浅谈兰州市北环路东段黄土边坡的防护与排水设计.pdf

2 0 1 5 年 2 月第 2 期 城 市道桥 与 防洪 防洪排水 7 1 浅谈兰州市北环路东段黄土边坡的防护与排水设计 杜 量 ( 兰州市城市建设设计院， 甘肃兰州 7 3 5 0 ) 摘 要 ： 以兰州北环路工程为背景 ， 介绍了黄土高边坡的防护及排水设计 ， 有关经验可供相关专业人员参考。 关键 词 ： 黄土边 坡 ； 防护 ； 排 水 中图 分类 号 ： T U 9 9 2 0 3 文献 标 志码 ：B 文章 编 号 ： 1 o o 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 7 1 0 2 1 概述 3 工程设计概 要 北环路是 兰州 市规划的“ 二环 路” 重要组 成部 分 ， 是兰州城市东西大通道之一 。北环路工程西起 安 宁区沙井驿南坡坪 ，东至城关 区白道 坪 ，全 长 3 2 9 k m。建设标准为城市主干路， 路幅宽 2 9 3 3 m， 双向 6车道 ， 设计车速为 6 0 k m h 。北环线一期工 程为安宁培黎广场至 1 0 9国道段 ， 长 8 7 k m。 二期 工程路线总长 2 4 2 k m， 分东 、 西两段。其 中西段 自 安宁区沙井驿南坡坪至培黎广场 ， 路线长 1 4 4 k m。 东段 自城关 区大砂坪 1 0 9国道至 白道坪 ，路线长 9 8 k m 。 北环路东段设 计分为两段 ，我 院承担 的设计 范 围为北环路东段 1 0 9国道至 白石头沟段 ，本段 工 程 西 起 九 州 兰 州 北 山林 场 煤 场 ，起 点 里 程 K 2 2 + 9 0 0接北环 路一期工程道路里程 K 7 + 9 6 1 5 4 ， 上跨 1 0 9国道 和大砂沟后 ，沿兰州新兴液化气站 西侧 的龙王沟展线 ， 穿过三条岭一处垭 口， 跨越柳 忠 高速 公路 后 向东 延伸 线形 基本 与 柳 忠高 速平 行 ， 设计终 点里程 为 K 2 6 + 7 1 3 7 5 ， 位 于 白石 头沟西 侧山脚附近， 1 0 9国道至白石头沟段道路路线长度 3 8l 3 75 m 2工程地质 该段道路沿线地层结构比较简单，上部主要 为第四系全新统( Q ) 人工填土、 上更新统( Q ) 黄土 状粉土及 中更新统 ( Q )黄土状粉 土及 下更 新统 ( Q ) 卵石 ， 下部为第三系( E) 砂岩 。 道 路 里 程 K 2 5 + 3 8 0K 2 5 + 9 6 0、 K 2 6 + 2 5 0 K 2 6 + 7 1 3 7 5段黄 土状 粉土 ( Q 。 ) 具 ( 很严重 ) 自 重湿陷性 ， 素填土具 ( 严重 ) 自重 湿陷性 ， 对路基 稳定存在影响的不良地质现象， 工程性质较差。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 0 3 0 作 者简 介 ： 杜量 ( 1 9 8 0 一) ， 男 ， 甘 肃天水 人 ， 工程 师 ， 从 事市政 工 程 设计工 作 。 北环路 东段 ( 1 0 9国道 白石头 沟 ) 道路西起 九州兰州北 山林场煤 场 ，上跨 1 0 9国道 和大砂 沟 后 ， 沿兰州新兴液化气 站西侧 的龙 王沟展线 ， 穿过 三条岭一处垭 口，跨越柳忠高速公路后 的向东延 伸线形基本与柳忠高速平行设置，设计终点位于 白石头沟西侧山脚 附近 。K 2 2 + 9 0 0K 2 3 + 9 8 0为大 砂沟立交范围。 沿 线地 形 起伏 较 大 ，整 体 地 面标 高 变化 在 1 5 8 21 7 2 7 m之 间 。北 环 路 东 段 K 2 2 + 9 0 0 K 2 6 + 7 1 3 7 5段 设 计 标 高 变 化 在 1 6 0 8 0 3 m 一 一 1 5 9 8 9 8 m一1 6 3 3 4 3 m之 间。 道路经过山麓地带 ， 路基修筑需开挖山体， 一般挖深在 2 0 4 0 m。 4 路 基边坡设 计 路堤边坡： 全线黄土及碎石土均可用作路基填 料。依据本地 区路基填料 的物理及力学性质并借 鉴类似地质条件下其他项 目设计经验，边坡高度 H8 0 m时 ， 采用 1 ： 1 5一坡到底的直线边坡 。边 坡高度 8 0 m1 6 m边坡坡率采用 1 ： 2 ， 均于 8 m 高处设置 2 m宽边坡平 台。 路堑边坡：根据堑体工程地质特性和边坡高 度， 依照 公路路基设计规范 J T G D 3 0 2 0 0 4 规定 ， 经综合分析后确定路堑边坡 型式及坡 率。边坡高 度 H8 0 m时 ， 采用一坡 到顶 的直线边坡 ， 坡 率 1 ： 0 5 ， 对坡面设置护面墙防护。边坡高度 8 0 m H3 2 m时，考虑到区域内大部分为黄土或砂砾 岩边坡 ， 按每 8 m分级， 分级处设置 3 m宽边坡平 台。 一级边坡坡率 1 ：0 5 ， 二级边坡坡率 1 ： O 7 5 ， 三 、 四级边坡坡率 1 ： 1 。 五级以上边坡坡率 1 ： 1 2 5 ， 坡高 按每 1 0 m分级， 分级处设置 3 m宽边坡平台。 护坡道及碎落 台： 填方边坡坡脚外设路堤边沟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 2 防洪排水 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 2 月第 2 期 时， 一般均设置护坡道， 护坡道宽度为 2 m 。 一般路 段的路堑设 1 m宽碎落 台。 5 路 基边坡 防护工 程设计 边坡的工程防护主要 有护面墙 、 挡墙 、 抗滑桩 这三种。 为 了覆盖各种软质岩层 和较破碎岩石 的挖方 边坡免受大气因素影 响而修建 的墙 ， 称为护面墙 。 护 面墙有实体护面墙 、 窗孔式护面墙 、 拱式护 面墙 及肋式护面墙等 。实体护面墙用于一般土质及破 碎岩石边坡 ； 窗孔式用 于坡度缓于 1 ： 0 7 5的边坡 ， 孑 L 窗内可采用捶面或干砌 片石 ；拱式护 面墙用 于 边坡下部岩层较完整而需要 防护上部边坡者 或通 过个别软弱地段时 ；边坡岩层较完整且边坡 较陡 时可采用肋式护面墙 。 挡土墙技术 主要用 于防止崩塌 、小规模 滑坡 及 大规模滑坡前缘的再次滑动。挡土墙 根据其 构 造 可 以分为重力式 、 半 重力式 、 倒 T形 或 L形 、 扶 壁式 、 支跺式 、 棚架扶壁式和框架式等几种类型。 抗 滑桩是 承受侧 向荷 载用 以整治滑坡 的支撑 结构物 ， 是一种广泛采用的抗滑技术 。它穿过滑体 在滑床的一定深度处锚 固， 抵抗滑坡推力的作用 。 ( 1 ) 填方路段 一 般填方路段：当路堤边坡高度小于 3 0 m 时 ， 采用液压喷播植草防护 ； 当路堤边坡高度大于 等于 3 0 m 时采用 拱式 护面墙防护 ，骨架 内采用 液压喷播植草 。 ( 2 ) 挖方路段 挖方较低 、坡率较缓路 段的边坡主要采用液 压喷播或三维植被网植草防护；高度较大的路堑 高边坡 ， 对第 一 二级边坡采用实体护面墙 ， 三 四级边坡采用拱式护 面墙防护 ( 骨架 内采用有机 基材绿化 ) ， 其上一级边坡采用液压喷播或三维植 被网植草防护 。 ( 3 ) 路基支挡防护工 程 为保证陡坡路堤稳定或对地形较陡无放坡条 件的陡坡地段 ，根据地形条件及地质条件设置浆 砌护脚 、 衡重式及悬臂式挡墙等支挡结构 。 为了保证边坡稳定 ， 减少坡面水流冲刷 ， 同时 为便于边坡绿化 ， 美化路容 ， 本项 目主要采用 了以 绿化为主的坡面防护。路基右 幅道路基本位 于现 状 山坡上 ，大部 分路堤边坡利用 了现有 的山坡地 形 ， 施工时尽量保 留现有 的山坡植被 ； 部分较 陡或 填方地段采用 了拱形骨架护面 、 内植草皮 的加 固防 护 ， 对坡脚凌乱或填方 占地较多的地段设置浆砌 片 石护脚墙， 防止因坡脚冲蚀剥落引起边坡失稳。 6 路基排水 工程设计 兰州北环线东段地形高低起伏较大，为沟壑 纵横的山地 。边坡防护与排水 首先要 做好 坡面和 坡体 的排水 ， 在坡顶 5 m以外设截水沟 ， 防止地表 径流流人边坡而 冲刷坡面 。坡面排水 通过设 置排 水 沟 、 边沟平 台截水 沟 、 急流槽 ， 将 水引人 自然沟 中，宽平 台采用 1 0 c m的 C 2 0混凝土对其进行封 闭 ， 以保证其安全可靠 。 ( 1 ) 边沟 所有挖方路段均设 置边沟 。边 沟形式根据汇 水 面积大 小而 采用 不 同的类 型 ，一 般路 段采 用 0 6 m X 0 6 m的 M 7 5 浆砌片石矩形盖板边沟， 对 于桥梁下和有景观需求 的路段采用暗埋式矩形盖 板边沟( 形式为 0 6 m0 6 m的 M7 5浆砌片石边 沟 ) ， 矩 形盖板上 覆盖耕植 土植草 ， 每个 桥墩旁设 置带孔盖板 ， 收集的桥面汇水流人排水沟 。边沟出 口与急流槽 或排水沟应衔接顺畅 ，将路面水引排 离路基至天然洪沟或城市管道中。边沟沟底纵坡 一 般与路线纵坡一致。 ( 2 ) 截水沟 截水沟用于拦截挖方坡 面上 的流水 ，设置 在 分级坡 面的平台上 。 混凝 土梯形排水沟采用 C 2 5 混凝土 ， 深 0 6 m、 底宽 0 3 m、 沟壁坡率 1 ： 0 5 ， 预制板接缝灌 注水 泥 砂浆 ， 排水沟下铺设 1 0 e m厚砂砾垫层 。底部及两 侧外壁全断面铺设一布一膜复合 防水土工布 。 ( 3 ) 急流槽 当边沟 、 排水沟 、 平 台截水 沟出水 口受地形限 制 ， 落差较大 时设 置急流槽 ， 槽 身采用 M7 5浆 砌 片石砌筑 。急流槽应 结合地形 、 地质情况设置 ， 原 则 是将水送入 冲沟沟底 或引离路基 范 围以外 ， 在 急流槽 出口设置消力池 ，以防冲刷 而影 响路基稳 定 。 7 结语 由于边 坡防护和排水设计 具有预见 性和风险 性， 设计者的经验和资料调查显得尤为重要， 保守 设计会造成不 必要的浪费， 防护不 当 、 排水 不畅会 导致早期病害的发生。随着经济水平的提高， 路堑 边坡 的防护更需要绿色植 物防护， 但甘肃省地处黄 土地区， 气候干旱， 边坡植物防护的成活率普遍较 低， 环保 、 稳 固且具有较好视角效果 的防护新 技术 需要进一步开发和推广 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m