浅谈黄土地区路堑边坡防护处治技术

陈兴刚

摘 要：近年来，全国的高速公路建设发展迅速，为了响应国家节约工程建设用地号召，也为了降低征地拆迁难度，高速公路从设计上就重点考虑了充分利用山区路段。在地形、地质复杂的山区修建高速公路，路堑工程在所难免。多年来，黄土地区路堑工程的边坡失稳问题一直是公路建设者们关注的重点和难点。路堑开挖，边坡坡度的选择不合理、边坡防护形式的设计、施工不当、路堑顶部排水问题解决不好等均会造成路堑边坡失稳。而一旦出现边坡失稳，势必会造成人的生命安全、财产安全及通车运行的中断。本文就结合宁夏南部山区已通车运行的多条高速公路施工心得及通车运行后对路堑边坡稳定性调查结果阐述黄土地区路堑边坡防护处治技术。

关键词：黄土地区 路堑边坡防护 处治技术

中图分类号：U416.14 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

1 黄土地区路堑边坡防护现状调查

通过对穿越宁夏南部山区的高速公路及地方道路的调查发现：（1）浆砌片石护面墙，浆砌片石排水沟均出现勾缝砂浆脱落，相邻片石之间缝隙较大。（2）因设计缺陷，截水沟和平台排水沟施工不到位，未能将雨水导入坡脚边沟，造成部分坡体受雨水冲刷严重，形成洞穴，局部路段已出现坍塌现象。（3）锚杆框架设置路段坡体整体稳定性较好，但框架内安装的实心六棱砖却有不同程度的塌陷。（4）未设置防护措施或者植草防护未被充分重视的路段，多处出现凹槽和洞穴，严重者出现不同程度的滑坡。（5）彭阳至青石嘴高速公路路堑边破稳定性较高，边坡植树植草存活率较高，植被覆盖面积较大。

2 路堑边坡防护病害分析

2.1 黄土地区路堑防护病害

（1）坡面风化与冻融剥蚀，坡面冲刷，形成洞穴。由于黄土的湿陷性和遇水极其敏感性，使得黄土原有结构遭到破坏，在自重和附加应力的作用下下沉，而且其隐蔽性极强，无方向性，难以发现和根治。（2）黄土路堑边坡变形和坍塌。路堑边坡开挖，破坏了原有的生态环境，破坏了原有的排水系统，尤其是使得部分地表裸露。但凡遇到连续降雨天气或者突降暴雨天气，路堑边坡表面土层极其容易饱和软化，从而引发边坡坍塌。（3）黄土路堑边坡滑坡。防护措施不到位，黄土路堑边坡长期裸露，长时间受雨水侵蚀，容易造成路堑坡脚形成空洞。而这种洞穴一旦渗水，极其容易引发突发性的山体滑坡。

2.2 出现病害的原因分析

（1）黄土的颗粒组成以粉粒为主，孔隙率一般在35%～60%之间，且西北地区的黄土孔隙率更大。黄土的湿陷性和弱抗冲性是黄土路堑边坡产生病害的主要原因。（2）边坡变形是黄土路堑边坡产生病害的重要原因。（3）刚性防护本身的自重过大，与路堑边坡镶嵌力较小，受雨水渗透，是诱发路堑滑坡病害出现的直接原因。

3 结合自然地形，快速恢复生态环境

3.1 路堑边坡常规开挖设计

宁夏新建高速公路路堑边坡设计横断面大都为：路基宽度24.5m，路堑坡脚设计分别为为浅碟形边沟和60cm×60cm浆砌片石边沟，一级边坡高度为8m，坡率为1∶1.5，防护形式为浆砌片石护面墙，一级边坡顶设反向坡度为3%，宽度为2m的平台，在平台上设置40cm×40cm浆砌片石平台排水沟，二级以上边坡坡率均为1∶1，部分段落设计为锚杆框架防护，框架内安装实心六棱砖，其余部分不做防护设计。从边坡设计坡率及防护形式不难看出，设计原则是对新开挖路堑进行加固处治从而达到稳定边坡的效果。然而，正是因为路堑开挖，原有的山体平衡已被破坏，单靠此种表层加固是不能有效保证山体长期稳固的。

3.2 结合原有地形，改变路堑边坡开挖方式

根据调查发现，黄土山区山体自然坡度可以分为两种，一种是自然坡度小于1∶1.5，为陡坡；另一种是自然坡度大于1∶1.5，为缓坡。结合彭青和东毛高速公路部分路段边坡处治经验，建议如下。

（1）原地形为缓坡路段或者孤立山体（自然山体坡度大于1∶1.5）的路堑边坡处治技术。路堑开挖时，边坡坡度尽可能地保持与原有山体坡度一致，坡顶至坡脚只设一级边坡，在边坡上开挖按照高度1m，宽度1m设置平台，平台设置反向3%的横坡，在边坡坡脚设置0.5～1m的挡土矮墙。借鉴西北地区退耕还林的成功经验，在平台上种植与原山体已存活相同的树种和草种。为了防止新开挖路堑边坡早期植被覆盖面积小，新开挖边坡受雨水冲刷，可以在两级边坡之间的位置先播种草籽后干砌卵石，待植草发芽并完全存活后，依靠草、树的根系缠绕、固结土壤，从而达到边坡的稳定。干砌卵石的目的主要有防止雨水直接冲刷新开挖边坡表层土壤形成凹槽和洞穴，还可以保持水分，便于种植草生长。

（2）原地形为陡坡路段（自然山体坡度小于1∶1.5）。自然山体坡度为陡坡的路段在施工中比较常见，在路堑边破开挖时，新开挖边坡满足设计规范要求的同时，可借鉴的办法是：缩小单级边坡高度，将常规的一级边坡高度8～10m缩小为4～6m，二级以上边坡6m缩小为2～3m，将常规的一级边坡坡率1∶1.5缩小为1∶1，将二级以上边坡坡率1∶1缩小为1∶0.75，两级边坡之间的平台可适当加宽，依然设置成反向3%的横坡，平台排水沟可选择现浇混凝土浅碟形边沟形式，浅碟形边沟外侧与路堑边坡坡面形成2%的横坡。要求平台边沟必须做好纵坡处理，并施工到路堑坡脚，然后导入用于排洪的涵洞。在各级平台上种植与原山体同类树木。在两级边坡之间新开挖边坡上固定土工格室并在框格内种植草籽。

3.3 路堑边坡施工过程中做好排水设施，增设蓄水池

以上两种形式的路堑边坡防护处治措施对于后期边坡的稳定性都有较好的效应，但因为毕竟属于新开挖路堑，即使采取了植物防护措施，但早期的植物覆盖率依然很低，不能够阻止雨水冲刷边坡表层土壤，因此，加强路堑边坡的排水设施尤为关键。根据施工经验，除了在坡顶设置截水沟、天沟及平台排水沟外，还应该加设坡面急流槽，将急流槽底部设计为台阶式。这样做的优点是：分散排洪，减小陡坡洪水冲力，降低雨水对排水设施的破坏。另外，在汇水面积较大的坡脚以外位置增设蓄水池，收集雨水，為干旱季节植物防护提供必要水资源。

4 效益分析

4.1 经济效益

黄土地区，石质材料原本就匮乏，因此采用植物防护，可以节约施工成本。近些年，国家提倡保护生态环境，因此各地区植树造林面积逐渐增多，各林业单位就不同地质适合栽植的树种也有所研究，因此，黄土地区路堑边坡植物防护的费用相对较小。如若雨水充足，后期养护费用还会大大减小。

4.2 环境效益

加强植物植树、种草防护力度，增加植物覆盖路堑边坡面积，不但可以运用植物根系稳固边坡，提高边坡的稳定性，更能够利用树木茎叶美化高速公路，快速恢复生态环境，发展潜力较大。

5 结语

在黄土地区修建高等级公路，应特别重视黄土的特性，结合实际地质情况从路堑边坡病害入手，选择合理、可行、长效的防护处治措施。为了响应国家大力倡导保护生态环境的号召，也为了快速弥补因工程建设而破坏的生态环境，在施工中可加大植物防护处治措施。这不仅可以弥补刚性防护的不足，更是能美化公路、绿化环境。因此，植物防护作为一种新技术，在黄土地区，尤其是在雨水充足的地区，完全可以推广应用。

参考文献

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