道路
防治邊坡草坪退化的重要措施就是灌草相結(jié)合,掌握當(dāng)?shù)刂参锶郝浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),走本土化道路。在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始流行以灌木為主的綠化方式,天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上,采用灌草結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工,可以將灌木樹(shù)種和草種進(jìn)行混播,早期以草坪防護(hù)為主,后期以灌木防護(hù)為主,構(gòu)建灌草立體防護(hù)生態(tài)體系,達(dá)到恢復(fù)自然植被的目的。
2.2豐富邊坡植物的多樣性
在高速公路邊坡植被防護(hù)過(guò)程中,首先選擇灌草為主的水土保持植物作為“先鋒植物”,讓這些先鋒植物迅速覆蓋坡面,防止水土流失,使邊坡坡面與周圍的自然環(huán)境協(xié)調(diào),使其與自然融為一體。在選擇坡面植被時(shí)草本植物可以考慮禾本科香根草,灌木植物考慮大葉黃楊、迎春、枸杞等,植物的選擇宜以鄉(xiāng)土植物為基調(diào),同時(shí)也應(yīng)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、還要盡可能配置抗逆性強(qiáng)的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物。建設(shè)一個(gè)具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強(qiáng)。
2.3加大科研投入,探索新的護(hù)坡植被種類
我國(guó)植物資源豐富,在植被護(hù)坡的過(guò)程中優(yōu)先選擇當(dāng)?shù)匾吧参镔Y源,它是在本地氣候條件和環(huán)境條件下長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果,最適合當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件。但這方面的研究目前還比較少,應(yīng)加強(qiáng)研究力度,找出適合當(dāng)?shù)亓⒌貤l件的新的護(hù)坡植被。
2.4 重視邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì),增加資金投入
在高速公路建設(shè)中,人們常將設(shè)計(jì)重點(diǎn)和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而邊坡植被防護(hù)設(shè)計(jì)重視不足,植被邊坡防護(hù)工程往往采取低價(jià)中標(biāo)的方式,這種低投入、低質(zhì)量的惡性循環(huán),使邊坡生態(tài)環(huán)境發(fā)展不夠好,抗災(zāi)能力不強(qiáng)。鑒于這種情況,要加大高速公路邊坡建設(shè)、養(yǎng)護(hù)資金的投入。
2.5 加強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系、積極探索邊坡植被防護(hù)新技術(shù)
植被護(hù)坡是一門邊緣學(xué)科,涉及工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科,必須加強(qiáng)各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系,并積極引進(jìn)、開(kāi)發(fā)新材料、新工藝及配套施工機(jī)械設(shè)備,充分吸收新的科研成果、先進(jìn)技術(shù),注重國(guó)際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。在科研和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,積極探索邊坡植被防護(hù)新技術(shù)。
3、結(jié)束語(yǔ)
在通過(guò)分析和研究之后,筆者認(rèn)為:
(1)灌木和草本二者有效的結(jié)合可以較好地防止坡面的局部水土流失,灌木植物的根系可以錨固0.75~1.5m的土壤深處,草本植物的根系在淺層土壤中錯(cuò)綜盤結(jié)。在植被護(hù)坡的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),灌草結(jié)合具有明顯的優(yōu)勢(shì),他們所形成的生態(tài)群落比較穩(wěn)定,護(hù)坡效果明顯,所以加快人工植物群落向自然群落演替是實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的必然趨勢(shì)。
(2)單純的工程措施雖然能在早期對(duì)坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕性有較好的效果,但隨著時(shí)間的推移,效果越來(lái)越差;而植被護(hù)坡與此相反,開(kāi)始的作用較小,隨著植物生長(zhǎng)、強(qiáng)度的增加,對(duì)坡面的穩(wěn)定性、生態(tài)防護(hù)作用越來(lái)越明顯,但植被根系的延伸使土體產(chǎn)生裂隙,增加了土體的滲透率。因此,工程措施與植被護(hù)坡技術(shù)相結(jié)合可以有效地發(fā)揮穩(wěn)定邊坡和美化環(huán)境功能,實(shí)現(xiàn)高速公路坡面的穩(wěn)定性和景觀效果的可持續(xù)性。
參考文獻(xiàn):
[1]李西,羅成德,陳其兵.巖石邊坡植被護(hù)坡選擇初探[J].中國(guó)園林,2004(9):52-53.
1.前言
生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)人類共同關(guān)注的熱門話題,也是世界各國(guó)政府和人民為之不懈努力解決的焦點(diǎn)問(wèn)題?;窘ㄔO(shè)的快速發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的不協(xié)調(diào),導(dǎo)致了人類賴以生存環(huán)境的生態(tài)破壞,同時(shí)也制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)人類的生存和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了威脅。因此,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)兼顧是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題,在工程建設(shè)中合理利用資源、保護(hù)環(huán)境、美化環(huán)境,是我們必須正視和認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。
公路、鐵路、水利等工程建設(shè)與自然環(huán)境密切相關(guān)。其工程規(guī)模大、項(xiàng)目多、涉及面廣,土石填挖工程形成的大量土石邊坡,破壞了既有植被,對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響較大,以往通常采用單純的工程防護(hù),如漿(干)砌片石、噴錨防護(hù)等,這些工程措施都導(dǎo)致原有植被破壞、水土流失、滑坡、邊坡失穩(wěn)等一系列生態(tài)環(huán)境和工程問(wèn)題。國(guó)家已經(jīng)十分重視工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù),國(guó)務(wù)院下達(dá)了[2000]31號(hào)文件“關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)綠色通道建設(shè)的通知”,工程建設(shè)中的生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)已提上議程,這對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施起到了推動(dòng)作用。
2.邊坡生態(tài)防護(hù)現(xiàn)狀
近十多年來(lái)人們開(kāi)發(fā)出了多種既能起到良好邊坡防護(hù)作用,又能改善工程環(huán)境、體現(xiàn)自然環(huán)境美的邊坡植物防護(hù)新技術(shù),與傳統(tǒng)的坡面工程防護(hù)措施共同形成了邊坡工程植物防護(hù)體系。
根據(jù)不同的邊坡土質(zhì)條件,采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡植物防護(hù)技術(shù)分為:①人工種草護(hù)坡;②平鋪草皮護(hù)坡;③液壓噴播植草護(hù)坡;④土工網(wǎng)植草護(hù)坡;⑤OH液植草護(hù)坡;⑥行栽香根草護(hù)坡;⑦蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡;⑧客土植生植物護(hù)坡;⑨噴混植生植物護(hù)坡。各類邊坡植物防護(hù)技術(shù)的主要作用及應(yīng)用條件各不相同。
2.1人工種草護(hù)坡
人工種草護(hù)坡,是通過(guò)人工在邊坡坡面簡(jiǎn)單播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長(zhǎng)的土質(zhì)路塹和路堤邊坡防護(hù)工程。具有施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低兼等特點(diǎn)。但由于草籽播撒不均勻,草籽易被雨水沖走,種草成活率低等原因,往往達(dá)不到滿意的邊坡防護(hù)效果,而造成坡面沖溝,表土流失等邊坡病害,導(dǎo)致大量的邊坡病害整治、修復(fù)工程,使得該技術(shù)近年應(yīng)用較少。
2.2平鋪草皮護(hù)坡
平鋪草皮護(hù)坡,是通過(guò)人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。具有施工簡(jiǎn)單、工程造價(jià)較低等特點(diǎn)。適用于附近草皮來(lái)源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質(zhì)及嚴(yán)重風(fēng)化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護(hù)工程,是設(shè)計(jì)應(yīng)用最多的傳統(tǒng)坡面植物防護(hù)措施之一,但由于施工后期養(yǎng)護(hù)管理困難,平鋪草皮易被沖走,且成活率低,工程質(zhì)量往往難以保證,達(dá)不到滿意的邊坡防護(hù)效果,而造成坡面沖溝,表土流失、坍滑等邊坡病害,導(dǎo)致大量的邊坡病害整治、修復(fù)工程。近年來(lái),由于草皮來(lái)源緊張,使得平鋪草皮護(hù)坡的作用逐漸受到了限制。
2.3液壓噴播植草護(hù)坡
液壓噴播植草護(hù)坡,是國(guó)外近十多年新開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)邊坡植物防護(hù)措施,是交草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內(nèi)配水?dāng)噭?,通過(guò)機(jī)械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。其特點(diǎn)是:①施工簡(jiǎn)單、速度快;②施工質(zhì)量高,草籽噴播均勻發(fā)芽快、整齊一致;③防護(hù)效果好,正常情況下,噴播一個(gè)月后坡面植物覆蓋率可達(dá)70%以上,二個(gè)月后形成防護(hù)、綠化功能;④適用性廣;⑤工程造價(jià)低。目前,國(guó)內(nèi)液壓噴播植草護(hù)坡在公路、鐵路、城市建設(shè)等部門邊坡防護(hù)與綠化工程中使用較多。
2.4土工網(wǎng)植草護(hù)坡
土工網(wǎng)植草護(hù)坡,是國(guó)外近十多年新開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)集坡面加固和植物防護(hù)于一體的復(fù)合型邊坡植物防護(hù)措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護(hù)新材料,是通過(guò)特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng),不僅具有加固邊坡的功能,在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發(fā)芽、生長(zhǎng)的作用隨著植物生長(zhǎng)、成熟,坡面逐漸被植物覆蓋,這樣植物與土工網(wǎng)就共同對(duì)邊坡起到了長(zhǎng)期防護(hù),綠化作用,土工網(wǎng)植草護(hù)坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷,在一定條件下可替代漿(干)砌片石護(hù)坡。目前,國(guó)內(nèi)土工網(wǎng)植草護(hù)坡在公路、堤壩邊坡防護(hù)工程中使用較多,鐵路部門相對(duì)較少。
2.5OH液植草護(hù)坡
該項(xiàng)技術(shù)是國(guó)外近十多年新開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)邊坡化學(xué)植草防護(hù)措施。它是通過(guò)專用機(jī)械,將新型化工產(chǎn)品HYCEL_OH液用水按一定比例稀釋后和草籽一起噴灑于坡面,使之在極短時(shí)間內(nèi)硬化,而將邊坡表土固結(jié)成彈性固體薄膜,達(dá)到植草初期邊坡防護(hù)目的,3~6個(gè)月后其彈性固體薄膜開(kāi)始逐漸分解,此時(shí)草種已發(fā)芽、生長(zhǎng)成熟,根深葉茂的植物已能獨(dú)立起到邊坡防護(hù)、綠化雙重效果,具有施工簡(jiǎn)單、迅速,不需后期養(yǎng)護(hù),邊坡防護(hù)、綠化效果好等特點(diǎn)。盡管OH液植草護(hù)坡具有理想的邊坡防護(hù)、綠化效果,但由于該技術(shù)所用的這種HYCEL_OH液還末能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,使得其工程造價(jià)較高綜合造價(jià)達(dá)40元/m2左右,故目前還無(wú)法推廣應(yīng)用。只是在京九鐵路等個(gè)別工點(diǎn)進(jìn)行了嘗試性試驗(yàn)。
2.6行栽香根草護(hù)坡
香根草是近十多年才被人們“重新發(fā)現(xiàn)”的一種禾本科植物,具有長(zhǎng)勢(shì)挺立,在3~4月內(nèi)可長(zhǎng)成茂密的活籬笆;根系發(fā)達(dá)、粗壯,一年內(nèi)一般可深入地下2~3m;根系抗拉強(qiáng)度大,達(dá)75MPa,耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲(chóng)、適應(yīng)能力極強(qiáng)等特點(diǎn)。行栽香根草護(hù)坡就是在土質(zhì)邊坡上行栽香根草進(jìn)行邊坡防護(hù)的一種工程措施,該技術(shù)充分利用了香根草的優(yōu)良特征,具有顯著增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性和理想的固土護(hù)坡功能,大有取代傳統(tǒng)片石護(hù)坡之趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,還有待于在公路、鐵路、堤壩、城市建設(shè)等邊坡防護(hù)工程中進(jìn)一步試驗(yàn)推廣。
2.7蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡
蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡,是一項(xiàng)類似于干砌片石護(hù)坡的邊坡防護(hù)技術(shù)。是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后,在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土,再在磚框內(nèi)栽草或種草的一項(xiàng)邊坡防護(hù)措施。該技術(shù)所用框磚可在預(yù)制場(chǎng)批量生產(chǎn),其受力結(jié)構(gòu)合理,拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流,減緩水流速度,防止坡面沖刷,保護(hù)草皮生長(zhǎng)。這種護(hù)坡施工簡(jiǎn)單,外觀齊整,造型美觀大方,具有邊坡防護(hù)、綠化雙重效果,工程造價(jià)適中,略高于漿砌片石骨架護(hù)坡,該技術(shù)多用于填方邊坡的防護(hù)。
2.8客土植生植物護(hù)坡
客土植生植物護(hù)坡,是在邊坡坡面上掛網(wǎng)機(jī)械噴填(或人工鋪設(shè))一定厚度適宜植物生長(zhǎng)的土壤或基質(zhì)(客土)和種子的邊坡植物防護(hù)措施。該技術(shù)的特點(diǎn)是可根據(jù)地質(zhì)和氣候條件進(jìn)行基質(zhì)和種子配方,從而具有廣泛的適應(yīng)性,多用于普通條件下無(wú)法綠化或綠化效果差的邊坡。由于客土可以由機(jī)械拌和,掛網(wǎng)實(shí)施容易,因此施工的機(jī)械化程度高,速度快,無(wú)論從效率和成本上都比漿砌片石和掛網(wǎng)噴砼防護(hù)要優(yōu)越,而且植被防護(hù)效果良好,基本不需要養(yǎng)護(hù)即可維持植物的正常生長(zhǎng)。該技術(shù)在公路邊坡防護(hù)中已被大量應(yīng)用,在日本等國(guó)家已經(jīng)被作為邊坡綠化的常規(guī)方法加以應(yīng)用。
2.9噴混植生植物護(hù)坡
噴混植生植物護(hù)坡,是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后,采用專用噴射機(jī),將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上,植物依靠“基材”生長(zhǎng)發(fā)育,形成植物護(hù)坡的施工技術(shù),具有防護(hù)邊坡、恢復(fù)植被雙重作用,可以取代傳統(tǒng)的噴錨防護(hù)、片石護(hù)坡等圬工措施。該技術(shù)使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、團(tuán)粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、PH緩解劑和水等組成,其種植基材的配方是成功的關(guān)鍵,良好的配方能夠達(dá)到在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強(qiáng)度保護(hù)坡面和抵抗雨水沖刷,又具有足夠的空隙率和肥力以保證植物生長(zhǎng)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利等各類巖石邊坡綠化防護(hù)工程。
3.邊坡綠化工程中的難點(diǎn)問(wèn)題
隨著邊坡植物防護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用,各類邊坡植物防護(hù)技術(shù)已發(fā)展成為公路、鐵路綠色通道建設(shè)中的重要組成部分,但也存在一些難點(diǎn)問(wèn)題。
3.1邊坡植草的退化
在公路、鐵路等工程建設(shè)中,其邊坡綠化防護(hù)上投入的資金比例較低,在低投入、低養(yǎng)護(hù)或無(wú)養(yǎng)護(hù)情況下,邊坡草坪處于自生自養(yǎng)狀態(tài),極易退化、死亡。因?yàn)槿斯しN植草種生長(zhǎng)較弱、品種單一,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),在養(yǎng)分水分供應(yīng)較差的邊坡上都會(huì)呈現(xiàn)不同程度的草坡退化現(xiàn)象,這是一個(gè)十分突出和嚴(yán)重的問(wèn)題,若草被退化得不到解決,不僅造成重復(fù)建設(shè)、資金浪費(fèi),而且起不到邊坡綠化防護(hù)效果,最終可能會(huì)引起水土流失、坡面坍塌等許多不良后果。
3.2噴播時(shí)的植物種子配比與最終植物狀態(tài)
在較短的時(shí)間內(nèi)把開(kāi)挖的邊坡恢復(fù)到自然狀態(tài),施工者將面臨:①植物種子的配比如何確定;②如何考慮當(dāng)?shù)刈陨鷥?yōu)勢(shì)群落的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行種子配比;③如何確定噴播時(shí)的植物配比與最終形成的植物群落之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。只有對(duì)這些問(wèn)題作詳盡的調(diào)查研究分析,才能正確指導(dǎo)施工,否則邊坡的植物生長(zhǎng)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)人工強(qiáng)制綠化向原始植物群落的順利演替。
3.3干旱對(duì)土體很薄的坡面植物構(gòu)成威脅
開(kāi)挖后的巖石邊坡,巖石層厚、整體性好,坡體高陡,對(duì)邊坡進(jìn)行植物綠化后,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),秋冬季干旱、夏伏季炎熱,土體養(yǎng)分逐漸流失,土壤肥力降低,如何解決邊坡呈現(xiàn)的無(wú)土、缺水、缺肥的狀態(tài)及邊坡植被面臨的干、熱威脅,這將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態(tài)效益。
4.邊坡綠化工程可持續(xù)發(fā)展的著眼點(diǎn)
可持續(xù)發(fā)展,是指在人類與自然和諧的前提下,不斷提高人類的生活質(zhì)量和環(huán)境承載能力,滿足當(dāng)代人的需求又不損害對(duì)子孫后代的需求;滿足一個(gè)區(qū)域或一個(gè)國(guó)家的需求面又不損害其他區(qū)域或國(guó)家的需求。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵的要求,邊坡綠化工程中應(yīng)著眼于與自然環(huán)境(生態(tài)系統(tǒng))的協(xié)調(diào)性和環(huán)保生態(tài)功能,結(jié)合目前國(guó)內(nèi)邊坡綠化防護(hù)工程現(xiàn)狀及問(wèn)題,提出以下對(duì)策與建議。
4.1注重邊坡生態(tài)防護(hù)的設(shè)計(jì)與資金投入
在公路、鐵路設(shè)計(jì)與建設(shè)中,人們常將設(shè)計(jì)重點(diǎn)和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而生態(tài)功能的設(shè)計(jì)與投資力度不足,生態(tài)防護(hù)工程往往采取低價(jià)中標(biāo)的方式,這種低投入、低質(zhì)量的惡性循環(huán),使邊坡生態(tài)環(huán)境發(fā)展不夠好,抗災(zāi)能力不強(qiáng)等。應(yīng)建立和加大公路、鐵路邊坡建設(shè)、養(yǎng)護(hù)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的專項(xiàng)資金,在設(shè)計(jì)上要深入細(xì)化,根據(jù)不同氣候條件、不同環(huán)境、不同區(qū)域結(jié)合具體情況單獨(dú)設(shè)計(jì),注重落實(shí)邊坡的生態(tài)環(huán)境保護(hù)方案。
4.2邊坡植草退化的防治技術(shù)
防治邊坡草被退化的重要措施就是喬灌草相結(jié)合,盡量模擬出當(dāng)?shù)氐闹参锶郝浣Y(jié)構(gòu),走向本地化。實(shí)際上國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始流行以喬灌木為主的綠化方式。天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質(zhì)或石質(zhì)邊坡上,采用草灌結(jié)合的客土噴播或噴混植生技術(shù)施工,可以將草種和灌木樹(shù)種進(jìn)行混播,早期以草坪防護(hù)為主,后期以灌木防護(hù)為主,構(gòu)建喬灌草立體防護(hù)生態(tài)體系,達(dá)到恢復(fù)自然植被的目的。植物種子的選擇及配置應(yīng)走本地化的道路,以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調(diào),適當(dāng)引進(jìn)適于本地生長(zhǎng)條件的野生植物和外地植物。同時(shí)也應(yīng)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、豆科植物與非豆科植物的結(jié)合,還要盡可能配置抗逆性強(qiáng)的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物,這樣才能使植物更能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c自然植被融為一體,建設(shè)一個(gè)具有生物多樣性的穩(wěn)定的、生命力強(qiáng)的立體生態(tài)群落。
4.3積極引進(jìn)開(kāi)發(fā)邊坡生態(tài)防護(hù)新技術(shù)
邊坡綠化工程中的難點(diǎn)問(wèn)題,是對(duì)邊坡生態(tài)防護(hù)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn),邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)涉及到工程力學(xué)、生物學(xué)、土壤學(xué)、肥料學(xué)、園藝學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等學(xué)科,必須不斷在這些理論領(lǐng)域有所突破,積極引進(jìn)開(kāi)發(fā)新材料、新工藝及配套施工機(jī)械設(shè)備,充分吸收新的科研成果、先進(jìn)技術(shù)和工程施工經(jīng)驗(yàn),注重國(guó)際和行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。總之,提高邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的科技含量,是邊坡綠化防護(hù)工程成敗的重要環(huán)節(jié)。
目前在邊坡綠化防護(hù)工程中,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護(hù)施工技術(shù);在邊坡綠化養(yǎng)護(hù)工程中,滴灌、滲灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有節(jié)約水資源、提高成活率、促進(jìn)草灌木植物生長(zhǎng)的灌溉技術(shù);在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、農(nóng)菌及各種微生物肥料的應(yīng)用,具有促進(jìn)植物生根、生長(zhǎng)和發(fā)育,提高植物的生理機(jī)能和抗逆性。在這些新技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,還有許多問(wèn)題和工藝需要探討、改進(jìn),使其成本更低、操作更為簡(jiǎn)單、效果更好。隨著邊坡生態(tài)防護(hù)各項(xiàng)科研技術(shù)的不斷深入,其各項(xiàng)新技術(shù)新工藝的應(yīng)用將日趨完善和成熟。
5.結(jié)論
①在邊坡植物綠化防護(hù)施工措施中,根據(jù)目前的國(guó)情、機(jī)械化施工程度、適用性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量效果比較,液壓噴播、客土噴播、噴混植生是具有典型生態(tài)防護(hù)施工技術(shù),符合邊坡綠化工程可持續(xù)發(fā)展的理念,值得普遍推廣應(yīng)用。
②正確的決策必須建立在相關(guān)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上,在邊坡生態(tài)防護(hù)方面,針對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題有必要開(kāi)展系列研究,加大這方面的科研投入,積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,鼓勵(lì)和扶持施工企業(yè)朝生態(tài)防護(hù)專門化隊(duì)伍方向發(fā)展,為徹底解決邊坡生態(tài)防護(hù)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題提供堅(jiān)定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】公路路基;邊坡穩(wěn)定;重要性;破壞;形式;措施
公路工程建設(shè)過(guò)程中,經(jīng)常在高填方或深挖方段形成大量的邊坡,這些邊坡極易受到外界風(fēng)、雨、冰凍等自然因素的侵蝕,導(dǎo)致水土流失。如果邊坡防護(hù)措施不當(dāng),就會(huì)加速邊坡的破壞進(jìn)而引起路基路面的一系列質(zhì)量病害。以下就公路路基邊坡防護(hù)的措施進(jìn)行論述分析。
一、公路路基邊坡穩(wěn)定的重要性
在對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中,首先應(yīng)對(duì)邊坡的地質(zhì)條件、地形地貌、水文地質(zhì)條件及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行考察,由于這些因素都是決定邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵,通常情況下,與人類的工程活動(dòng)相比,這些因素都會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成較大影響。以前,由于有較低的公路等級(jí),且線形差、開(kāi)挖不深,邊坡穩(wěn)定性對(duì)公路的影響程度相對(duì)較低,人們未能重點(diǎn)對(duì)邊坡穩(wěn)定性有所重視。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,公路交通事業(yè)日新月異,越來(lái)越高的公路等級(jí),無(wú)法將高填深挖的現(xiàn)象得到有效避免?,F(xiàn)階段,有較多的公路邊坡失穩(wěn)問(wèn)題存在,邊坡失穩(wěn)不僅對(duì)行車安全造成影響,而且掩埋公路,中斷交通,迫使將已有的公路使用得到放棄,導(dǎo)致不可估量的經(jīng)濟(jì)損失出現(xiàn),所以,公路邊坡穩(wěn)定性和邊坡防護(hù)方法的研究顯得極為必要。
二、公路路基邊坡破壞的主要形式
1、路堤邊坡。路堤邊坡一般為填土邊坡。受力穩(wěn)定的路堤邊坡的破壞主要表現(xiàn)為邊坡坡面沖刷和坡腳沖刷。坡面沖刷主要來(lái)自雨水對(duì)邊坡的直接沖刷和地面徑流的沖刷,使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝或整體流失,導(dǎo)致路基發(fā)生破壞。坡腳沖刷主要是沿河路堤受到流水威協(xié)沖毀路堤坡腳導(dǎo)致邊坡破壞。
2、路塹邊坡。挖方路段邊坡是人工開(kāi)挖的斜坡,設(shè)計(jì)合理的邊坡其強(qiáng)度和坡度都應(yīng)滿足穩(wěn)定邊坡的要求。這樣的邊坡受自然因素影響破壞形式為沖刷、崩坍等。沖刷破壞一般發(fā)生于較緩的土質(zhì)邊坡上,其坡面坡腳極易受到?jīng)_刷,其坡腳沖刷是邊坡最薄弱環(huán)節(jié)。邊坡崩坍一般分為三類:落石型、滑坡型、流動(dòng)型。其中落石型一般在裂隙發(fā)育巖體、硬巖下臥軟弱層時(shí)極易發(fā)生?;滦汀⒘鲃?dòng)型一般在雨季易發(fā)生。
三、公路路基邊坡的防護(hù)措施
1、工程防護(hù)。工程防護(hù)主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)框格防護(hù)。框格防護(hù)是用混凝土、漿砌片(塊)石、卵(礫)石等做骨架。框格內(nèi)宜采用植物防護(hù)或其他輔助防護(hù)措施,它適用于土質(zhì)或風(fēng)化巖邊坡??蚋穹雷o(hù)能有效地防止雨水對(duì)坡面的沖刷,同時(shí)提高了邊坡表面地表粗度系數(shù),減緩了水流速度。(2)封面。封面包括抹面、捶面、噴漿、噴射混凝土等防護(hù)形式,抹面防護(hù)適用于易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石挖方邊坡;捶面防護(hù)適用于易受雨水沖刷土質(zhì)邊坡和易風(fēng)化的巖石邊坡;噴漿和噴射混凝土防護(hù)適用于邊坡易風(fēng)化、裂隙和節(jié)理發(fā)育坡面不平整的巖石挖方邊坡。相對(duì)比較抹面、捶面防護(hù)雖然投資少,但使用年限較短,防護(hù)效果差,在各等級(jí)公路上使用較少,噴漿和噴射混凝土廣泛采用。在噴射混凝土前應(yīng)清除坡面風(fēng)化的碎渣和風(fēng)化土層(全風(fēng)化巖石不宜采用),為防止噴射混凝土硬化收縮產(chǎn)生裂縫或剝落,應(yīng)加設(shè)金屬網(wǎng)或高強(qiáng)度聚合物土工格柵。(3)護(hù)面墻。為覆蓋各軟質(zhì)巖層和較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面受侵蝕的土質(zhì)邊坡免受自然因素影響而修建的墻稱護(hù)面墻。護(hù)面墻除自重外,不擔(dān)負(fù)其它荷載,亦不受土后壓力,因此護(hù)面墻所防護(hù)的挖方邊坡坡度不宜陡于1:0.5,并符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。護(hù)面墻頂部應(yīng)用原土夯實(shí)或鋪砌以免邊坡水流沖刷,滲入墻后引起破壞。護(hù)面墻是山區(qū)公路路塹邊坡采用較多的防護(hù)形式。一般根據(jù)邊坡的高度,巖石風(fēng)化程度及巖土的工程地質(zhì)特性采取半防護(hù)或全防護(hù)措施。半防護(hù)措施中,一般采用坡腳護(hù)面墻,即防止降雨和地表徑流對(duì)坡腳的沖刷,還起到誘導(dǎo)行車視線作用。(4)護(hù)坡。在穩(wěn)定的邊坡上鋪砌(漿砌或干砌)片石、塊石或混凝土預(yù)制塊等材料,以防止地表徑流或坡面流水對(duì)邊坡的沖刷稱之為護(hù)坡。鋪砌一般采用漿砌沖刷輕微時(shí)可采用干砌。在軟土地基土的路堤防護(hù),無(wú)水流沖刷影響時(shí),可采用干砌片石護(hù)坡以適應(yīng)地基沉降引起的路堤邊坡變形。對(duì)于大規(guī)模開(kāi)山邊坡,可以通過(guò)加錨桿,錨坡等結(jié)構(gòu)加強(qiáng)邊坡防護(hù)。
2、植物防護(hù)。就是利用植被對(duì)邊坡的覆蓋作用,植物根系對(duì)邊坡的加固作用,保護(hù)路基邊坡免受大氣降水與地表徑流的沖刷,植物防護(hù)與工程防護(hù)相比具有以下特點(diǎn):(1)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。植物防護(hù)可以像漿砌片石,噴射混凝土一樣起到邊坡防護(hù)作用,且生態(tài)效益是傳統(tǒng)護(hù)坡無(wú)法比擬的。一般植物防護(hù)成本僅是工程防護(hù)成本的25―40%。(2)后期效果顯著。工程加固措施初期效果顯著,但隨著時(shí)間推移不斷老化、風(fēng)化效果越來(lái)越差。但植物防護(hù)隨著植物生長(zhǎng)和繁殖對(duì)邊坡防護(hù)作用越來(lái)越大,特別是植物的主根可穿過(guò)坡體淺層的松散風(fēng)化層,錨固到深處較穩(wěn)定的巖石層上,起到預(yù)應(yīng)力錨桿作用。側(cè)根與地表層密切結(jié)合,根系與根系的盤根錯(cuò)節(jié),使表層土壤形成不同深度的牢固的穩(wěn)定層,從而根本上控制水土流失。(3)生態(tài)觀效益明顯。對(duì)的坡面進(jìn)行綠化處理能夠恢復(fù)因建緣石邊坡的生態(tài)平衡,美化環(huán)境,創(chuàng)造一個(gè)舒適的行車環(huán)境。另外,植物還具有吸收尾氣,凈化空氣,調(diào)節(jié)小氣候誘導(dǎo)行車視線功效。植物防護(hù)具有以上優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視。我們普蘭店公路段在海皮路、興唐線、唐南線采取栽植爬山虎、紫穗槐,種植草皮,草網(wǎng)格等技術(shù)措施,現(xiàn)在已取得了良好的效果。
3、綜合防護(hù)。就是將工程防護(hù)和植物防護(hù)相結(jié)合。綜合防護(hù)既解決了植物防護(hù)短期效果不明顯又解決了工程防護(hù)年久失修效果差的難題,既起到防護(hù)邊坡作用又起到綠化美化作用?,F(xiàn)在愈來(lái)愈多的被人們采用。常見(jiàn)的方式有:(1)蜂巢式網(wǎng)格植被防護(hù)。蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡是一項(xiàng)類似于干砌片石護(hù)坡技術(shù)。它是在修整好邊坡,土皮面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后,在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土,再在磚框內(nèi)栽草或小灌木的一項(xiàng)邊坡防護(hù)措施。該技術(shù)所用框磚可以在預(yù)制場(chǎng)批量生產(chǎn),其受力結(jié)構(gòu)合理,拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流,減緩水流速度防止坡面沖刷。保護(hù)植被生長(zhǎng),這種護(hù)坡施工簡(jiǎn)單,外觀整齊,造型美觀大方,具有邊坡防護(hù),綠化雙重效果。工程造價(jià)適中,在風(fēng)景旅游區(qū)使用較多。(2)分級(jí)修建平臺(tái),砌筑種植槽。即在坡腳、碎落臺(tái)和路塹頂部砌筑種植槽,種植槽內(nèi)填土種植常綠樹(shù)根系發(fā)達(dá)的花灌木和攀爬植物等。坡面液壓噴播植草護(hù)坡,進(jìn)行立體綠化。
結(jié)束語(yǔ)
公路路基防護(hù)是公路工程的重要組成部分,隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展,需要針對(duì)不同的工程土質(zhì)、水文、氣候等特點(diǎn)選擇合理的防護(hù)措施,確保路基邊坡穩(wěn)定安全的同時(shí),達(dá)到節(jié)約工程費(fèi)用,美化環(huán)境,保護(hù)生態(tài)環(huán)境的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]于躍,王慧賢,安震.高速公路路基邊坡防護(hù)淺析.黑龍江交通科技,2007.
關(guān)鍵詞:高速公路;邊坡;加固;防護(hù)
中圖分類號(hào):U417.1+1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1008-0422(2008)08-0202-03
1前言
公路路塹邊坡的防護(hù)與加固是公路工程中一個(gè)非常普遍的技術(shù)問(wèn)題,由于以往公路等級(jí)低、車速慢,這個(gè)問(wèn)題在工程中未得到充分認(rèn)識(shí)和注意。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,公路建設(shè)步伐的加快,公路等級(jí)的不斷提高,對(duì)路塹邊坡的防護(hù)與加固的要求也就越來(lái)越高。本文對(duì)高速公路路塹邊坡防護(hù)與加固的各種技術(shù)措施進(jìn)行了較全面的總結(jié),以供設(shè)計(jì)施工參考。
2加固技術(shù)
2.1 抗滑擋土墻
抗滑擋土墻是目前整治中小型滑坡應(yīng)用最為廣泛而且較為有效的措施之一。對(duì)于小型滑坡,可直接在滑坡下部或前緣修建抗滑擋土墻;對(duì)于中、大型滑坡,抗滑擋土墻常與排水工程、刷土減重工程等措施聯(lián)合運(yùn)用。其優(yōu)點(diǎn)是山體破壞少,穩(wěn)定滑坡收效快。尤其對(duì)于由于斜坡體因前緣崩塌而引起的大規(guī)?;?,會(huì)起到良好的整治效果[1]。
抗滑擋土墻所抵抗的是滑坡體的剩余下滑力,較一般擋土墻主要抵抗的主動(dòng)土壓力大[2]。因此,為滿足其穩(wěn)定性要求,將墻面坡度采用1:0.3~1:0.5,甚至緩至1:1,有時(shí)甚至將基底做成倒坡,工程中常用的斷面形式如圖1所示。
2.2 抗滑樁
邊坡加固工程中的抗滑樁是通過(guò)樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體,依靠樁下部的側(cè)向阻力來(lái)承擔(dān)邊坡的下推力,而使邊坡保持穩(wěn)定[3]。如圖2所示。
錨樁和預(yù)應(yīng)力錨索樁等。鋼筋混凝土樁是邊坡工程中最常用的方法,樁斷面剛度大,抗彎能力高,施工方式多樣,可打入、靜壓、機(jī)械鉆孔就地灌注和人工成孔就地灌注,其缺點(diǎn)是混凝土抗拉能力有限。
2.3 錨桿(索)
巖土錨固技術(shù)是把一種受拉桿件埋入地層中,以提高巖土自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一種工程技術(shù)。近年來(lái)隨著高速公路的迅猛發(fā)展,在公路邊坡、大型滑坡治理中更多采用預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索作用機(jī)理是把破碎松散巖層組合連接成整體,并錨固在地層深部穩(wěn)固的巖體上,通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力,把錨索長(zhǎng)度范圍內(nèi)的軟弱巖體(層)擠壓密實(shí),提高巖層層面間的正壓力和摩阻力,阻止開(kāi)裂松散巖移,從而達(dá)到加固邊坡的目的。這種方法的最大特點(diǎn)是:可保持既有坡面狀態(tài)下深入坡體內(nèi)部進(jìn)行大范圍加固;預(yù)先主動(dòng)對(duì)邊坡松散巖層施加正壓力,起到擠密鎖固作用;錨索孔高壓注漿,漿液充填裂隙和孔隙,又可提高破碎巖體的強(qiáng)度和整體性;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低廉。
錨桿在邊坡加固中通常與其它支擋結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用[4]:
2.3.1錨桿與鋼筋砼樁聯(lián)合使用,構(gòu)成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。在邊坡支護(hù)中排樁式錨桿擋墻主要用于下列情況:①位于滑坡區(qū)域的邊坡支護(hù)、路塹開(kāi)挖造成牽引式滑坡或工程滑坡可能性較大的潛在滑坡區(qū)域的邊坡支護(hù),在抗滑樁難以支擋邊坡推力荷載時(shí),宜優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu),如圖3所示。②邊坡切坡后,由于外傾軟弱結(jié)構(gòu)面形成臨空狀楔體塌滑可能性較大,造成危害性較大的邊坡。③高度大于12m,穩(wěn)定性較差的土層邊坡,此時(shí)由于抗滑樁懸臂較長(zhǎng),承受的彎矩過(guò)大,為了防止抗滑樁破壞,可采用單錨點(diǎn)或多錨點(diǎn)作法。④坡頂0.5m內(nèi)有重要建筑物或較大荷載的Ⅲ、Ⅳ類巖石邊坡和土層邊坡。
2.3.2錨桿與混凝土格架聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻,錨桿錨點(diǎn)設(shè)在格架節(jié)點(diǎn)上,錨桿可以是預(yù)應(yīng)力錨桿(索)和非預(yù)應(yīng)力錨桿(索)。這種支擋結(jié)構(gòu)主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡,以阻止巖石邊坡因卸載而失穩(wěn)。如圖4所示。
2.3.3錨桿與鋼筋混凝土面板聯(lián)合使用形成錨板支護(hù)結(jié)構(gòu),適用于巖石邊坡。錨桿在邊坡支護(hù)中主要承擔(dān)巖石壓力,限制邊坡側(cè)向位移,而面板則用于限制巖石單塊塌落并保護(hù)巖體表面防止風(fēng)化。
2.3.4錨釘加固邊坡,在邊坡中埋入短而密的抗拉構(gòu)件與坡體形成復(fù)合體系,增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。該法主要用于土質(zhì)邊坡和松散的巖石邊坡,加固高度較小。
2.3.5錨桿與鋼筋混凝土板肋聯(lián)合使用形成柱板式錨桿擋墻,一般采用自上而下的逆作法施工。如圖5所示:
2.4 注漿
隨著注漿技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,注漿在邊坡加固與防護(hù)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。注漿是通過(guò)把漿液注入巖石的裂隙或土體的孔隙中,一方面增強(qiáng)邊坡坡體的抗剪強(qiáng)度、減小坡體的滲透性,從而提高其地基承載力、減小水壓力或水動(dòng)力,另一方面提高可能的潛在滑面的抗剪強(qiáng)度以增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性。
邊坡注漿加固技術(shù)一般適用于兩種情況:
對(duì)于由崩滑堆積體、巖溶角礫巖堆積體、以及松動(dòng)巖體構(gòu)成的極易滑動(dòng)的邊坡或由于開(kāi)挖形成的多卸載裂隙邊坡,對(duì)坡體注入水泥砂漿,以固結(jié)坡體并提高坡體強(qiáng)度,避免不均勻沉降,防止出現(xiàn)滑裂面。
對(duì)于正處于滑動(dòng)的邊坡、存在潛在滑動(dòng)面的邊坡、或處于不穩(wěn)定的邊坡,運(yùn)用注漿技術(shù)對(duì)滑帶壓力注漿,從而提高滑面抗剪強(qiáng)度,提高其穩(wěn)定性。這種情況實(shí)際上是把注漿加固作為邊坡滑帶改良的一種技術(shù),滑帶改良后,邊坡的安全系數(shù)評(píng)價(jià)一般采用抗剪斷標(biāo)準(zhǔn)。由上述可知,邊坡注漿加固一般適用于以巖石為主的滑坡、崩塌堆積體、巖溶角礫巖堆積體,以及松動(dòng)巖體邊坡。如圖6所示。
3防護(hù)技術(shù)
邊坡防護(hù)主要包括植物防護(hù)和工程防護(hù)。
3.1 植物防護(hù)
植物防護(hù)就是在邊坡上種植草叢或樹(shù)木或兩者兼有,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達(dá)到保護(hù)邊坡的作用。同時(shí),植物防護(hù)不僅可以美化公路環(huán)境,調(diào)節(jié)邊坡的濕溫,起到固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用,而且又比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。一般來(lái)說(shuō),防護(hù)工程應(yīng)優(yōu)先考慮植物防護(hù),當(dāng)然其土壤必須適宜于植物的生長(zhǎng),而且邊坡比較平緩,坡高不大。在高速公路上,常用的植物防護(hù)有植草、鋪草皮和植樹(shù)等[5][6]。
3.1.1 植草
該防護(hù)方法適用于邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡,一般要求邊坡坡度不陡于1:1,邊坡坡面水徑流速度不超過(guò)0.6m/s,長(zhǎng)期浸水邊坡不適用[7]。當(dāng)邊坡土層不宜于種草者,可先鋪一層種植土,厚5~10cm。為使種植土與邊坡結(jié)合牢固,通常在邊坡坡度陡于1:2時(shí),在鋪種植土前將邊坡挖成臺(tái)階形,如圖7所示:
3.1.2鋪草皮
種草籽或栽草都需要成長(zhǎng)過(guò)程,見(jiàn)效較慢,在未形成一定覆蓋度的情況下若遇到暴雨有被沖刷破壞的可能,而鋪草皮則可以用最短的時(shí)間收到防護(hù)效果。近年來(lái)隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展草皮已工廠化生產(chǎn),產(chǎn)品可以大批量制作,成卷運(yùn)輸。鋪草皮適用于邊坡比較高陡、土質(zhì)貧瘠或坡面受沖刷較為嚴(yán)重的地段使用,容許最大速度為1.8m/s。常見(jiàn)的鋪筑方法有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮、卵(片)石方格草皮。如圖8所示:
3.1.3植樹(shù)
在路基邊坡種上合理的樹(shù)種,對(duì)于加固路基和防護(hù)邊坡有良好的效果。也可以和種草、鋪草皮配合使用。使坡面形成良好的防護(hù)層。但是高大喬木不能植于公路彎道內(nèi)側(cè)以免影響視線。在邊坡上可以種植低矮灌木樹(shù)叢。該方法適用于土質(zhì)邊坡及嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對(duì)鹽漬土、經(jīng)常浸水及經(jīng)常干旱的邊坡及粉質(zhì)土邊坡不宜采用。
植樹(shù)的形式可以是帶狀或條形的,也可以是栽成連續(xù)式,如圖9所示。植樹(shù)最好選在1:1.5或更緩的邊坡上。樹(shù)種宜選用在當(dāng)?shù)赝寥琅c氣候條件下能迅速生長(zhǎng)、根系發(fā)達(dá)、枝葉茂密的樹(shù)種。公路建設(shè)的實(shí)踐已證明植物防護(hù)有很明顯的優(yōu)點(diǎn),且造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便,不僅可以保護(hù)坡面,而且也能防止或減輕沖刷,在一定條件下,可以代替工程防護(hù)。所以在適宜植草的路段,均應(yīng)優(yōu)先考慮選用。
3.2 工程防護(hù)
對(duì)不適宜植物生長(zhǎng)的土質(zhì)挖方邊坡或節(jié)理發(fā)育、風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡,只能采取工程防護(hù)措施即設(shè)置人工構(gòu)造物防護(hù)。工程防護(hù)的類型很多,常用的公路邊坡工程防護(hù)技術(shù)主要有抹面防護(hù)、砌石防護(hù)、土工合成材料防護(hù)等類型。各種防護(hù)各有其優(yōu)、缺點(diǎn)和適用條件,可根據(jù)具體適用條件選擇使用。
3.2.1抹面、捶面防護(hù)
抹面防護(hù)適用于易風(fēng)化的軟質(zhì)巖層路塹邊坡,在坡面上加設(shè)一層耐風(fēng)化表層,以隔離大氣的影響,防止風(fēng)化。常用的抹面材料有各種石灰混合料灰漿、水泥沙漿等。抹面厚度一般為3~7cm,可使用6~8年。為防止表面產(chǎn)生微細(xì)裂縫影響抹面使用壽命,可在表面涂一層瀝青保護(hù)層。捶面防護(hù)適用于易受沖刷的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落的巖質(zhì)邊坡,且坡度不陡于1:0.5。其防護(hù)性質(zhì)與抹面防護(hù)相近,使用材料也大體相同。一般厚度為10cm,捶面厚度較抹面厚度要大,相應(yīng)強(qiáng)度較高,可抵抗較強(qiáng)的雨水沖刷,使用期限為8~10年。
抹面和捶面是我國(guó)公路建設(shè)中常用的防護(hù)方法,材料均可就地采集,造價(jià)低廉,但強(qiáng)度不高,耐久性差,手工作業(yè),費(fèi)時(shí)費(fèi)工,在一般等級(jí)公路上使用問(wèn)題尚不顯著,若在高速公路上特別是邊坡較高時(shí)就有一定的局限性。
3.2.2 噴砂漿、噴混凝土防護(hù)
適用于坡面易風(fēng)化、節(jié)理裂縫發(fā)育、坡面為碎裂結(jié)構(gòu)的巖石坡面,其主要作用是封閉邊坡巖石裂縫、節(jié)理,阻止地表水侵入坡體內(nèi)部,防止巖石繼續(xù)風(fēng)化,增加邊坡的穩(wěn)定性和保護(hù)邊坡不發(fā)生落石崩坍。噴射混凝土護(hù)坡在具有重量輕、防止風(fēng)化、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也具有費(fèi)用高,厚度難控制,易偷工減料,對(duì)公路自然景觀破壞大,封面阻水易引起邊坡飽水坍塌滑坡的缺點(diǎn)[8]。如圖10所示。
3.2.3 護(hù)面墻
護(hù)面墻用于風(fēng)化嚴(yán)重或易風(fēng)化的軟質(zhì)巖或較破碎巖石的挖方邊坡。護(hù)面墻除自重外,不擔(dān)負(fù)其它荷載,也不考慮承受墻后的土壓力,因此護(hù)面墻必須建在符合穩(wěn)定邊坡要求的地段,且護(hù)面墻的基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)定的地基上。其優(yōu)點(diǎn)是既提高了挖方邊坡的穩(wěn)定性,又降低了邊坡高度,減少了邊坡挖方數(shù)量和節(jié)省了工程造價(jià)。
3.2.4 掛網(wǎng)錨噴防護(hù)
對(duì)于軟質(zhì)巖石邊坡或石質(zhì)堅(jiān)硬但穩(wěn)定性較差的巖質(zhì)邊坡,可采用掛網(wǎng)錨噴防護(hù)。掛網(wǎng)錨噴是在邊坡坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)或土工塑料網(wǎng)等,向坡體內(nèi)打入錨桿或錨釘將網(wǎng)鉤牢,向網(wǎng)上噴射一定厚度的素混凝土,對(duì)邊坡進(jìn)行封閉防護(hù)。
4結(jié)論
針對(duì)高等級(jí)公路路塹高邊坡工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,提出了預(yù)應(yīng)力錨桿、抗滑樁、檔土墻等加固方案,以及結(jié)合加固工程的邊坡防護(hù)技術(shù),為不同的地質(zhì)路段提供了設(shè)計(jì)施工依據(jù)。
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關(guān)鍵詞:山區(qū)公路;邊坡防護(hù);加固工藝 評(píng)價(jià)
1 前言
山區(qū)道路的防護(hù)意義十分重大,由于交通事業(yè)的發(fā)展以及交通荷載的急劇增加,公路邊坡的防護(hù)就顯得更為重要。本文結(jié)合山區(qū)道路的地形、地貌和地質(zhì)條件,根據(jù)有關(guān)規(guī)范和參考許多邊坡防護(hù)的經(jīng)驗(yàn),為了滿足 公路的防護(hù),提出了護(hù)面墻、漿砌片石護(hù)坡、掛網(wǎng)錨噴防護(hù)、植被砼防護(hù)、框架肋梁防護(hù)等防護(hù)形式及技術(shù)要求,介紹了此類防護(hù)的施工方法及其施工注意事項(xiàng),給出了使用評(píng)價(jià)結(jié)果,并據(jù)此提出了山區(qū)公路邊坡的防護(hù)形式、技術(shù)要求及防護(hù)功效。
2 工程簡(jiǎn)介
某二級(jí)公路出現(xiàn)多處較大塌方段邊坡,最大坡高均在45 m左右,各段均出現(xiàn)不同程度的滑塌、崩落、掉石,局部地段有泥石流等不良地段災(zāi)害,使交通受到影響。
該公路經(jīng)過(guò)地區(qū),地形地貌復(fù)雜,屬于低山丘陵區(qū)的一部分,沿河沿岸的丘陵穿行;區(qū)域?yàn)槟胰蹘r殘積粘性土、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖及中風(fēng)化凝灰熔巖。
3 邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)
在山區(qū)修建公路不可避免地要大量開(kāi)挖和填筑路基,形成大量的人工邊坡,由于人工邊坡內(nèi)部原有的應(yīng)力狀態(tài)隨著邊坡形成過(guò)程中的變化而變化,引起應(yīng)力的重分布和應(yīng)力集中等效應(yīng),再加上部分邊坡的由于長(zhǎng)年雨水沖刷、風(fēng)化等地質(zhì)因素而不可避免地產(chǎn)生邊坡失穩(wěn),形成不穩(wěn)定的邊坡。
邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)需根據(jù)公路等級(jí)、當(dāng)?shù)貧夂?、水文、地質(zhì)、地形條件及建筑材料分布情況,因地制宜,并與周圍景觀協(xié)調(diào),達(dá)到防治路基病害、保證路基穩(wěn)定、改善景觀環(huán)境、保持生態(tài)平衡的目的,盡量做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。
邊坡防護(hù)加固措施主要分為兩種形式:一類是邊坡穩(wěn)定無(wú)問(wèn)題,僅對(duì)表面或局部出現(xiàn)的變形破壞采取工程防護(hù)措施;另一類是邊坡可能潛在表面或淺層的失穩(wěn)的邊坡,清理各種不穩(wěn)定因素,增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性,對(duì)可能失穩(wěn)的邊坡采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)治理。其主要治理原則是:綜合排水、改善邊坡的力學(xué)平衡條件,防止坡面繼續(xù)風(fēng)化與沖刷流失,綜合采用植物防護(hù)、工程防護(hù)和綜合防護(hù)等防護(hù)工程措施,以達(dá)到邊坡穩(wěn)定、排水暢通、綠化與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的目的。具體在某二級(jí)公路邊坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)路基開(kāi)挖后的坡面地形地質(zhì)情況和巖性特征,風(fēng)化破碎情況及邊坡高度,主要采用以下幾種防護(hù)措施:護(hù)面墻、擋土墻;漿砌片石護(hù)坡、局部鑲補(bǔ);掛網(wǎng)錨噴砼;植被砼;框架肋梁及拱形分梯級(jí)擋土墻等單一或幾種結(jié)合的工程防護(hù)形式。
3.1 護(hù)面墻
護(hù)面墻用于風(fēng)化嚴(yán)重或易風(fēng)化的軟質(zhì)巖、較破碎的挖方段和坡面易受侵蝕或有小型坍塌的土質(zhì)邊坡,這種防護(hù)方式可有效的提高邊坡的穩(wěn)定性,可降低邊坡開(kāi)挖高度,減少邊坡挖方數(shù)量,節(jié)省造價(jià),還有利于路容路貌整齊美觀。護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、窗孔式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻等。
實(shí)體護(hù)面墻全部采用漿砌片、塊石結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。
(1)實(shí)體護(hù)面墻用于一般用于土質(zhì)及破碎巖石邊坡防護(hù)的第一臺(tái),某些段落可根據(jù)地質(zhì)情況分設(shè)若干個(gè)臺(tái)階,高度一般為1~6 m,墻厚視墻身及周圍地質(zhì)情況確定,頂寬為60~100cm,底寬為頂寬+墻高的0.2~0.3倍;
(2)實(shí)體護(hù)面墻是在既有設(shè)計(jì)坡面上增設(shè)防護(hù),背坡為1:n=1:(0.25~0.75),胸坡取1:m=1:(0.1~ 0.75):
(3)連續(xù)護(hù)面墻每隔10~15m 設(shè)一道伸縮縫,縫寬為2cm;
(4)沿墻高和縱向設(shè)置泄水孔,按上下左右梅花型布設(shè),間距2~3 m,泄水孔孔徑為10 cm,泄水孔后設(shè)置砂夾碎石或卵石過(guò)濾層;
(5)護(hù)面墻基礎(chǔ)埋深按設(shè)計(jì)要求的地基承載力和地基處理情況確定,埋深一般不少于1m;
(6)護(hù)面墻石料抗壓強(qiáng)度不少于30MPa,采用M7.5或M10砂漿砌筑;
(7)設(shè)置碎落臺(tái)的邊坡需在碎落臺(tái)設(shè)置排水溝和碎落臺(tái)防護(hù),每隔20m~5Om設(shè)置排水急流槽;
(8)護(hù)面墻高度超過(guò)6m 的設(shè)置1.0m 寬防滑平臺(tái)。
窗孔式護(hù)面墻和拱式護(hù)面墻一般采用混凝土、片石混凝土、漿砌片塊石、卵(礫)石等材料做框格骨架,框格內(nèi)采用植物防護(hù)或其它輔助防護(hù)措施(捶面或于砌片石),這種防護(hù)形式能有效地防止路基邊破在坡面水沖刷下形成沖溝。防止坡體滑塌特別是針對(duì)殘積~坡積層形成的邊坡具有良好地防護(hù)作用,能穩(wěn)定邊坡,在第四段邊坡防護(hù)中應(yīng)用后效果十分明顯。窗孔護(hù)面墻形式主要有:人字形、菱形及方形等。拱式護(hù)面墻用于下部巖石較完整而需要防護(hù)上部邊坡者。
(1)適用條件:邊坡比為1:0.5~1:1.5,一般邊坡比為1:0.75~1:1.25效果更佳;
(2)護(hù)面肋或肋拱可采用C2O混凝土、C15片石混凝土、MU7.5漿砌片石;
(3)框架尺寸為10m×(10 m~15 m),格梁尺寸為1.0m×(O.4 m~1.0 m),框架內(nèi)設(shè)拱肋,形式為人字形或拱形;
(4)根據(jù)邊坡實(shí)際情況在框架肋梁內(nèi),設(shè)置加固錨桿,錨桿問(wèn)距2.0 m,長(zhǎng)3.0 m~5.0 m;
(5)在框架肋梁柱上設(shè)置急流槽與周圍排水系統(tǒng)貫通,間距為20m~5Om,加強(qiáng)坡面的排水。
3.2 護(hù)坡
漿砌片石護(hù)坡一般適尉于易受水侵蝕的土質(zhì)邊坡,嚴(yán)重剝落的軟質(zhì)巖石邊坡,強(qiáng)風(fēng)化或較破碎巖石邊坡,殘坡積較厚而松散的邊坡。 (如圖2所示)。
(1)漿砌片石護(hù)坡一般采用等截面,厚度采用30cm,砂漿強(qiáng)度為M7.5;
(2)漿砌片石護(hù)坡可根據(jù)地質(zhì)情況一般均為一坡到頂,部分較高地段邊坡可設(shè)置分臺(tái)階,分臺(tái)高度為8~10 m,每一臺(tái)頂部設(shè)置2 m寬的碎落臺(tái),并設(shè)有縱橫向排水系統(tǒng)。
3.3 掛網(wǎng)錨噴防護(hù)
掛網(wǎng)噴射砼防護(hù)用于坡面易風(fēng)化,節(jié)理裂縫發(fā)育,坡面為破碎結(jié)構(gòu)的巖石坡面,其主要原理是封閉邊坡巖石裂縫、節(jié)理,阻止地表水浸入坡體內(nèi)部,防止巖石繼續(xù)風(fēng)化增加邊坡的穩(wěn)定性和保護(hù)邊坡不發(fā)生落石崩坍(如圖3所示)。
(1)適用條件:巖石邊坡,坡比在1:0.5~1:1;
(2)噴射砼強(qiáng)度等級(jí)為C20,厚度為5~1Ocm;
(3)掛鋼筋網(wǎng)或成品鐵絲網(wǎng),并設(shè)置錨桿固定在巖石邊坡上;
(4)錨桿采用中16~中32鋼筋制作,錨桿間距一般為1~2 m,錨桿長(zhǎng)度為2.5~5 m;
(5)噴射混凝土采用菱形或方形,伸縮縫間距一般為10m,兩條伸縮縫的分角線垂直于路線走向;
(6)邊坡有滲漏水或雨水集中地段設(shè)置排水管或泄水孔。
3.4 植被砼防護(hù)
植被砼防護(hù)是利用植被含水固土的原理穩(wěn)定巖土邊坡同時(shí)美化生態(tài)環(huán)境的一種新技術(shù);它是植被防護(hù)和工程加固與防護(hù)的有機(jī)結(jié)合,建立既穩(wěn)固又有生態(tài)效應(yīng)的防護(hù)結(jié)構(gòu)體系;其原理是封閉邊坡巖石裂縫、節(jié)理面,同時(shí)也起到生態(tài)綠化的效果;它主要適用治理坡面易風(fēng)化,節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石邊坡 這種防護(hù)方式在公路邊坡防護(hù)中主要用于第一、二段邊坡(如圖4所示)。
(1)適用條件:巖石邊坡較高、陡峭,坡比較大,一般為1:0.5~1:0.75;
(2)組成材料:錨桿(鉚釘)、鋼筋網(wǎng)(鐵絲網(wǎng))和基材混合物;
(3)綠化基材的主要作用是:提供植物生長(zhǎng)的合理物理結(jié)構(gòu);保證坡面基材混合物的穩(wěn)定,抵抗雨水的侵蝕;提供植物長(zhǎng)期生長(zhǎng)所需的平衡養(yǎng)分;保障植物生長(zhǎng)的水分平衡;與植物共同作用,封閉坡面,防止坡面的風(fēng)化剝落。
(4)施工程序:
① 先清理,平整坡面,有利于基材混合物和巖石坡面的自然結(jié)合,禁止出現(xiàn)反坡;
② 鉆孔,按設(shè)計(jì)布置錨桿孔位,用風(fēng)鉆鑿孔,鉆SLSL眼方向與坡面垂直;
③ 安裝錨桿,采用水泥藥卷或水泥砂漿固定錨桿,填滿孔眼并搗實(shí);
④ 鋪設(shè)、固定鋼筋網(wǎng)(鐵絲網(wǎng)),鋪設(shè)時(shí)應(yīng)張拉緊鐵絲網(wǎng)。兩相鄰鐵絲網(wǎng)用鐵絲捆扎,鋪設(shè)寬度不小于5m;
⑤ 拌和基材混合物,把綠化基材、纖維、種植土、腐植土、保水劑、緩釋肥及混合植被種子按比例依次倒入混凝土攪拌機(jī)料斗攪拌,攪拌時(shí)間不少于1min;
⑥ 上料。采用人工上料方式,把拌和均勻的基材混合物倒人混凝土噴射機(jī)中;
⑦噴射基材混合物,盡可能從正面噴射,避免仰噴,凹凸部及死角要注意,基材混合物分兩次噴射,首先噴射不含種子的基材混合物,再噴射含種子的基材混合物,厚度為2cm,保證噴射程度達(dá)到設(shè)計(jì)要求;
(5)養(yǎng)護(hù)管理:植被混凝土施工僅是完成該項(xiàng)工程的三分之一,主要是養(yǎng)護(hù)管理,為確保植被成活率,必須要及時(shí)對(duì)植被邊坡進(jìn)行有效的管理。前期采用霧狀水灑向坡面,禁止高壓射流水沖擊基材混合物,每次灑水都必須按規(guī)定厚度浸透基材,不能圖快一灑而過(guò),避免在強(qiáng)烈陽(yáng)光下灑水養(yǎng)護(hù)。
4.使用評(píng)價(jià)
邊坡的防護(hù)是公路施工必不可少的一部分,保證邊坡的穩(wěn)定,采用綜合治理措施,形成主體排水系統(tǒng)。結(jié)合植被、生態(tài)防護(hù),防止雨水及大氣因素對(duì)邊坡面的沖刷和風(fēng)化作用,從根本上解決邊坡的穩(wěn)定起到保證公路暢通的目的。某二級(jí)公路全長(zhǎng)40km,全線邊坡高度大多超過(guò)20m,由于省道公路資金緊張,大多數(shù)邊坡都未進(jìn)行任何有效地防護(hù),造成多處滑塌,滾石危及行車安全,給人民的生命造成極大的威脅;現(xiàn)僅對(duì)病害較為嚴(yán)重的邊坡進(jìn)行了根治還不能起到真正的作用,通過(guò)對(duì)某二級(jí)公路邊坡防護(hù)措施的探索,采用多種形式邊坡防護(hù)的運(yùn)用,能夠使我們的管理者認(rèn)識(shí)到邊坡防護(hù)的重要性,通過(guò)某二級(jí)公路邊坡防護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn),能更好地全面地推動(dòng)山區(qū)公路邊坡防護(hù)工程的發(fā)展。
五.未來(lái)邊坡防護(hù)與加固設(shè)計(jì)發(fā)展方向
現(xiàn)行的路基邊坡設(shè)計(jì)在整個(gè)道路工程設(shè)計(jì)過(guò)程中受重視程度較低,究其原因,主要是在路線勘測(cè)設(shè)計(jì)階段對(duì)工程地質(zhì)條件了解不夠充分,設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性,往往導(dǎo)致施工時(shí)邊坡失穩(wěn),頻繁變更設(shè)計(jì),造成很大經(jīng)濟(jì)損失。反過(guò)來(lái)說(shuō),如果片面要求道路全線進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察,同樣也會(huì)由于路線長(zhǎng)、工程地質(zhì)條件好壞不一,增大很多投資,造成一些不必要的浪費(fèi),而且對(duì)地質(zhì)資料的掌握仍然不容易滿足設(shè)計(jì)要求。因此有必要調(diào)整邊坡的設(shè)計(jì)思路。道路路基邊坡加固與防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循并行性、反饋性、智能性、綠色性的原則。
6.結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】路基邊坡;邊坡病害;侵蝕機(jī)理;防護(hù)適用性;植物防護(hù);防護(hù)區(qū)劃綜合防護(hù)設(shè)計(jì)
一、前言
隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展,高等級(jí)公路邊坡綜合防護(hù)系統(tǒng)研究日漸引起公路部門的重視。邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)是高等級(jí)公路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,需根據(jù)公路等級(jí)、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、土質(zhì)、材料來(lái)源等情況綜合考慮,合理布局,因地制宜地選擇實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的工程措施,確保高等級(jí)公路的穩(wěn)定和高速行車安全,同時(shí)達(dá)到與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),保持生態(tài)環(huán)境的相對(duì)平衡,美化高等級(jí)公路的效果。
長(zhǎng)期以來(lái),路基邊坡的綜合防護(hù)技術(shù)一直是公路修筑中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),我國(guó)在80年代中期以前,主要以低等級(jí)公路建設(shè)為主,由于交通量小,深挖高填較少,投資不大,因而防護(hù)工程不作為道路建設(shè)的主體工程,由此引起的損失亦不大,所以在工程中對(duì)邊坡的綜合防護(hù)研究常常被忽視。進(jìn)入90年代以后,我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)方興未艾,由于缺乏對(duì)防護(hù)技術(shù)的系統(tǒng)研究,沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)供設(shè)計(jì)部門應(yīng)用,因此只能用低等級(jí)公路的防護(hù)技術(shù)或供鑒鐵路部門的經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)施局部防護(hù),缺乏綜合考慮,從而為工程埋下隱患,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響,有的甚至中斷交通,如沈大高速公路鲅魚圈所以南180km長(zhǎng)的路段,后期的工程防治費(fèi)用占整個(gè)工程防治費(fèi)的80%、京石高速公路在1997年遇到洪水沖擊后,很多路段出現(xiàn)路基垮塌,路面懸空的現(xiàn)象,再如眾所周知的昆祿路等。據(jù)交通部統(tǒng)計(jì),僅1991年因水毀沖毀路基1577km,沖毀路面43733km,沖毀橋梁3606座、涵洞40343道,塌方4171萬(wàn)方,直接經(jīng)濟(jì)損失16.86億元,因排水防護(hù)不當(dāng)使基層與路基含水量增加引起公路整體強(qiáng)度下降造成的損失更是無(wú)法統(tǒng)計(jì)。
二、邊坡穩(wěn)定的因素及措施
(一)影響邊坡穩(wěn)定的因素很多,總的歸納起來(lái)可分為兩大類:即自然因素和人為因素。
1、自然因素:公路是特殊的帶狀構(gòu)造物,每條公路都要穿越很多地區(qū),由于受地質(zhì)構(gòu)造和地形條件等因素的影響,每一個(gè)小區(qū)域都有不同的地質(zhì)和氣候條件。
2、人為因素:一條公路的建設(shè)和使用管理,都是由人去實(shí)現(xiàn)的,根據(jù)建設(shè)程序和內(nèi)容,并結(jié)合已建公路的情況看,影響邊坡穩(wěn)定的人為因素可歸集為三個(gè)方面:即設(shè)計(jì)因素,施工因素和養(yǎng)護(hù)管理因素。
(二)穩(wěn)定邊坡的措施。
坡比與臺(tái)高:首先值得注意的是:公路邊坡不能太陡,但也不是越緩越好,對(duì)于填方邊坡采和1:1.5=1:2基本適合,而挖方邊坡特別是高邊坡卻值得認(rèn)真研究。土質(zhì)或強(qiáng)化石盡邊坡。第一臺(tái)高6M,坡比取1:0.75——1:1以后各臺(tái)高不大于8M,坡比取1:1-1:2.25
石質(zhì)邊坡。第一臺(tái)高8M,坡比1:0.5—1:0.75,以后各臺(tái)高不大于12M。邊坡的防護(hù)與加固:
1、加固措施。防護(hù)是在邊坡自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,首先應(yīng)當(dāng)考慮邊坡的加固,加固的方法很多,較有效的方法有:抗滑墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、壓漿錨柱等。這里值得一提的是:“邊防排水”也應(yīng)作為間接加固邊坡的一種方法給予重視,邊坡坍塌幾乎都是在雨季出現(xiàn),所以,其作用是顯而易見(jiàn)的。對(duì)防排水系統(tǒng)的設(shè)置為坡頂截水溝按常規(guī)方式設(shè)置,而坡面碎落臺(tái)水溝不必每臺(tái)都設(shè)置,在第一臺(tái)上設(shè)備一道水泥混凝土截水溝即可。以上各臺(tái)澆筑坡度1.5%,厚度20CM的水泥混凝土封閉,在邊緣設(shè)置攔水帶,每25M左右設(shè)一道排水溝,將水排入第一臺(tái)截水溝就能達(dá)到理想的排水效果,此外所設(shè)豎向排水溝還可以起到對(duì)邊坡加肋的作用,取消高邊坡碎落臺(tái)上的截水溝可以避免由于施工質(zhì)量不佳而造成的滲漏水現(xiàn)象。另一非常值得重視的問(wèn)題是,在土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖石上邊坡的坡角也就是路基側(cè)溝邊緣,應(yīng)設(shè)置抗滑墻或抗滑樁,以避免牽引式滑坍的產(chǎn)生。
2、防護(hù)措施。以往的邊坡的防護(hù)主要考慮防沖刷,防風(fēng)化即可,現(xiàn)在的邊坡防護(hù)還要考慮美觀利用環(huán)保問(wèn)題。為減少水對(duì)邊坡的危害,就加上防滲水問(wèn)題,根據(jù)以上幾方面的要求,對(duì)邊坡防護(hù)問(wèn)題提出如下建議:
下邊坡。下邊坡采用菱形網(wǎng)格加植草防護(hù)并加密排水溝。
上邊坡。上邊坡第一臺(tái),根據(jù)不同地質(zhì)情況采用護(hù)面墻,漿砌片石護(hù)坡,窗孔肋式護(hù)坡,六角空心磚護(hù)坡等防護(hù)形式。
以上根據(jù)不同地質(zhì)情況,采用菱菜風(fēng)格,窗孔肋式護(hù)坡,噴射混凝土等防護(hù)形式。上述防護(hù)形式除護(hù)面墻,漿砌片石護(hù)坡和噴射混凝土外,其他都可以在其上加植草防護(hù),以恢復(fù)自然環(huán)境和美化公路,另外,穩(wěn)定性較好的巖石邊坡不必再進(jìn)行污工防護(hù),只需在一些低凹處放置一點(diǎn)耕植土,種植耐旱性較好的抓藤植物起到美化作用。
三、邊坡防護(hù)的植物類型及特性
(一)邊坡防護(hù)類型及公路植物特性
按照材料將路基防護(hù)分為3類:植物防護(hù)、圬工防護(hù)和綜合防護(hù)。通過(guò)對(duì)公路植物的特性可得以下結(jié)論:
1、路基邊坡土質(zhì)、酸堿度、氣候、降雨等是影響公路植物的主要因素,由于路基邊坡防護(hù)的特殊性,故草種、樹(shù)種的選擇有別于園林綠化;
2、應(yīng)根據(jù)植物的類型、氣候適應(yīng)性、土壤適應(yīng)性、抗病性、抗侵蝕沖刷,易粗放管理等要求選擇適易的物種用于公路邊坡防護(hù);
3、盡量選用本地的物種,其適應(yīng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于引進(jìn)物種。
(二)邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)原則與措施
1、路基防護(hù)應(yīng)按照設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)相結(jié)合的原則,深入調(diào)查研究,根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和材料等情況,因地制宜,就地取材,選用適當(dāng)?shù)墓こ填愋突虿扇【C合措施,以保證路基的穩(wěn)固。不要輕易取消或減少必要的防護(hù)工程措施,而給養(yǎng)護(hù)遺留繁重的工作量;
2、路基防護(hù)措施是根據(jù)沿線不同土質(zhì)巖性、水文地質(zhì)條件、坡度、高度和當(dāng)?shù)夭牧?、氣候等因地制宜選擇,應(yīng)密切結(jié)合路面排水作綜合考慮;
3、護(hù)坡方法應(yīng)優(yōu)先考慮采用植物防護(hù),當(dāng)土質(zhì)不宜植物生長(zhǎng)及難以保證邊坡穩(wěn)定時(shí),要考慮經(jīng)濟(jì)性、施工及效果,采用圬工防護(hù)或相應(yīng)的輔助設(shè)施;
4、在防護(hù)方案設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)參照上述設(shè)計(jì)原則,初步選出護(hù)坡方法。在施工階段,要對(duì)每個(gè)邊坡的排水、土質(zhì)等調(diào)查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果變更原設(shè)計(jì);
5、在不良的氣候和水文條件下,對(duì)粉砂、細(xì)砂與易于風(fēng)化的巖石邊坡,以及黃土和黃土類邊坡,均宜在土石方施工完成后及時(shí)防護(hù)。路塹邊坡應(yīng)根據(jù)邊坡巖層組成及坡面弱點(diǎn)分布情況考慮全面防護(hù)或局部防護(hù);
6、對(duì)于土路堤的坡面鋪砌防護(hù)工程,最好待填土沉實(shí)或夯實(shí)后施工,并根據(jù)填料的性質(zhì)及分層情況決定防護(hù)方式。鋪砌的坡面應(yīng)預(yù)先整平,坑洼處應(yīng)填平夯實(shí);
關(guān)鍵詞:高速公路;邊坡;防護(hù)加固
高速公路建設(shè)可以在一定程度上促進(jìn)一個(gè)城市的發(fā)展,但是通過(guò)分析我國(guó)高速公路建設(shè)的情況,其環(huán)境非常復(fù)雜,而且建設(shè)工程存在很大的難度。為了提高高速公路邊坡的穩(wěn)定性,應(yīng)該通過(guò)對(duì)高速公路特征的分析,采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)加固。
1 邊坡防護(hù)加固類型
1.1 邊坡防護(hù)類型
通常情況下,高速公路的邊坡防護(hù)的主要措施是生物防護(hù)和圬工防護(hù)的措施。生物防護(hù)簡(jiǎn)單地說(shuō)就是在邊坡的周圍植樹(shù)種草,植被可以起到涵養(yǎng)水源的效果,提高了公路邊坡的穩(wěn)定性。圬工防護(hù)要通過(guò)一定的工程措施提高邊坡的穩(wěn)定性。
1.2 邊坡加固的類型
邊坡加固的類型主要有抗滑樁、錨(索)桿、格構(gòu)加固、噴錨網(wǎng)支護(hù)和注漿加固等加固方案。
2 影響邊坡穩(wěn)定的因素
2.1 地質(zhì)條件
地質(zhì)條件是邊坡的物質(zhì)基礎(chǔ),決定了坡體穩(wěn)定性的主要因素。
2.2 路塹邊坡坡形、坡率、坡高及加固措施
路塹邊坡的設(shè)計(jì)是否合理是決定路塹邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵,它包括確定坡形、坡率、邊坡高度和加固與防護(hù)結(jié)構(gòu)的類型等。故在一定的工程地質(zhì)條件下,路塹邊坡的穩(wěn)定性取決于設(shè)計(jì)的坡形坡高及加固措施是否與地質(zhì)條件相適應(yīng)。
2.3 施工方法、工藝及施工順序
路塹開(kāi)挖是對(duì)山體應(yīng)力狀態(tài)的重大改變,如處理不當(dāng),將是造成邊坡失穩(wěn)的直接因素。因此應(yīng)結(jié)合不同地質(zhì)條件及工程特性,在設(shè)計(jì)合理的前提下,做好施工組織,選擇合理的施工方法及工藝,尤其做好開(kāi)挖與支擋工程的有機(jī)配合。如對(duì)穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)較大的邊坡,必須分級(jí)開(kāi)挖,隨即支擋,挖一級(jí),防護(hù)一級(jí),再向下開(kāi)挖。若一挖到底再進(jìn)行加固防護(hù),或采用大爆破等不當(dāng)施工方法,可能造成邊坡失穩(wěn)變形,輕則局部坍塌,重則引發(fā)工程滑坡,從而增加工程費(fèi)用及影響施工進(jìn)度。
2.4 其它因素
除上述因素以外,如破壞植被,生產(chǎn)、生活用水管理不善、邊坡上部人為堆載等,均對(duì)邊坡的穩(wěn)定有不利的影響。
3 常用的邊坡防護(hù)加固方案及其優(yōu)缺點(diǎn)
3.1 防護(hù)的作用和目
防護(hù)的作用和目的有兩個(gè):一是控制邊坡表層的風(fēng)化速率;二是防止地表雨水沖刷。
(1)殘坡積層及全風(fēng)化巖地層的邊坡防護(hù):這些邊坡的地層呈土或類土狀,為了防止坡面受雨水沖刷并兼顧美觀,一般采用植物防護(hù),采用適合本地生長(zhǎng)草籽,并加入種子量30~40%的根系發(fā)達(dá)的矮灌木籽,形成一個(gè)隔離坡面的防護(hù)層,以減少雨水下滲和緩沖徑流條件而保護(hù)坡面。
(2)對(duì)強(qiáng)、中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡和坡率較陡普通植草不易成活的地層,采用噴混植生為主,采用適合本地生長(zhǎng)草籽,并加入種子量30~40%的矮灌木籽。對(duì)于旅游線路,有條件時(shí)可加適量花卉種子。
3.2 防護(hù)加固方案的選用及其優(yōu)缺點(diǎn)
目前,巖土邊坡常用的加固工程可分為傳統(tǒng)的支擋體系(如:各種形式的擋土墻等)、樁式體系(如:普通抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索樁)和錨式體系(如:砂漿錨桿、注漿鋼錨管、預(yù)應(yīng)力錨索等)。這些常用措施,經(jīng)長(zhǎng)期的工程實(shí)踐檢驗(yàn)都是行之有效的,設(shè)計(jì)理論是成熟的,技術(shù)上的可靠的,在不同領(lǐng)域的巖土邊坡治理得到廣泛應(yīng)用,總體來(lái)說(shuō)效果是好的。尤其近十多年來(lái),在我國(guó)公路巖土邊坡治理中擔(dān)當(dāng)重要角色,發(fā)揮了各自應(yīng)有的作用。`
不同體系的支擋加固技術(shù)措施,既具有各自的優(yōu)勢(shì),也存在一定的局限性和不足:
(1)擋土墻(支擋體系):最大的優(yōu)勢(shì)是片石(或砼)來(lái)源廣泛,施工方便,具有良好的經(jīng)濟(jì)性。其最大的局限性是承載能力較小,對(duì)高陡邊坡適應(yīng)能力差,擋墻建筑高度受限制,收陡效果不明顯,且圬工量較大,影響人為工程與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。
(2)鋼筋砂漿錨桿:鋼筋砂漿錨桿具有施工簡(jiǎn)便、快速、工程造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn),適用于邊坡淺層變形(坍塌、小型楔體破壞等)的預(yù)防性加固。鋼筋砂漿錨桿配套框架,增強(qiáng)了坡面的整體性和穩(wěn)定性外,并為巖質(zhì)坡面綠化提供了良好條件。
在現(xiàn)行可供選擇的加固工程技術(shù)措施中,對(duì)存在深層破壞的多級(jí)高邊坡,擋土墻顯然是力不從心的,采用預(yù)應(yīng)力錨索或砂漿錨桿這一技術(shù)措施無(wú)論其適應(yīng)性和加固效果、經(jīng)濟(jì)性及方便施工等方面對(duì)本工程來(lái)說(shuō),是最的選擇。盡管預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)措施存在某些不足,如永久錨索體、錨桿的防腐、防水問(wèn)題,可通過(guò)采取有效技術(shù)措施是可以解決的。
(3)錨桿工程作為邊坡加固設(shè)計(jì)的主要措施,其可靠性是邊坡病害治理成功的關(guān)鍵所在。因此設(shè)計(jì)建議:①大面積施工前,應(yīng)針對(duì)不同的地質(zhì)單元進(jìn)行抗拔力基本試驗(yàn)(即破壞性試驗(yàn))。由此確定不同地質(zhì)單元中的具體參數(shù),并由此復(fù)核驗(yàn)算穩(wěn)定性、調(diào)整加固方案、明確壓漿工藝,從而確保設(shè)計(jì)的可靠性。②錨桿施工完成后,應(yīng)按總根數(shù)的3%~5%(每坡不少于3根)作抗拔力檢測(cè)驗(yàn)收(非破壞性)。如有不合格應(yīng)加大抽檢頻率并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施,以確保施工質(zhì)量的可靠性。
4 結(jié)語(yǔ)
高速公路邊坡的防護(hù)加固工作是一項(xiàng)重要的工作,一旦發(fā)生邊坡失穩(wěn)滑塌,將產(chǎn)生嚴(yán)重后果,對(duì)人民的財(cái)產(chǎn)及生命安全產(chǎn)生威脅,因此做好邊坡的防護(hù)與加固尤為重要。設(shè)計(jì)人員需跟根據(jù)地質(zhì)情況設(shè)計(jì)合理可行的方案,施工人員則需保證施工質(zhì)量。本文對(duì)常用的邊坡防護(hù)加固進(jìn)行淺層的探討,針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)選擇合理的防護(hù)加固措施值得進(jìn)一步探討。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:邊坡防護(hù);植物防護(hù);植物骨架防護(hù);圬工防護(hù)
我國(guó)公路網(wǎng)中的干線、支線公路,非常重視邊坡防護(hù)。邊坡防護(hù)主要包括:植物防護(hù)、骨架植物防護(hù)和圬工防護(hù),當(dāng)路基土石方施工時(shí)或完畢后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行路基邊坡防護(hù)。
1 植物防護(hù)
(1)植被防護(hù):一般采用人工植草、鋪草皮、植樹(shù)形式,利用植被對(duì)邊坡的覆蓋作用,植物根系對(duì)邊坡的加固作用,保護(hù)路基邊坡免受大氣降水和地表徑流的沖刷。
人工植草方法簡(jiǎn)單,施工方便,但植草防護(hù)初期抗沖刷能力弱,草籽容易受風(fēng)吹雨淋等因素的影響而大量流失,導(dǎo)致坡面植被覆蓋率很低。如能加強(qiáng)初期養(yǎng)護(hù)的措施,就能很好的解決這類問(wèn)題。植草防護(hù)在各種路基防護(hù)形式中最為經(jīng)濟(jì),應(yīng)在坡度較緩的路基邊坡予以推廣。
鋪草皮適用于各種土質(zhì)邊坡,草皮厚度宜10cm左右。規(guī)格大小視施工具體情況而定,宜選用帶狀或塊狀草皮。應(yīng)選擇耐干旱的草皮進(jìn)行的培植。
植樹(shù):應(yīng)按屬地適樹(shù)的原則選取耐寒、耐旱、易成活、根系發(fā)達(dá)、菜葉量多且容易分解、對(duì)土壤改良作用較大的樹(shù)種。
(2)三維植被網(wǎng)防護(hù):三維植被網(wǎng)護(hù)坡作為一種新型的邊坡防護(hù)類型,越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視。該護(hù)坡是一種植被護(hù)坡,它不但具有骨架護(hù)坡的加筋加固效果,而且滿足人們對(duì)環(huán)境和景觀的高要求。目前,三維植被網(wǎng)護(hù)坡已在多條公路、鐵路路基防護(hù)工程中得到不同程度的試驗(yàn)和運(yùn)用,均取得了良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和工程效益,三維植被網(wǎng)結(jié)合噴播植草防護(hù)方式,工程造價(jià)低,僅為傳統(tǒng)工藝的30%~50%,既能大量節(jié)約工程資金,也能完全滿足工程要求。三維植被網(wǎng)作為一種新型的邊坡防護(hù)材料,其應(yīng)用正在各地不斷推廣。
(3)濕法噴播:濕法噴播適用于土質(zhì)邊坡、土夾石邊坡、嚴(yán)重風(fēng)化巖石且坡率緩于1:0.5的路塹和路堤及中央分隔帶、立交區(qū)、服務(wù)區(qū)及棄土堆綠化防護(hù)。
(4)客土噴播:客土噴播適用于風(fēng)化巖石、土壤較少的軟質(zhì)巖石、養(yǎng)分較少的土壤、硬質(zhì)土壤、植物立地條件差的高大陡坡面和受侵蝕顯著的坡面。當(dāng)坡率陡于1:1時(shí),宜設(shè)置掛網(wǎng)或混凝土框架。
2 骨架植物防護(hù)
(1)漿砌片石或水泥混凝土骨架植草護(hù)坡。漿砌片石骨架植物防護(hù)適用于緩于1∶0.75的土質(zhì)和強(qiáng)風(fēng)化的巖石邊坡, 可防止邊坡受雨水侵蝕, 避免土質(zhì)坡面上產(chǎn)生溝槽, 并加強(qiáng)對(duì)風(fēng)化層土體的支撐穩(wěn)固作用。其形式主要有拱形骨架、菱形骨架、人字形骨架等。實(shí)際上是將長(zhǎng)大坡面分割成有若干骨架支撐的小塊土坡, 采用分而治之的有效措施。
(2)多邊形水泥混凝土空心塊植物防護(hù)。多邊形混凝土預(yù)制空心塊植物防護(hù)適用于緩于l∶0.75的土質(zhì)邊坡和全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化的巖石路塹邊坡。其形式多樣, 目前較多采用的是六邊形空心塊。六邊形混凝土預(yù)制空心塊植物防護(hù)實(shí)際上與拱形骨架植草防護(hù)一樣, 也是將邊坡坡面分割成由若干骨架支撐的小塊邊坡。但由于其較后者分割的面積要小, 而且每個(gè)六邊形的六個(gè)邊與周圍的六個(gè)六邊形相互嵌擠, 因此, 其穩(wěn)定性和抗雨水侵蝕的能力要比拱形骨架強(qiáng)很多。多邊形混凝土骨架防護(hù)具有施工容易、造型美觀、防護(hù)效果好等優(yōu)點(diǎn), 在邊坡高度不大的路塹坡面防護(hù)中較多地被采用。
(3)錨桿混凝土框架植物防護(hù)。錨桿混凝土框架植草防護(hù)是近年來(lái)在總結(jié)錨桿掛網(wǎng)噴漿防護(hù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后發(fā)展起來(lái)的, 它既保留了錨桿對(duì)風(fēng)化破碎巖石邊坡的主動(dòng)加固作用, 防止巖石邊坡經(jīng)開(kāi)挖卸荷和爆破松動(dòng)而產(chǎn)生的局部楔形破壞, 又吸收了漿砌片石骨架植草防護(hù)的造型美觀、便于綠化的優(yōu)點(diǎn), 適用于土質(zhì)邊坡和坡體中無(wú)不良結(jié)構(gòu)面、無(wú)風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡。
錨桿混凝土框架植草防護(hù)的形式有多種組合: 錨桿混凝土框架+噴播植草、錨桿混凝土框架+掛三維土工網(wǎng)+噴播植草、錨桿混凝土框架+土工格室網(wǎng)+噴播植草、錨桿混凝土框架+混凝土空心塊+噴播植草等。
3 圬工防護(hù)
圬工防護(hù)投資大,造價(jià)高,工程量大,但治理面積小,需長(zhǎng)期投入大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行檢修。
(1)噴射混凝土護(hù)坡。噴射混凝土護(hù)坡適用于邊坡易風(fēng)化,裂隙和節(jié)理發(fā)育,坡面不完整的巖石邊坡。其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙,阻止大氣降水和坡面流水侵入,從而阻止裂隙中側(cè)向水壓,防止邊坡繼續(xù)風(fēng)化,保護(hù)邊坡不發(fā)生坍塌。
(2)錨桿掛網(wǎng)噴漿(混凝土)。適用于坡面為碎裂結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的不連續(xù)地層以及坡面巖石與基巖并有可能下滑的挖方邊坡。采用這種方法亦可防止水泥混凝土硬化收縮,產(chǎn)生裂縫和剝落。
(3)護(hù)坡(干砌片石、漿砌片石)。干砌片石護(hù)坡適用于易受水流侵蝕的土質(zhì)邊坡,嚴(yán)重剝落的軟土質(zhì)巖石邊坡、周期性水及受水沖刷較輕的河岸或水庫(kù)岸坡的坡面防護(hù)。
漿砌片石護(hù)坡適用于防護(hù)流速較大,波浪作用較強(qiáng),用水流、漂浮等撞擊的邊坡,對(duì)過(guò)分潮濕或凍害嚴(yán)重的土質(zhì)邊坡應(yīng)先采取排水措施再進(jìn)行鋪筑。
(4)護(hù)面墻。護(hù)面墻適用于防護(hù)易風(fēng)化或風(fēng)化嚴(yán)重的軟質(zhì)巖石或較破碎巖石的挖方邊坡以及坡面易受侵蝕的土質(zhì)邊坡,邊坡不宜陡于1:0.5。護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻等。實(shí)體護(hù)面墻用于一般土質(zhì)及破碎巖石邊坡;孔窗式護(hù)面墻用于坡度緩于1:0.75的邊坡;拱式護(hù)面墻適用于邊坡下部巖層較完整而上部需防護(hù)的路段,邊坡應(yīng)緩于1:0.5。
分別以目前應(yīng)用較廣泛的三維網(wǎng)植草、拱形骨架護(hù)坡、漿砌片石護(hù)坡為代表對(duì)植物防護(hù)、骨架植物防護(hù)和圬工防護(hù)三種路基邊坡防護(hù)方式的單位造價(jià)進(jìn)行比較,見(jiàn)下表:
由上表可以看出,三維植被網(wǎng)植草的造價(jià)僅為拱形骨架護(hù)坡的1/2,漿砌片石護(hù)坡的1/3。經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
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