那山那水 ID：BJshuibao
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0 引言
随着我国公路建设由省会城市、沿海城市向山区的推进，施工中遇到一些新的问题和技术难题。在山区公路施工中，往往需要进行深挖高填，于是边坡的稳定性问题成为了山区公路工程建设的重中之重；另一方面，山区地形地貌复杂，难以全面掌握地质状况，同时施工条件恶劣，加大了路堑高边坡施工的难度，施工质量难以保证并直接影响后期的运营安全[1]。山区一般植被茂盛，覆盖率较高，但是随着路堑的开挖，导致坡表原有的植被被破除，后期如果不进行防护，使坡表裸露在大气环境中，在受到降雨、温度变化、光照等外界因素作用下，表层土体不断风化，容易导致坡表水土流失，如果雨水渗入坡体内部，在可能发生冻胀的地区还会出现冻胀与溶陷，破坏边坡加固措施；另一方面，雨水渗入坡体内部，土体被浸湿后，其强度会明显降低，且容重增加，进而导致下滑力加大，同时雨水也会润滑滑动面，降低滑面的抗滑力，最终导致边坡发生失稳破坏，危及公路的安全运营。在新疆等地区，还需要考虑防风固沙 [2]。
本文首先结合国内外边坡防护技术现状，对常用路堑边坡生态防护技术和防护设计原则加以介绍，然后就植被护坡的作用机理进行研究。
1 边坡防护技术的发展与设计原则
发达国家对公路边坡防护技术的研究起步较早，在长期的工程实践中积累了较多经验，已由传统的工程加固发展成工程防护与生态恢复相结合的综合防护体系。其他各国也逐渐开始这方面的研究。当前的边坡防护已由过去的普通绿化发展成集生态、环保、人文、景观一体的现代防护设计理念，并取得较多的成果。随着液压喷播技术、客土喷播技术、生态水泥喷附、厚层基质等技术的出现，提高了防护的适用性，解决了岩质边坡生态恢复的难题。
在山区公路修建过程中,会对自然环境产生较大的破坏，因此在加固边坡的同时还需要兼顾生态恢复。边坡的防护设计需要结合待建公路的等级、气候环境、地质条件、地形地貌以及当地的原材料供应等来确定防护形式，做到因地制宜、就地取材、经济适用、景观兼顾。因地制宜，即要求结合工程实际，确定边坡防护形式和施工工艺；就地取材，即所选的工程材料尽量能在当地获取，包括建材和植物，比如在石料丰富的地区可以优先选择石料砌筑的方式；经济适用，即工程防护形式应结合项目投资，花最少的钱办最多的事，在满足质量要求的前提下，合理控制投资；景观兼顾，即在进行生态设计的同时考虑其景观效果[3]。
2 防护机理
（1）加固作用
加固作用主要有两种。一是生态护坡所结合的工程防护，比如骨架防护中的骨架、框架、三维网等对坡表的加固作用。在植被没有发挥作用的初期，工程防护可以起到加固坡表的作用，防止雨水对边坡表面产生较大冲刷，造成水土流失。二是当植被生长发育后，植被根系深入土体，包裹土体，起到锚固、加筋的效果，木本植物的深根可以将坡表的下滑力传递到深部土层，起到锚固的作用。根系延伸范围内的土体与根系形成根-土复合体，根系可以视为带预应力的三维加筋材料，增强土体的抗剪强度，提高边坡的整体稳定性。
（2）边坡水土保持作用
防护边坡发挥水土保持的作用主要体现在两个方面：一是工程措施自身的作用，比如浆砌片石防护，能提高地表的粗糙度，降低坡表径流流速；二是植被生长发育后所发挥的作用，首先是植被的茎叶对降雨进行消能作用，避免雨水直接冲击坡表土体，其次植被还可以减缓坡表径流的流速，减少对坡面的冲刷，再次植被根系可以对其附近的地表水起到导流的作用，将多余的水分引入透水层，另 外植被的蒸腾作用可以有效减少坡体内部的水分，降低超孔隙水压力，提高土体强度。
（3）生态恢复作用
开挖后的坡表，尤其是岩质边坡，不适合植被生长发育，可在坡表铺一层适合植被生长的有机质土，为植被生长发育提供最初的生长环境。在选择植被时，首先种植可快速生长的草本植物，利用其对土质进行第一步改造；然后，选择灌木，对坡表土体进行深一层的改造，为木本植物的种植创造条件，逐渐形成“乔-灌-草”相结合的空间系统，加速恢复被破坏的生态环境。
（4）防风固沙
在新疆地区，对边坡进行防护设计，还具有防风固沙的作用。植被覆盖的边坡，可以降低风速，防止风蚀作用。另外，植被还可以改善土质，从根本上解决流沙现象。
3 防护技术
与边坡加固技术不同，防护设计是针对边坡表层土体所进行的加固设计，具体可以分为工程防护和生态防护。
3.1 工程防护
工程防护包括抹面防护、捶面防护、喷砂浆或喷混凝土防护、勾缝和灌浆四种形式。抹面防护技术适合处理各类易风化的软岩，比如千枚岩、页岩等路堑边坡，目的是隔绝大气，延缓风化，材料可以是水泥浆、石灰浆等；捶面防护与抹面防护的作用接近，材料也大致相同，适用于易冲刷的土质或者易风化的岩质路堑边坡；喷浆（砂浆或者混凝土）防护适用于边坡表面土体易风化、岩石破碎的情况，其作用是使封闭坡表的节理裂隙，防止雨水侵入坡体。
3.2 综合防护
公路路堑边坡防护通常需要结合加固设计进行二次设计。常用的综合防护技术有：框架内六角空心砖植草护坡、三维网植草护坡、骨架植草护坡，湿法喷播技术、客土喷播、高次团粒喷播等。
（1）六角空心砖植草护坡一般用于土质路堑边坡、强风化的岩质边坡，坡度不大的边坡。在六角砖内进行植草，可避免坡表冲刷。由于六角砖呈蜂巢状，具有景观效果，但是其自重较大、造价偏高。
（2）三维网植草护坡技术工程造价低、景观护坡效果好，初期投资小，适用于公路等线状工程防护，而且施工速度快，植草后，可以恢复生态环境，改善公路小环境的生态，但是其后期养护维修困难。
（3）骨架植草护坡是利用混凝土、浆砌片石（块石）等材料做成人字形、菱形、方格形等形状的骨架，并在骨架内植草恢复生态的防护形式，适用于坡体整体稳定的情况，不仅可以防止雨水对坡表的冲刷，还可提高坡表的粗糙度，消耗坡面水能量。
（4）客土喷播技术，如图 1 所示，首先在边坡上挂网（材料可以是金属、钢筋、高强塑料），然后利用压缩空气将混合料喷射到边坡表面、混合料中有肥料、保水剂、黏合剂、有机物等、客土喷播解决了岩质边坡防护困难的问题，其施工速度快，效果好，但是造价高、工艺复杂。 现将常用的几种生态防护技术统计于表 1。
4 结语
本文首先针对国内外边坡防护技术的发展现状，探讨了防护设计的基本原则，然后重点分析了植被护坡的作用机理，最后介绍了常用的路堑边坡防护技术。总之，当前生态恶化产生较大的负作用，人们对公路工程建设过程中的生态恢复也越来越重视，提倡坚持“不破坏就是最大的保护”的设计理念，同时在路堑边坡设计时，应根据边坡的地质特征，因地制宜地进行防护设计，使工程防护与生态防护相结合，实现生态恢复与地域文化传播相结合。
THE
END
文章来源：《公路路堑边坡防护技术应用》
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