摘要:结合石安高速公路石家庄段的地质情况及采用的边坡防护形式,主要介绍了边坡防护的类型、方法及优缺点。
关键词:高速公路 边坡 防护
石安(石家庄—安阳)高速公路全线按平原微丘区标准设计,主体工程于1994年8月开工,1997年12月全线竣工通车,全长216.05公里,沿线土质大多属于砂土和亚粘土。由于高速公路的边坡需要开挖或填筑,这样就破坏了原有的植被覆盖层,导致边坡不稳定,再者由于坡面没有任何的加筋处理,在暴雨和径流的冲蚀下极易导致坡面破坏,进而影响高速公路的行车安全。因此,边坡防护问题在高速公路建设中有着至关重要的地位。高速公路的边坡防护大致可分为植物防护和工程防护两大类。
一、植物防护
植物防护是利用植物的根系来稳定边坡、用植物的茎叶来保护边坡的一种护坡形式。目前,植物防护是公路生态环境建设的主要方向和趋势,植物的茎叶能有效地防止雨水直接滴溅到土壤上产生径流破坏边坡,防止其被冲刷坍塌,同时能创造良好的景观效果。
植物防护的方法是在坡面上植草、植树,通过植物根根相连、盘根错节而形成的庞大的根系在表层土壤下构成巨大的网状结构,使地表层的土壤形成不同深度的牢固的稳定层,有效地防止水土流失,对边坡起到很好的固结作用,从而阻挡边坡被冲刷和坍塌,使边坡稳定。另外,植物的叶子还能减缓雨水对边坡的直接冲刷,并能美化环境,给行驶高速公路的司乘人员提供一个很好的视觉效果,石安高速公路石家庄段所处的位置属于平原地区,且土质和气候比较适合植物的生长,边坡防护主要采用种植紫穗槐和地锦两种植物,它们的固土效果都很好,对边坡防护起到了很好的作用。
紫穗槐防护:紫穗槐属豆科类落叶灌木。高1-4m,丛生,侧根发达,萌芽力强,喜光、耐寒、耐旱、抗风性极强,每丛可萌生20~30根枝条,丛冠幅宽可达1.5米,并且紫穗槐枝条柔韧细长,干滑均匀,没有节点,是编织筐、篓、篮和造纸的好材料;紫穗槐的根系可盘结在2平方米见方、深30厘米的表土层中,20年不衰老,它的枝叶繁密,不但可以保护边坡还能滞留大量的烟尘。另外,紫穗槐还对土壤没有过多的要求,无论是肥沃还是贫瘠,它都能顽强地生长,具有很强的抗病、虫,抗烟和抗污染能力。在保护公路边坡,美化环境,减少污染等方面有着明显的作用,同时紫穗槐根部含有大量根瘤菌,可减轻土壤盐化,增加土壤肥力,对边坡来说可谓是一次种植,永久防护,堪称是固坝护坡的“活钢筋” 。
地锦防护:地锦,俗称爬墙虎。是耐寒、耐旱、耐贫瘠、不怕强光辐射的落叶藤本植物。地锦占地少、生长快,绿化覆盖面积大,一年生长可达3---5米。一根茎粗2~3厘米的藤条,两年内绿化覆盖面积可达30~50平方米。它枝条粗壮,卷须短,分枝多,枝端长有吸盘,抓壁能力极强,地锦的蔓爬上边坡后用分泌的黏液死死地吸附在坡面上,植株借此顽强地向前生长。地锦的叶片密实,可以减小雨水对边坡的直接冲击;发达的根系可以固着边坡,使边坡稳定。从生态环境上说地锦还具有降噪吸尘、降温吸湿、美化、绿化环境的作用。地锦对土地要求不严,无论贫瘠还是肥沃都可种植,但怕积水,是种植在公路边坡上再合适不过的攀缘类植物。地锦在春夏两季枝叶茂密,郁郁葱葱,尤其在七、八月间,由于温度和湿度都比较适宜植物生长,地锦生长更快,几乎每周都要修剪一次,秋天到来,绿叶变橙变红,色彩斑斓,赛过香山红叶。
二、工程防护
工程防护主要是利用堆砌混凝土、预制块或其它材料对边坡进行的防护,当公路地质条件恶劣,不宜用植物进行防护或植物防护达不到保护边坡的目的时,可采用工程防护,目前常用的工程防护方法包括:浆砌片石、干砌片石、水泥混凝土预制块防护等,它的优点是能大面积的覆盖边坡,有效地防止水土流失、封闭性好、坚固耐用,缺点是随着时间的推移,表面也会出现风化、破碎和剥蚀的演变过程,而且成本高、光秃秃的视觉效果差,影响公路的景观与生态环境等。石家庄工区养护范围内的工程防护主要用于桥头路堤的边坡防护。
由于高速公路桥头填土普遍较高,路堤如得不到有效的防护,则边坡易被冲刷,甚至淘空,导致台后填土流失,危及桥梁安全,影响行车的安全和舒适,为此,石家庄段的大中桥桥头两端20---30米长的边坡均采用10cm砂垫层,其上满铺厚30cm7.5#浆砌片石的护坡。砌筑时,要选最小边长及中部厚度不小于15cm的片石,先将片石表面清理干净再浇水润湿。从边坡坡脚开始,由下而上铺砌片石,并与坡面保持平行,片石间砂浆应饱满,粘结要牢固。各工作层竖缝应相互错开,不得贯通。砌体勾缝采用凸缝,勾缝前清除表面粘结的砂浆、灰尘、杂物,并润湿表面。勾缝宽度保持一致,不得出现漏缝、开裂和脱落现象。砌体在砂浆初凝后,及时洒水覆盖养生7---14天。坡面砌体应平顺、无错台。
三、在高边坡或陡边坡路段,单纯用植物绿化来护坡总担心边坡不好固定,而用工程防护造价又比较高,在这种情况下取一个折中的方案,即采用圬工骨架植草的护坡技术,就是用混凝土预制块(或浆砌片石、干砌片石)在边坡上做成拱形、方形或菱形等形式的骨架,在骨架内植草的方法。例如石安高速公路石家庄段北互通各匝道的边坡,填土高度均在10米左右,如果直接在边坡上植草,由于边坡过高,植物有可能被雨水冲走,在边坡上留下冲沟,甚至大面积冲毁边坡,因此,我们采取了在边坡上用混凝土预制块做成菱形骨架的形式,再在骨架空间内植草,该方法能有效地利用骨架分散坡面的雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护骨架内植物的生长。且该技术施工简单,外观整齐,造型美观,具有边坡防护和绿化的双重效果,且工程造价也适中。同时在边坡上加宽了急流槽的宽度,增加了密度,这样既保证了这段高边坡的排水顺畅和边坡稳定,又使司乘人员行驶匝道时有一个视觉享受。
结束语
边坡防护是高速公路养护施工的重要内容之一,在防护过程中一定要根据工程位置的地形、地质、土质及当地的降水等具体情况综合考虑,因地制宜的选择经济、美观、合理、实用的防护措施,既要保持生态环境的相对平衡,又要达到美化高速公路的目的,确保高速公路的边坡稳定和行车的安全。