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1、 公路边坡处理技术探讨文献综述 边坡是道路工程中最常见的形式, 随着我国经济的快速发展以及对环境保护的日益重视, 对道路边坡的要求也越来越高。为防止道路边坡失稳, 给国家带来巨大的经济损失, 危及人民生命财产安全, 应合理布局, 因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施, 确保道路的稳定和高速行车安全, 同时起到与周围环境相协调、保持生态环境的相对平衡及美化道路的效果。1 道路边坡种类与特点 我国是一个多山的国家, 山地、丘陵和地形比较崎岖的高原所构成的山区占国土总面积的69%, 山区人口占全国人口的56% , 全国76% 的贫困人口分布在山区。为了开发山区、建设山区、改变山区经济滞后的
2、面貌, 提高人民生活水平, 交通便利是一个必要的条件, 道路建设对促进山区经济和社会的发展起着十分重要的作用。近年来, 随着国家对基础设施建设项目投资力度的不断加大, 公路、铁路建设项目越来越多。在山区的铁路、公路工程建设中, 道路多穿行于河谷山川之间, 经常要开挖大量边坡, 边坡的开挖破坏了原有植被覆盖层, 导致出现大量的次生裸地以及产生严重的水土流失现象, 造成生态环境的破坏, 边坡岩土体的崩塌、滑坡、泥石流等失稳破坏还会给人民生命和财产带来巨大的损失。山区道路由于地形、地貌变化大, 地质构造和岩土类别复杂, 其边坡类型也是多种多样。一般而言,按边坡与工程关系可分为自然边坡和人工边坡; 按
3、人工边坡的形成方式可分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡; 按边坡变形情况可分为变形边坡和未变形边坡;按边坡岩性把未变形边坡统分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡; 按边坡高度不同可分为超高边坡、高边坡、中边坡、低边坡; 按边坡坡度不同可分为平缓边坡、陡坡边坡、急坡边坡、悬坡。道路工程建设对生态系统的破坏有工程规模大、影响不可逆、持续时间长、影响范围大等特点, 不仅会产生廊道效应、接近效应、城镇化效应等造成生态环境的影响和破坏, 还会导致道路边坡小气候复杂以及限制因素多。研究表明, 裸露的道路边坡风速比林地大15倍、比草地大8倍。道路边坡风蚀严重, 极其不利于水分保持, 加之边坡土壤渗透性差等原因,边坡
4、土壤对降水截流较小, 容易产生水土流失, 导致坡面土壤贫瘠, 立地条件差, 往往不利于植物生长。特别是在道路边坡中占有相当大比重的石质边坡, 由于坡度大, 雨水径流速度大, 土壤颗粒难以留存,植物更是难以生存。2 道路边坡防护的现状 近几十年以来, 人们开发了很多种道路边坡的防护方法, 或单独采用某一防护方法, 或综合使用多种防护方法, 均起到了良好的边坡防护作用, 有时还能起到改善工程环境、体现自然环境优美的效果。2.1 边坡疏干排水 在我国南方潮湿多雨地区, 水是诱发边坡失稳的主要原因之一, 边坡防护首先必须做好坡面和坡体排水。坡面排水主要通过设置坡顶截水沟、平台截水沟、边沟、排水沟及跌水
5、与急流槽来实现。坡体排水设施主要有渗沟、盲沟及深层斜孔排水。边坡排水设计应当着重强调完整的排水系统, 保证截住坡面范围以外的地表渗流和地下水补给, 避免它们流入坡体,同时尽快将坡体范围内的水排除和疏干。2.2 机械加固 机械加固实际是一种人工加固技术, 包括锚杆(索) 加固法、抗滑桩支挡法、挡土墙支挡法、注浆法。预应力锚杆(索) 加固法是利用锚杆(索) 与砂浆握固力、砂浆与孔壁粘结力将锚杆(索) 与孔壁胶结在一起, 施加预应力后, 将锚杆(索) 预应力传给深部稳固基岩, 从而达到固坡的目的。抗滑桩支挡法是将桩插入滑动面以下的稳定地层中, 利用稳定地层岩土的锚固作用以平衡滑坡推力、稳定滑坡的一种
6、固坡方法。挡土墙支挡法是依靠挡土墙自身重量抵抗潜滑体的滑坡推力的一种护坡方法。注浆加进而达到护坡的目的。注浆加固常与抗滑桩支挡法、预应力锚杆(索) 加固法结合起来应用于稳坡。2.3框格防护 框格防护是用混凝土、浆砌块等材料, 在边坡上形成骨架, 能有效地防止路基边坡在坡面水冲刷下形成冲沟, 同时, 提高了边坡表面地表粗度系数, 减缓了水流速度。一般冲刷仅限于框格内局部范围, 采用框格防护与种草防护结合起来的方法, 提高了防护效果, 同时美化了环境。框格防护多用于填土路基边坡, 是一种辅助性的防护措施, 除具有对路基边坡的一定防护作用外, 还有对路容的美化效果, 尤其在互通立交范围内边坡应用最多
7、, 近年来人们越来越重视道路对环境的影响,重视路容美化, 因此往往采用这种防护形式。2.4 护 坡 在稳定的边坡上铺砌(浆砌或干砌) 片石、块石或混凝土预制块等材料以防止地表径流或坡面水流对边坡的冲刷称之为护坡。铺砌方式一般采用浆砌,轻微时, 可采用干砌。在软土地基上的路堤护坡, 无水流冲刷影响时,可采用干砌片石护坡, 以适应地基沉降引起的路堤边坡变形。2.5封 面 封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。( 1) 抹面防护、捶面防护由于其使用年限较短,各等级公路上使用较少, 尤其在高速公路的边坡上尚未采用过这样防护措施, 当路基较低时采用抹面防护合理掺加草籽, 既能起到建设初期的防护
8、作用, 又能起到运营期的防护与绿化作用, 在今后的建设中可做尝试。( 2) 喷浆防护与喷射混凝土防护。喷浆防护和 喷射混凝士防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石边坡, 其主要作用是封闭边坡岩石裂隙, 阻止大气降水及坡面流水侵入, 从而阻止裂隙中侧向水压和冰裂, 防止边坡岩石继续风化, 保护边坡不发生落石崩坍。在道路上广泛采用的封面防护措施是喷射混凝土, 该防护要求在混凝土内设置菱形金属网或高强度聚合物士工格栅, 并通过锚杆或锚固墩固定于边坡上, 这主要是为防止混凝土硬化收缩产生裂缝或剥落。2.6 护面墙 为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,
9、免受大气影响而修建的墙, 称为护面墙。护面墙多用于易风化的云母片岩、绿泥石片岩、泥质灰岩、千枚岩及其他风化严重的软质岩层和较破碎的岩石地段, 以防止继续风化。可以有效地防止边坡冲刷, 防止滑动型、流动型及落石型边坡崩坍, 是人工开挖形成斜坡最常见的一种防护型式。护面墙除自重外, 不担负其他荷载, 亦不承受墙后土压力, 因此护面墙所防护的挖方边坡坡度应符合极限稳定边坡的要求。2.7 植物防护 采用植物防护, 就是利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用, 保护路基边坡免受大气降水与地表径流的冲刷。 采用植物防护, 增加植被面积, 减少地表径流,可从根本上减少路基的水土流失。植物覆盖对于
10、地表径流和水土冲刷有极大的减缓作用。枝叶繁茂的树冠能够截留一部分降水量, 庞大的根系能直接吸收和涵蓄一部分水分, 还可稳定地表土层。3 道路边坡防护的发展方向 随着我国道路建设的飞速发展, 道路边坡护防设计与施工越来越引起人们的重视, 要确保道路边坡稳定、安全、搞好环境保护, 必须加强道路边坡防护的综合研究, 深入了解道路边坡的种类、特点、破坏的形式与机理, 针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点, 灵活采用不同的防护形式, 加强设计, 加强施工建设管理, 建安全之路、建生态之路、优美之路。我国道路路基边坡防护工程经验表明, 道路路基边坡防护的未来发展方向应当是:( 1) 边坡防护走以绿化为
11、基本的道路, 在边坡稳定的前提下, 尽量采用植物防护方法。( 2) 对一些单靠植物防护不能保证稳定的边坡,应结合水泥混凝土、砌石等工程防护方法, 尽可能采取有效措施对边坡加以绿化。( 3) 在山区、丘陵区修建道路时, 尽量选定挖、填方数量及面积最少的路线, 尽量减少对自然植被的破坏。( 4) 当采用某一边坡防护方法难以起到固坡的效果时, 可以采用多种防护方法进行综合防护, 如框格防护和植草防护的结合, 既能起到固坡的目的, 又能起到绿化环境的效果。( 5) 对于易出事故或重点路段的边坡, 利用GPS、3D- G IS、TDR、光纤传感等监测技术实施全天候监控, 可即时反映监测数据的变化, 能对
12、潜在的边坡滑坡等破坏进行预警, 具有很大的应用前景。( 6) 数值计算方法的应用。用数值计算方法在计算边坡各种潜在滑动面的致滑力和抗滑力时, 在定性、定量上均能起到一定的分析作用, 对边坡防护也起到了一定的促进作用。现在公用的数值计算方法主要有有限元法、有限差分法、边界元法和离散元法,公认的数值计算软件主要有ANSYS、FLAC - 3D、3D- 、UDEC 等。参考文献 1 艾应伟, 刘浩, 范志金, 等1 我国道路边坡治理现状及其对策 J 1 水土保持研究, 2006, 13 ( 5 ): 16- 181 2 汪益敏, 陈辉, 贾娟, 广东省公路路基边坡防护现状与发展 J 1中外公路, 2
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