山区公路岩质边坡柔性防护与生态防护问题探究

张海伟

（保定市保通公路勘测设计有限责任公司 保定 071000）

1 工程概述

某地政府为了缓解当地交通压力，为人们的出行提供方便，拟修建“油小线”公路工程，该工程全长8.21 k m，并在全线需要布置3座立交桥。该工程概况如下：

（1）土质特征。通过勘测沿线的地层和岩土性质得知，工程沿线的土质为第四系堆积物，主要土质类型为耕土、粘性土、红粘土，呈褐黑色和灰褐色，层厚为0.00～15.00 m之间。

（2）岩质特征。第一层为碳酸盐岩石地层，岩性为灰岩和页岩，岩体较为完整，强度高，单轴抗压强度为20.33～52.44 MPa。第二层为含煤线泥页岩地层，岩石节理发育，较为破碎，裂隙较多，强度较低，单轴抗压强度为15.2～20.33 MPa。

另外，该道路工程定位为景观路，不仅要确保整个工程建设质量，注重与周围自然环境的协调，为了保证公路边坡的安全，还需要采取相应的刚性治理措施，包括挡土墙法、锚固法、喷浆法等等。这些技术在公路工程建设中已经得到了广泛的运用，技术比较成熟，对工程加固，确保工程安全方面发挥着重要的作用。但也容易对周围环境带来较为严重的破坏，不利于环境保护工作。所以，为了改变这种情况，确保道路工程质量和道路美观，避免对周围环境带来破坏，有必要采取相应的柔性防护措施和生态防护方法。

本文主要围绕山区公路岩质边坡柔性防护和生态防护问题进行探讨。

2 边坡崩塌类型与项目路段特征

2.1 边坡崩塌的类型

人工开挖岩质边坡时可能会出现崩塌现象，主要有以下3种形式：①落石崩塌。容易在较陡的岩石边坡出现这种情况，表现为岩层节理、层理、裂隙发育，岩石容易滑动形成裂面。同时在渗水、冻胀作用的影响下，裂缝往往出现逐渐扩大的情形，再在降水的影响下，产生侧向静水压力，从而导致崩塌情况的出现。另外裂隙发育的岩体也容易出现这种情况，所以必须采取措施控制落石崩塌，确保行车安全；②滑坡崩塌。在外力作用下，岩层发生滑动，出现这种情况的主要部位为：路基、层间有软弱夹层的岩体、松散堆积物、层理面、节理面、断层面等。这种情况的出现往往造成大面积的破坏，严重影响车辆的安全通行；③流动崩塌。这种情况主要出现在大雨天，在大量降水的情况下，砂、岩屑、页岩风化土等受到水的冲刷而出现流动崩塌的情形，往往会给行车安全带来严重的影响，也破坏了公路工程沿线的景观［1］。

2.2 “油小线”路段边坡的类型与特征

勘察显示，“油小线”部分路段岩石是节理和裂隙发育，岩体破碎，岩层容易受到风化，形成软弱结构面。根据声波测井资料，对该路段地质情况进行分析，具体情况如下。上部岩石是二叠系灰岩，中风化强度，比较破裂，完整性系数K＝0.48；下部岩石为三叠系灰岩，弱风化，强度较高，完整系数K＝0.64；而结合部为顺向坡，严重影响边坡的稳定性。所以，必须根据具体情况，采取相应的防护措施，以防止出现崩塌现象，确保边坡的稳定，为安全行车创造良好的条件。

3 岩质边坡柔性防护与生态防护方案的实施

通过分析该路段边坡特征及可能出现的崩塌现象，考虑施工的实际需要和处理效果，决定在该路段采用柔性防护与生态防护方案。

3.1 岩质边坡柔性防护方案

通过对地质资料的调取，分析岩土体物理力学参数，结合该工程特征，决定采用柔性主动加固系统和锚杆锚固作为边坡防护手段，以实现对边坡的有效防护，确保边坡的稳定和行车的安全。该防护系统的工作原理是：采用常用的极限平衡理论，从抵抗岩土体滑动的基本功能入手，采取相应的措施，防止岩土体滑动，从而实现边坡稳固的目的。在柔性防护体系中运用柔性网代替以前的刚性结构，并与锚杆、锚垫板结为一体，以抵抗岩土体失稳下滑的反作用力，从而确保岩土体的稳定。根据该线路的具体情况，在边坡防护形式上选用GTC主动防护系统，该结构的钢丝强度高，高达1 770 MPa以上，同时采用了钢筋锚杆确保系统稳定。在GTC主动防护系统中，锚杆布置形式为梅花形，并且间距不受网状规格限制，在整个岩质边坡上，隔栅能够形成一个连续的网。同时，锚杆的布置形式，能够使得可能发生破坏的最大块体被限制在一定的范围内，防止岩体滑动，确保岩体的稳定［2－3］。此外，在系统的布设中，还需要施加锚杆预张拉，将锚杆拉紧。在锚杆上主动施加预应力，可以将锚垫板和隔栅压紧在坡面上，这种力能够调动滑动面摩擦阻力，不仅有利于岩土体的整体稳定性，还有利于锚杆的局部稳定性。另外，如果局部岩土体出现滑动破坏，隔栅必然发生变形以阻止滑动破坏的力，锚垫板把钢丝压紧，提供预张力，主动提供抗滑力，从而防止了潜在的破坏，确保边坡的稳定。

3.2 岩质边坡生态防护方案

该线路为景观公路，在工程建设中，不仅需要保证线路的安全，还应该满足人们的审美要求和环境保护的需要。结合当地的地形地貌、气候水文特征，在生态防护过程中可以采取以下措施。

（1）客土喷播。该技术措施在国外生态防护中运用得比较多，并且取得了良好的效果。具体的实施方法为：利用客土喷射系统将绿化基材、植物种子、植壤土、水等按照规定的比例进行搅拌，使其成为均匀的混合物，并按照设计厚度均匀地喷射到防护的石质边坡上，从而为植物的生长创造适宜的环境。客土喷播措施主要通过基材、锚杆、复合材料网、植被共同发挥作用，从而达到防护坡面的目的。该技术的优势和特点为：通过植被覆盖能够保护土壤免受雨水直接冲刷，阻止水流形成；在表土层形成根系，从而能够抑制暴雨侵蚀边坡，提高土体抗剪能力，有利于增强边坡的稳定性，提高边坡抗雨水冲刷的能力，进而达到对边坡有效防护的目的，确保公路工程安全，也起到美化周围环境的目的［4］。

（2）草包技术。将植物的种子播撒在2层布质或者纸质无纺布中间，制成草包，装土之后就能够长成草坪。在山崖之间形成具有特色的自然景观，既能够体现植物的顽强生命力，还能够起到美化环境的作用。

（3）轮胎固土。采取措施将轮胎固定在坡面上，在上面覆盖土并播种，从而形成类似挂网喷播的景观，达到美化周围环境的效果。

（4）植生带技术。将带有种子的植生带铺在坡面上，然后对其进行固定，从而能够形成景观，美化周围环境。

（5）喷混植生。这是一项新的技术措施，既具有边坡防护的效果，也具有生态绿化的作用［5］。它能够使植物在短时间内生长，并达到良好的绿化效果。具体的实施方式为：采用锚杆加固铁丝网技术，利用特制喷混机械将混合干料加水后喷射到岩面上，其中混合干料包括土壤、有机核心料、粘结剂、植物种子等，喷射到岩面上后能够形成10 c m厚的硬化体，从而实现对边坡工程的防护和生态绿化的效果。

4 岩质边坡柔性防护与生态防护实施效果

4.1 柔性防护方案的实施效果

在该工程施工中运用柔性防护方案，实现了对边坡的有效加固，边坡的抗外力干扰能力增强，整体稳定性增加，满足山区公路岩质边坡防护的需要，取得了令人满意的效果。

4.2 生态防护方案的实施效果

依托工程试验段，进行了一年的养护工作，并对生态防护效果进行了观测。在生态防护中运用混播植物，既有暖季型草种，又有冷季型草种，植被具有交替生长的特性，确保了坡面的四季常青，不仅促进了生态植被得到良好的恢复，还有利于水土保持，取得良好的防护效果。

5 结语

尽管刚性治理措施也能够保证公路边坡的安全，为安全行车创造有利条件，但它不利于生态环境的保护。而柔性防护措施改变了传统的边坡防护理念，不仅能够达到加固工程和保障边坡安全的目的，还尽量降低了对周围环境带来的不利影响。在整个柔性防护区域内，土体得到有效的保持，岩石稳固，并且还根据工程的具体情况，通过人工的方式植树种草，对周围环境进行绿化，从而实现了对周围环境的有效保护。今后在类似工程防护过程中，应该考虑工程的具体情况，灵活采取相应的边坡柔性防护和生态防护措施，确保工程的安全，保护周围的生态环境，提高山区公路工程建设的综合效益。

［1］ 王芝尧，张登藩.山区公路岩质边坡柔性防护与生态防护初探［J］.西部交通科技，2008（4）：81-85.

［2］ 林孝松，许 江，陈洪凯，等.山区公路高切坡整体安全评价方法研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2011（4）：718-722.

［3］ 侯连君.高等级公路岩质边坡稳定性分析和生态防护设计研究［D］.长沙：湖南大学，2004.

［4］ 刘相逵，谢 锴.吉怀高速公路岩质边坡生态防护浅析及新技术应用［J］.公路工程，2011（3）：161-166.

［5］ 李 纯，李从昀.北京地区公路岩质边坡生态护坡中喷混植生技术的适宜性研究［J］.交通环保，2012（1）：41-45.