公路邊坡工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)應(yīng)用分析

楊彥峰

(安徽省公路管理服務(wù)中心,安徽 合肥 230022)

0 引 言

公路邊坡防護要同時考慮邊坡穩(wěn)定和與環(huán)境相協(xié)調(diào)兩個問題,將工程防護和生態(tài)防護相結(jié)合是解決問題的最佳方案。工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)在穩(wěn)定邊坡的同時,能最大限度地恢復(fù)植被,與周邊自然環(huán)境保持協(xié)調(diào),其經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益明顯。

1 工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)概述

目前,我國公路邊坡防護技術(shù)大體上可以分為兩類,即工程防護和生態(tài)防護,兩種方式各有其優(yōu)缺點。工程防護措施在保證邊坡穩(wěn)定性、抵抗自然因素侵蝕方面效果較好,但存在破壞地貌和植被,造成水土流失,破壞生態(tài)及景觀效果,以及造價高等缺點。生態(tài)防護措施可以有效避免工程防護的缺點,雖然開始時護坡作用較弱,但隨著植物的生長、繁殖,固土護坡作用日益增加,一般施工1年后就能收到理想的護坡效果,但生態(tài)防護對坡面自身的穩(wěn)定性要求較高,且一般適用于土質(zhì)邊坡,對于高陡巖石邊坡,若不結(jié)合工程措施,植物難以附于坡面,無法起到護坡作用。以上兩種公路邊坡防護技術(shù)的實現(xiàn)原理見表1。

表1 工程防護與生態(tài)防護的主要防護功能實現(xiàn)原理

在公路邊坡防護中,可以將工程防護與生態(tài)防護結(jié)合起來,采用工程防護保證邊坡穩(wěn)定,同時采用生態(tài)防護恢復(fù)植被,即利用工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)進行邊坡防護。首先根據(jù)邊坡自身的地質(zhì)、土質(zhì)及穩(wěn)定性情況,考慮是否需要采用工程防護增加邊坡的穩(wěn)定性,再結(jié)合當?shù)貧夂?、植被、土壤等自然因?采用生態(tài)防護技術(shù)進而達到生態(tài)效果。工程防護措施應(yīng)能保證邊坡穩(wěn)定,為生態(tài)防護創(chuàng)造條件;生態(tài)防護措施應(yīng)以達到生態(tài)效果為導(dǎo)向。

2 工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)的一般原則

在開展公路邊坡工程-生態(tài)復(fù)合防護設(shè)計時,一般應(yīng)遵循以下原則:

(1) 邊坡防護應(yīng)在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡最大可能追求生態(tài)效應(yīng)。在技術(shù)經(jīng)濟合理的前提下,優(yōu)先考慮工程-生態(tài)復(fù)合防護或生態(tài)防護,避免獨立使用工程防護,將公路建設(shè)對環(huán)境的影響降到最小。

(2) 邊坡防護的核心是“金腳、銀頂、銅面”。金腳,即首先解決坡腳的穩(wěn)定問題,對不穩(wěn)定邊坡,必須在坡腳位置采取較強的工程措施進行加固,避免形成整體滑坡;為保持美觀,應(yīng)采用矮擋墻等形式,并栽種植被遮擋。銀頂,指在坡頂范圍內(nèi),攔截可能對邊坡產(chǎn)生沖刷的雨水等地表水,并在坡頂種植灌種草,減輕坡面沖蝕影響。銅面,指在邊坡整體穩(wěn)定以及地表水被攔截的前提下,根據(jù)實際優(yōu)化設(shè)計,合理確定坡面的防護形式。

(3) 邊坡防護設(shè)計,應(yīng)根據(jù)當?shù)貧夂颉⑺?、地形、地質(zhì)等情況,綜合考慮邊坡位置、高度、橫斷面形狀、穩(wěn)定性、排水、景觀等因素,做到因地制宜,合理選擇邊坡防護形式。工程結(jié)構(gòu)物應(yīng)盡量突出植被景觀,如果過多暴露,對生態(tài)景觀效果不利,應(yīng)采取措施使結(jié)構(gòu)物少暴露或不暴露。

(4) 為很好地實現(xiàn)邊坡防護的生態(tài)目標,應(yīng)重點關(guān)注土壤與適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境的植物選擇及種植問題。應(yīng)避免單一的綠化防護措施,其實際上是一種簡單的群落結(jié)構(gòu),是一種退化的生態(tài)系統(tǒng),可以采取草本、木本植物相結(jié)合的形式加速植物的演替,使植物與相鄰地區(qū)生態(tài)契合,并融入地域性生態(tài)體系,減少后期昂貴的養(yǎng)護費用。

(5) 為保證公路邊坡安全及生態(tài)效果,防護工程還應(yīng)進行動態(tài)設(shè)計。由于公路工程路線長,沿線地質(zhì)條件復(fù)雜多變,甚至存在勘察設(shè)計時未探明的地質(zhì)情況,可以根據(jù)施工過程中發(fā)現(xiàn)的與原設(shè)計不同的特殊情況調(diào)整設(shè)計,而不是按照原設(shè)計一成不變地實施,這樣有利于改進設(shè)計不足和工程順利實施。動態(tài)設(shè)計方法為:施工前進行詳細的地質(zhì)勘察,摸清沿線邊坡地質(zhì),對遇到的與原設(shè)計情況不同,原設(shè)計未勘察清楚的地質(zhì),施工監(jiān)測數(shù)據(jù)異常或施工過程中出現(xiàn)的特殊情況,將工程實際情況反饋給設(shè)計單位,進而優(yōu)化或修改設(shè)計,指導(dǎo)后續(xù)工程實施。

3 工程-生態(tài)復(fù)合防護的適用性

3.1 工程-生態(tài)復(fù)合防護的技術(shù)類型

工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)根據(jù)邊坡的實際情況及地質(zhì)、水文、氣候等自然條件,可采用的組合形式有很多,根據(jù)防護措施的不同,可將工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)分為三類,具體如表2所示。

表2 工程-生態(tài)復(fù)合防護主要技術(shù)類型

(1) 坡面防護-生態(tài)防護復(fù)合技術(shù)。是指坡面防護與生態(tài)防護相結(jié)合的技術(shù),根據(jù)防護形式,可分為兩類:一類是采用混凝土塊或漿砌片石作為框格,在框架內(nèi)填土后再植草或鋪設(shè)草皮,可稱為框架植被防護;另一類是在可能失穩(wěn)的邊坡下部或局部利用圬工材料進行坡面防護,如噴射混凝土、抹面等,然后再進行坡面生態(tài)防護,又稱為坡面圬工封閉防護。

(2) 坡面加固-生態(tài)防護復(fù)合技術(shù)。是指采用坡面加固措施的生態(tài)防護,如客土噴播、植被混凝土、植生袋法等,在生態(tài)防護開始之前或開展生態(tài)防護的同時,對不易植物生長的石質(zhì)邊坡,以及風(fēng)化、破碎等失穩(wěn)的坡面進行加固。

(3) 邊坡支擋-生態(tài)防護復(fù)合技術(shù)。當邊坡穩(wěn)定性不足或出現(xiàn)滑坡、坍塌等情況時,應(yīng)采取支擋工程來抵抗土體側(cè)壓力,使邊坡保持穩(wěn)定,再實施生態(tài)防護。常用的支擋加固有擋土墻、抗滑樁等。

3.2 工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)的適用性分析

本文簡要分類說明工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)的施工工藝及其防護效果和適用性,具體見表3。

表3 主要工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)適用性分析

4 工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)的工程應(yīng)用

4.1 五九路工程案例

五(溪)—九(華山)公路位于安徽池州九華山前山,是進出九華山的主要旅游公路,沿線地形復(fù)雜,山勢雄偉,有許多深路塹及巖石邊坡。九華山主體由花崗巖體組成強烈斷隆帶,邊緣地區(qū)除部分為沉積巖外,外圍山地由花崗巖為主的花崗閃長巖和沉積巖組成,易被沖刷侵蝕。

五九路邊坡原設(shè)計采用多級漿砌片石護面墻方案,后經(jīng)詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較,決定采用工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)。

(1) 在坡腳設(shè)置較矮的擋墻,擋墻頂部設(shè)置平臺,培土綠化,栽種攀緣植物予以遮擋,如圖1所示。

圖1 坡腳防護措施

(2) 邊坡坡頂范圍內(nèi),采取截水溝及暗溝,攔截山上地表水,并采用暗管排水,如圖2所示。

圖2 坡頂防護措施

(3) 邊坡坡面主要采用掛網(wǎng)植草的生態(tài)防護措施,同時在坡體上適當植入少量的灌木和喬木,與坡面植草協(xié)調(diào)配合。對局部穩(wěn)定性較差的邊坡,首先采取卸載、巖體錨固的措施處理,如圖3～圖6所示。

圖3 清理危巖

圖4 錨桿作業(yè)

圖5 鋪設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)

圖6 噴植生基材及植物種子

(4) 工程后期效果。該工程完工后,為了確保植被的成活率和實施效果,加強了初期養(yǎng)護。通過2年后的效果來看,工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)取得了明顯效果,金腳、銀頂、銅面的防護理念,以及草灌結(jié)合的植被形式,在保障邊坡穩(wěn)定的同時,減輕了工程對環(huán)境的影響,并與周邊環(huán)境保持了協(xié)調(diào)統(tǒng)一,如圖7、圖8所示。

圖7 前期養(yǎng)護

圖8 二年后工程效果

4.2 蜀洪嶺滑坡工程案例

蜀洪嶺滑坡位于安徽省寧國市,路線以路塹形式從滑坡的前部通過,形成高18m、坡度58°～71°的陡坡,邊坡發(fā)生多處拉張裂縫和較大范圍的滑動,從而推動滑體前緣發(fā)生滑塌,大量的巖土體侵占路面,影響正常通車和行車安全。該滑坡長130m,寬115m,總面積約為15 000m2,滑坡體體積超過410 000m3。

該項目通過系統(tǒng)設(shè)計和動態(tài)設(shè)計,也采取了工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù),在坡腳處采取基礎(chǔ)梁,在坡頂處設(shè)置排水溝和種植草灌木,在坡面設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索肋柱,較好地處置了邊坡滑坡情況,后期實施效果良好,如圖9～圖11所示。

圖9 原邊坡滑坡情況

圖10 邊坡防護設(shè)計

圖11 工程實施后期效果

5 結(jié)束語

綜上所述,本文根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,提出了公路邊坡工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù),秉持“金腳、銀頂、銅面”的防護理念,并根據(jù)邊坡類型、高度、土質(zhì)等具體情況,合理確定公路邊坡防護的形式和實施要求,且分析了各種技術(shù)的適用性。提出了將公路邊坡防護由工點靜態(tài)設(shè)計改為系統(tǒng)設(shè)計和動態(tài)設(shè)計的理念,充分體現(xiàn)了邊坡防護的靈活性及經(jīng)濟性。工程-生態(tài)復(fù)合防護技術(shù)有廣泛的適用性。