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【摘 要】边坡防护工程对公路工程升级及道路运营安全至关重要,尤其是对低等级公路而言。本文总结了低等级公路边坡防护的现状及病害成因,从设计和技术实施角度对边坡防护应当采取的措施进行归纳分析。
【关键词】边坡防护;病害状况;防护措施
“十二五”期间,黑龙江省要大力加强低等级公路建设与升级,实施县乡公路升级改造工程5000公里、行政村通畅工程21000公里,积极推进农村公路危桥改造和安保工程建设。到“十二五”末,农村公路总里程达到14.1万公里,列养里程好路率达到85%。随着我国经济社会发展,对公路的安全要求逐渐提升,边坡防护成为了许多低等级公路亟需关注的问题。本文对低等级公路边坡防护的现状、成因以及防治措施进行了归纳和分析,以期成为设计和施工的参考。
1.边坡防护现状
1.1边坡病害状况分析
1.1.1表面剥落
在外在因素影响下,边坡表面会剥落掉块,剥落进一步发展甚至会导致局部或整体失稳,威胁道路安全。剥落最易发生在坡面中下部位,尤其是在土质具有大孔隙、湿陷性等特征时。由于开挖后中下部应力集中,且降水聚集,受降水冲刷,表层土体易剥落。坡脚土体堆积,进而堵塞排水,造成恶性循环。
1.1.2崩塌
崩塌在一般情况发生在岩体的断层、节理处,坡度较大、坡面较高、边坡形态不稳定均可能造成崩塌。尤其是一些低等级公路边坡在开挖后,受施工条件、技术或经费所限,未及时进行防护,长时间暴露在空气中,受水、温度等自然环境的影响,造成崩塌。
1.1.3滑坡
滑坡则是岩石或土质在重力作用下,沿软弱构造面发生剪切位移,整体下滑。造成滑坡的原因有很多,既有岩土自身构造复杂、长期风化导致岩体破碎等内部因素,也有降水冲刷、温差变化等外部因素。此外,边坡防护缺失或措施不得当、不及时也是造成岩石断裂面破坏,进而造成滑坡的重要外部因素。
1.1.4其他病害
东北地区冬季漫长,降雪量大,易形成边坡积雪,冰雪冻融同样易造成边坡破裂、失稳。此外,公路两侧本用于加强边坡安全的树木,由于受雨雪、山石、风压等影响,也会发生倾倒、歪斜,反而会破坏土体、威胁道路安全。
1.2病害原因
1.2.1自然条件
黑龙江省地势大致呈现西北部、北部和东南部高,东北部、西南部低的态势,主要由山地、台地和平原构成。山区地形多变、地质构造复杂,部分地区地质条件不稳定,公路施工中深挖高填现象较普遍,边坡工程问题非常突出。冬季大量降雪也造成了一定程度的冻融破坏,影响边坡稳定。
1.2.2施工破坏
道路施工中,大量的开挖和填方使得岩体受到干扰,其节理、断层发生变化。地表植被也会遭到大规模破坏,难以恢复,失去防护功能。
1.2.3缺乏防护
边坡防护中,所采取的方式较为单一,或并没有与当地自然环境、施工条件相结合,最终未能达到理想效果。
1.2.4资金不足
一些低等级道路工程投资较少,设计标准低。边坡防护工程极易被忽视,勘察设计和防护措施不完全合格甚至缺失。
2.低等级公路边坡防护措施
2.1设计阶段应采取的措施
边坡防护设计不只是边坡加固方案设计,更应在设计阶段强调“防患于未然,不破坏就是最好的防护”的原则。设计者应当做好前期勘察,充分考虑当地地质构造、水文条件,选择好路线走向、道路线形等方案。对于可能存在的病害高发区,采取技术手段尽量避开。因技术、经济等条件限制无法避开的,再做好防护加固措施的设计,确保道路安全、可持续。
低等级公路的一个显著特点是投资规模有限,因此在边坡防护的设计上,不可能像高等级公路一样,采取抗滑桩、锚索桩、锚索、锚杆、桩板墙等大规模的永久性处治方案。在设计中,应当因地制宜,充分踏勘,了解病害现状及成因后采取综合治理方案,以期达到良好的防护效果,并简化施工工艺。
2.2边坡防护技术措施
防护设计中,经技术经济论证后,對确实需要加以防治的边坡采取技术措施。边坡防护主要针对两类问题:一类是边坡岩土整体稳定性无问题,表面存在剥落或变形;另一类是表面或浅层存在影响整体稳定的因素。比较常用的方法如下:
2.2.1浆砌片石护坡
浆砌片石护坡一般适用于易受水侵蚀的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡、强风化或较破碎岩石边坡、残坡积较厚而松散的边坡。浆砌片石护坡一般采用等截面,施工工艺简单,经济性好,推荐在石料资源丰富的地区采用。
2.2.2框格护坡
框格防护主要是采用混凝土、浆砌片块石等材料砌成框格,框格主要形式有人字形、菱形、拱形,框格内采用植物防护、钢丝网防护或其它防护措施。这种方法将边坡分隔开来,减缓了降水在坡面的流量和流速,防止降水冲刷形成冲沟。此方法还能与植被防护结合,对景观和水土保持均有益处。
2.2.3喷射混凝土护坡
喷射混凝土护坡适用于坡面风化碎裂较严重、裂缝发育深入,但尚未影响整体稳定性的情况。若可能在表层或浅层失稳,则需考虑采取彻底清除、放缓边坡比等方法。喷射混凝土护坡法的主要作用是稳固边坡风化带、封闭岩体裂缝,从而一定程度限制水、大气、温度等对岩体的进一步侵蚀破坏。具体实施中,混凝土内一般设置菱形金属网或高强度聚合物土工格栅并通过锚杆或固钉固定于边坡上。喷锚混凝土护坡施工工艺简单,但同时费用较高,易偷工减料。同时,由于封面阻水,易引起边坡饱水坍塌滑坡,不宜多采用。
2.2.4植物防护
对于土质松散,地下水较多的路段,在公路两侧栽种根长根多且易成活的树木,如柳树、松树等,这些植被的根系可编织成网,稳定边坡。此种方法施工工艺简单、经济效益好。
总之,地区经济的发展离不开公路建设的发展,这一点在公路等级普遍较低、经济条件欠发达的地区尤为明显。修建一条公路,从设计到建成通车,要投入巨大的人力、财力,着实来之不易。公路建设者必须认真研究解决公路边坡防护问题,确保道路畅通,才能发挥一条公路长期的使用功能,利国利民。■
【参考文献】
[1]张连杰,王坤,孙迪.公路边坡病害分析及其防治技术[J].科技向导,2013,05.
[2]高福平,乔峰.公路边坡防护设计原则及注意事项[J].路桥科技,2004,04.
[3]王云平.关于山区公路建设中边坡工程设计问题的探讨[J].交通科技,2008.
[4]胡从北,金起.我国公路边坡防护存在的问题与发展趋势探讨[J].路桥科技,2013,26.
【关键词】边坡防护;病害状况;防护措施
“十二五”期间,黑龙江省要大力加强低等级公路建设与升级,实施县乡公路升级改造工程5000公里、行政村通畅工程21000公里,积极推进农村公路危桥改造和安保工程建设。到“十二五”末,农村公路总里程达到14.1万公里,列养里程好路率达到85%。随着我国经济社会发展,对公路的安全要求逐渐提升,边坡防护成为了许多低等级公路亟需关注的问题。本文对低等级公路边坡防护的现状、成因以及防治措施进行了归纳和分析,以期成为设计和施工的参考。
1.边坡防护现状
1.1边坡病害状况分析
1.1.1表面剥落
在外在因素影响下,边坡表面会剥落掉块,剥落进一步发展甚至会导致局部或整体失稳,威胁道路安全。剥落最易发生在坡面中下部位,尤其是在土质具有大孔隙、湿陷性等特征时。由于开挖后中下部应力集中,且降水聚集,受降水冲刷,表层土体易剥落。坡脚土体堆积,进而堵塞排水,造成恶性循环。
1.1.2崩塌
崩塌在一般情况发生在岩体的断层、节理处,坡度较大、坡面较高、边坡形态不稳定均可能造成崩塌。尤其是一些低等级公路边坡在开挖后,受施工条件、技术或经费所限,未及时进行防护,长时间暴露在空气中,受水、温度等自然环境的影响,造成崩塌。
1.1.3滑坡
滑坡则是岩石或土质在重力作用下,沿软弱构造面发生剪切位移,整体下滑。造成滑坡的原因有很多,既有岩土自身构造复杂、长期风化导致岩体破碎等内部因素,也有降水冲刷、温差变化等外部因素。此外,边坡防护缺失或措施不得当、不及时也是造成岩石断裂面破坏,进而造成滑坡的重要外部因素。
1.1.4其他病害
东北地区冬季漫长,降雪量大,易形成边坡积雪,冰雪冻融同样易造成边坡破裂、失稳。此外,公路两侧本用于加强边坡安全的树木,由于受雨雪、山石、风压等影响,也会发生倾倒、歪斜,反而会破坏土体、威胁道路安全。
1.2病害原因
1.2.1自然条件
黑龙江省地势大致呈现西北部、北部和东南部高,东北部、西南部低的态势,主要由山地、台地和平原构成。山区地形多变、地质构造复杂,部分地区地质条件不稳定,公路施工中深挖高填现象较普遍,边坡工程问题非常突出。冬季大量降雪也造成了一定程度的冻融破坏,影响边坡稳定。
1.2.2施工破坏
道路施工中,大量的开挖和填方使得岩体受到干扰,其节理、断层发生变化。地表植被也会遭到大规模破坏,难以恢复,失去防护功能。
1.2.3缺乏防护
边坡防护中,所采取的方式较为单一,或并没有与当地自然环境、施工条件相结合,最终未能达到理想效果。
1.2.4资金不足
一些低等级道路工程投资较少,设计标准低。边坡防护工程极易被忽视,勘察设计和防护措施不完全合格甚至缺失。
2.低等级公路边坡防护措施
2.1设计阶段应采取的措施
边坡防护设计不只是边坡加固方案设计,更应在设计阶段强调“防患于未然,不破坏就是最好的防护”的原则。设计者应当做好前期勘察,充分考虑当地地质构造、水文条件,选择好路线走向、道路线形等方案。对于可能存在的病害高发区,采取技术手段尽量避开。因技术、经济等条件限制无法避开的,再做好防护加固措施的设计,确保道路安全、可持续。
低等级公路的一个显著特点是投资规模有限,因此在边坡防护的设计上,不可能像高等级公路一样,采取抗滑桩、锚索桩、锚索、锚杆、桩板墙等大规模的永久性处治方案。在设计中,应当因地制宜,充分踏勘,了解病害现状及成因后采取综合治理方案,以期达到良好的防护效果,并简化施工工艺。
2.2边坡防护技术措施
防护设计中,经技术经济论证后,對确实需要加以防治的边坡采取技术措施。边坡防护主要针对两类问题:一类是边坡岩土整体稳定性无问题,表面存在剥落或变形;另一类是表面或浅层存在影响整体稳定的因素。比较常用的方法如下:
2.2.1浆砌片石护坡
浆砌片石护坡一般适用于易受水侵蚀的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡、强风化或较破碎岩石边坡、残坡积较厚而松散的边坡。浆砌片石护坡一般采用等截面,施工工艺简单,经济性好,推荐在石料资源丰富的地区采用。
2.2.2框格护坡
框格防护主要是采用混凝土、浆砌片块石等材料砌成框格,框格主要形式有人字形、菱形、拱形,框格内采用植物防护、钢丝网防护或其它防护措施。这种方法将边坡分隔开来,减缓了降水在坡面的流量和流速,防止降水冲刷形成冲沟。此方法还能与植被防护结合,对景观和水土保持均有益处。
2.2.3喷射混凝土护坡
喷射混凝土护坡适用于坡面风化碎裂较严重、裂缝发育深入,但尚未影响整体稳定性的情况。若可能在表层或浅层失稳,则需考虑采取彻底清除、放缓边坡比等方法。喷射混凝土护坡法的主要作用是稳固边坡风化带、封闭岩体裂缝,从而一定程度限制水、大气、温度等对岩体的进一步侵蚀破坏。具体实施中,混凝土内一般设置菱形金属网或高强度聚合物土工格栅并通过锚杆或固钉固定于边坡上。喷锚混凝土护坡施工工艺简单,但同时费用较高,易偷工减料。同时,由于封面阻水,易引起边坡饱水坍塌滑坡,不宜多采用。
2.2.4植物防护
对于土质松散,地下水较多的路段,在公路两侧栽种根长根多且易成活的树木,如柳树、松树等,这些植被的根系可编织成网,稳定边坡。此种方法施工工艺简单、经济效益好。
总之,地区经济的发展离不开公路建设的发展,这一点在公路等级普遍较低、经济条件欠发达的地区尤为明显。修建一条公路,从设计到建成通车,要投入巨大的人力、财力,着实来之不易。公路建设者必须认真研究解决公路边坡防护问题,确保道路畅通,才能发挥一条公路长期的使用功能,利国利民。■
【参考文献】
[1]张连杰,王坤,孙迪.公路边坡病害分析及其防治技术[J].科技向导,2013,05.
[2]高福平,乔峰.公路边坡防护设计原则及注意事项[J].路桥科技,2004,04.
[3]王云平.关于山区公路建设中边坡工程设计问题的探讨[J].交通科技,2008.
[4]胡从北,金起.我国公路边坡防护存在的问题与发展趋势探讨[J].路桥科技,2013,26.