高速公路边坡生态防护技术分析

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:金正
[导读] 摘要:高速公路边坡防护是项目建设的重要组成部分,对公路建设质量有直接影响。
        武汉恒顺通勘察设计有限公司  湖北武汉  430050
        摘要:高速公路边坡防护是项目建设的重要组成部分,对公路建设质量有直接影响。绿色边坡的构筑不仅是边坡稳固的需要,也是环境保护的需要。做好边坡稳固的同时,修复好被破坏的生态环境,处理好经济发展和生态保护之间的关系,是遵循科学发展观有力体现。文章以边坡生态防护技术为研究对象,探索了其主要防护措施,以供借鉴。
        关键词:高速公路;边坡;生态防护
        1高速公路堑坡防护存在的问题
        现阶段,高速公路路堑边坡存在问题主要有:(1)边坡的开挖深度大。随着高速公路建设重心逐步从经济发达地区转向欠发达的山区,地形、地质条件成为路堑边坡设计时的核心因素。山区高速公路的修建,往往存在大量深挖路堑,边坡高度大、段落长、地质结构复杂使得边坡稳定性存在极大的不确定因素。边坡过陡时会出现自身稳定性不足,边坡过缓则会征用大量宝贵的土地资源。(2)设计边坡的不合理。设计人员在进行边坡设计时,往往难以全面的了解边坡岩土特性,所制定的处理方案不符合实际情况,导致边坡失稳,影响线路安全运营。(3)植被覆盖不足的边坡受强降雨及地震等外部因素影响,易诱发地质灾造成边坡失稳,甚至出现大面积垮塌。我国南方地区雨水充足,持续降雨会使土体饱和,自重加大,土体内粘聚力明显降低,影响结构的稳定性;北方虽然雨水较少,但风沙较多、日照强烈,岩土层风化速度较快,易出现坍塌。在运营期出现边坡垮塌直接影响线路运营,处治难度较大。
        2高速公路边坡生态防护理念及其意义
        在以往高速公路边坡设计工作中,为了提高边坡稳定性,保证公路运营安全,设计人员通常更注重坡面封闭处理,采用大量圬工防护。这一防护形式具有投资成本高、工程量大、施工便捷等特点,但与周围的自然环境不协调,难以达到绿色公路的效果,在目前的高速公路边坡防护中逐渐被淘汰。
        新形势下,高速公路边坡防护新理念提倡以边坡稳定为基础,采用绿色防护措施。绿色防护不仅能够美化环境,使得公路的建设与周围环境相适应,协调统一的感官效果,更能够恢复植被、防止浅层破坏,起到稳定坡面的重要作用。
        2.1保护植被
        在高速公路建设过程中难免会破坏既有生态环境,而通过边坡生态防护技术可以最大程度恢复植被,从而尽量补偿被破坏的生态系统。这样能够减少水土流失,保护公路周边的生态环境,减少因植被破坏导致的一系列生态问题。
        2.2提高坡面稳定性
        在设计过程中若不注重使用边坡生态防护技术,施工完成后将会有大量的土壤直接裸露,经过长时间的雨水冲刷,坡面稳定性将持续降低。而在建设过程中使用边坡生态防护技术,通过植被种植等方式来稳固坡面,在暴雨等极端天气下能够减缓雨水对坡面的冲刷,让边坡能够持续稳固,避免影响行车安全。
        2.3实现更好的生态效益与社会效益
        绿色边坡的建设,不仅可以美化环境,沿途的美景更能让驾乘人员心情愉悦。因此边坡生态防护技术的广泛应用让公路环境更加美观,让生态环境更加优美,实现良好的生态和社会效益。
        3高速公路边坡生态防护技术分析
        3.1三维网植被防护技术
        三维网在边坡防护中的作用,主要是为植物营造生长的基础,通过自身地上植株和地下根系的生长,减缓水流的冲刷,逐步起到稳固坡面的作用。三维网适用于土质、全风化及强风化软质岩石边坡。
        这一防护技术的应用,可以发挥固土消能作用,创造了更为理想的景观效果。由于三维网植被防护的技术优势明显,在高速公路高边坡防护时,应用较为普遍。三维网施工时需要利用U型钉固定,施工完成后整个坡面被有效覆盖。U型钉采用钢筋制作,坡面钉间距为100cm,在沟槽内钉间距为75cm。U型钉钉设完成后应对沟槽进行填土压实。三维网表层覆土应以肥沃表土为宜,优先采用清淤、清表土体进行客土回填。为保证覆土充满网包,且不压包,应分层多次填土,且洒水浸润,至网包层不外露为止。草种应选择当地已有成熟物种,并采用两种以上草种(含同种不同品种)进行混播。

施工完成后,应对坡面进行不少于45天的前期养护,主要为定期洒水养护、病虫害防治、视植物生长需要及时追肥等。在雨季施工时,为使草种免受雨水冲失,可采用无纺布或稻草、秸秆编织席等覆盖坡面。为保障良好的施工效果,应选用优质的三维网材料,并需要做好坡面的清理工作。
        3.2土工织物生态防护技术
        土工合成材料具有结构性能好、不易降解、质量较轻等优势。将土工合成材料与植物草种混合用于边坡防护,在施工质量和造价方面都具有明显优势,常用的土工织物生态防护形式包括土工格室、土工布等。
        土工格室主要是由高强的土工合成材料经焊接所形成的网状格式结构。施工中,将这些网状格式结构的土工格室铺设在边坡上,这种防护结构不仅可以实现对边坡的加固,还能够在边坡上创造绿化景观。土工格室植草防护多用于坡度相对平缓的岩石路堑边坡中,为保障良好的施工效果,作业人员应规范安装锚杆,并向土工格室填充客土。
        生态袋护坡技术的应用解决了传统边坡防护出现的问题,通过装满基材的布袋给植物生长提供空间和养料。多个生态袋堆砌,能有效治理边坡水土问题。植物生长成熟后,还能改善边坡周围的环境,提升植被覆盖率,边坡也更加稳固。生态袋有透水、透气但不透土的特点,即使外界环境条件有限,仍能建立起小型生态,在边坡防护中有较高的应用价值。安装生态袋时,要控制生态袋的密度及压实度,防止基质的渗水性不足,砌生态袋时要注意彼此间的缝隙处理,以免影响植物的生长。
        3.3客土喷播技术
        客土喷播技术是指利用镀锌铁丝网固定于坡面,采用团粒剂将客土加以团粒化作为植物生长的基础。该技术广泛用于高速公路石质边坡,可以在路基边坡形成耐水、透气性好的多孔稳定土壤结构,起到较强的坡面防护作用。
        客土喷播施工时应按设计布置锚杆孔位,由于喷基材植被中的锚杆均较短,可采用风钻打孔、常压注浆,锚杆钻孔孔眼应垂直坡面,孔径50mm。锚杆为沥青防腐锚杆,主锚杆长1.0m,直径为12mm,辅锚杆长0.5m,直径为10mm。锚杆采用水泥砂浆固定,水泥砂浆应填满钻孔并捣实,锚头处用钢或塑料垫板上螺母固定。喷射基材混合物前必须充分湿润坡面,并间隔1m设置一个厚度控制标桩,以保证喷射厚度达到设计要求。喷枪应与受喷面垂直,避免仰喷,凸凹部及死角部分要充分喷满。控制风压、风量,保证枪口风压在4500~5500Pa的范围。喷射时应按从左至右、从上至下的顺序进行,确保无漏喷。施工完成后应用高压喷雾器将养护水成雾状均匀的湿润坡面基材混合物,注意控制好喷头与坡面的距离和移动速度,以防高压射流水冲击坡面形成径流冲走基材混合物及种子,影响发芽。施工完成后也应及时做好养护措施,以保证植物成活率不低于设计要求。
        3.4植生混凝土护坡技术
        植生混凝土防护边坡是一种新型的多功能绿色环保防护技术,既能保证防护强度,还能与环境相适应。植生混凝土结构组成要素包括多孔混凝土、保水材料、肥料等,其中多孔混凝土具有良好的透气性,属于植生混凝土的基本骨架结构;保水材料是由有机质保水剂和无机保水剂混合所得,其作用是为草种生长提供水分。从功能上讲植生混凝土具有多种类型,根据目前工程实际应用情况,可分为植物型多孔纤维混凝土和抗冲刷型植生混凝土两种类型。
        植物型多孔纤维混凝土,孔隙率高,具有一定的强度和耐久性,施工速度快,施工技术简单,养护方便。适用于高速公路边坡、城市道路坡面的绿化。
        抗冲刷型植生混凝土,能防止雨水冲刷边坡,成本低,适用性强,岩质边坡亦可应用。
        4结语
        在高速公路工程建设阶段,做好边坡防护极为关键。采用因地制宜、生态环保的绿化方式,不仅能够有效提升高速公路边坡的稳定性,更能够营造景观带,提升其生态功能。
        参考文献:
        [1]鲁祥.高速公路工程边坡防护设计[J].绿色环保建材,2021,(05):77-78.
        [2]吕胜彪.三种高速公路路基边坡生态防护技术对比分析[J].交通世界,2021,(10):56-57.
        [3]刘新秀,谭强.高速公路高边坡防护技术及工程应用研究[J].工程建设与设计,2021,(01):72-74.
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