山区公路边坡防护技术分析_周明.pdf

LOW CARBON WORLD 2022/11山区公路边坡防护技术分析周明（芒市公路规划勘察设计队，云南 芒市 678400）【摘要】为解决山区公路边坡失稳问题，降低对山区公路基础设施及周边居民带来的安全威胁，以芒市农村公路作为实际案例，对其边坡防护技术进行探讨，提出了边坡防护施工技术，包括工程防护、植物生态防护和综合性植物防护，旨在为相关工作人员的边坡防护施工提供参考。【关键词】山区公路；公路施工；边坡防护；防护技术【中图分类号】U146.14【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2022）11-0154-030引言在山区公路的实际施工过程中，边坡问题是对工程项目施工进度、施工成本投入以及施工质量带来影响的关键要素，也是直接影响山区公路是否可以稳定运营的核心所在，因此山区公路的边坡问题需要相关工作人员加以关注和重视。但是，由于山区地形条件有所不同、地质地貌存在差异，山区公路边坡施工难度较高，需要依照工程项目实际情况不断进行调整，尽管如此，仍有个别山区在实际公路施工过程中，由于边坡不够稳定引发多种灾害，一定程度上威胁着工作人员及附近居民的人身及财产安全，同时导致交通不得不中断，带来难以估量的损失。由于芒市地形较为复杂，在山区公路的修建过程中，如何解决与边坡安全稳定相关的问题、规避交通中断以及保护人员及财产安全，需要对边坡问题进行归纳、总结和分析，制定出有针对性的边坡施工方案。1边坡破坏类型及原因芒市地处云南省西部，山区众多。根据 2021 年底芒市交通运输局统计年报，芒市纳入养护的农村公 路 共 440 条 2 958.439 km，其 中 县 道 32 条836.538 km，乡道 121 条 1 080.969 km，村道 287 条1 040.932 km。目前，芒市 11 个乡镇、80 个行政村通畅率达 100%，农村公路等级以四级公路为主。1.1边坡破坏的主要类型综合芒市山区的岩土类型、山区公路建设规模，山区公路边坡的破坏形式主要划分为以下 4 种类型。（1）溜方。溜方出现的主要因素是个别土体顺延土质边坡向下，即边坡的上表层薄土向下滑动，大多数是因为强降雨、流水冲刷的强烈影响引发的。或是在施工过程中，由于施工技术不够完善所引起的，是一种较为常见的破坏形式。不论是人工开挖边坡还是自然边坡，都会出现溜方问题。虽然溜方问题的出现，对山区公路的边坡整体稳定性带来的影响并不明显，但是对于后期山区公路的养护来说具有巨大隐患1。（2）滑坡。滑坡主要指的是斜坡中的岩石以及土壤，在地心引力作用下，沿着下方的软弱面向下滑动，且土体的稳定性有所不足。在山区公路的实际施工过程中，滑坡是一种较为常见的地质灾害，若是出现大规模的山体滑坡问题，将会阻塞附近河道，对周边公路甚至沿线的矿产资源带来破坏，还会掩埋附近山庄，不管是对于附近居住人民的人身安全还是交通基础设施的建设来说，都会带来非常突出的威胁和影响。（3）剥落和碎落。主要是指边坡的岩石表面出现严重风化问题，并在各种外界环境因素的冲击下，表层岩石从坡面上逐步下滑，为一种常见的边坡破坏形式。造成这种现象的主要原因是边坡长时间裸露在外部环境中，在风化作用的影响下，形成了剥落问题和碎落问题，将会对后续山区公路的养护及运营带来一定程度的负面影响。（4）崩塌。崩塌通常指的是边坡岩石、土壤在地心引力的作用下突然脱离了母体岩石和土体，向下崩落，最后堆积在边坡的脚下。根据崩塌物质组成的差异性，可以将其划分为不同的崩塌类型，如土崩和岩崩。崩塌是山区公路边坡施工中一类较为常见的地质灾害，多为突发性2。出现小规模的岩土体崩塌时，将会对附近的交通设施、行车安全以及边坡养护工作带来较大影响；出现大规模崩塌时，除了会影响附近公路桥梁以及行车安全外，下落的物体还会对附近河道带来严重堵塞，甚至会损坏路基，威胁着附近的交通运行安全，导致当前施工的山区公路无法投入使用。绿色交通154DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.11.058LOW CARBON WORLD 2022/111.2边坡破坏的原因综合芒市近些年山区公路的实际修建现状及其内部构造，对其边坡破坏原因进行深入分析，主要原因表现在以下 5 个方面。（1）岩石各向节理发育，在风化作用的强烈影响下，物理学指标较低，难以满足其稳定性标准和相关要求。（2）岩石和岩石之间存在一定的软弱夹层。若夹层在外界环境因素的冲击和影响之下，导致其力学参数下降，就会引发边坡失稳问题。（3）在工程项目的设计过程中，相关工作人员针对山区公路的滑坡路段岩土性质认识不够充分，未能深入分析地质地貌条件，未对施工设计图纸和组织方式进行动态化调整，导致边坡设计太高、太陡，无法保证其本身的稳定性。（4）在边坡开挖施工之后，未能在第一时间开展相应的防护工作和养护工作，导致边坡长时间暴露在大气环境中，风化问题较为严重，并在雨水冲刷的影响下，引发后续的边坡安全性问题。（5）在夏季雨量充沛时节，大量的雨水会直接渗入边坡中去。大量水分的渗入，一方面会导致边坡岩土在水的作用下，孔隙水压力上升，裂缝水压力不断提高，动力水压力不断增长，边坡稳定性有所不足；另一方面，雨水的冲击和影响，加剧了边坡的岩石、土壤软化问题，抗剪强度全面下降，使得边坡抗滑度有所不足，进而带来不同程度的边坡破坏问题3。2山区公路边坡防护的基本原则2.1尊重自然，环境友好山区公路工程项目建设的主要目标是为当地的交通运输事业发展以及人们的日常出行提供更为便捷、更加安全可靠的交通服务，以推动当地经济进步，加速芒市和其他地区的文化及经济交流。但山区公路工程项目的建设，不可脱离自然环境而独立存在，只有实现与自然的和谐相处、相互依赖、相互共存，才可推动人类社会的可持续发展。为满足人类社会发展需求，在山区公路的实际施工中，尤其是对于边坡防护工作来说，需体现出对大自然的尊重。因此在设计边坡防护施工方案时，需始终秉承环境友好这一原则，并综合芒市山区的地质地貌，协调好边坡施工和环境之间的友好关系，进一步降低对环境的破坏率。而对于工程项目施工中难以避免的边坡破坏，需要制定出有针对性的措施予以解决。2.2灵活变通，动态设计在山区公路的实际施工中，会面临各种各样的突发问题，尤其是芒市本身农村公路陡峭，雨季长，路面抗滑标准及要求较高，常常受到许多难以确定因素的负面影响。因此在边坡施工中，需要技术人员、施工人员综合实际情况灵活变通，及时调整施工方案，并综合工程项目建设的实际条件，确保项目建设能达成预期目标。对于在边坡施工中遇见的各类问题，需统筹设计人员、技术人员和管理人员，协调好边坡施工内容，尽量达成多项专业的高度统一。2.3顺应自然，因势而为由于山区公路施工较为复杂，在进行边坡施工时，应尽量就地取材，综合当地的公路路况，因势而为，实现边坡工程施工和自然环境之间的深度融合，加强对环境资源的有效运用，实现工程项目建设和大自然之间的协调统一4。在进一步减少工程总量、施工材料的基础下，以建设环境友好型社会为发展目标，发挥出工程项目建设的最大社会效益。3针对性的防护技术及方案分析3.1工程防护对于芒市个别地区无法适应植物生长的土壤环境或者风化问题较为严重的山区公路边坡施工，可以通过工程防护的方式，确保其边坡防护施工的有效性。（1）封面防护。封面防护主要包括以下 3 种类型，分别为捶面、抹面以及水泥混凝土。在抹面施工上主要采用的施工材料为石灰混合料和水泥砂浆。一般情况下，抹面厚度维持在 37 cm 即可，边坡防护年限可以达到 68 年。捶面和抹面在边坡防护性质上较为现实，所使用的施工材料也基本相同，但是捶面厚度相对更厚，达到 1015 cm，具有较好的边坡防护强度，同时抗雨水冲刷能力更为突出，防护年限可以达到 810 年。水泥混凝土主要以喷射防护为主，可以通过喷射水泥砂浆，对风化、软岩石进行防护。尤其是对于破碎度较为严重的边坡，其防护效果更为突出。在喷射混凝土砂浆的过程中，喷射强度需超过 M10，喷射厚度为 57 cm；喷射的混凝土强度需要超过 C15，厚度为 1015 cm。此外，还需要在其中使用加速剂，以加快凝结速度。除此之外，为进一步确保喷射过程中的强度标准及要求，可以通过在喷射层中设置双层钢筋网，保障整个防护过程的高端、安全、可靠。（2）砌石防护。砌石防护可使用到的施工技术较多，其中包括护面墙、干砌片石防护、浆砌片石防护等。护面墙适用于相对稳定的挖方边坡，可规避坡面的持续性风化问题；干砌片石防护适用于具有不均匀沉降问题的土质填方公路施工路段；浆砌片石防绿色交通155LOW CARBON WORLD 2022/11护的强度更高，安全稳定性更为突出，但需要相关工作人员注意的是，如果路段较为潮湿，雨量较大，则不适合在土质边坡中运用浆砌片石防护，其会导致砌体变形，进而引发开裂和破坏问题。（3）锚杆防护。对于坡面较为破碎，同时层状结构不够连续的黏土层，适合运用锚杆防护施工技术。在岩石出现边坡破碎问题时，可以通过在锚杆和坡面之间运用挂网喷浆施工技术，以改善边坡的防护水平。3.2植物生态防护植物生态防护技术主要是通过在山区公路的边坡中种植花草树木，以进一步降低边坡土壤的水土流失速度；通过利用植物根系的稳固作用，减轻土壤的冲刷力度，实现对边坡的有效防护。植物生态防护技术的有效运用，既可以对芒市的生态环境予以优化，又可以实现和周边山区自然景观的有机协调。（1）种草。通过种草，可以固定坡面的表层土壤，美化山区路面，进一步规避雨水季节对坡面的冲刷，同时也可以调节边坡土壤的湿度，避免风化和水对坡面带来的冲刷和腐蚀影响，从而全方位增强路基的稳定性。种草施工过程较为简单，成本投入较少，适用于坡度在 1:1 到 1:1.5 左右的边坡。但由于边坡地质地貌较为复杂，大部分边坡周围土壤缺少养分，不适合草类的健康生长，因此在进行种植之前，需要先在边坡表层铺上种植土，铺设厚度在 10 cm 左右，同时使用复合型肥料，最后再栽植植被。而对于岩石类边坡来说，并不建议种草。（2）铺草皮。铺草皮是将已经生长到一定高度的草种进行挖掘，通过人工施工，铺设在需要进行安全稳定防护的公路边坡中。铺草皮施工除了可以有效防护、绿化边坡之外，还可以第一时间保护危险边坡，避免其受到气候、自然环境的负面影响。铺草皮适合需要马上进行绿化处理和防护的山区公路边坡施工，同时对于风化侵蚀较为严重的岩石也较为适用。草皮的移植过程需要尽量选择根系较为发达的耐旱草，不适合运用喜水草，同时不可运用生长在沼泽地区的植被5。对于边坡高度较高、坡度较陡的山区公路，铺草皮的防护效果更为突出。（3）植树。植树也是一类较为常见的边坡防护措施，不仅可以进一步保障路基的安全稳定，防止风化加剧，降低雨水冲刷对路基带来的负面影响，还可以达到美化路基的目的，对局部气候进行调节。一般情况下，在山区公路的弯道内侧不宜种植高大类型的乔木，这会影响到司机的驾驶视线，可以在边坡中种植高度较低的灌木丛，尽量选用芒市本地的植物树种，以实现和山区自然生态物种的高度一致。而对于沿河的山区公路，通过种植树木，可以进一步减缓洪水的流速，保护路基路面，避免水流冲刷对边坡稳定性的影响。3.3综合性植物防护综合性植物防护就是融合工程防护和植物生态防护两种技术，通过运用混凝土和浆砌片石，将其作为骨架，在框架中铺设植被、种草，达成对边坡的防护目标。这种施工防护技术，可以进一步规避雨水长时间冲刷对边坡的侵蚀，保证植物在生长的初级阶段不会受到雨水的大量侵蚀，实现植物防护和工程防护之间的深度融合。施工过程更为便捷，施工效果较为突出，施工进度较快。在实际施工过程中，综合性植物防护技术的应用需要根据工程项目的地质地貌以及坡面的实际情况，较为常用的防护技术包括混凝土式框格、浆砌片石式框格。一般情况下，需要安装预制混凝土块件，或是安装干砌片石，将其制作为综合性防护骨架。而对于高度较高、边坡较陡的方形边坡，现浇混凝土骨架更能发挥出综合性植物防护价值。4结语随着芒市近些年农村公路的不断建设，环保意识的不断增强，将会对山区公路边坡防护技术提出更高的标准及要求。因此，相关从业人员需要了解边坡破坏的具体因素，在综合分析芒市公路建设实际情况的基础下，制定出有针对性的防护技术及其施工方案，为当地人民带来更为安全可靠的出行服务，推进芒市和其他地区的经济文化交流。参考文献1 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